化工管架优化设计的途径(1)

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1、学兔兔www.xuetutu.com22CHEⅣⅡCALENGINEERDGDESIGN化工管架优化设计的途径张瑞松浙江省天正设计工程有限公司杭州310012摘要根据化工管架结构的体系和受力特点，提出管架结构设计中可以采用的优化设计途径。关键词固定管架刚性活动管架柔性活动管架优化设计管架系指支承架空管道或其他仪电管线、桥生的弹性反力标准值的活动管架。架的各种结构的总称。管架上的架空管道为各生1．2按支承管线的高度分类产装置或存储装置输送原材料、半成品和成品，管架按支承管线的高度可分为：低管架、中是化工工厂物料输送的主要方式之一，连接工厂管

2、架及高管架以及特种管架。各个建构物的管架，又是化工工厂设计中不可或(1)低管架指管道保温层外缘至地面净距为缺的一种结构形式。由于管架线路长、数量多，0．5～2．5m之间的管架。所以设计过程中做到优化设计是结构设计人员的(2)中管架指管道保温层外缘至地面净距为责任。笔者通过多年管架设计经验的总结，提出2．5—5．0m之间的管架。管架设计中可以采用的优化设计的途径，供设计(3)高管架指管道保温层外缘至地面净距为人员在工程设计中灵活组合使用，在保证结构安5．0m以上的管架。全的前提下，达到节约投资的目的。(4)特种管架指被支承的管道直径大于等于

3、1管架的分类500mm、管道数量3根或3根以下，且高度大于10m的管架。1．1按照管道在管架上的支撑条件分类管架按管道在管架上的支撑条件可分为固定2管架的受力特点管架和活动管架，其中活动管架又可分为刚性活2．1管廊的受力特点动管架和柔性活动管架。(1)采用平面模型简化计算时，纵梁或桁架(1)固定管架指管道支座与管架为固定连接，与柱为铰接时，管线的不平衡推力和纵向地震作管道与管架之间不允许产生相对位移，承受区段用可由柱间支撑承受，柱可按单向偏心受压构件间产生的全部纵向水平推力的管架。计算。(2)刚性活动管架指活动管架(柱)的刚度(2)管廊式

4、管架横梁承受管道的竖向荷载和水较大，管道位移时，管架的水平位移小于管道位平推力，应按双向受弯构件进行计算。管廊式管移，因此管道与管架之间产生相对位移，承受管架的纵梁或桁架，承受管道轴向水平力和由横梁道位移时产生的摩擦力的管架。即管道位移产生的摩擦力标准值小于等于由于管架柱顶变位产生所传递的垂直荷载，以及转弯管道所传递的荷载，的弹性反力标准值的活动管架。应计算偏心而引起的附加弯矩，按拉弯或压弯杆(3)柔性活动管架指活动管架(柱)的刚度件计算。纵梁与柱节点的连接件，应按纵梁承受较小，管道位移时，管架的水平位移能满足管道的轴向力进行抗剪计算。位

5、移的需要，管道与管架之间不产生相对位移，(3)采用平面模型简化计算时，管廊式管架承受柱顶变位产生的水平推力的管架。即管道位的桁架上部支承管道时，管道轴向水平推力可由移产生的摩擦力标准值大于由于管架柱顶变位产桁架上弦杆承受，部分转弯管道的水平推力可由张瑞松：高级工程师，一级注册结构工程师，注册咨询工程师。1994年毕业于浙江工业大学工业与民用建筑专业。从事结构设计工作。联系电话：(0571)88362936，E—mail：zhang—rs@zpedi．eom。学兔兔www.xuetutu.com张瑞松化工管架优化设计的途径桁架上弦水平支撑承

6、受。上部管廊结构高很多，可以考虑管廊纵向柱距拉(4)柱间支撑可按受拉构件设计，对于地震大到9～15m。在固定架或柱间支撑处为便于设置区需要进行地震承载力验算的管架或有振动管道竖向支撑，宜采用6m柱距。固定管架应采用刚性的管架，柱间支撑应按中心受压构件设计。在柱管架。水平推力较小者可采用独立式管架，较大间支撑处沿地面以下宜设置基础拉梁。者宜采用组合式空间体系结构、四柱式框架或纵2．2独立式管架的受力特点向为“A”字形式的空间结构，组合式结构宜采用钢柱间支撑。独立式管架柱应按双向偏心受压构件计算，甲【日J横梁对于“，I’’，型管架柱，尚需进行

7、抗扭计算。活动管／架梁应按双向受弯构件计算，水平荷载作用下的弯矩My≤O．1Mx(Mx为垂直荷载作用下的弯矩)＼．／＼／时，可按单向受弯计算。独立式固定管架梁应按双向受弯及受扭计算。．／／＼3管架结构体系的优化＼横梁

8、＼纵梁管架柱／-交叉形水平支撑’3．1合理选择管架结构形式图1交叉形水平支撑管架的结构形式应结合项目的实际情况选用，原则上外形复杂、扩建改造可能性较大的管架宜三角形水平支撑用钢结构；外形简洁且改(扩)建可能性不大的管架，可采用钢筋混凝土结构；大中型企业装置T＼，中间{梁／区内的管架，宜采用钢管廊式管架。也可根据实际情况，底层

9、采用钢筋混凝土结构，底层以上采＼／＼

10、／用钢结构的}昆合结构管架；活动管架高度大于6m，且管线的位移较小时，宜采用柔性管架。／r＼＼＼＼3．2应尽量设置中低管架和柔性管架纵梁管架柱始当管架跨越