空调水管支架强度计算书1rev1061228070103.docx
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空调水管支架强度计算书1rev1061228070103
空调水管支架强度计算书1
一.每组支架承载说明:
按水管内盛满水,考虑水的重量,管道自重及保温重量,再按支架间距均分,得出附表之数据(为静载状态)。
二.膨胀螺栓在C13以上混凝土上允许的静荷载为:
M10:
拉力6860(N)
M12:
拉力10100(N)
M16:
拉力19020(N)
M20:
拉力28000(N)
三.丝杆允许静荷载:
1.普通螺纹牙外螺纹小径d1=d-1.08253P
d:
公称直径
p:
螺距:
M10为1.5mm;M12为1.75mm;M16为2mm;M20为2.5mm;
2.M10丝杆的小径为:
d1=10-1.08253*1.5=8.00mm;
M12丝杆的小径为:
d1=12-1.08253*1.75=10.1mm
M16丝杆的小径为:
d1=16-1.08253*2=13.8mm
M20丝杆的小径为:
d1=20-1.08253*2.5=17.3mm
3.取丝杆钢材的屈服极限为允许静载极限,其屈服极限为:
бs=220至240Mpa
取бs=220Mpa=220N/mm².
4.按丝杆最小截面积计算,丝杆允许拉力为:
P=S×бs
M10丝杆:
P10=3.14×(8/2)²×220=11052N
M12丝杆:
P12=3.14×(10.1/2)²×220=17617N
M16丝杆:
P16=3.14×(13.8/2)²×220=32890N
M20丝杆:
P20=3.14×(17.3/2)²×220=51687N
10#槽钢:
P#=1274×220=280280N
四.两管空调水管支架受力分析:
(一)DN80空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
99.35Kg=974N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*974/2=702N
Fay=Fby=p=702N
3.膨胀螺栓,丝杆强度校核:
a.M10膨胀螺栓所受的拉力为:
702N,小于M10:
6860N
为允许荷载的10%
故:
强度满足要求.。
b.M10丝杆所受的拉力为702N,小于P10:
11052N
为允许荷载的7%
故:
强度满足要求.
4.L40角钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=pa=702*0.15=105.3N·M
等截面的L40角钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*Ymax/Iz
Ymax:
11.3mm为L40×4角钢形心距
Iz:
4.6(cm²)²为L40×4角钢惯性距
бmax=105.3×10³×11.3/(4.6×10000)=25.9N/mm²
角钢抗拉强度取较低值为бb=400N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为6.5%
故:
横担角钢强度完全满足要求.
(二)DN100空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
182.34Kg=1787N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*1787/2=1287N
Fay=Fby=p=1287N
3.膨胀螺栓,丝杆强度校核:
a.M10膨胀螺栓所受的拉力为:
1287N,小于M10:
6860N
为允许荷载的19%
故:
强度满足要求.。
b.M10丝杆所受的拉力为1287N,小于P10:
11052N
为允许荷载的12%
故:
强度满足要求.
4.L50角钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=pa=1287*0.17=218.79N·M
等截面的L50角钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*Ymax/Iz
Ymax:
14.2mm为L50×5角钢形心距
Iz:
11.21(cm²)²为L50×5角钢惯性距
бmax=218.79×10³×14.2/(11.21×10000)=27.7N/mm²
角钢抗拉强度取较低值为бb=400N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为7%
故:
横担角钢强度完全满足要求.
(三)DN150空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
360.2Kg=3530N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*3530/2=2542N
Fay=Fby=p=2542N
3.膨胀螺栓,吊杆强度校核:
a.M10膨胀螺栓所受的拉力为:
2542/2N=1271N,小于M10:
6860N
为允许荷载的18.5%
故:
强度满足要求.
b.L40角钢吊杆所受的拉力为2542N,小于P10:
11052N
为允许荷载的23%
故:
强度满足要求.
4.10#槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=pa=2542*0.2=490.4N·M
等截面的10#槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*ix/Ix
ix:
39.5mm为10#槽钢对x-x的回转半径
Ix:
198.3(cm²)²为10#槽钢对x-x惯性距
бmax=490.4×10³×39.5/(198.3×10000)=9.8N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=430N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为2%
故:
横担槽钢强度完全满足要求.
(四)DN200空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
838.69Kg=8220N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*8220/2=5919N
Fay=Fby=p=5919N
3.膨胀螺栓,吊杆强度校核:
a.M10膨胀螺栓所受的拉力为:
5919N/2=2960N小于M10:
6860N
为允许荷载的43%
故:
强度满足要求.
b.M12丝杆所受的拉力为5919N小于P12:
17617N
为允许荷载的34%
故:
强度满足要求.
4.10#槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=pa=5919*0.22=1302.18N·M
等截面的10#槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*ix/Ix
ix:
39.5mm为10#槽钢对x-x的回转半径
Ix:
198.3(cm²)²为10#槽钢对x-x惯性距
бmax=1302.18×10³×39.5/(198.3×10000)=25.9N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=440N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为6%
故:
横担槽钢强度完全满足要求.
(五)DN400空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
2617.78Kg=25655N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*25655/2=18472N
Fay=Fby=p=18472N
3.膨胀螺栓,吊杆强度校核:
a.M16膨胀螺栓所受的拉力为:
18472N/2=9236N,小于M16:
19020N
为允许荷载的49%
故:
强度满足要求.
b.10#槽钢吊杆所受的拉力为18472N小于P#=280280N
为允许荷载的7%
故:
强度满足要求.
4.12#槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=pa=18472*0.32=5911N·M
等截面的12#槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*ix/Ix
ix:
47.5mm为12#槽钢对x-x的回转半径
Ix:
346.3(cm²)²为12#槽钢对x-x惯性距
бmax=5911×10³×47.5/(346.3×10000)=81N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=435N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为19%
故:
横担槽钢强度完全满足要求.
(六)DN450空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
3326.07Kg=32595N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*32595/2=23468N
Fay=Fby=p=23468N
3.膨胀螺栓,吊杆强度校核:
a.M20膨胀螺栓所受的拉力为:
23468N/2=11734N,小于M20:
28000N
为允许荷载的42%
故:
强度满足要求.
b.10#槽钢吊杆所受的拉力为23468N小于P#=280280N
为允许荷载的8%
故:
强度满足要求.
4.16#槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=pa=23468*0.36=8448.48N·M
等截面的16#槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*ix/Ix
ix:
62.8mm为16#槽钢对x-x的回转半径
Ix:
866(cm²)²为16#槽钢对x-x惯性距
бmax=8448.48×10³×62.8/(866×10000)=61N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=435N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为14%
故:
横担槽钢强度完全满足要求.
(七)DN600空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
5261.9Kg=51567N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*51567/2=37129N
Fay=Fby=p=37129N
3.膨胀螺栓,吊杆强度校核:
a.M20膨胀螺栓所受的拉力为:
37129N/2=18565N,小于M20:
28000N
为允许荷载的67%
故:
强度满足要求.
b.10#槽钢吊杆所受的拉力为37129N小于P#=280280N
为允许荷载的14%
故:
强度满足要求.
4.20#槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=pa=37129*0.42=15594.18N·M
等截面的20#槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*ix/Ix
ix:
78.6mm为20#槽钢对x-x的回转半径
Ix:
1780.4(cm²)²为20#槽钢对x-x惯性距
бmax=15594.18×10³×78.6/(1780.4×10000)=68.8N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=400N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为17.2%
故:
20#槽钢横担槽钢强度完全满足要求.
五.四管空调水管支架受力分析:
DN250四管空调水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
1185.72*2Kg=23240.112N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/4=1.2*1.2*23240.112/4=8366N
Fay=Fby=2p=16732N
3.膨胀螺栓,吊杆强度校核:
a.M12膨胀螺栓所受的拉力为:
16732N/4=4183N,小于M12:
10100N
为允许荷载的41%
故:
强度满足要求.
b.10#槽钢吊杆所受的拉力为16732N小于P#=280280N
为允许荷载的6%
故:
强度满足要求.
4.12#槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=2pa+pb=2*8366*0.28+8366*0.48=12047.04N·M
等截面的12#槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*ix/Ix
ix:
47.5mm为12#槽钢对x-x的回转半径
Ix:
346.3(cm²)²为12#槽钢对x-x惯性距
бmax=12047.04×10³×47.5/(346.3×10000)=165N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=435N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,为38%
故:
12#槽钢横担槽钢强度满足要求.
六.两根冷却水管支架受力分析:
两根DN700冷却水管支架强度校核:
1.按附表所示,每组支架承受静载为:
7286.4Kg=71406.72N
考虑管内水的波动性,粘滞阻力,压力传递不均匀性对支架的综合影响,取综合系数K1=1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响,支架本身的不均匀性,取综合系数:
K2=1.2
2.受力分析:
按附图支架详图,及图1~3中的受力分析:
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*71406.72/2=51413N
取p1max=p=51413N
3.膨胀螺栓,吊杆强度校核:
a.M20膨胀螺栓所受的拉力为:
51413N/4=12853N,小于M20:
28000N为允许荷载的46%
故:
强度满足要求.
b.10#槽钢吊杆所受的拉力为51413N小于P#=280280N
为允许荷载的18%
故:
强度满足要求.
4.20#槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出,最大弯距
Mmax=p1a=51413*0.43=22107.59N·M
等截面的20#槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:
бmax=Mmax*ix/Ix
ix:
78.6mm为20#槽钢对x-x的回转半径
Ix:
1780.4(cm²)²为20#槽钢对x-x惯性距
бmax=22107.59×10³×78.6/(1780.4×10000)=97.6N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=400N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为24.4%
故:
20#槽钢横担槽钢强度完全满足要求.
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