管道支吊架的受力情况复杂,工作条件多变,而且常常受到安装位置的限制。应在全面考虑和分析管道支吊架的受力和工作条件的基础上,结合结构要求、施工和使用经验进行设计。在保证使用安全可靠的前提下,把复杂多变的载荷条件加以合理的简化,设计既安全可靠又尽可能接近实际情况的力学模型。用相应的计算公式按刚度、强度或稳定性条件进行核算。
(1)强度条件 管道支吊架所有构件薄弱环节处的最大应力(或联合作用时的最大组合应力)应不超过设计温度下相应的许用应力值。应注意不要漏掉各个管道支吊架构件的强度控制点,并注意支吊架构件设计温度、材质、许用应力以及荷载组合的确定。
(2)刚度条件 固定支架和限位支架的最大挠度应不大于梁的计算长度的0.2% ,且不大于1.6mm。其它支架的最大挠度应不大于梁的计算长度的0.4%,且不大于3.2mm。如果管道支吊架的刚度条件不满足,其承受管道荷载,限制管道位移和控制管道振动的作用就会大打折扣,甚至不起作用。管道支吊架增加其生根件及其生根处的结构构件刚度的措施有:在受力方向上加斜撑或斜拉杆;加大辅助梁、柱的截面回转半径;对生根梁、柱加肋;靠近结构节点等。
(3)稳定性条件 应把管道支吊架中的轴向受压杆件定为中柔度杆,对于碳钢杆件,取其极限长细比入=120。对于双肢悬臂或三角支架应考虑水平荷载的作用和支架的侧向稳定,考虑采取诸如在双肢型钢之间加斜撑的措施以增加其侧向稳定性。
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