管道荷载计算方法

１、总则

１.１　管道设计工作应按照规定执行。

１.２　此规定指出工程设计专业必须为管道设计的需要来执行。在规定基础上管道设计者可以作适当的修改。

２、荷载和外力的设计

２.１　通则

当设计下列结构时，应考虑荷载。各种荷载的联合作用在计算中的应用见２.１４条。

２.２　结构本体

应计算结构本体和防火材料的重量。

２.３　动设备

对于泵、压缩机、马达等设备重量，要尽可能快地从制造商处获取相关数据，其中应包括控制、辅助设备、配管等重量。在对设备直接设在支架上的情况进行计算时，应尽可能快地提交相关动力影响因素。

２.４　起重机荷载

起重机的荷重应根据制造商的数据来确定。

２.５　容器、塔等

除容器和塔外，还包括过滤器、沉降槽、换热器、冷凝器及其配管。

根据该类设备各种荷载的综合情况，在计算中应包括以下重量／荷载。

２.５.１　空重

这是容器、塔等的静止重量，包括衬里材料、保温、防火、阀门等，应根据制造商提供的数据推导出来。

２.５.２　操作重

操作重是容器、塔等的空重，几在该单元操作过程中最大容量的重量之和。

２.５.３　水压实验荷载

在现场需要对设备进行水压实验时，设计支架结构时应考虑该设备完全充满水的重量。

当一个支撑支一台以上的容器时，该支撑应根据以下基础进行设计：在同一时刻，一台容器进行水压实验，而其他容器为空设备或仍处于操作状态中。

２.６　活动荷载

２.６.１　活动荷载应根据以下平台或通道的用途分为几个等级

（１）Ａ级

主要用作人行通道，除了人可搬动的物品外，没有其他东西。例如台阶、楼梯平台、管架上人行道、仪表监测平台及阀门操作平台。

（２）Ｂ级

用于较轻的阀门、换热器、法兰、类似部件的检修工作，放置拆卸这些部件的工具，若在梁或桁架上放置重物须加小心。

（３）Ｃ级

承受特殊荷载。要根据特殊需要进行设计。

表１ 生活荷载

２.７　风荷载

风荷载应根据ＵＢＣ确定，假设以下几点：

（１）风驻点压力

ｑ＝１４０ｋｇ／ｍ２（在１０米高度）

（２）方向“ｃ”

（３）重要系数Ｉ＝１

风力可从各个方向作用于构筑物，应考虑其最不利的情况（最大逆风向）。对于宽度在４米或以下的架空管架，应计算作用在最大的三根管子上的风荷载。对于宽度大于４米的架空管架，应计算作用在最大的四根管子上的风荷载。

２.８　管束拉力

当换热气壳体的污垢系数等于或大于０。０００８ｍ２。ｈｒ。℃／ｋｃａｌ　时，换热气制作应按１００％推力计算。当污垢系数小于０。０００８ｍ２。ｈｒ。℃／ｋｃａｌ时，支座按推理的５０％计算，即管束重量。

当支架支撑两台以上换热器时，该支架仅需按以下基础进行设计；一台换热器的管束处于将关键拨出的临界状态，而其他换热器是空的或处于操作状态。

２.９　冲击荷载

冲击荷载应根据钢结构ＡＩＳＣ标准确定。

２.１０　热应力

（１）当热膨胀导致设备与支座之间的磨擦时，摩擦力为支座上的操作荷载与下列使用的摩擦系数的乘积。

（２）在设计管道指甲的梁时，应考虑刚直管架上的管道膨胀或收缩产生的水平摩擦力。摩擦力按下式确定：

Ｆ＝０.３ＫＷ

（０.４）

式中，Ｆ：水平摩擦力

Ｗ：管重包括介质和保温材料

Ｋ：简化系数

当一根梁支撑两根或两根以下管子时，Ｋ＝１。０；当一根梁支撑三根或三根以上管子时，系数Ｋ根据下表确定：

２.１１　安装及检修时荷载

对于构筑物的每一部分，都应考虑安装和检修时的各种可能荷载情况，并应注意最苛刻条件下的情况。

２.１２　雪荷载

２.１３　地震荷载

２.１４　联合荷载

（１）构筑物及构筑物的每一部分，还有它们的指点和固定点，应为联合荷载的设计。联合荷载见表２，表中使用以下组成构筑物本体重。

ａ－构筑物本体重

ｂ－设备重

ｃ－起重机荷载

ｄ－容器　塔　罐等空重

ｅ－容器　塔　罐等操作重

ｆ－容器　塔　罐等水压实验荷载

ｇ－动荷载

ｈ－风荷载

ｉ－管束推力

ｊ－冲击荷载

ｋ－热应力

ｌ－安装几检修时荷载

ｍ－雪荷载

ｎ－地震荷载

表2联合荷载A到E

注释１：只计起重机本体重量

注释２：只计荷载的５０％

注释３：只计荷载的５０％

注释４：只计荷载的２５％，只针对火炬烟囱几其支架的设计。

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