电气吊杆支架的选型及承重计算

摘要：在过往的电气安装工程中，需要大量地使用各种形式的支架，大多数支架按照平常的施工经验选用型材的大小，没有进行承重计算，以致在施工后留下了隐患、难以满足工程的质量需要。我们经过研究和实践，对钢制桥架、母线槽支架进行了选型及承重计算，并总结出可以推广应用的简易公式，不仅满足了工程的需要，也对以后电气支架的施工具有了一定的参考和指导作用。

关键词：电气设备安装电气支架的选型支架承重计算

Abstract: in the past electrical installation, needs a lot of use various forms of stents, most common construction experience stent according to choose the size of the profile, not bearing computation, so that in the left hidden dangers and after construction is difficult to meet the quality of the construction need. We through research and practice, the steel bridge, bus duct bracket has selection and bearing calculation, and summarized the application can be simple formula, not only meet the needs of the project, and also for the future of the electric stents construction has some reference and guidance.

Keywords: electrical equipment installation electrical stents selection stents bearing computation

中图分类号：TU855文献标识码：A 文章编号：

引言：

建设工程电气干线施工中，母线槽和电缆桥架内敷设是常见的安装方式，其支吊架是主要的支撑元件，支架形式、性能的好坏、承载是否合理都直接影响电气主干线的寿命及安全，尤其对于大型的母线槽和电缆桥架，不能简单地根据一组支吊架的检验情况来确定它的安全及承重性能，而应在电缆桥架支吊架承重检验的基础上，结合现状并制定方案，对支吊架进行承重计算后方可投入生产。

一、 电气吊杆支架的形式

“丝杆+角钢”支架是目前广泛应用的电气吊杆支架的形式。

1、“丝杆+角钢”支架的组成

（1）吊装支架分成：承托部分（承托固定设备）和连接部分（连接承托与结构体）。旧支架两部分都是使用角钢，焊接连接，是造成质量隐患和修改困难的主要原因，“丝杆+角钢”支架克服了这个缺点。

（2）根据过去工程的经验，连接部分可以使用全牙丝杆，利用丝杆上的丝牙，上端可与顶爆螺丝连接，下端与角钢可用螺母连接，而且下端承托的高度可以任意调节。这样只要丝杆留有适当裕度，支架尺寸就不需要每个都进行测量了。

2、“丝杆+角钢”支架的的优点

（1）支架制作不需要烧焊。仅使用螺丝配件相连接，最大程度地减少了施工中的人为因素，消除安全和质量隐患。

（2）支架调整和修改方便。如果丝杆长度有一定的裕量，只要调整螺母的位置，在整个丝杆长度内都可以上下调节。

（3）支架承重范围宽，对于重量和宽度大的设备可以使用槽钢代替角钢增加承托能力，也可以增大丝杆尺寸，提高负重能力。

二、 支架承重力的核算方法

针对“丝杆+角钢”支吊架的形式，我们引用了《钢制电缆桥架工程设计规范》（CECS 31：2006）的规定，对工程内所用的电缆桥架、母线槽支吊架进行承重计算。

1、横档（角钢）的强度计算：

将横档视为简支梁。在中间B/2长度上作用均布荷载如图3-1(a)所示，其弯矩如图 3-1(b)所示。

图3-1：简支梁受力图

最大弯矩在跨中，其值按下式计算：

（3-1）式中 ――横档长度；

――相邻横档之间距；

――作用在梯架上的额定均布荷载。

横档的最大弯曲应力应满足下列要求：

（3-2）

式中 ――横档截面对X轴的惯性矩；

――截面形心到最远点的垂直距离，如3-2所示。

图3-2：梯架横档截面

2、立柱（丝杆）的强度计算：

在强度计算时视为拉弯杆，其最大应力按下式计算：

（3-3）

式中――作用在立柱上的偏心力矩， ；

――偏心距，托盘、梯架对称轴到立柱形心轴之间的距离；

――立柱截面对X轴的惯性矩；

――截面应力最大点到固定点的距离；

――托臂传给立柱的竖直力；

――立柱截面积。

3、支架紧固件的受拉强度计算

（1）内膨胀螺栓的受拉强度计算

在“丝杆+角钢”支架的形式中，每条丝杆使用一颗内膨胀螺栓作为紧固件，每个内膨胀螺栓所受的最大拉力 等于丝杆所受的竖直力，应满足：

（3-4）

内膨胀螺栓的允许抗拉静荷载的数值可从表3-1得出。

表3-1：内膨胀螺栓抗拉静荷载值

如果计算结果为丝杆所受的竖直力大于内膨胀螺栓的允许抗拉静荷载，则需要改变支架形式或支架的固定方式，每组立柱改用多个膨胀螺栓固定，紧固件的受拉强度计算按膨胀螺栓的受拉强度计算方法进行核算。

（2）膨胀螺栓的受拉强度计算

受拉螺栓在力矩M作用下的强度计算作如下假设：对接面绕通过最边一排螺栓的X′轴翻转，各螺栓的拉力与螺栓到翻转轴X′的距离成正比，即按图3-4中所示的直线规律分布。

根据以上基本假设，推导出螺栓所受的最大拉力为：

（3-5）

式中 ――第 个螺栓离X′轴的距离；

――坐标同为 的螺栓数目；

――离X′轴最远的螺栓坐标。

图3-4：受拉螺栓群

受拉螺栓的强度应满足下列要求：

式中 ――单个受拉螺栓的容许拉力。

（3-6）

式中 ――螺栓的螺纹内径；

――螺栓材料的容许拉应力，对Q235A钢制螺栓取 。

三、 简易公式

根据以上的推导过程，针对“丝杆+角钢”支吊架的形式，我们总结出电气吊架承重计算的简易公式。

1、横档的强度计算公式：

――横档长度；

――相邻横档之间距；

――作用在梯架上的额定均布荷载；

――横档截面对X轴的惯性矩；

――截面形心o到最远点的垂直距离。

2、立柱的强度计算公式：

――托臂传给立柱的竖直力；

――立柱截面积。

3、支架紧固件的受拉强度计算：

（1）内膨胀螺栓：

每个内膨胀螺栓所受的最大拉力 等于丝杆所受的竖直力，应满足：

内膨胀螺栓的允许抗拉静荷载的数值可从表3-1得出。

（2）膨胀螺栓：

――螺栓所受的最大拉力；

――螺栓的螺纹内径；

――螺栓材料的容许拉应力，对Q235A钢制螺栓取 。

4、设定值

（1）Q235钢材当厚度或直径 时，抗拉、抗压和抗弯强度设计值为 2 ， =2。

（2） “丝杆+角钢”支架的形式，可查阅型钢的比重、截面积、轴惯性矩等参数。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。