支架方案计算

以空调水管为例，两根DN600的无缝钢管一起做支架。 1. 确定支架方案，例

支架具体数据如上图所示，按照每4.8m设置一个支架计算。 2. 计算管道重量 管径 壁厚 外径 600 0.01 0.63 400 350 300 250 200 150 125 100 80 70 50 40 32 25 20 0.009 0.009 0.008 0.007 0.006 0.0045 0.004 0.004 0.0035 0.0035 内径 0.61 每M管重 152.901672 0.426 0.408 92.55483468 0.377 0.359 81.67908672 0.325 0.273 0.219 0.159 0.133 0.108 0.089 0.076 0.309 0.259 0.207 0.15 0.125 0.1 0.082 0.069 62.54171616 45.91982472 31.51747368 17.14594959 12.72536496 10.25920896 7.37997183 6.25787085 4.88 3.84 3.13 2.42 1.63 每M水重 292.24734 130.7408256 101.2231374 74.9907774 52.6854174 33.6536046 17.6715 12.271875 7.854 5.2810296 3.7392894 1.9625 1.256 0.80384 0.490625 0.314 每M满水重 445.149012 223.2956603 182.9022241 137.5324936 98.60524212 65.17107828 34.81744959 24.99723996 18.11320896 12.66100143 9.99716025 6.8425 5.096 3.93384 2.910625 1.944 备注：上表中，管径大于等于DN70的为无缝钢管数据，小于等于DN50的为镀锌钢管数据

此方案中，4.8m一个支架，每个支架相当于要承受4.8m管道的重量

M=4.8*每m满水重=4.8*445=2136kg F=Mg=21360N(重力） 3.设计荷载计算

管架间距的标准荷载计算 受力分析

根据支架方案，建立模型，分析受力情况，找出最不利点 此处，先假设采用16b#槽钢，其单位重量为19.7kg/m 故 其均布荷载为0.197N/mm 此方案，模型如下

受力为两个集中应力和一个均布荷载的叠加。 集中应力受力分析

集中应力弯矩图 均布荷载受力分析

均布应力弯矩图

两者叠加之后，弯矩图应该为

由图可知，其最不利点得位置。为了计算方便，分析支架中点位置的受力情况。 利用“清华大学结构力学求解器”建模

（1）.命令——结点；创建两个结点，如图

（2）.命令——单元 建立单元，连接方式选择钢结

（3）.命令——位移约束

创造两个位移约束条件。选择结点支座，支座类型为6，支座性质为刚性，支座方向分别为-90度和90度。

（4） 命令——荷载条件

需注意，集中力和均布力都是作用在单元上 （5） 命令——材料性质

选择抗弯刚度和抗剪刚度为无穷大

（6）求解——内力计算

选择距杆端1/2处，由此可得管架间距的标准荷载Mk=2034075N*mm 所以垂直荷载Mx=1.35Mk，My=0.3*1Mx

参考图集03S402第7页横梁计算公式，利用“型钢截面特性查询及计算工具”查取所验算截面对x轴（Wnx）和y轴（Wny）的净截面抵抗矩。

为加大保险系数，此处当所用材料为刚性材料，无塑性。截面塑性发展系数都取1。

钢材的抗拉强度设计值采用钢材Q235的数据，厚度小于等于16mm的为215N/mm2

将数据代入公式即可知所验算材料型号 是否符合受力要求。

考虑到我们所用的型钢的具体情况，公式左边的结果应当可以有一定的余量。 1000宽 结点,1,0,0 结点,2,1150,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.34,75/1150,1075/1150,90 单元荷载,1,3,0.0377,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 Mk=130735.03 5.11日 800宽 结点,1,0,0 结点,2,940,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0

结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,3.57,70/940,870/940,90 单元荷载,1,3,0.0377,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 Mk=132389.264 600宽 结点,1,0,0 结点,2,660,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.488,30/660,630/660,90 单元荷载,1,3,0.0377,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 Mk=45807.527 500宽 结点,1,0,0 结点,2,560,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.26,30/560,530/560,90 单元荷载,1,3,0.0377,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 400宽 结点,1,0,0 结点,2,460,0

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.84,30/460,430/460,90 单元荷载,1,3,0.0242,0,1,90 300宽 结点,1,0,0 结点,2,360,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.49,30/360,330/360,90 单元荷载,1,3,0.0137,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 200宽 结点,1,0,0 结点,2,360,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.49,30/360,330/360,90 单元荷载,1,3,0.0137,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 150宽 结点,1,0,0 结点,2,360,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1

结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.49,30/360,330/360,90 单元荷载,1,3,0.0137,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 100宽 结点,1,0,0 结点,2,360,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.49,30/360,330/360,90 单元荷载,1,3,0.0137,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1 1000宽 结点,1,0,0 结点,2,360,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,-90,0,0,0 结点支承,2,6,90,0,0,0

单元荷载,1,3,2.49,30/360,330/360,90 单元荷载,1,3,0.0137,0,1,90 单元材料性质,1,1,-1,-1,0,0,-1