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抗震支架如何計算垂直荷載和水平荷載

2019-03-26

抗震支架
抗震支架的垂直荷載和水平荷載是怎么計算的呢?荷載是使支吊架產生內力和變形的外力及其他因素。因此計算支吊架的荷載至關重要,那么如何去計算呢?荷載的作用方向為垂直方向和水平方向,因此也分為垂直荷載和水平荷載。支吊架所承受的荷載必須是符合標準的,否則負荷易發生問題。建筑結構設計時,對不同荷載應采用不同的代表值。
何為垂直荷載?
也就是垂直方向所受到的作用力,可分為基本垂直荷載和可變垂直荷載。
基本垂直荷載
管道支吊架所承受的管道重力、介質重力、保溫層等附件的重力等永久性荷載。
可變垂直荷載
管道所承受的活荷載、沉積物重力和發生地震時所應該承受的特殊變化的荷載。
垂直荷載計算
抗震支架基本垂直荷載計算,可先將復雜的管道支架體系近似的看作簡支梁,根據受力分析,管架B所承受的基本垂直荷載為GB=(GL1+ GL1)/2因管道支吊架在一個工程里數量種類繁多,不可能一一計算,為此我們只需考慮同類型支架的最不利受力狀況即可,根據管道支吊架的最大允許跨度來計算最不利支架,此時就只需計算長度為最大允許跨度L的管道、介質、保溫層的重力GB即可。其重力方向的計算荷載為G=αGB (α=1.2~1.4)
何為水平荷載呢?
管道水平方向的荷載是作用在管架上的水平推力,根據支架類型可分為活動管架上的水平推力和固定管架上的水平推力。
水平荷載計算
a.活動管架水平推力主要來自管道摩擦力,吊桿水平推力可忽略;水平推力即為管道摩擦力f=μG(μ為摩擦系數,G為管道垂直荷載)
b.固定支架的水平推力主要來自補償器的彈性變形力。采用補償器補償的管道,其作用在固定管架上的水平推力為補償器被壓縮或拉伸所產生的反彈力。水平推力=補償器反彈力T=ηΔL(η為補償器的彈性模量,ΔL為補償器發生的變形長度)
采用自然補償的管道,是利用管道的自然彎曲形狀所具有的柔性以補償管道的熱脹和冷縮位移。
固定支架變形管道長度為L,補償臂管道長為Lb 管道安裝溫度按t1℃考慮,管道工作溫度為t2℃,故鋼管材質的管道會在溫度變化下縮短ΔL=α×ΔT×L(式中α為鋼管的線膨脹系數,ΔT為溫差,L為固定支架變形管道長度),所以作用在管道補償上的推力為T=3ΔLEI/Lb3(E為管道的彈性模量,I為管道的慣性矩)
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