4.mallmcsub-p em023冷却水管井立管支架方案第三次报审以此为准

1、恒隆广场购物中心及室项目冷却水管立管固定支架方案中建三局恒隆广场二期购物中心及室项目经理部二零一八年十二月恒隆广场二期购物中心及室冷却水管立管固定支架方案审批郭 川审核 编制郭 鑫中建三局恒隆广场二期购物中心及室项目经理部二零一八年十二月目录管井支撑设计4第一章1.1 管井概述41.2空调水管重量计算4DN1000 水管总重量：4DN350 水管总重量：4DN200 水管总重量5DN100 水管总重量5管井支撑模型6立管支撑型钢选型6立管支架形式71.31.41.51.61.71.8受力校核7固定件受力形式确定9螺栓群受力校核10螺栓群排布10基本参数10螺栓群形算11螺栓受力计算11支撑支撑

2、支撑 1.8.11.8.21.8.31.8.41.9 水锤力的计算111.10 附加层.13第二章支架形式的确定142.12.22.3飞机翼板规格14飞机翼板的固定14抱箍固定形式的确定15附件一：螺旋缝电焊理论质量表16附件二：无缝、焊接理论质量表17附件三：最构件验算书18附件四：鸭掌弯支撑安装详图19第一章 管井支撑设计1.1 管井概述三层，地上六层（不含夹层），各层层表 1 各层层高统计该建筑表。表 1-1各层层高统计表管井内主要包含 2 根 DN1000 冷却水立管，2 根 DN350 空调水管，2 根 DN200 空调水管以及 1 根 DN100 冷凝水管（冷凝水总重量按满管流计算

3、），其余水管质量算入附加动安全系数之内。1.2 空调水管重量计算DN1000 水管总重量：管道输送介质重量：管道内径 D =D 2 1020 2 18 984mm ，水密度取1000kg / m3 ,则每nw 3.14D L 0.984 1000 1kg 760.08kg22米管道内水重为： Mn441.2.1.2 管道、阀门、管件及绝热层重量：管道自重：由附件一（螺旋缝电焊理论质量表）可知，DN1000 冷却水管的外径为 1020mm，壁厚 18mm，每米理论质量 445.27kg.保温层重量：管道保温厚度为 65mm，密度48kg / m3 。DN1000 管道每米保温层体积为 (D 2

4、)2 L D2 L3.14 (1.02 0.065 2)2 13.14 1.022 1 w w 0.2214m3V4444所以，可以得到每米管道保温层重量为M mV 48kg / m3 0.2214m3 10.63kg综上所述，DN1000 管道每米质量为：760.08+445.27+10.63=1215.98kgDN350 水管总重量：管道输送介质重量：管道内径 D =D 2 377 2 9 359mm ，水密度取1000kg / m3 ,则每米nw楼层B3B2B1L1L2L3L4L5L6层高/m5.54.67.2256.06.05.55.55.56.0 3.14D L 2 0.359 10

5、00 1kg 101.17kg2管道内水重： Mn441.2.2.2 管道、阀门、管件及绝热层重量管道自重： 根据厂家提供数据，DN350 管道每米理论质量为 81.67kg/m.保温层每米重量： (D 2 )2 L D2 L3.14 (0.377 0.065 2)2 13.14 0.3772 1 w w 0.0902m3V4444M mV 48kg / m3 0.0902m3 4.33kgDN200 水管总重量管道输送介质重量管道内径 D =D 2 219 2 6 207mm ，水密度取1000kg / m3 ,则每米管nw 3.14D L 2 0.207 1000 1kg 33.64kg2

6、道内水重： Mn441.2.3.2 管道、阀门、管件及绝热层重量管道自重： 根据厂家提供数据，DN200 管道每米理论质量为 31.52kg/m.保温层每米重量： (D 2 )2 L D2 L3.14 (0.219 0.065 2)2 13.14 0.2192 1 w w 0.0580m3V4444M mV 48kg / m3 0.0580m3 2.78kgDN100 水管总重量管道输送介质重量管道内径 D =D 2 114 2 4.5 105mm ，水密度取1000kg / m3 ,则每米nw 3.14D L 2 0.105 1000 1kg 8.65kg2管道内水重： Mn441.2.4.

7、2 管道、阀门、管件及绝热层重量管道自重： 根据厂家提供数据，DN100 管道每米理论质量为 12.15kg/m.保温层每米重量： (D 2 )2 L D2 L3.14 (0.114 0.065 2)2 13.14 0.1142 1 w w 0.0487m3V4444M mV 48kg / m3 0.0487m3 2.34kg管井水管质量表表 1-21.3管井支撑模型图（1）首层管井支撑平面图立管支撑型钢选型1.4初步选定 20#A Q235 钢板。Q235 工字钢作为支撑用钢，工字钢上盖 20mm 厚管径DN1000DN350DN200DN100数量2221长度总质量 kg/m1215.98

8、187.1767.9423.14管井内管道长度/m49.21552.32552.32552.325管井内管道总重量/kg59844983336231234支撑个数9最大层高7.225m层高最大层支撑(梁)受力/kg87851352491167增加 10%的动安全系数/kN96.6314.875.401.841.5 立管支架形式每个 DN1000 冷却水立管支架形式由四块 300mm*250mm 的 20mm 热轧弧形钢板及四组共计 8 块 20mm 厚飞机翼板焊接而成，飞机翼板规格（见图 2）为上下底长 50mm 和 200mm，高 250mm。下垫 10mm 厚钢板及 10mm 厚隔热垫片，

9、用 4 个 M14 螺栓进行固定，具体形式见图 3 及图 12。图（2） 飞机翼板规格图（3）立管支架形式1.6 支撑受力校核以首层为例建立钢结构模型，利用 Midas 2014 进行钢结构受力计算。计算结果见图（5）至图（8）。其余各层支撑及 B1 夹层和首层之间的支撑整体结构均已利用 Midas 2014 进行钢结构受力校核，在本方案中不展示。图（4）支撑受力计算模型图（5）钢结构应力图图（6）钢结构应力比图（7）钢结构支座反力图图（8）钢结构竖向位移图从图（6）可以看出，其最大应力比为 0.877，满足安全设计要求。最大支座反力为 53.6kN。最大竖向位移为 9.415mm。可见使用

10、20#A 及 14#A Q235工字钢搭建支撑满足设计要求。1.7 支撑固定件受力形式确定对于支撑 南侧及东侧四个固定点（最大支座反力为 53.6kN）采用 6 个 M16 剪力螺栓的形式将工字钢固定在梁的侧壁上，螺栓的具体固定形式见图(9)对螺栓群进行受力计算校核。图（9） 螺栓群排布图1.8 支撑螺栓群受力校核1.8.1螺栓群排布VNM螺栓图（10） 螺栓群受力计算校核1.8.2 基本参数螺栓选用普通螺栓，A 级或 B 级(5.6 级)，M16；受剪面数目为 1 个，剪切面位于螺纹处；螺栓横截面面积 =201.062mm2 ；螺栓横截面有效面积 156.7mm2 ；螺栓抗拉强度设计值 21

11、0MPa ；螺栓抗剪强度设计值 190MPa ；构件承压强度设计值 405MPa 。由 GB 50017-2003 第 67 页 7.2.1 得：单个螺栓受剪承载力 Nvb 29.773kN单个螺栓受压承载力 Ncb 64.8kN由 GB 50017-2003 第 70 页 7.2.4 得：螺栓承载力折剪系数为 0.986折剪后单个螺栓受剪承载 Nvb 29.348kN折剪后单个螺栓受压承载 Ncb 63.874kNM 0kN mN 0kNV 53.6kN螺栓群受力1.8.3螺栓群形算 6BotlNum螺栓个数排列方式： 对齐排列螺栓位置：( 0, 300)( 300,300)( 0, 150

12、)( 300, 150)( 0, 0)螺栓群形心位置 (150,150)螺栓受力计算(0 , 0)处螺栓受剪力最大：受到 N 产生的剪力 Nx1 N / BoltNum 0kN( 300, 0)1.8.4受到 V 产生的剪力 Ny1 V / BoltNum 8.933kNNy 2 0kN受到 M 产生的剪力 Nx 2 0kNNy sqrt(Nx1 Nx 2 ) (N N ) 8.933kN22y1y 2Ny min(N yb , Ncb )满足!NyNvb8.933通过计算可以得知：螺栓群的使用系数为 100% 30% 满29.773足设计要求。膨胀螺栓受力性能表表 1-31.9 水锤力的计算

13、本设计计算考虑直接水击造成的水锤力最大的情况，及停电或者水泵瞬停或者阀门瞬间关闭。P c(v0 v)当阀门瞬时完全关闭时，v=0，则可以得到最大水击压强：螺栓规格（mm）钻孔尺寸（mm）受力性能（公斤）直径深度允许拉力允许剪力M610.540240180M812.550440330M1014.560700520M12M1440P cv0其中： 管道中液体的密度c 的速度v0 管道中液体的流速（m/s），本设计中取 2.2m/s。的速度 c 一般可以按照下式进行计算：c0c 1 K dE 其中：c0 水中声波的速度，c0 =1435m/s（压强为 1-25 大气压力，水温10左右）。本计算中按照

14、水温对其进行速度的修正：c 273 10 1435m / s 1314m / s 。0273 36K水中体积模量， K 2.1109 N / m2E 20.6 1010 Pa ，铸铁管 E 9.81010 PaE管壁材料的弹性模量d管道直径；本计算中选取 1020mm. 管壁厚度；c01314由上述公式： c 1046m / s1 K d2.11091020120.6 101018E 所以可以得出水击造成的压强为：P cv0 10 kg / m 1046m / s 2.2m / s 2301.2kPa33具体各种管径水击造成的瞬时压强见表 1-4。表 1-4最不利工况造成的水锤力计算表鉴于对水

15、锤造成的破坏程度大，拟在 B3 层弯头处采用立柱对两个 DN1000管道的弯头进行支撑加固。考虑到 DN1000 水管水锤冲击力较大，将其支撑固定于管径下方混凝土基础上，详细安装形式见图（11）和附件 4。管径水流速外径壁厚速度 c最大压强最大压力DNm/smmmmm/skPakN2002.0219612252450793502.031791231246217310002.210201810462301.21749图（11）座地安装鸭掌弯头详图（详见附件四）1.10 附加层考虑到 B1 层层高超过 6 米，使得支撑采用在 B1 层支撑上方 1.5 米搭建支撑间距不大于六米，拟，利用同型号钢材将

16、首层支撑平台和 B1 层支撑图。具体支撑 Midas 2014进行焊接连接。焊接点位见首层及负一层支撑平面形式见各层支撑平面图，其钢结构受力工况已利用进行受力计算校核。第二章支架形式的确定2.1 飞机翼板规格飞机翼板规格为：250*200*50*50mm，每组 2 片，每片 20mm 厚。2.2 飞机翼板的固定每组飞机翼板间距 50mm，置于钢板上，钢板厚 =10mm ，4 个 M14 固定螺栓置于两侧。位于 B1 层及 L5 层的支撑的飞机翼板底座待螺丝及螺帽收紧后上下焊死固定，使支架限制管道径向和轴向方向的位移，飞机翼板安装大样图见图（12）。已考虑安装管道补偿器的安装空间。图（12）B1、L5 层飞机翼板安装平面图的飞机翼板底座不焊接螺栓，保持管道可以轴线方向伸缩其余层支撑移动。飞机翼板形式见图（13）。图（13）B2、L1-4、L6、L6M 层飞机翼板安装平面图2.3 抱箍固定形式的确定图（14）立管滑动支架抱箍形式附件一：螺旋缝电焊理论质量表附件二