综合支吊架在机电安装工程中的应用举例

摘要：在机电安装工程中，综合支吊架应用的场合很多而总结甚少，本人通过亲自参与的工程项目，对综合支吊架的设计和施工的方法进行了阐述，望在以后对综合支吊架设计得更加合理、经济高效。

关键词：空调风管 空调水管 电缆桥架 给排水管 综合支吊架

1 工程概况

我公司2009年承建了无锡大剧院机电安装工程，根据实际情况，系统管线打架情况严重，若采用吊杆、支架，则吊顶标高最多控制在2.3m，不仅不能满足装修要求同时也影响到观赏，为此我们采用了综合支吊架技术。

2 支吊架设计[4,5,6]

综合支吊架的设计主要考虑以下几种荷载：垂直荷载、水平荷载和地震荷载。垂直荷载的取值考虑制造、安装等因素，采用确定了的管架间距的计算荷载乘以荷载分项系数1.5；水平荷载按垂直荷载的0.3倍计算（取摩擦系数0.3）；根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003），确定地震烈度，一般按地震设防烈度≤8度计算地震作用，地震载荷的计算可以分为水平方向的剪力计算和竖直方向的拉（压）力计算。

2.1支吊架间距

支吊架计算间距取管径最小的钢管进行支吊架间距计算。间距系指管道的跨度，一般管道的最大支架间距是按强度条件和刚度（或挠度）条件计算决定。在两者中，选择其数值小的作为管道的最大间距值，则

按刚度条件水平管道支吊架最大允许间距

（5）

按强度条件水平管道支吊架最大允许间距

（6）

式中 L――水平管道支吊架的间距（单位：m）；

E――管材在热态下的弹性模量（单位：kN/mm2）：取值196～206，取198 kN/mm2

I――管材的截面惯性距（单位：cm4）；

W――管材的单位长度重量（单位：kN/m）；

――管材在跨中的挠度（单位：mm）,一般选用挠度在10～20mm之间选取；

Z――管材的截面模量（单位：cm3）

[σ]――热态下钢管受到重力荷载部分的许用应力（MPa）；

2.2 吊杆计算

吊杆按轴心受位构件计算，按下式（1）计算，满足国标GB/T17116.3。

（1）

式中 A――钢材截面面积（mm2）；

N――钢材受到的拉力（N），在此为支架所有管道及附属件重量，另加支架本身的重量（kN）；

[σ]――钢材许用拉应力值（N/mm2）。

2.3 横梁计算

横梁主要承受和管道的荷载，故其受力形式为弯剪受力，分别计算其受弯和受剪应力，然后确定横梁是否满足受力要求。

1） 弯曲应力计算

（2）

式中γx、γy――截面塑性发展系数；对于普通碳素结构钢，一般取值：1.05；

Mx 、 My――所验算截面绕x轴和绕y轴的弯矩（N•mm）；

ωx 、ωy――截面对x轴和对y轴的净截面抵抗矩（mm3）；

――钢材强度设计值（N/mm2）。

2） 剪应力计算

（3）

式中τ――抗剪强度（N/mm2）

V――计算截面沿腹板平面作用的剪力（N）；

S――计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩（mm3）

Ix ――截面惯性矩（mm4）

tw ――腹板厚度（mm）

fv――钢材的抗剪强度设计值（N/mm2）

2.4 受弯梁挠度和受压构件长细比的计算

受弯梁挠度合受压构件长细比需满足公式（4）要求：

（4）

式中y――受弯梁的挠度（单位：mm）

Q――受弯梁上的均布载荷（单位：Kn/mm2）

L――受弯梁的长度（单位：mm）

E――常温下的弹性模数（kN/mm2）：取值196～206，取198 kN/mm2

Iy ――槽钢y轴截面惯性距（cm4）

3 支吊架施工

3.1施工要点

（1）熟悉各专业管线的特性。例如：有压管和桥架走向相对不受限制，只要适当考虑节约即可，而对于排水等无压管道，必须考虑坡度因素。

（2）考虑保温、隔热垫的设置要求。

（3）了解各专业管线的支架设置要求，确定合理的支架布置间距、形式、材质及规格型号。

（4）考虑装饰施工要求，特别是主龙骨的设置，明确其布置位置，高度尺寸。

（5）确定支架布置间距，利用计算机画出初步施工布置图，明确布置方案。

3.2 施工程序确定

多专业在一起施工时，须先确定施工顺序后再具体施工。

3.3 施工工艺：

（1）除锈与防腐：钢材进场后，采用角向磨光机对钢材进行除锈；除锈完成后，采用空压机对钢材喷漆进行防腐。

（2）加工：按制作图的标注尺寸进行下料，一律采用机械钻孔。

（3）焊接：将其根部与原来预埋件进行焊接，焊接完成后，将焊渣清理干净后，采用红丹防锈漆对其进行防腐处理。

（4）校正：每个区域的综合支吊架安装完成后，采用水准仪和经纬仪对综合支吊架进行调正、调平。

3.4 质量控制：

（1）材料质量：满足现行相关规范、技术规程、施工图集的要求。

（2）下料：长度尺寸偏差不大于5mm。

（3）焊接：满焊且不得有沙眼、夹渣、漏焊等焊接缺陷。

（4）安装：按照现行相关施工图集进行施工。

（5）防腐：刷漆均匀，不得有汽包、漏刷等现象。

4．结束语

通过综合支吊架施工技术解决了管线布置不合理的现象，其原理简单、安装方便、造价低、效果好。同时完成了无锡大剧院机电安装工程进度紧、工作量大的任务，使安装工程的施工取得相对最优的效果，整个工程最终节约成本近28万元。