浅谈化工管架的结构设计.doc

浅谈化工管架的结构设计.doc浅谈化工管架的结构设计
摘要：基于化工行业管架的类型、受力特点、 管架使用功能要求，运用结构力学的分析方法和构筑 物设计的构造措施要求，对化工管架的结构设计要点 进行分析和阐述，解决管架结构设计中常见的各个疑 难问题，以进一步优化管架的结构优设计方案。
关键词：管架；结构；设计
1概述
在化工行业，管架是最常见的构筑物，是液相、 气相介质管道及电气、仪表电缆桥架的支撑结构。文 章主要阐述，管架设计中碰到的一些设计要点问题， 以期达到不断优化设计的目的。
2管架的分类
管架按结构形式主要分为独立式管架、管廊式管 架。独立式管架适合于层高低、管道管径小荷载小的 单层管架，如T型管架。管廊式管架，一般简称管廊, 适合于层高高、层数多、管道管径大荷载大的多层管 架。
管道直径大于或等于600mm、输送易燃、易爆、剧毒、 高温、高压介质的管道，支撑此类管道的管架应采用 管廊式管架，且固定架处应设置水平撑、垂直撑等传 力构件。
管架管道在管架上的支承条件分为固定管架和活 动管架。固定管架横梁上的管道设置了限位，将管道 和横梁紧紧地连接在一起，管道与管架之间不允许产 生相对位移。固定架承受着纵向区段内产生的全部水 平力，所以，一般此处设有水平撑、垂直撑，以减小 水平力的传力途径。
管架按结构材料分为钢筋混凝土管架、钢结构管 架和混合结构管架。由于钢结构具有易于工厂加工、 安装速度快、构件断面相对较小等优点，钢结构管廊 得到了越来越广泛的应用。混合结构管架指横向一棉 柱与横向主梁采用钢筋混凝土现浇结构，纵向钢梁、 水平撑、垂直撑采用钢结构。混合结构管架适用于工 期要求不高的工程，尤其在钢材成本高的时期可以降 低造价。
3管架的设计要点
管架的布置是管廊设计的重点，优化的布置会让 管廊结构受力更合理。首先管廊整体走向不宜布置成
L型，因为“L”型管廊，两条管廊横纵相交处是整体 应力集中处，尤其在地震工况下。其次，钢结构管廊 的区段长度需满足伸缩要求，一般不超过120ni为宜。 固定架位置一般选在在管道水平力较大处，以实现传 力途径最短，同时需考虑固定架处垂直对检修通道、 消防通道等的影响，避免出现垂直撑挡路的问题。基 于以上内容，在结构设计时，应将管廊的轴线不断地 进行调整，以使管廊的布置趋于结构设计合理、使用 功能合理。
不可以忽略电缆桥架所受风荷载对结构产生的影 响。当竖向电缆桥架高度较大且数量较多时，风荷载 将对整个结构和局部构件产生较大影响，特别是在风 荷载较大的地区，忽略了往往导致结构计算偏于危险。 同时，对于风荷载的计算，应该严格按照规范，将管 廊柱、纵梁、管道、电缆桥架上的荷载一并计算，以 保证每个工况下，结构计算的正确。
管廊横向主、次梁上的垂直管道荷载传递问题。 管径小于等于2寸时，管道的最大支承长度为3米； 管径大于2寸且小于等于6寸时，管道的最大支承长 度为6米；管径大于6寸且小于等于12寸时，管道的 最大支承长度为9米。对于大直径的管道一般只在横 向主梁上支承，如果横向主梁的荷载范围按相邻两个
半跨取值，横向主梁上的荷载就会大大偏小，造成横 向主梁的计算偏于危险。所以，横向主梁的荷载取值 范围应取相邻半个柱距范围内的荷载。
管廊横梁与管道之间的水平摩