风管支吊架的膨胀螺栓与横担型钢选型
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2024年08月06日 11:26:26
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#1 风管支吊架膨胀螺栓要求 《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016   6.1.2??风管系统支、吊架采用膨胀螺栓等胀锚方法固定时,施工应符合该产品技术文件的要求。   精读1-释义   风管支、吊架采用膨胀螺栓锚固固定是工程施工过程中的常用方法,理应遵守膨胀螺栓使用技术条件的固定。否则会造成意外的安全事故,故强调之。膨胀螺栓的技术标准为JB/ZQ 4763-2006 《膨胀螺栓》。



#1 风管支吊架膨胀螺栓要求
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016  
6.1.2??风管系统支、吊架采用膨胀螺栓等胀锚方法固定时,施工应符合该产品技术文件的要求。  
精读1-释义  
风管支、吊架采用膨胀螺栓锚固固定是工程施工过程中的常用方法,理应遵守膨胀螺栓使用技术条件的固定。否则会造成意外的安全事故,故强调之。膨胀螺栓的技术标准为JB/ZQ 4763-2006 《膨胀螺栓》。  
精读2-钻孔直径和深度  
常用膨胀螺栓的相关技术要求见下表:  
精读3-极限荷载
实际操作说明(参考16CK208):
(1)当采用膨胀螺栓固定支吊架时,其安装过程应符合国家相关标准规范;采用的膨胀螺栓应符合国家制造标准及使用规定。膨胀螺栓的极限荷载见上表5。  
实际所用膨胀螺栓的机械性能不得小于该极限载荷表值,并核算实际受力不能超过许用载荷(极限载荷除以安全系数,安全系数不小于2)。  
使用上表时应注意区分静止或悬吊状态,悬吊状态(如丝杆吊架)的承载能力明显小于静止状态(如固定吊架)的承载能力。  
(2)用于固定膨胀螺栓位置的混凝土强度等级应达到相关的国标要求,混凝土自身强度及其对膨胀螺栓的锁紧力,须由土建结构专业人员进行复核。
#2 风管支吊架安装要求
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016  
6.2.1??风管系统支、吊架的安装应符合下列规定:  
1??预埋件位置应正确、牢固可靠,埋入部分应去除油污,且不得涂漆。  
2??风管系统支、吊架的形式和规格应按工程实际情况选用。  
3??风管直径大于2000mm或边长大于2500mm风管的支、吊架的安装要求,应按设计要求执行。  
精读1-不得涂漆  

预埋件埋入部分去除油污且不得涂漆是为了保证预埋件与结构结合牢固,强度能够达到要求。  

精读2-超大风管的支架  

风管支、吊架宜按国家标准图集与规范选用强度和刚度相适应的形式和规格,但对于风管直径大于2000mm或边长大于2500mm的超宽、超重等特殊风管的支、吊架在《通风管道技术规程》JGJ 14111 及相关标准中没有描述,因此应按设计要求执行。  

精读3-金属矩形水平风管吊架  

金属矩形水平风管吊架的最小规格详见下表。

精读4-金属圆形水平风管吊架  

金属圆形水平风管吊架的最小规格详见下表。

精读5-非金属风管水平横担允许吊装的风管规格  

非金属风管水平横担允许吊装的风管规格详见下表。

精读6-非金属风管吊架的吊杆直径适用范围  

非金属风管吊架的吊杆直径适用范围详见下表。

#3 大型风管支吊架型钢选型计算
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016  
6.2.1??风管系统支、吊架的安装应符合下列规定:  
3??风管直径大于2000mm或边长大于2500mm风管的支、吊架的安装要求,应按设计要求执行。  
精读1-计算依据  
(1)支吊架承载力计算  
根据《钢结构设计标准》GB 50017-2017和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018 -2002相关章节进行计算。  
(2)支吊架稳定性计算  
根据《钢结构设计标准》GB 50017-2017和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018-2002相关章节进行计算。  
精读2-计算原则  
(1)荷载计算  
支吊架承受的总荷重包括风管自重、法兰、管卡等附件的重量;当风管保温时,还应加上保温层的重量。  
本计算案例的保温材料按玻璃棉制品(密度ρ=70kg/m3、厚度8 =40mm)计算支架荷载。  
(2)支吊架横梁挠度与其跨度之比不大于1/250。  
精读3-计算实例
矩形钢板风管,水平方向边长a = 2000mm, 垂直方向边长b = 1250mm, 板厚δ0= 1mm, 保温层厚δ = 40mm, 采用吊架安装,吊架间距L= 3000mm。计算、选择横梁、吊杆规格。  
精读4-荷重计算  
对于矩形风管,采用右图荷载均布受力方式计算:  
(1)吊架跨度
L0=a+100×2=2000+200=2200 mm
(2)钢板风管荷重  
P1=1.35×2×(a+b)×L×δ0×ρ×10-8
  =1.35×2×(2000+1250)×3000×1×7850×10-8
  =2066.50 N
(3)法兰荷重  
(角钢法兰:角钢为40×4,间距为1250mm)  
P2=L/1250×2×(a+b)×2×1.05×2.422×10×10-3×1.35
  =3000/625×(2000+1250)×2.1×2.422×10-2×1.35
  =1071.15 N
(4)保温荷重  
P3=1.35×2×(a+b+80)×L×δ×ρ×10-8
  =1.35×2×(2000+1250+80)×3000×40×70×10-8
  =755.24 N
(5)总荷重  
P=P1+P2+P3
  =2066.50+1071.15+755.24
  =3892.89 N
精读5-弯矩计算  
(6) 弯矩(按均布荷载考虑)  
M= 0.25×P×L0 -0. 5×P×0.25×a
  = 0.25×3892.89×2.200 -0.5×3892.89×0.25×2
  = 1167.87 N.m
(7)选[ 5:W×=10.4cm3  
槽钢单位长度荷重p4=5.44kg/m;  
钢梁自重的弯矩  
M1=1.35×p4×10×L0×L0/8/106
  =1.35×5.44×10×2200×2200/8/106
  =44.43 N.m
(8)总弯矩  
M总=M+M1
  =1167.87+44.43
  =1212.30 N.m
精读6-验算  
(9)横梁的强度验算  
M总/Wx=1212.30/10.4=116.57N/mm2<215N/mm2=f  
符合规范要求。  
(10)横梁的整体稳定性验算  
M总/φbW×f=1212.30/(0.81×10.4×215)=0.67<1.0  
符合规范要求。  
(11)验算横梁的挠度  
Ymax=5ql4/384EI
  =5×3892.89×22003/(1.35×384×206000×260000)
  =7.46mm<2200/250=8.8mm
符合规范要求。  
(12)吊杆计算  
总重量=P+1.35×p4×10×(L0+100)×10-3
  =3892.89+1.35×5.44×10×(2200+100)×10-3
  =4061.80 N
吊杆截面积F=总重量/215 = 18. 89mm2  
按《通风管道技术规程》JGJ 141-2017第4.2.3条,吊杆最小规格应为φ10。计入螺纹削弱吊杆断面因素,实际吊杆截面积:  
F =π(10/2-1.5)2 X2 = 76.96 mm2  
实际截面积F1>F, 符合要求,故选择2φ10。
#4 大型圆形风管支吊架的型钢选型
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016  
6.2.1??风管系统支、吊架的安装应符合下列规定:  
3??风管直径大于2000mm或边长大于2500mm风管的支、吊架的安装要求,应按设计要求执行。  
精读1-计算依据和原则  
详见睿机电749期(暖通规范精读之旅41期)  
精读2-计算实例
圆形钢板风管, 风管直径D= 2000mm,板厚δ0= 1. 2mm,保温层厚δ = 40mm,采用吊架安装,吊架间距L= 3000mm。计算、选择横梁、吊杆规格。  
精读2-荷重计算  
对于圆形风管,采用右图荷载集中受力方式计算:  
(1)吊架跨度  
L0=a+100×2=2000+200=2200mm  
(2)钢板风管荷重  
P1=1.35×π×D×L×δ0×ρ×10-8  
  =1.35×3.14×2000×3000×1.2×7850×10-8  
  =2395.88 N  
(3)法兰荷重  
(角钢法兰:角钢为40×4,间距为1250mm)  
P2=L/1250×π×D×2×1.05×2.422×10×10-3×1.35  
  =3000/1250×3.14×2000×2.1×2.422×10-2×1.35  
  =1034.90 N  
(4)保温荷重  
P3=1.35×π×(D+40)×L×δ×ρ×10-8  
  =1.35×3.14×(2000+40)×3000×40×70×10-8  
  =726.40 N  
(5)总荷重  
P=P1+P2+P3  
  =2395.88+1034.90+726.40  
  =4157.18 N  
精读3-弯矩计算  
(6)弯矩(按集中荷载考虑)  
M=0.25×P×L0  
  =0.25×4157.18×2.200  
  =2286.45 N.m  
(7)选 [6.3:W=16.3cm3  
槽钢单位长度荷重p=6.63kg/m  
钢梁自重的弯矩  
M1=1.35×p4×10×L0×L0/8/106  
  =1.35×6.63×10×2200×2200/8/106  
  =54.15N.m  
(8)总弯矩  
M总=M+M1  
  =2286.45+54.15  
  =2340.60 N.m  
精读4-验算  
(9)横梁的强度验算  
M总/W×=2340.60/16.3=143.60N/mm2<215N/mm2=f  
符合规范要求。  
(10)横梁的整体稳定性验算  
M总/φbW×f=2340.60/(0.79×16.3×215)=0.85<1.0  
符合规范要求。  
(11)验算横梁的挠度  
Ymax=Pl3/48EI  
  =4157.18×22003/(1.35×48×206000×512000)  
  =6.48mm<2200/250=8.8mm  
符合规范要求。  
(12)吊杆计算:  
总重量=P+1.35×p4×10×(L0+100)×10-3  
  =4157.18+1.35×6.63×10×(2200+100)×10-3  
  =4363.04N  
吊杆截面积F=总重量/215=20.29mm2  
按《通风管道技术规程》JGJ141-2017第4.2.3条,吊杆最小规格应为φ10。计入螺纹削弱吊杆断面因素,实际吊杆截面积:  
F=π(10/2-1.5)2×2=76.96mm2  
实际截面积F1>F,符合要求,故选择2φ10。
#5 风管支吊架间距与注意要点
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016  
6.3.1??风管支、吊架的安装应符合下列规定:  

1??金属风管水平安装,直径或边长小于等于400mm时,支、吊架间距不应大于4m;大于400mm时,间距不应大于3m。螺旋风管的支、吊架的间距可为5m与3.75m;薄钢板法兰风管的支、吊架间距不应大于3m。垂直安装时,应设置至少2个固定点,支架间距不应大于4m。  

2??支、吊架的设置不应影响阀门、自控机构的正常动作,且不应设置在风口、检查门处,离风口和分支管的距离不宜小于200mm。  

3??悬吊的水平主、干风管直线长度大于20m时,应设置防晃支架或防止摆动的固定点。  

4??矩形风管的抱箍支架,折角应平直,抱箍应紧贴风管。圆形风管的支架应设托座或抱箍,圆弧应均匀,且应与风管外径一致。  

5??风管或空调设备使用的可调节减振支、吊架,拉伸或压缩量应符合设计要求。  

6??不锈钢板、铝板风管与碳素钢支架的接触处,应采取隔绝或防腐绝缘措施。  

7??边长(直径)大于1250mm的弯头、三通等部位应设置单独的支、吊架。  

精读1-注意事项  

本条对风管系统支、吊架安装质量的验收要求作出了规定。  

风管安装后,还应立即对其进行调整,以避免出现各副支、吊架受力不匀或风管局部变形。  

给出了常规风管支吊架最大间距,对于尺寸或重量较大的风管,其吊架应按设计要求设置。每根立管至少设置2个固定点,有利于确保管道安装稳固。  

为防止电化学反应,不锈钢板、铝板风管与碳素钢支架的接触处,应采取隔绝或防腐绝缘措施。边长(直径)大于1250mm的弯头、三通等部件由于较重,应设置单独的支、吊架。  

精读2-金属风管吊架的最大间距
精读3-水平安装非金属风管支吊架最大间距  

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