1、荷載計算管道水平推力管道水平推力作用對象分為：活動管架和固定管架?；顒庸芗埽ú话ㄖС杏姓駝庸艿赖墓芗芎涂缭绞焦芗埽┏惺芄艿琅蛎洉r產(chǎn)生的水平推力（當(dāng)該推力大于摩擦力時，管架承受摩擦力），按規(guī)范所述滿足下列條件之一即可不考慮管道的水平推力：常溫管道，介質(zhì)的溫度不超過40；管道根數(shù)在10根以上，最高溫度（包括掃線溫度）低于130；主要熱管（指計算某構(gòu)件時，對該構(gòu)件產(chǎn)生最不利水平推力的那根管道）重量與全部管道重量的壁紙小于0.15。管道與管架之間具有相互制約作用，管道對管架除作為荷載作用外，尚應(yīng)考慮其對管架的約束作用，當(dāng)管架上敷設(shè)3根或3根以上管道時，中間管架軸向水平推力的牽制系數(shù)，必須考慮由于每根

2、管道水平推力不同時出現(xiàn)，及各管道溫度不同時升高等因素，對管架變形或摩擦力產(chǎn)生的影響，其牽制大小取決于主要熱管所占比例，可根據(jù)規(guī)范給出的表格確定。但是，由于管道水平推力涉及的因素較多，上續(xù)專業(yè)一般不會提供足夠的計算條件，水平推力在委托中一并給出，對于水平推力，應(yīng)和上續(xù)專業(yè)溝通一下，確定水平推力是否是上續(xù)專業(yè)按應(yīng)力計算而得出的，如果不是，則應(yīng)根據(jù)規(guī)范的要求進(jìn)行折減。固定管架的水平推力為管道補(bǔ)償器彈力和活動管架的反作用力，設(shè)計時可根據(jù)配管專業(yè)提供的水平推力，并考慮兩側(cè)活動管架的不平衡水平推力。風(fēng)荷載管架風(fēng)荷載分為：管架橫向風(fēng)荷載和管架縱向風(fēng)荷載。管架橫向風(fēng)荷載包括管道風(fēng)荷載、縱梁或桁架的風(fēng)荷載和每榀

3、柱上的風(fēng)荷載。管架縱向風(fēng)荷載一般只計算跨越管架的縱向風(fēng)荷載，跨越管架彎管風(fēng)荷載的擋風(fēng)面積為豎向彎管高度與所有彎管的直徑和d的乘積，值得一提的是，該風(fēng)荷載水平推力不應(yīng)大于總摩擦力，總水平力大于總摩擦力時，管道產(chǎn)生滑動，對管道不利，應(yīng)與配管專業(yè)協(xié)商調(diào)整管道布置方案。為跨越管架的風(fēng)荷載示意圖。在輸入STS鋼結(jié)構(gòu)框架計算時，軟件默認(rèn)是按滿面積計算風(fēng)荷載的，這時需要折算一下?lián)躏L(fēng)面積，得到實際擋風(fēng)面積與滿面積的比值即折減系數(shù)，對風(fēng)荷載進(jìn)行折減，折減有兩種做法：一是折減基本風(fēng)壓，二是折減體形系數(shù)。對于電纜橋架槽盒的風(fēng)荷載，如果建模時沒有輸入該層，則可以手動將槽盒的風(fēng)荷載等效成水平力和彎矩作用到柱頂，水平風(fēng)荷

4、載在SATWE的數(shù)據(jù)檢查中的“水平風(fēng)荷載查改”中可以修改。以前存在一種做法是將軟件中的基本風(fēng)壓填寫為零，而將風(fēng)荷載當(dāng)作活荷載加到管架柱的每一層柱頂節(jié)點上，這樣表面上是偏于安全，實際上雖然活荷載參與組合要比風(fēng)荷載多，但是活荷載只加了一個方向，并沒有考慮兩個方向的影響，而管帶由于頂層常常有電纜橋架，實際上總是在橋架一側(cè)受力比較大，而另一側(cè)較小，這樣就對基礎(chǔ)的計算有不小的影響，活荷載總是會使一側(cè)基底彎矩增大，而另一側(cè)削弱，使得基底面積是一側(cè)放大，一側(cè)減小，但是并沒有考慮荷載相反的情況，這樣就使得基礎(chǔ)的計算不準(zhǔn)確，故計算中應(yīng)避免。垂直荷載作用于管架上的垂直荷載，其中永久荷載應(yīng)為結(jié)構(gòu)自重、管道自重、附件

5、、保溫重、防火層、管道內(nèi)介質(zhì)的重量、試壓時的充水重、電纜和儀表槽盒重、操作平臺和走道板的自重。平臺和走道板上的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可采用2.0kN/m2。管架橫梁宜按均布線荷載進(jìn)行計算，此時需考慮管線的不均勻分布系數(shù)，一般取1.11.2；當(dāng)有較大管道如直徑大于等于300mm的液體管道、主要熱管作用在橫梁上時，應(yīng)按集中荷載計算。當(dāng)管道上有積灰的可能時，對直徑大于300mm的管道，尚應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)值為0.2kN/m2的積灰荷載。寒冷地區(qū)，當(dāng)管壁溫度在0以下時應(yīng)考慮冰雪荷載，冰雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以管道積雪分布系數(shù)0.7，另外，在設(shè)有冷凝水排放閥處，須考慮閥門裹冰荷載Gs，裹冰荷載按集中力計算Gs=2.5d12，d

6、1為冷凝水排放管外徑（含保溫）。地震作用和抗震計算抗震設(shè)防烈度為7度9度的管架，滿足以下條件之一時需考慮管架橫向水平地震作用：管架上直徑大于等于500mm的管道多余或等于3根時；容易產(chǎn)生較大次生災(zāi)害的單根管道，直徑大于等于500mm時；管架上有直徑大于等于1000mm的管道時；管架頂部支承空冷器等重型設(shè)備時；設(shè)有重型頂蓋的管架?？拐鹪O(shè)防烈度為8度9度時，跨度大于等于24m的桁架應(yīng)考慮豎向地震作用，豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可分別取總重力和在代表值的10%20%。計算地震作用時，管架的重力和在代表制應(yīng)取結(jié)構(gòu)、管道和介質(zhì)自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和，作用在管架上的各可變荷載的組合值系數(shù)均取0.5。結(jié)構(gòu)

7、計算管廊式管架一般以一個溫度區(qū)段作為一個計算單元，選擇溫度區(qū)段時結(jié)合伸縮縫的間距要求，對于鋼結(jié)構(gòu)管帶，伸縮縫間距不宜大于120m，因此，溫度區(qū)段的長度也不宜大于120m。管架柱與縱梁或桁架鉸接時，管線的水平推力和縱向地震作用由柱間支撐承受，柱可按單向偏心受壓構(gòu)件計算，橫梁承受管道的豎向荷載和水平推力，按雙向受彎構(gòu)件進(jìn)行計算。水平推力理論上應(yīng)該作用在橫梁的頂面，但在結(jié)構(gòu)計算軟件PKPM中無法實現(xiàn)，常見做法是將水平推力等效的加在管架橫梁兩端的柱上，這樣對于柱的計算沒有什么影響，而橫梁的實際受力情況是雙向受彎，另外對于固定架還要考慮水平推力產(chǎn)生的扭矩，應(yīng)單獨核算一下，應(yīng)用PKPM計算時應(yīng)注意留點余量

8、，由于這樣的受力特點，因此固定管架的橫梁宜采用有兩個槽鋼焊接組合的截面或加勁的H型鋼以增加側(cè)向剛度，形成抗扭強(qiáng)勁的矩形封閉截面，水平推力較大的固定點處，宜加設(shè)水平支撐。管架縱梁承受兩榀管架的中間橫梁所傳遞的垂直荷載以及管道補(bǔ)償時的橫向進(jìn)出管道荷載。在對管帶進(jìn)行計算時，需要對所計算的管帶的走向、爬坡等情況做一個全面的了解。這些情況對管帶的計算也會有比較大的影響。在管道轉(zhuǎn)彎處，縱梁會承受比較大的荷載，這時，柱的弱軸也會承受較大的力，有可能會導(dǎo)致H型鋼柱無法滿足，此時可考慮使用雙向抗彎均比較強(qiáng)的箱型柱或雙槽鋼組合格構(gòu)柱，這樣從概念上講也比較合理，當(dāng)然若轉(zhuǎn)彎處的管線不多，荷載不大當(dāng)然就不需要這樣，畢竟

9、箱型柱施工起來稍微費事點。在管線爬坡處，如跨越道路、鐵路和補(bǔ)償處的跨越管架這時需要考慮額外多出的風(fēng)荷載，另外，按規(guī)范規(guī)定：跨越管架和相鄰第一個低管架的豎向荷載和水平推力均應(yīng)乘以1.5的增大系數(shù)，此時若有振動管道，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的動力系數(shù)。在設(shè)置桁架處，中間橫梁會將管道荷載較多的傳遞給桁架的上、下弦，這樣使柱的弱軸承受較大的荷載，與管道轉(zhuǎn)彎處情況相似，可能導(dǎo)致H型鋼柱無法滿足,所以應(yīng)該采取轉(zhuǎn)彎處相同的措施來處理，可以設(shè)置箱型柱或雙槽鋼組合格構(gòu)柱來保證。由于電纜橋架是以半層落在第二層管架上，所以第二層的荷載會比較大，因此該層的梁截面相應(yīng)的也比較大，但由于取消了剩余的6m跨，而且柱也可以替換成較小截面

10、的，因此總的來講還是比較經(jīng)濟(jì)的。柱間支撐宜按受拉構(gòu)件設(shè)計，對于地震作用或有振動管道的管家，柱間支撐宜按中心受壓構(gòu)件設(shè)計。在應(yīng)用PKPM軟件進(jìn)行計算時，因為區(qū)段兩側(cè)設(shè)置了柱間支撐，所以可以將SATWE數(shù)據(jù)檢查中“鋼柱計算長度系數(shù)按有側(cè)移計算”去掉，防止計算結(jié)果出現(xiàn)長細(xì)比超限?；A(chǔ)計算管架基礎(chǔ)宜采用獨立式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，管架基礎(chǔ)的地基承載力計算，應(yīng)符合下列兩個要求1（式略）對于固定管架基礎(chǔ)，除了滿足上述兩個條件外，還要求正常操作狀態(tài)下零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基底總面積的15%。對于基礎(chǔ)，JCCAD直接讀取SATWE的荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，若基底面積尤其是設(shè)置柱間支撐的柱的基礎(chǔ)計算出來較大，可以考慮設(shè)置地梁

11、以分擔(dān)基底彎矩，從而減小基底面積。對于基礎(chǔ)計算，有一點值得注意，上續(xù)專業(yè)在提供委托時，有時會人為的加點余量，實際上荷載很可能會比較小，這樣不論是對于上部構(gòu)件還是對于基礎(chǔ)的計算都有影響，如垂直荷載人為放大，則基底垂直力增大，彎矩也會相應(yīng)增大，這樣就比較復(fù)雜，很難分清這樣是削弱了還是增加了水平力如風(fēng)荷載、水平推力的影響，所以，應(yīng)提前與上續(xù)專業(yè)溝通，得知荷載的真實情況，用比較真實的荷載用模型備份一個再計算一遍，取二者計算的大值為最終計算結(jié)果。管架的相關(guān)構(gòu)造（1）抗震設(shè)防為8度的管架，柱間支撐處沿地面以下宜設(shè)置基礎(chǔ)系梁。（2）柱間支撐應(yīng)滿足：柱間支撐宜各層連續(xù)設(shè)置，下柱支撐應(yīng)確保水平力能直接傳給基礎(chǔ)；

12、交叉支撐在交叉點宜設(shè)節(jié)點板；柱間支撐節(jié)點板的厚度不應(yīng)小于8mm。（3）柱間支撐處的柱腳宜設(shè)置抗剪鍵，抵抗沿支撐傳下來的水平力。（4）管廊式管架的伸縮縫宜采用雙柱。當(dāng)采用單柱時縱梁應(yīng)設(shè)置可靠的滑動支座或滾動支座，其構(gòu)造可按圖3設(shè)橢圓孔。此處螺栓加彈簧墊圈且不铇得擰緊，鋼牛腿頂部平加設(shè)厚度為8mm的聚四氟乙烯板，并應(yīng)定期清理，以防污垢將伸縮縫堵塞。（6）桁架跨度大于等于15m，宜分成兩段制造，運至現(xiàn)場后再組裝。（7）當(dāng)跨越管架柱采用鋼格構(gòu)式肢柱，柱肢高在6m以內(nèi)時應(yīng)在柱中部設(shè)兩道橫隔，高度在69m時應(yīng)設(shè)三道橫隔。（8）地腳螺栓中心到鋼筋混凝土基礎(chǔ)邊緣的距離，對支承直徑大于等于500mm的振動管道、管道根數(shù)不多于3根且管架高度大于10m的特種管架和柱間支撐處的基礎(chǔ)不應(yīng)小于150mm，一般基礎(chǔ)不應(yīng)小于100mm，柱腳底板邊緣到基礎(chǔ)邊緣的距離不宜小于50mm，在地腳螺栓范圍內(nèi)箍筋宜加密