UDC
中华人民共和国国家标准
GB 51019 - 2014
化工工程管架、管墩设计规范
COde for design Of PiPe racks and
PiPe SIeePerS in ChemiCal industry
2014 -07- 13 发布
2015 - 05 - Ol 实施
中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
COde for design Of PiPe racks and
PiPe SIeePerS in ChemiCal industry
GB 51019-2014
主编部门：中国工程建设标准化协会化工分会 批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期：2 0 1 5 年 5月 1日
2014 北 京
第484号
现批准《化工工程管架、管墩设计规范》为国家标准，编号 为GB 51019—2014,自2015年5月1日起实施。其中，第 3.3.5条为强制性条文，必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划岀版社出版发行O
中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年7月13日
本规范是根据住房城乡建设部《关于印发＜2008年工程建设 标准规范制订、修订计划（第二批）〉的通知》（建标C2008D105号） 的要求，由中国石化工程建设有限公司和中国石油和化工勘察设 计协会会同有关单位共同编制而成。
本规范编制过程中，编制组进行了广泛调查研究，认真总结实 践经验，广泛征求国内各主要化工、石化设计院的意见，吸取了国 内外最新科研成果和工程经验,完成报批稿。最后经审査定稿。
本规范共分15章和3个附录，主要内容包括：总则，术语和符 号，基本规定，荷载，地震作用和抗震验算，有振动管道的管架，荷 载和地震作用效应组合，管架，管廊，地基和基础，管架结构构造, 管墩，管架的防腐蚀设计，钢管架的防火保护层设计，职业健康、安 全、环保等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释, 由中国工程建设标准化协会化工分会负责日常管理，由中国石化 工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程 中，请各单位结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料，随时将 意见和建议寄送中国石化工程建设有限公司《化工工程管架、管墩 设计规范》管理组（地址：北京朝阳区安慧北里安园21号，邮政编 码:IOOlOI, E-mail: Zhangkf. Sei@ SinoPec. COm）,以供今后修订时 参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审査人：
主编单位：中国石油和化工勘察设计协会
中国石化工程建设有限公司
参编单 位：中国寰球工程公司
中国石化集团上海工程有限公司 中国天辰工程有限公司
上海卓然工程技术有限公司 上海港湾软地基设计研究院
主要起草人：张克峰
章健李艳霞郑建华
熊威
乐伶辉
黄文岐 邱道军 李云忠
张维秀郭智弦命少林
袁佩双 刘洪坤 徐 望 张锦红
齐怀通
主要审查人:杨诗勇武笑平
马建勋宋福
• 1 •
附录C 采用H形补偿器时固定管架水平
COntentS
3. 3 StrUCtLIraI type Of PiPe SUPPOrtS and SleePerS .......…•.… (13 )
3. 4 Material Of PiPe SUPPOrtS and SIeePerS ........................ ( 14 )
3.5 CaICUlatiOn Of pipe SUPPOrtS ..........*...................... ( 16 )
3. 6 DefOrmation CheCking .......................................... ( 22 )
4・ 2 VertiCal IOadS ........................... ∙*∙ .................. ∙∙∙ ( 26 )
4, 3 HoriZOntal IOadS ..........................- ..................... ( 27 )
4∙ 4 Wind IOadS ............................................
5 SeiSmiC action and SeiSmiC CheCking ....................... ( 35 )
5∙ 1 General requirements .......................................... ( 35
6. 1 VibratiOn PiPeS .........................*...................... ( 41 )
6. 2 PiPe SUPPOrtS With VibratiOn PiPeS ........................... ( 42 )
• 4 ∙
6∙ 3 Vibration energy dissipating ................................(42 )
7 LOad and SeiSmiC action COmbmatiOn ..................... ( 43 )
8 PiPe SUPPOrtS ............... (47)
8. 1 SingIe-POSt PiPe SUPPOrtS .................................... ( 47 )
8. 2 CrOSS-OVer PiPe SuPPOrtS....................................... ( 50 )
& 3 SPeCial PiPe supports .........*................................ ( 51 )
4 SUSPenSiOn PiPe SUPPOrtS ..............,..................... ( 51 )
9. 1 General requirements .......................................... ( 59 )
9. 2 2-D PiPe rack analysis.......................................... ( 62 )
9. 3 3-D PiPe rack analysis.......................,.................. ( 65 )
10. 1 General requirements ....................................... ( 68 )
12» 3 Cast-in-site PiPe SIeePerS .................................... (
]2. 4 DetaiIS for PiPe SIeePerS .................................... (
13 AntiCOrrOSiVe design for PiPe SUPPortS ,•・・•・・・・・・•・•・・.・(83 )
14 FirePrOOf COVer for SteeI PiPe SLlPPortS .................. ( 85 )
14. 1 GeneraI requirements ....................................... ( 85 )
14. 2 DetaiIS for fireproof CoVer .....................*.............. ( 85 )
15 HSE management ............................................. ( 89 )
APPendiX A TOrSiOnaI StreSSeS Of beam ..................... ( 90 )
APPendiX B The technical SPeCifiCatiOn Of Strand ......... ( 96 )
APPendiX C The formula Of anchor SUPPOrt horizontal
force from ∏ ShaPed COmPenSatOr ............ ( 97 )
EXPIanatiOn Of WOrding in this COde
Addition： EXPlanatiOn Of PrOViSiOnS ..
i.o.i为使化工和石油化工工程的管架、管墩设计中，贯彻执行 国家的技术经济政策，做到技术先进、安全可靠、经济合理、确保质 量,制定本规范。
1. 0.2本规范适用于化工和石油化工工程的管架、管墩的设计。 本规范不适用于管道本身作为受力结构及其他跨越江河的大型跨 越管架的设计。
1. 0. 3化工工程的管架、管墩的设计，除应符合本规范外，尚应符 合国家现行有关标准的规定。
2. 1 术 语
2. 1. 1 管架 PiPe SUPPOrt
支承架空管道或电缆桥架的各种结构总称。
2.1. 2 管墩 PiPe SIeePer
支承较低管道、距离地面高度小于或等于Im的墩式结构。
2. 1. 3 管道 PiPe
管架或管墩支撑的工艺、公用工程管线等的总称。
2. 1. 4 活动管架 SIiding PiPe SUPPOrt
管道支座与管架接触面的连接可以滑动、滚动，允许产生相对 位移的管架,包括刚性活动管架和柔性活动管架。又称中间管架 或中间活动管架。
2. 1. 5 刚性活动管架 rigid PiPe SUPPOrt
活动管架（柱）的刚度较大，管道位移时,管架的水平位移小于 管道位移，因此管道与管架之间产生相对位移，承受管道位移时产 生的摩擦力的管架。又称刚性管架。
2, 1. 6 柔性活动管架 flexible PiPe SUPPOrt
活动管架（柱）的刚度较小，管道位移时,管架的水平位移能满 足管道位移的需要，管道与管架之间不产生相对位移，承受柱顶变 位产生的水平推力的管架。又称柔性管架。
2. 1. 7 固定管架 anchor PiPe SUPPOrt
管道支座与管架为固定连接，管道与管架之间不允许产生相 对位移，承受区段间产生的全部纵向水平推力的管架。
2. 1. 8 II 形补偿器管架 H ShaPed COmPenSatOr PiPe SUPPOrt
设在管道纵向两棉固定管架区间，一般在中部位置处，支承
H形补偿器管道的活动管架。
2.1.9 独立式管架 SingIe-POSt PiPe SUPPOrt
相邻管架之间无纵向联系构件的管架称为独立式管架，适用 于能自行跨越的管道。
2. 1. 10 管廊式管架 fram PiPe SUPPOrt
相邻管架间设置纵向联系构件，如纵梁或桁架，构成空间结构 体系称为管廊式管架，多设置在装置区内及装置间，可为单层、双 层、多层。按所处的区域及功能可分为全厂管廊、装置管廊、街区 管廊、公用工程管廊、炉前管廊、带空冷器管廊等。又称管廊。
2. 1. 11 低管架 IOWer PiPe SUPPOrt
最下层管道保温层外缘至地面净距为0. 5m〜2. 5m的管架。
2. 1. 12 中管架 medium PiPe SUPPOrt
最下层管道保温层外缘至地面净距为2. 5m〜5. Om的管架。
2. 1. 13 高管架 higher PiPe SUPPOrt
最下层管道保温层外缘至地面净距为5. Om以上的管架。
2.1.14跨越管架 CrOSS-OVer PiPe SUPPort
管道需要跨越铁路、道路时，管道升高支承在铁路、道路两侧 的高管架上，形成H型管道的高管架。
2. 1. 15 吊索式管架 SUSPenSiOn PiPe SUPPOrt
由独立式管架、斜吊索、水平拉杆、型钢横梁、端部斜拉索组成 的管架，一般间距采用9m~12mo
2. 1. 16 长臂管架 long-arm PiPe SUPPOrt
根据管道允许跨距的要求，将独立式管架沿纵向伸出长臂，并 在其上安设横梁支承管道的管架。
2. 1. 17 特种管架 SPeCial PiPe SUPPOrt
被支承的管道直径大于或等于500mm、根数小于或等于3 根,且管架高度大于Iom的管架。
2. 1. 18 有振动管道的管架 PiPe SUPPOrt With VibratiOn PiPeS
管架上敷设有振动管道，振动管道重量占全部管道重量的
30%以上时。
2. 1. 19 纵梁式管架 IongitUdinal beam PiPe SUPPOrt
沿管道轴向，在管架柱之间设置纵梁，并在纵梁上或梁下根据 管道允许的间距,设置一定数量的横梁以敷设管径较小的管道的 结构。
2. 1. 20 桁架式管架 truss PiPe SUPPOrt
沿管道轴向，在管架柱之间设置跨度较大的桁架，并在其上 弦、下弦根据管道支承允许的间距,设置（或悬吊）横梁以敷设管径 较小的管道的结构。
2. 1. 21 混合结构管架 IniXtUre StrUCtUre PiPe SUPPOrt
底层梁柱为钢筋混凝土结构，上部管架为钢结构，或横向梁柱 为钢筋混凝土结构，纵向为钢结构的管架的结构。
2. 1. 22 中间横梁 transversal beam
在纵梁、桁架等管架纵向联系结构上，为支承管径较小的管道 而设置的支承构件。
2. 1. 23 固定管架柱间支撑 anchor PiPe SUPPOrt bracing
在固定管架上，为了承受较大的水平推力而设置的柱间支撑。
2. 1. 24 管道补偿器 expansion joint
设置在管道上吸收管道热胀、冷缩和其他位移的元件。
2.1.25补偿器弹性反力 reacting force from expansion joint
管道受热膨胀或受冷收缩后，使补偿器压缩或拉伸变形，由于 补偿器具有一定弹性，必将产生方向相反的变形力并通过管道传 递于固定管架上的力。
2. 1. 26 牵制系数 tie-up COeffiCient
在设置多根管道的同一棉管架上，无热变形或热变形已经稳 定的管道阻止变形管道推动管架，使管架受到的水平推力部分抵 消，表示这种牵制作用的系数称为牵制系数。
2. 1. 27 核心区 Core area
管架地基基础计算时，荷载作用于该区域时，管架基础底面与 地基土之间不出现零应力区的区域。
2. 1. 28 HSE 管理 HSE management
对实施安全、环境与健康活动的管理。
2. 1. 29 风险识别 risk assessment
估计风险大小以及确定风险是否容许的全过程。
2.2 符 号
2. 2.1作用和作用效应
F—-一作用在固定管架横梁上的水平推力标准值；
Fb管道补偿器弹性反力标准值;
Frd——每棉柱间支撑承受的水平力标准值；
FEIt一管架横向计算单元的总水平地震作用标 准值；
Fi——作用在柔性活动管架上，由于柱顶变位 产生的弹性力标准值；
F；——滚动支座管道水平推力标准值；
F,——单根管道在第Z个柔性活动管架上的弹性 反力标准值；
Fl——某单根管道的垂直荷载标准值；
FL——多根管道时，区间内作用于纵向构件 上的总拉力标准值；
FLI——-单根管道时，区间内作用于纵向构件 上的总拉力标准值；
Fm——作用在刚性活动管架上，由于管道位移 产生的摩擦力标准值；
Fm——单根管道在第Z个刚性活动管架上的摩 擦力标准值；
Fn——-管道的阀门、弯管或盲板等由介质产 生的内压力标准值；
F,(I—一一根纵梁承受的拉力标准值；
FIAB、FtBA、F WC、FIeB 相应固定点A、B、C处的水平力标准值；
Ft,0 作用于柱间支撑的水平力标准值；
G——横向计算单元的重力荷载代表值；
Gl 横梁上总垂直荷载标准值；
GS---冷凝水排放阀裹冰荷载标准值；
M-——计算截面的弯矩设计值；
Qf一均布在柔性活动管架横梁上的水平推力 标准值；
Qi——质点i的水平地震作用标准值；
Qm ——均布在刚性活动管架横梁上的水平推力 标准值；
QV——均布在横梁上的管道垂直线荷载标准值；
R——结构构件承载力设计值；
RL——纵梁反力设计值；
S——结构构件内力组合的设计值；
SEhk 水平地震作用标准值的效应；
SEVK——竖向地震作用标准值的效应；
SGE 重力荷载代表值的效应；
Sk作用在管道上的雪荷载标准值；
SO——基本雪压值；
Stk——管道温度作用标准值的效应；
Vj——第J层水平地震作用标准值；
Wk——作用在管架上的管道横向风荷载标准值；
Wu——作用在每根纵梁上的风荷载标准值；
wl2——作用在每福桁架上的风荷载标准值；
Wo——基本风压值；
Wt——作用在竖向弯管风荷载标准值；
WZ——作用在每根柱上的风荷载标准值；
∑ R'——支承于尽端固定管架上,转弯管道的弹性 Z = I
反力标准值。
2.2.2计算系数
KJ——管道水平推力的牵制系数；
α——钢材线膨胀系数；
ɑi——相应于结构基本周期丁I的水平地震影响系数；
Zt——管道温度作用水平推力的分项系数；
/G——重力荷载分项系数；
/Eh "Ev——分别为水平、竖向地震作用分项系数；
/RE——承载力抗震调整系数；
η——不均匀分布系数；
μ——柱计算长度系数；
μ——钢与钢的滑动摩擦系数；
ZZg——钢与钢的滚动摩擦系数；
]——管道积雪分布系数；
μ——风荷载体型系数；
μ——竖向弯管风荷载体型系数； S
%——纵梁风荷载体型系数；
Λs2——单棉桁架上风荷载体型系数；
λb3——柱上的风荷载体型系数；
μ——风荷载高度变化系数；
<p——桁架的挡风系数；
Wt——管道温度作用水平推力的组合值系数。
2.2. 3几何特征
d——管道外径（包括保温层）；
dχ——冷凝水排放管的外径（包括保温层）；
H——-管架柱的高度；
HO——管架柱的计算长度；
hl——纵梁的截面高度；
h2——桁架的高度；
L——横梁长度；
LI——所计算的管架距固定点的距离；
LO——柱间支撑和各类杆件的计算长度；
LS——节点之间的中心距离；
I——横梁的间距；
Zd——前后相邻管架间距离的1/2;
Zh——竖向弯管高度。
2. 2.4 材料指标和应力
E——钢材弹性模量；
EC——混凝土弹性模量；
Λ——深宽修正后的地基承载力特征值；
旗——钢材屈服强度。
2.2.5其他
g-—重力加速度；
Io——该相管架所有柱沿纵向的截面惯性矩之和；
I--相管架中一根柱沿管道纵向的截面惯性矩;
i——截面回转半径；
K——横向计算单元的管架总侧移刚度；
n——固定管架至补偿器之间的活动管架数量；
招——固定管架上的管道数量；
T——管道安装时的温度；
Tl——支架纵向或横向计算单元的基本自振周期；
TmaX——主要热管受热时的最高温度；
8——单位力作用于架顶时产生的架顶位移；
△——管架架顶位移；
∆Z——主要热管在所计算的管架顶面处的位移量。
3.1管架、管墩分类
3.1.1管架分类应符合下列要求：
1可按结构形式分为独立式管架、管廊式管架（管廊）、跨越 管架、吊索式管架、长臂管架。
2可按纵向联系的结构形式分为纵梁式管架、桁架式管架、 吊索式管架等。
3可按管道在管架上的支承条件分为固定管架和活动管 架。
4可按管架材料分为钢筋混凝土管架、钢结构管架和混合结 构管架。
5可按支承管线的高度分为低管架、中管架及高管架。
6可按管架外形分为T形、n形、A形、单层、双层、多层，以 及单相框架式或空间框架等形式。
7管廊式管架（管廊）可按所处的区域及功能分为装置管廊、 街区管廊、公用工程管廊、炉前管廊、带空冷器管廊等。
3.1.2管墩可分为固定管墩和活动管墩。
3.2管架、管墩布置
3. 2.1管架、管墩在方案阶段结构布置时，管道专业应与总图、水 道、仪表、电气等专业协调，在满足工艺条件下，应根据温度区段、 道路、地下管网等具体情况和结构专业共同协作，合理确定管架 （管廊）、管墩的结构体系，并应优化结构布置方案。
3. 2. 2管架、管墩布置应符合下列要求：
1管架线路布置时，宜平行于厂区道路或装置区的红线，并 宜与排水沟、地下管线、电缆沟等相协调。沿建（构）筑物附近布置 时，结构专业应合理设计管架柱基础O
2主要管架线路不宜穿越拟扩建的预留场地,并宜减少与公 路、铁路、河道等的交叉。
3在丘陵地区场地布置管架时，宜釆用低管架或管墩，并应 避开滑坡区域和排洪口。
4采用低管架时，管道下部保温层的外缘至地面的净距不宜
小于0. 5mo
5在行人与交通频繁的地段宜采用中管架，结构最下缘至地
面的净距不宜小于2. 2mo
6管架跨越铁路、道路时宜采用跨越管架，并应符合本规范 第3.2.6条的规定。
7在装置区内宜采用高管架,结构梁底至地面的净距应满足 工艺操作、运输、检修、消防等要求。
8管架的支撑系统应保证地震时结构的整体稳定性和操作 时水平力的可靠传递。
3. 2. 3 管廊式管架的布置除应符合本规范第3. 2. 2条的规定外, 还应符合下列要求：
1平面布置较复杂时宜分区，分区处管廊柱可设为双柱。
2纵向设置通长的纵梁或桁架，横向应根据管道支承跨距的
要求设置框架横梁及中间横梁（图3. 2. 3-1） 0
3伸缩缝布置应符合下列要求：
1） 全钢结构或纵梁、桁架采用钢结构，柱采用钢筋混凝土结 构时伸缩缝间距不宜大于120m；
2） 预制装配式钢筋混凝土结构伸缩缝间距不宜大于
7 0m；
3） 现浇钢筋混凝土结构伸缩缝间距不宜大于35m；
4） 伸缩缝位置应与∏型补偿器位置、固定管架位置、结构
伸缩缝的最大伸缩量相适应。
4管廊式管架纵向柱间支撑的布置应符合下列要求：
1） 管道n形补偿器（图9. 2. 5）平面整体布置整齐单一时， 温度区段的设置应与管道n形补偿器相适应，柱间支撑 位置应与固定管架的位置相一致；
2） 当固定管架布置分散且复杂时，可根据固定管架设置情 况，合理划分温度区段，每个温度区段宜在中间部位设置 纵向柱间支撑；
3） 管道补偿器平面整体布置复杂时，可根据固定管架设置 情况，合理划分温度区段，每个温度区段可在两端附近处 设置纵向柱间支撑。
5 纵梁式管架纵向柱距宜为6m〜9m。柱距大于9m时，可 在两侧的纵梁上翼缘设置水平支撑（图3. 2. 3-1、图3.2. 3-2） o特 殊情况时，纵向柱距可按管道专业布置的实际需要，可不受模数的 限制。
图3.2.3 1三角形水平支撑
1一框架横梁；2-纵梁；3一三角形水平支撑；5一管架柱；6—中间横梁
6桁架式管架其纵向柱距宜采用12m〜24m,基本柱距 宜釆用18mα桁架上弦宜设交叉形水平支撑，下弦也可在管 架柱距左右两侧横梁区段内设交叉形水平支撑。支撑杆件可 按拉杆设计。
7宜根据管道的允许跨距,将较大管道的支承点布置在管廊 横向框架横梁上。
图3. 2. 3-2交叉形水平支撑
1一框架横梁；2一纵梁；4—交叉形水平支撑；5一管架柱；6—中间横梁 3.2.4吊索式管架纵向柱距宜为9m〜12m,基本柱距宜采用 9m,中间悬吊横梁宜布置在1/3柱距处。
3.2. 5当管道沿纵向有一定坡度时,应按下列要求调整管架标高：
1钢筋混凝土管架和混合结构管架，可调整管架基础的埋置 深度。
2应根据纵向距离与管道高差划分区域，同一区域内柱高应 一致。可调整管道支托高度，选择统一柱高度的定型管架。
3对于钢结构管架，可设定柱脚底板距地面的净距为 15Omm〜45Omm,可调整钢筋混凝土基础短柱露出地面的高度使 上部钢结构柱高一致。
3.2.6管架跨越道路、铁路的净空和管架外缘距路边的限值，应 符合下列要求：
1厂区内应计及通过该道路最大设备的通行净空。厂区外 应符合交通主管部门的要求。
2跨越道路时，路面中心至管架结构下缘的最小净空应符合 下列要求：
1） 厂区道路不应小于5.0m；
2） 装置内的检修道路和消防道路不应小于4. 5mo
3跨越铁路时，轨顶至桁架下缘对可燃气体、液化煙和可燃 液体的管道不应小于6. Om,对其他管道不应小于5. 5mo
4管道与铁路或道路平行敷设时，管架外边缘距铁路轨外沿 不应小于3. Om,距道路外边缘不应小于1. Omo
3. 2. 7管道外缘与架空输电线路的净距应符合下列要求：
1 电压等级为3kV以下时，不应小于1. 5mo
2 电压等级为3kV〜IokV时，不应小于3. OmO
3 电压等级为35kV〜IlokV时，不应小于4. OmO
3. 2. 8管架布置时应计及电气和仪表电缆桥架敷设的需要，以及 生产扩建需要预留的位置。装置区管廊式管架中电气和仪表电缆 桥架宜布置在管廊最上层,可沿纵向一侧布置或两侧布置。
3. 2.9在管廊中间层设检修通道时，其层间净空不宜小于2. 2m, 两侧宜设置栏杆。
3.3结构选型
3.3.1管架宜采用钢结构或钢筋混凝土结构，管墩宜采用钢筋混 凝土结构或混凝土结构。
3.3.2管架结构选型应符合下列要求：
1应根据工程规模、施工条件、建设周期、防火防腐蚀要求， 以及改扩建等因素进行技术经济综合比较后，确定采用钢结构、钢 筋混凝土结构或其他结构形式。
2外形复杂、扩建改造可能性较大的管架宜用钢结构；外形 简洁且改（扩）建可能性不大的管架，可采用预制钢筋混凝土结构 或钢筋混凝土结构。
3大中型企业的装置区内的管架，宜采用钢结构管廊式管 架,也可根据实际情况，底层采用钢筋混凝土结构，底层以上采用 钢结构的混合结构管架。
4管道密集且管径以小于1 OOmm为主，且为满足场地空间 要求需要增大管架间距时,可采用管廊式管架。
5对于装置之间或通向火炬系统的管架，被支承管道直径大 于或等于500mm、管道根数小于或等于3根，且独立式管架高度 大于IOm时，可采用特种管架。
6管道直径小于150mm,且数量不多时，可采用钢筋混凝土 纵向长臂管架,并应在其悬臂上设置钢横梁。
7固定管架应采用刚性管架。水平推力较小者可釆用独立 式管架，较大者宜采用组合式空间体系结构、四柱式框架或纵向为 “A”字形式的空间结构，组合式结构宜釆用钢柱间支撑。
8活动管架高度大于6m,且管线的位移较小时，宜按柔性管 架设计。
3.3.3钢管架结构节点连接形式选择应符合下列要求：
1管廊式管架，其梁-梁、梁-柱节点连接可采用焊接形式，施 工时可先用安装螺栓临时固定,再行施焊；梁柱等主要构件也可采 用工厂预制，现场可采用高强度螺栓组装的节点连接形式。
2横梁与柱连接节点可采用高强度螺栓外伸端板半刚性连 接节点形式。
3根据所处位置,桁架上、下弦杆与柱的连接可采用刚接或 皎接，管道补偿器处滑动式节点可采用节点板连接形式。腹杆采 用钢管时也可用无连接板式的直焊节点。
4大管线支座节点必要时应在支承梁腹板设置支座加劲肋。
5柱脚节点宜采用刚性固定，也可采用钗接。
3.3.4支承有振动管道的管架，管道宜设置减振支撑，管架结构 宜采用刚性管架。
3.3.5符合下列条件之一的固定管架，应釆用四柱式现浇钢筋混 凝土框架结构管架、有支撑的空间钢框架结构管架或管墩：
1输送液体介质公称直径大于或等于50Omm的管道。
2输送气体介质公称直径大于或等于60Omm的管道。
3输送易燃、易爆、剧毒、高温、高压介质的管道。
3.4管架、管墩材料
3. 4. 1混凝土结构耐久性设计应符合现行国家标准《混凝土结构 设计规范》GB 50010的有关规定,其最低强度等级应符合下列要求； 1管架、固定管墩及基础的混凝土强度等级不应低于C25, 素混凝土基础及活动管墩混凝土强度等级不应低于C20o
2在腐蚀性区域，应符合本规范第13章的要求。
3. 4.2钢材应符合下列要求：
1 钢筋混凝土管架构件纵向受力钢筋宜釆用HRB400、 HRB500 钢筋，箍筋宜釆用 HRB300、HRB335、HRB400 钢筋。
2悬吊构件的吊杆水平拉杆宜釆用HPB300钢筋，斜吊索 及端部斜拉索宜釆用HPB300钢筋或镀锌钢绞线。
3下列情况的结构不应采用Q235沸腾钢：
1） 冬季工作温度等于或低于一30°C时的所有结构；
2） 冬季工作温度等于或低于一20°C时直接承受振动荷载但 可不验算疲劳的结构。
4型钢、钢板除应符合本规范第3.4.2条第3款的规定外， 尚应符合下列要求：
1） 钢材宜采用Q235BF、Q345B；
2） 钢材的质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》 GB/T 700和《低合金高强度结构钢））GB∕T 1591的有 关规定。
3.4.3螺栓应符合下列要求：
1用于安装的普通螺栓性能等级宜釆用4. 6级。
2高强度螺栓性能等级为8. 8级或10. 9级。
3锚栓（地脚螺栓）宜采用Q235B钢,冬季工作温度低于一20°C 时,宜釆用Q235BZ钢，也可采用Q345钢材，但不得使用经冷加 工处理的钢材。
3. 4.4焊条应符合下列要求：
1手工电弧焊采用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及 细晶粒钢焊条》GB/T 5117或《热强钢焊条））GB∕T 5118的有关规 定。选用焊条型号时应与构件钢材强度等级相适应。
2钢筋的搭接焊、帮条焊、熔槽帮条焊及坡口焊选用的焊条, 宜符合表3.4.4的规定：
表3. 4.4钢筋的搭接焊、帮条焊、熔槽帮条焊及 坡口焊的焊条选用
|
钢筋牌号 |
电弧焊接头型式 | |
|
帮条焊、搭接焊 |
坡口焊、熔槽帮条焊 | |
|
HPB300 |
E43系列 |
E43系列 |
|
HRB335 |
E43系列 |
E50系列 |
|
HRB400 |
E50系列 |
E55系列 |
|
HRB500 |
E60系列 |
E70系列 |
3 Q235钢之间的焊接应采用E43系列焊条,Q345钢之间 的焊接应采用E50系列焊条。
4自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和相应的焊剂应与主 体金属力学性能相适应。
5直接承受动力荷载或振动荷载且需要验算疲劳的管架结 构，宜采用低氢型焊条。
3.4.5有抗震要求时，钢材及施工应符合现行国家标准《建筑抗 震设计规范》GB 50011的有关规定。
3.5管架结构计算
3.5.1管架及管墩结构设计基准期应为50年，设计使用年限宜 为50年，安全等级宜为二级；支承输送高度有害和易发生次生灾 害介质管道的管架或管墩安全等级宜为一级。
3.5.2管架的抗震设防分类，应符合现行国家标准《石油化工 建（构）筑物抗震设防分类标准））GB 50453的有关规定；管架 的基本抗震设防目标，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规 范》GB 50011的有关规定。
3.5.3管架构件的模数宜符合下列要求：
1横梁长度宜为0.25m。
2 柱高宜为0. 50mo
3 横梁间距宜为0.50m。
4 沿管道的纵向柱距宜采用1. Oom,横向柱距宜采用O. 50m。
3.5.4钢筋混凝土管架柱脚为刚性固定、梁柱节点为皎接时，管 架柱计算长度可按下式计算：
HO = μH (3. 5. 4)
式中：H——柱高度(图3.5.4)；
μ——计算长度系数，应符合表3. 5.4的规定。
图3. 5.4柱高度
1 一轴向；2一径向
表3.5.4 钢筋混凝土管架柱脚为刚性固定、 梁柱钗接时柱的计算长度系数〃
|
管架柱类型 |
单 跨 |
双 跨 | |||
|
轴向 |
径向 |
轴向 |
径向 | ||
|
刚性或柔性 管架 |
单层 |
1. 25-1. 50 |
1. 50 |
1. 25~L 50 |
L 25 |
|
多层 |
1. 25 |
L 25 |
L 25 |
1. 00 | |
|
管廊式 管架 |
单层 |
1. ()0 |
1. 50 |
L 00 |
L 25 |
|
多层 |
1. 00 |
1. 25 |
1. 00 |
1. 00 | |
注：1表中轴向、径向分别指管道轴线方向和直径的方向。
2表中系数( 1.25-1.50)根据管道承受侧向支承作用的大小确定。管道重
量大，且根数多时取小值；管道重量小，且根数少时取大值。
3对于多层管架，最下层H值一般取基础顶面至最下层梁底的高度，其他各 层为该层柱净高。
3.5.5钢筋混凝土管架柱脚为刚性固定、梁柱节点为刚接时，管 架柱计算长度系数应符合表3.5.5的规定。
表3.5.5 钢筋混凝土管架柱脚为刚性固定、 梁柱刚接柱时的计算长度系数μ
|
管架柱类型 |
单跨 |
双跨 |
T型 | ||||
|
轴向 |
径向 |
轴向 |
径向 |
轴向 |
径向 | ||
|
刚性或 柔性管架 |
单层 |
1. 25 — 1. 50 |
1. 50 |
1. 25 — 1. 50 |
1. 00 |
1. 25-1. 50 |
2. 00 |
|
多层 |
1. 25 |
1, 25 |
1. 25 |
1. 00 |
1. 25 |
2. 00 | |
|
管廊式 管架 |
单层 |
1. 00 |
1. 25 |
1. 00 |
1. 00 | ||
|
多层 |
1. 00 |
1. 00 |
1. 00 |
1. 00 | |||
注：1表中轴向、径向分别指管道轴线方向和直径的方向。
2表中系数(1.25〜1.50)根据管道承受侧向支承作用的大小确定。管道重 量大，且根数多时取小值;管道重量小，且根数少时取大值。
3对于多层管架，最下层H值取基础顶面至最下层梁底的高度，其他各层为 该层柱净高。
3.5.6柱脚为刚性固定的钢管架柱轴向计算长度系数，应按本规 范表3. 5.5的规定釆用；径向计算长度系数应按现行国家标准《钢 结构设计规范》GB 50017的有关规定执行。
3.5.7水平钢支撑、管廊式管架柱间钢支撑为人字撑或单斜杆 形式时，其计算长度应为节点中心的距离；水平钢支撑、柱间钢 支撑为交叉支撑、桁架交叉腹杆的杆件计算长度计算，应符合下 列要求：
1杆件的平面内计算长度应取节点中心到交叉点之间的 距离。
2杆件的平面外计算长度应符合下列要求：
1)杆件为压杆时，其计算长度L。应按表3. 5. 7的规定
取值:
表3. 5. 7 交叉钢支撑杆件为压杆的平面外计算长度（L））
|
交叉支撑类型 |
计算长度 | |
|
两杆截面相同并在 |
相交另一杆受压 |
成（Tj |
|
交叉点均不中断 |
相交另一杆受拉 |
LS 5Lo |
|
两杆中有一杆在交叉点 |
相交另一杆受压 |
r Z1 : ~π2 Nr Ls V 1-γT2^7√ |
|
中断，但以节点板搭接 |
相交另一杆受拉 |
LS ʌ/1 --y^y∙≥0. 5L0 V 4 jX |
注：1表中LS为节点中心的距离（交叉点不作为节点考虑）。
2表中N为所计算杆的内力；No为相交另一杆的内力，均为绝对值。两杆均 受压时，取N0≤No
2）杆件为拉杆时，如应为
3.5.8钢桁架弦杆和单系腹杆（用节点板与弦杆连接）计算长度 L。，应符合下列要求：
1弦杆在桁架平面内L。应为Ls,弦杆在桁架平面外Lo应为 桁架弦杆侧向支承点之间的距离，并应符合现行国家标准《钢结构 设计规范》GB 50017的有关规定。
2 支座斜杆和支座竖杆的计算长度，L。应为Ls°
3其他腹杆在桁架平面内，切应为Q.8Ls,在桁架平面外丄。 应为Ls,在桁架斜平面丄。应为0. 9LS O
3.5.9钢结构构件的容许长细比，应符合表3. 5. 9的规定。
表3.5.9钢结构构件的容许长细比L0/i
|
构件名称 |
抗震等级 | |||
|
一级 |
二级 |
三级 |
四级 | |
|
固定管架柱 |
120 |
120 |
120 |
150 |
|
刚性管架柱 |
120 |
120 |
150 |
150 |
|
柔性管架柱 |
150 |
200 |
200 |
200 |
|
水平支撑受拉 |
250 |
250 |
300 |
300 |
续表3.5.9
|
构件名称 |
抗震等级 | ||||
|
—级 |
二级 |
三级 |
四级 | ||
|
水平支撑受压 |
150 |
150 |
200 |
200 | |
|
柱间受拉交叉支撑 |
150 |
200 |
250 |
300 | |
|
柱间受压交叉支撑 |
150 |
150 |
200 |
200 | |
|
一般柱间人字撑 |
150 |
200 |
200 |
200 | |
|
柱间支撑的横梁 |
150 |
150 |
150 |
150 | |
|
纵梁及钢桁架 中各杆件 |
受拉 |
300 |
300 |
300 |
300 |
|
受压 |
150 |
150 |
150 |
150 | |
注：1表中£为截面回转半径。
2纵梁式管架的受压纵梁，其内力等于或小于承载能力的50%时，容许长细 比值可取200,
3表中所列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时，应乘以∙√235∕√ay,圆 管应乘以235∕∕ayo
3. 5. 10钢结构管廊式管架柱及中心支撑杆件板件宽厚比的限 值,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017有关钢结构 弹性阶段设计的规定，且应大于表3. 5. 10的规定。
表3. 5.10钢结构管廊式管架柱及中心支撑板件宽厚比限值
|
板件名称 |
抗震等级 | ||||
|
一级 |
二级 |
:三级 |
四级 | ||
|
柱 |
工字形截面翼缘外伸部分 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
工字形截面腹板• |
43 |
45 |
48 |
52 | |
|
中心 支撑 |
工字形截面翼缘外伸部分 |
9 |
10 |
11 |
13 |
|
工字形截面腹板 |
26 |
27 |
28 |
33 | |
|
圆管外径与壁厚比 |
40 |
42 |
45 |
45 | |
注：表中所列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时，应乘以J235∕7w,圆管
应乘以235∕∕ayo
3.5.11钢筋混凝土柱的长细比容许值不应大于表3. 5. 11的 规定。
表3.5. 11 钢筋混凝土柱长细比容许值HoJb^Ho,∕h
|
构件名称 |
容许长细比 |
|
刚性管架柱 |
30 |
|
柔性管架柱 |
40 |
|
固定管架柱 |
25 |
注：1 HOx.HHy为管架柱沿八y方向的计算长度。
2 b、h为所考虑柱的截面边尺寸，对活动管架柱不小于20Omm,对固定管架 柱不小于30OmmO
3.5. 12钢筋混凝土管架构件裂缝控制等级可取三级，最大裂缝 宽度限值宜为0. 2mmα
3.5.13预制钢筋混凝土管架柱，应验算运输吊装过程中的承载 能力，动力系数可取1∙ 5。
3.5.14管廊式钢管架横梁上翼缘的侧向无支撑长度可计及管线 牵制稳定作用，横梁大于6m时，侧向无支撑长度可取梁长1/2；纵 梁侧向无支撑长度应按实际结构取值，纵梁有支、吊杆且支、吊杆 高度较小时，可计及支、吊杆对纵梁的约束稳定作用。
3. 5. 15高宽比大于5的管架应进行倾覆稳定验算时，倾覆稳定 系数应取1. 5。
3.5.16当验算钢结构管架柱脚底板时，应计及在多种荷载工况 下的柱脚底板受力状态，也应包括锚栓（地脚螺栓）受拉力时。
3. 5. 17固定管架横梁扭转应力的计算应符合本规范附录A的 规定。
3.5.18管架设计应具备下列资料：
1管道平剖面布置图、管道规格，管架位置图及相应要求。
2管道重量，管道内介质重量，管道内试压水、预留荷载、平 台上的活荷载等，以及管道对管架的水平推力。
3管道壁的最高、最低计算温度。
4总图场平资料及岩土工程勘察资料。
3.6管架结构变形验算
3. 6. 1管架梁、桁架构件的允许挠度值应符合表3. 6. 1的规定。
表3.6.1构件的允许挠度值
|
构件类型 |
允许挠度值____ | |
|
钢筋混凝土梁 |
当∕0<7m时 |
4/250 |
|
当 7<Zc,V9m 时 |
∕o∕300 | |
|
当Zo≥9m时 |
Zo∕400 | |
|
钢筋混凝土桁架 |
/0∕5OO | |
|
管架柱上的钢横梁 |
Zo∕25O | |
|
纵梁及桁架上的钢横梁 |
Zo∕25O | |
|
_______支撑中间横梁的钢纵梁 |
Z0/400 | |
|
钢桁架 |
Zo∕500 | |
注：1【°为构件的计算跨度。
2钢桁架、钢筋混凝土桁架制作时已预先起拱，可减去该起拱值。
3悬臂构件的允许挠度计算时采用的Z。为悬臂长度的2倍。
4纵向钢桁架的挠度限值可根据实际工程情况放宽。
3.6.2管廊式管架构件的允许挠度值，除应符合第3. 6. 1条的规 定外，还应符合下列要求：
1在装置内沿管架纵向一个柱距内，管道支点最大挠度之差 不应大于30mmo
2在装置外沿管架纵向一个柱距内，管道支点最大挠度之差 不应大于40mmo
3.6.3钢管架柱沿径向的允许位移值应符合下列要求：
1钢管架柱在风荷载标准值作用下沿径向产生的柱顶弹性 位移与总高度之比值不宜大于1/25OO
2钢结构管廊式管架，当水平支撑符合本规范第9. 1-10条 的规定时，在风荷载标准值作用下沿径向产生的柱顶点弹性位移 与总高之比值不宜大于1/2OOo
3抗震等级一级的钢管架柱在地震作用下，沿径向弹性层间 位移值不宜大于1/25OO
4振动管架应在动力分析的基础上进行位移限制。
3.6.4混合结构管架混凝土柱沿径向的允许位移值,应符合下列 要求：
1混凝土柱在风荷载标准值作用下，沿径向产生的混凝土柱 顶位移与混凝土柱总高度之比值不宜大于1/35OO
2抗震等级一级的混凝土柱在地震作用下，沿径向弹性层间 位移值不宜大于1/5OOo
3.6.5当管架与其他建（构）筑物相连并形成同一结构单元时，其 允许位移应按所连接的建（构）筑物的位移要求确定。
4.1管道的牵制系数及水平荷载作用点
4. 1. 1管架设计时除应计及管道对管架的荷载作用外，还应计及 管道对管架的牵制作用。
4.1.2活动管架上敷设3根或3根以上管道时，活动管架轴向水 平推力Fm及Ff应乘以牵制系数Kj。
4.1.3敷设单层管道的管架，牵制系数应按下列要求取值：
1管架上支承1根〜2根管道时，Kj应取1. 0。
2管架上支承3根管道时，应符合表4. 1.3的要求。
表4. 1.3单层管架上敷设有3根管道时的牵制系数Kj
|
—主要热管重量 °一全部管道重量 |
牵制系数K |
|
o<0. 5 |
0. 50 |
|
0. 5≤cr≤0. 7 |
0. 67 |
|
a>0. 7 |
1. 00 |
注：主要热管系指支承的管道中直径较大且温度最高的该根管道。
3管架上敷设的管道多于或等于4根时，牵制系数可根据
主要热管重量取值（图4 13）
全部管道重量版怛ʌ肉須丄,
4管架上敷设的管道多于或等于4根时，牵制系数也可按下 列要求取值：
1） 当 α≥0. 8 时，Kj 可取 1. 0；
2） 当 «<0. 6 时，Kj 可取（13α-l）∕（21α + l）;
3） 当O. 6≤α<C0. 8时，可用插值；
4） 当 Kj<0. 2 时，Kj 可取 0. 2。
a
图4. 1.3四根或四根以上管道牵制系数
4.1. 4敷设多层管道的管架，应按本规范图4.1.3查取牵制系数
Kj ,α值应按下列要求取值：
1用于柱、基础时，全部热管中应选定一根主要热管重量与 上、下层全部管道总重量之比。
2用于梁时，所计算的该层应选定一根主要热管与该层全部 管道总重量之比。
4.1.5管架上的纵向水平荷载作用位置应符合下列要求：
1活动管架水平推力作用点应为梁顶支承点（图4. 1.5-I）O
2固定管架水平推力作用点，挡板式应在距梁顶以下√3 处,焊接式应在支承梁顶面（图4. 1. 5-2） o
3地震作用位置应为支承梁顶；纵梁应为支座的支承面 处。
图4. 1. 5 1活动管架水平推力作用点位置
图4. 1. 5-2固定管架水平推力作用点位置
4.1.6管架上的横向水平荷载作用位置应符合下列要求：
1固定管架管道风荷载作用点位置可取支承梁顶面。
2活动管架管道风荷载作用点位置应取支承梁顶面。
3作用在纵梁或桁架上的风荷载应以集中荷载形式作用于 纵梁或桁架支座节点的支承面。
4地震作用位置应为支承梁顶，纵梁、桁架应为支座的支承 面处。
4.2垂直荷载
4. 2.1作用于管架上的垂直荷载，其中永久荷载应为结构自重; 管道自重、管道附件、保温层、防火层和管道内介质的重量；电缆和 仪表槽板重；操作平台和走道板的自重。平台和走道板上的活荷 载标准值可采用2. 0kN∕m2 ；试压时的充水荷载可按实际情况 采用。
4.2.2管架横梁可按均布线荷载进行计算，有较大管道时，应按 集中荷载计算；在选择计算区段时,应考虑该均布线荷载对区段的 代表性;垂直均布线荷载标准值(图4. 2. 2)可按下列公式计算：
n
η∑Ft∙Lt
QV = Lr----- (4∙ 2. 2-1)
L4
LI = + (4.2.2-2)
乙
式中：S——均布在横梁上的管道垂直线荷载标准值(kN∕m)；
• 26 •
η——不均匀分布系数,取1. 1-1.2；
Ll——第Z根管道轴向方向在该横梁两侧管道支承点的平 均距离（m）;
LtL——第Z根管道轴向方向在该横梁左侧管道支承点距该 横梁上此根管道支承点的距离（m）；
LR 第Z根管道轴向方向在该横梁右侧管道支承点距该
横梁上此根管道支承点的距离（m）；
FI 某单根管道的垂直荷载标准值（kN/m）；
L4——较小管道的分布范围（不含直径大于或等于50Omm 液体管道的垂直荷载标准值）（m）;
n——管道计算区段内的管道根数，取4根以上。
F↑ F2 F3 F4 F5
F5
（a）管道实际分布 （b）管道垂直荷载计算
图4. 2.2管道垂直荷载计算
L一横梁长度；1“一预留供发展所需的位置；FI-F4 -较小管道的垂直荷载标准值;
N一较大管道的垂直荷载标准值，该管道计算区段长度为管架的间距；
La一集中荷载作用位置
4. 2.3管道上有积灰的可能时，对直径大于30Omm的管道，尚 应考虑标准值为0. 2kN∕m2的积灰荷载。
4.3管道水平推力
4.3.1当活动管架（不包括支承有振动管道的管架和跨越式管架） 所支承的管道符合下列条件之一时,管道的水平推力可不计算：
1 常温管道，介质的温度不超过40°Co
2管道根数在10根以上,其中介质的最高温度TmaX≤130oC O
3 主要热管重量与全部管道重量的比值σ≤0. 15o
4.3.2活动管架可分为刚性活动管架和柔性活动管架，可按下列 要求判别：
1 Ff<Fm时应为柔性活动管架。
2 Ff≥Fm时应为刚性活动管架。
4.3.3刚性活动管架水平推力标准值应按下式计算：
Fm = Kj ∙ Gi • #' (4. 3. 3)
式中：Fm——-作用在刚性活动管架上，由于管道位移产生的摩擦 力标准值(kN)；
GI——正常操作时作用在一棉管架横梁上的总垂直荷载标 准值(kN)；
μ——摩擦系数，钢与钢滑动接触时釆用0. 3,钢与混凝土 滑动接触时釆用4,钢与聚四氟乙烯之间采用0. 1； Ki——牵制系数,可按本规范第4. 1. 3条和第4. 1.4条取值。 4.3.4均布在刚性活动管架横梁上的水平推力标准值应按下式 计算：
式中：L--横梁长度(m)；
qm——均布在刚性活动管架横梁上的水平推力标准值(kN∕m)o
4. 3. 5柔性活动管架水平推力标准值为柱顶弹性反力标准值,应 符合下列要求：
1钢筋混凝土柔性活动管架水平推力标准值，应按下列公式 计算：
3EcI∆ZKj ZA 7 ∏ n
γ [=---片--L ∙ n (4.3.5-侦
H
∆Z = α(TmaX — T)Ll (4. 3. 5-2)
式中：Ff——-作用在柔性活动管架上，由于柱顶变位产生的弹性反 力标准值(kN)；
77--相管架柱的根数，宜为2根；
H——管架柱的高度，双层管架时，为基础顶至主要热管所 在横梁顶面的高度（mm）；
Δ∕- 主要热管在所计算的管架顶面处的位移（mm）；
α——钢材的线膨胀系数（每升温ΓC）,α=1.2X10-5;
TmaX———主要热管受热时的最高温度（笆）；
T—-管道安装时的温度（°C）；
Li- 所计算的管架距固定点的距离（mm）;
EC——混凝土的弹性模量（kN∕mm2）；
I--棉管架中一根柱沿管道纵向的截面惯性矩（mm4） O
2钢结构柔性活动管架水平推力标准值应按下式计算：
Ff =
3EJ∆∕Kj
Hɜ
TI
(4. 3. 5-3)
式中：E——钢的弹性模量（kN∕mm2）o
4.3.6均布在柔性活动管架横梁上的水平推力标准值,应符合下 列要求：
1单层柔性活动管架横梁的水平推力应按下式计算：
9 =毕 （4. 3. 6）
1 J
式中：％——均布在柔性活动管架横梁上的水平推力标准值 （kN/m） O
2多层柔性活动管架横梁的水平推力应符合下列要求：
1） 主要热管所在梁应按公式（4∙ 3. 6）计算；
2） 非主要热管所在的梁应按本规范公式（4. 3. 4）计算，经计 算ςm>7f时，非主要热管在横梁上水平推力应取/值。
4. 3. 7固定管架横梁上的水平推力标准值应包括下列数值：
1管道补偿器的弹性反力标准值∑Fbo
2关闭阀门时，管道的阀门、弯管及盲板等由介质产生的内 压力标准值ΣFrl°
3管道变形时在刚性活动管架上的摩擦力标准值总和为
∑jFmt ；柔性活动管架弹性反力标准值总和 ∑FfI ,应由固定
i = 1 i — 1
管架至补偿器间各柔性活动管架的变位反力之和。
4固定管架的水平推力F,应由管道（应力）专业计算∑Fb. ∑E1值,结构设计人员应根据中间活动管架的特征、管道布置具 体情况，按重载式（端部固定管架）、减载式（中间固定管架），自行
n n
计算出∑Fm ,或2Ffi（72为补偿器至固定管架间活动管架的 ? = 1 i =]
个数），相叠加后组成固定管架的总水平推力F值，并应符合本规 范附录C的规定。
4∙4风荷载
4. 4.1作用于管架横向的管道风荷载标准值，应按下式计算：
Wk = μsμzwQdld （4. 4. 1）
式中——作用在管架上的管道横向风荷载标准值（kN）；
ZZS——风荷载体型系数,应按表4. 4. 1-1选取；
μz——风压高度变化系数，应按表4. 4. 1-2选取；
WO---基本风压（kN∕m2 ）；
d——管道外径（包括保温层），多根管道取平均外径（m）；
IA——管道跨度，管架两侧的跨度不等时，取平均值（m）。
表4. 4. 1-1风荷载体型系数匹
|
管道根数 |
体型系数化 |
|
单根 |
0. 60 |
|
2根 |
0. 90 |
|
3、4根 |
1. 20 |
|
≥5根 |
1. 40 |
注：1仁值适用于2≥0. 015的情况。当λzwo√2≤O. 002时，冉应乘以1.7, 当0.002VM叫成＜0. 015时所乘系数可按中间插入法计算。
2当按多根管道计算值小于按单根最大管径的管道计算值时，取单根管道计 算值，并将公式（4. 4. 1）中疽改为dlrlaχ（包括保温层在内最大一根外径）。
表4.4.1-2风压高度变化系数NZ
|
离地面的高度（m） |
地面粗糙度类别 | |||
|
A |
B |
C |
D | |
|
5 |
1. 17 |
1. OO |
0. 74 |
0. 62 |
|
10 |
1. 38 |
1. OO |
0. 74 |
0. 62 |
|
15 |
1.52 |
L 14 |
0. 74 |
0. 62 |
|
20 |
L 63 |
L 25 |
0. 84 |
0∙ 62 |
|
30 |
1. 8 |
L 42 |
1. OO |
0.62 |
|
40 |
1. 92 |
1. 56 |
1.13 |
0. 73 |
注：地面粗糙度分为A、B、C、D四类。A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地 区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指 有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
4. 4. 2对于跨越管架管道的纵向风荷载（图4. 4. 2）,应按下式计算：
g = （4.4.2）
式中一一作用于竖向弯管的风荷载标准值,作用在梁顶面（kN）； μs——竖向弯管风荷载体型系数，可取0. 7;两根管道时应 按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有 关规定取值，两根以上取1.3；适用于JtZZWOt∕2≥0. 015 的情况。当μw0d2 ≤ 0. 002时应乘以1.7,当 O. Oo2<μzτυ0d2<Q. 015时，人所乘系数可按中间插 入法计算；
Zh——竖向弯管高度（m）。
图4.4.2跨越管架的纵向风荷载
4.4.3有双层弯管时，下层弯管纵向风荷载可按本规范公式 (4. 4. 2)计算，作用点应在下层梁顶面。
4.4.4作用在管架梁、柱上的风荷载应符合下列要求：
1作用在每根纵梁上的风荷载应按下式计算：
WLl =ms]tt⅛ 人IZd (4. 4. 4T)
式中：注Li——作用在每根纵梁上的风荷载标准值(kN)；
% 纵梁风荷载体型系数，每根纵梁可取1. 3；
ʌi——纵梁的截面高度(m)。
2作用在每根桁架上的风荷载应按下式计算：
WI.2 = ytZz∕Zs2 WO ∕z∙2 Z(I (4. 4. 4-2)
式中：WL2——作用在每根桁架上的风荷载标准值(kN)；
μs2--单棉桁架构件体型系数μs2 =φμ.；
L——对型钢杆件可取1.3；
φ——桁架的挡风系数φ = An∕Ai
An——桁架杆件和节点挡风的净投影面积(π√);
A——为桁架的轮廓面积(m2)fA = A2Zd;
方2——桁架的高度(m)。
3作用在每根柱上的风荷载应按下式计算：
WZ = μ1μs5,w0b (4.4.4-3)
式中：叫--作用在每根柱上的风荷载标准值(kN∕m)；
片3——柱的风荷载体型系数，每根柱可取1-3；
b——风荷载作用方向的柱截面宽度(m)。
4. 4.5 设计时应计及作用在电缆桥架上的风荷载。
4.5冰雪荷载
4.5.1寒冷地区管壁温度在0°C以下时，覆冰荷载应符合下列 要求：
1应考虑管道表面覆冰后所引起的荷载及挡风面积增大和 不均匀脱冰时产生的不利影响。
2基本覆冰厚度应以离地面Iom高度处统计所得的50年 一遇的最大覆冰厚度为标准。当无观察资料时应通过实地调查确 定，也可按下列经验数值釆用。
1） 大凉山、川东北、川滇、秦岭、湘黔、闽赣等地区，可取 IOmm~30mm ；
2） 东北（部分）、华北（部分）、淮河流域等地区，可取5mm〜 IOmm ；
3） 覆冰气象条件为风压O. 15（kN∕m2）同时气温为一5°C O
3管道单位长度上的覆冰荷载可按下式计算：
Qe = TrsaIa2 （d + SCna2 ）y∙l（） 6 （4. 5. 1）
式中：％一―管道单位长度上的覆冰荷载（Wm2）；
8——基本覆冰厚度（mm）；
d--管道的直径（mm）；
αι——覆冰厚度修正系数，根据构件直径应按表4. 5. 1-1确 定；
如——覆冰厚度的高度递增系数，应按表4. 5. 1-2确定；
7--覆冰重度，可取9kN∕m3 O
表4. 5.1-1 覆冰厚度修正系数③
|
管道直径（mm） |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
|
____________ɑi______________ |
0. 80 |
0. 75 |
0. 70 |
0. 63 |
0. 60 |
表4. 5.1-2覆冰厚度高度递増系数a2
|
离地面高度（m） |
10 |
50 |
100 |
|
__ |
1. 00 |
1. 60 |
2. 00 |
4.5.2作用在管道上的雪荷载标准值，应按下式计算：
Sk = ∕2fS0√ （4. 5. 2）
式中——作用在管道上的雪荷载标准值（kN/m）；
μτ——管道积雪分布系数可取Λir = O. 7；
SO-------基本雪压值（kN/m2）;
d——管道外径（包括保温层）（m） O
4.5.3寒冷地区在设有冷凝水排放阀处应考虑阀门覆冰的荷载, 按集中力作用可按下式计算：
GS =半 XlO = 2. 5；V招 （4. 5. 3）
式中：G——冷凝水排放阀覆冰荷载标准值（kN）；
dl——冷凝水排放管外直径（包括保温层Xm）O
5.1 —般规定
5.1.1建于I、II类场地抗震设防烈度为8度和8度以下，以及 建于Dl类场地抗震设防烈度为7度和7度以下的管架结构，可不 进行抗震验算，但应按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》 GB 50191的有关规定采取抗震措施。符合下列条件之一时应 进行横向水平地震作用验算：
1 管架上直径大于或等于50Omm的管道多于或等于三 根时；
2容易产生较大次生灾害的单根管道且其直径大于或等于 50Omm 时；
3管架上有直径大于或等于IOoomm的管道时；
4管架顶部支承空冷器等重型设备时；
5设有重型顶盖的管架。
5. 1.2管道沿纵向可以滑动的刚性活动管架，在管道滑动的方向 可不进行抗震验算，但应符合抗震构造要求。
5.1.3管架及管墩的抗震设防类别应符合本规范第3.5.2条的 要求。
5.1.4钢筋混凝土管廊式管架的抗震等级确定，应符合现行国家 标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关钢筋混凝土框架结构 的规定；钢结构管廊式管架抗震等级确定应根据设防类别、烈度和 管廊高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施 要求。丙类钢结构管廊式管架的抗震等级应按表5. 1.4确定；混 合结构管架的抗震等级可分别按钢结构和混凝土结构的相应规定 确定抗震等级,且混凝土和钢结构部分的抗震等级确定时均应按 管廊总高度确定。其他的固定管架抗震等级不应低于三级，活动 管架抗震等级不宜低于四级。
表5.1.4丙类钢结构管廊式管架抗震等级
|
管廊高度 |
烈 |
度 | ||
|
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
≤60m |
四 |
三 |
— | |
|
>60m |
四 |
二 |
二 |
— |
5.1.5高度大于Iorn的独立式特种管架应进行纵、横向地震作 用验算。
5. 1.6在多遇地震下，钢结构管架阻尼比可取0. 04,钢筋混凝土 管架阻尼比可取0. 05,混合结构管架阻尼比可取0. 045；结构在罕 遇地震下阻尼比可取不大于0.05 O
5.1.7计算地震作用时管架的重力荷载代表值应按下列要求 取值：
1永久荷载的重力荷载代表值应符合下列要求：
1） 管道（包括内衬、保温层和管道附件）和操作平台可采用 自重标准值的100%；
2） 管道内介质可采用自重标准值的100%;
3） 管架柱可采用自重标准值的25%；
4） 管架横梁、管廊式管架上的纵向承重结构、电缆架和电缆 可采用自重标准值的100%。
2包括冰、雪荷载、积灰荷载、走道活荷载等作用在冷管道上 的可变荷载，可取其标准值的25%。
5. 1. 8符合本规范第5. 2. 6条规定的管架应进行竖向地震作用 验算。
5. 1.9 一般管架结构可不进行罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性 变形验算。
5.1. 10采用混合结构管架时，钢支撑、钢结构与混凝土柱的连 接，应符合连接不先于支撑破坏的要求。钢支撑部分应符合现行 国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《钢结构设计规 范》GB 50017的有关规定。
5.2地震作用
5. 2. 1平面模型简化计算时管架结构基本自振周期可按下列公 式计算：
TL 2τr
(5. 2. 1-1)
纵向
横向
式中：TI
G
n
K = ^Kl
I =- 1
K=KH
(5. 2. 12)
（5. 2. 13） 管架横向或纵向计算单元的基本自振周期（s）; 横向或纵向计算单元的总重力荷载代表值（kN）；
KJ——纵向计算单元内第Z个支架的纵向抗侧移刚度 （kN/m）；
Kll——横向计算单元的管架抗侧移刚度（kN/m）；
g——重力加速度，取9. 81m∕s2 ； n——纵向计算单元内的支架个数。
5. 2.2支承两层及两层以上管道的管架，其重力荷载代表值可按 下式确定：
(5. 2. 2)
GE = GEn+ ∑（∏t） GE≈ 式中：GE——-多层管道的重力荷载代表值（kN）;
GEn——顶层管道的重力荷载代表值（kN）；
GEi——第i层管道的重力荷载代表值（LN）；
Hn——顶层管道高度（m）；
Hl——第/层管道的高度（m）；
H——管道层数。
5. 2. 3平面模型简化计算时，管架横向或纵向总水平地震作用标
准值可按下式计算：
FEK = ɑɪɑ (5. 2. 3)
式中：FEK 管架横向或纵向计算单元的总水平地震作用标
准值(kN)；
αι——管架结构的相应横向或纵向基本自振周期的水平地 震影响系数，应根据地震烈度、场地类别、设计地震 分组和结构自振周期以及阻尼比，按现行国家标准 《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定确 定。
5. 2.4平面模型简化计算管架高度不超过55m时，横向或纵向 总水平地震作用标准值沿竖直方向在各质点G的分配Q可按现 行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关底部剪力法规 定确定，其他管架结构宜采用振型分解反应谱法。
5. 2.5平面模型简化计算时，管架各层杆件水平地震作用标准值 应符合下列要求：
1各层水平地震作用标准值应按下式计算：
n
V) = ∑Q1 (5. 2. 5)
i = /
式中：虬——第j层水平地震作用标准值(kN)；
Qi——由5. 2. 4条确定的质点Z的水平地震作用标准值(kN)。
2各层水平地震作用标准值、应按本层杆件的相对抗侧移 刚度分配给本层各杆件。
5. 2. 6竖向地震作用应符合下列要求：
1抗震设防烈度为8度和9度时，大直径管道的跨度大 于或等于24m、管廊式管架的桁架跨度大于或等于24m,以及 长悬臂管架等应验算竖向地震作用，其标准值可采用重力荷载 代表值与竖向地震作用系数的乘积，竖向地震作用可不传至 基础。
2竖向地震作用系数可按表5.2.6取值。
表5.2.6竖向地震作用系数
|
序号 |
结构类别 |
烈度 |
场地类别 | ||
|
I |
∏ |
m、IV | |||
|
1 |
跨度大于或等于 24m的钢桁架 |
8 |
0. 0(0. 10) |
0. 08(0. 12) |
0. 10(0. 15) |
|
9 |
0. 15 |
0. 15 |
0. 20 | ||
|
2 |
跨度大于或等于 24m的钢筋混凝土桁 架__________ |
8 |
0. 10(0. 15) |
0. 13(0. 19) |
0. 13(0. 19) |
|
9 |
0. 20 |
0. 25 |
0. 25 | ||
|
3 |
跨度大于或等于 24m的大直径管道、 长悬臂管架 |
8 |
0. 10(0. 15) | ||
|
9 |
0. 20 | ||||
注：括号中数值用于设计基本地震加速度为0. 30g的地区。
5. 2.7空间模型整体计算时，地震作用应按现行国家标准《建筑 抗震设计规范》GB 50011的有关规定执行。
5.3.1结构构件地震作用效应与其他荷载效应的基本组合,应按 下式计算：
S = XgSge + MirEhyEhSEhk + Xev SEVk + WtjytStk (5. 3. 1) 式中：s——结构构件内力组合的设计值；
Zg——重力荷载分项系数，一般情况下应采用1.2;当重力荷 载效应对构件承载能力有利时，宜采用1.0；当验算结 构抗倾覆或抗滑移时，宜采用0. 9；
SGE--重力荷载代表值的效应；
>Eh"Ev——分别为水平、竖向地震作用分项系数，可按表5.3.1 采用；
SEhk——水平地震作用标准值的效应；
SEVk——竖向地震作用标准值的效应；
yt——管道温度作用水平推力的分项系数，可采用1. 0；
Stk——管道温度作用标准值的效应，按本规范第4. 3节确定 的水平推力；
管道温度作用水平推力组合值系数，单根热管时采用
1- 0;多根热管时采用0. 8；
*Eh
水平地震作用组合值系数;对于固定管架,纵向水平地震 作用与管道水平推力组合时采用0∙ 5,其余情况采用1. OO 表5. 3.1地震作用分项系数
|
序号 |
地震作用 |
/Eh |
/Ev | |
|
1 |
仅按水平地震作用计算 |
1. 3 |
0 | |
|
2 |
仅按竖向地震作用计算 |
0 |
1. 3 | |
|
3 |
同时按水平和竖向 地震作用计算 |
水平地震作用为主时 |
1. 3 |
0. 5 |
|
4 |
竖向地震作用为主时 |
. 0. 5 |
1. 3 | |
5.3.2管架结构构件截面抗震验算，应符合下式要求:
S≤ ɪ
(5. 3. 2)
Zre
式中成——结构构件承载力设计值；
Zre——承载力抗震调整系数,可按表5. 3. 2采用。
表5.3.2 构件承载力抗震调整系数
|
序号 |
材料 |
结构构件 |
受力状态 |
Zre |
|
1 |
钢 |
柱、梁、支撑、连接板、螺栓、焊缝 |
强度破坏 |
Ot 75 |
|
2 |
柱、支撑 |
屈曲稳定 |
0, 80 | |
|
3 |
钢筋混凝土、 预应力钢筋 混凝土 |
梁 |
受弯 |
0. 75 |
|
4 |
轴压比小于0. 15的柱 |
偏压 |
0. 75 | |
|
5 |
轴压比不小于0. 15的柱 |
偏压 |
0. 80 | |
|
6 |
其他各类构件 |
受剪、偏拉 |
0. 85 |
注：仅按竖向地震作用计算时，结构构件承载力的抗震调整系数均采用1.0。
5.3.3管架结构构件连接应按地震作用效应与其他荷载效应的 组合进行弹性设计，节点极限承载力验算应按现行国家标准《建筑 抗震设计规范》GB 50011的有关规定执行。
6.1振动管道
6.1.1下列管道应按振动管道设计：
1直径大于或等于20Omm的蒸汽及凝液管道。
2往复泵输送液体的管道，如高压锅炉给水管道。
3时停时开、扫线频繁的管道，间歇式输送管道。
4活塞式压缩机输送气体的管道，大型离心式压缩机进岀口 管道。
5生产过程中突然升温增压或减压的管道，如紧急放空管 道、连通至火炬的管道、安全阀排放管道等。
6使用快速切断阀的管道。
7温度大于200OC的高压管道。
8转油管道和烟气管道。
9两相流管道。
10裂解气管道以及急冷油、急冷水管道等其他容易产生振 动的管道。
6.1.2振动管道的荷载作用位置宜按下列部位确定：
1往复泵或活塞式压缩机的出口处。
2加热炉主管道出口处。
3设有安全阀或减压阀处。
4设有降压孔板处。
5管道直径改变处。
6 管道三通连接处。
7管道垂直或水平的弯头处。
6. 2.1有振动管道的管架宜采用管廊式管架，活动管架宜釆用刚 性管架，柱间支撑除应符合本规范第3. 2. 3条的要求外，可局部设 置层间支撑。
6. 2.2有振动管道的管架应符合下列要求：
1有振动管道的管架宜采取减振措施，当未采取减振措施 时，振动管道的垂直荷载和水平推力的标准值应分别乘以不小于 L 5的动力系数。
2振动管道设有限制振动的管卡或釆取其他减振措施，且管 架结构形式符合本规范第6. 2. 1条规定时，振动管道的垂直荷载 和水平推力应分别乘以不小于1. 3的动力系数。
3管架的自振频率应避开振动管道的脉冲频率的士 20%,对 多根振动管道的管架应分别避开各自管道的脉冲频率的士20%。
4计算基础时可不计及振动影响。
6.2.3管道专业按事故状态提供荷载时，荷载不应乘以动力系 数,也不应乘以分项系数。
6. 2.4管廊式管架上布置有振动设备时,空冷器等竖向当量荷载 和水平当量荷载应按现行行业标准《石油化工钢结构冷换框架设 计规范》SH/T 3077的有关规定执行。
6・3.1单独敷设振动管道的管架应采用空间体系的钢结构管架, 纵横向应设置X形或人字形柱间支撑。
6.3.2单独敷设振动管道的管架节点连接宜釆用普通螺栓加焊 接或高强度螺栓的连接方式。
6.3.3管线振动力较大时，管道专业宜采取减振措施，并应在横 梁两端埋设槽钢护挡等。
7. 0.1管架设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分 别进行荷载效应组合，并应取各自最不利的效应组合进行设计。
7. 0. 2管架基本荷载分类、代号及分项系数应按表7. 0. 2确定。
表7. 0.2 荷载分类、代号及分项系数
|
序号 |
荷载分类 一 |
代号 |
分项系数 |
|
1 |
结构自重、管道自重、管道附件、保温、防火、防腐材料管 架上的设备自重，以及电缆和仪表槽板重、积灰荷载、雪荷 载、裹冰的荷载______________________ |
(1) |
1. Σ |
|
2 |
管道内介质重 |
(2) |
1. 2 |
|
3 |
平台、走道板上的操作活荷载 |
(3) |
1. 3 |
|
4 |
管道试压充水荷载 |
(4) |
1. 1 |
|
5 |
活动管架上的水平推力 |
(5) |
1. 3 |
|
6 |
活动管架反作用于固定管架的水平推力 |
(6) |
1. 3 |
|
7 |
管道补偿器的位移弹性反力Fb |
(7) |
1. 3 |
|
8 |
管道内的不平衡内压力Fn |
(8) |
1. 3 |
|
9 |
振动管道垂直荷载（包括管道自重、保温、介质重） |
(9) |
1. 2 |
|
10 |
振动管道水平推力 |
(IO) |
1. 0 |
|
11 |
横向风荷载 |
(11) |
1. 4 |
|
12 |
纵向风荷载 |
(12) |
1. 4 |
|
13 |
横向地震作用 |
(13) |
1. 3 |
|
14 |
纵向地震作用 |
(14) |
1. 3 |
|
15 |
竖向地震作用 |
(15) |
1. 3 |
注：1 （1）、（2）、（5）中均不包括振动管道的有关荷载。
2平台、走道板上可不再考虑雪荷载。
3当恒载效应起控制作用时，（1）、（2）荷载分项系数应取1. 35。
7. 0. 3承载能力极限状态效应组合宜符合表7. 0. 3规定。
表7. 0.3 承载能力极限状态效应组合
|
编号 |
组合情况 _ |
参加组合的工况 |
备注 |
|
1 |
活动管架 正常操作十 横向风荷载 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 2X 1. 3C9)+0. 9Q1. 3 (3)+1. 3(5)Ψt + l. 3(10) + 1. 4(11)] |
振动管道 有减振措施 |
|
2 | |||
|
3 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 2 XL 5(9)+。. 9口. 3 (3)+1. 3(5)Wt士L 5(10) + 1.4(11)] |
振动管道 无减振措施 | |
|
4 | |||
|
5 |
活动管架正 常操作+纵向 风荷载 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 2× 1. 3(9)+0. 9[1. 3 (3) + 1. 3(5)Ψt + l. 3(10) + 1. 3(12)] |
振动管道 有减振措施 |
|
6 | |||
|
7 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 2 十 1. 5(9)+0. 9[1, 3 (3) + 1. 3(5)Ψt + l. 3(10)士 1. 3(12)] |
振动管道 无减振措施 | |
|
8 | |||
|
9 |
固定管架正 常操作+横向 风荷载 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 2X1. 3(9) +0. 9 [1.3(3) + 1. 3(6)Ψt + l. 3(7) ψt + l. 3 (10) + 1. 4(11)] |
振动管道 有减振措施 |
|
10 | |||
|
11 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 2X1. 3(9) +0. 9 [1.3(3) + 1.3(6)ψt + 1.3(7)ψt+1.5 (10) + 1. 4(11)] |
振动管道 无减振措施 | |
|
12 | |||
|
13 |
固定管架关 闭阀门时，非 正常操作+横 向风荷载 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 2 × 1. 3(9) + 0. 9 [1. 3(3) + 1. 3(6) Ψt + 1. 3(7) Ψt + 1. 3(8) ψ1±l. 3(10)÷l. 4(11)] |
振动管道 有减振措施 |
|
14 | |||
|
15 |
1. 2(1) +1. 2(2) + 1. 2 X 1. 5 (9) +0. 9 [1. 3(3) + 1. 3(6) * ± L 3(7)归 士 1. 3(8) ψt±l. 5(10) + 1. 4(11)] |
振动管道 无减振措施 | |
|
16 | |||
|
17 |
管线试压+ 横向风荷载 |
1. 2(1) +0. 9[1. 3(3) + 1. 1(4) ±0. 5 X 1- 4(11)] |
—— |
|
18 | |||
|
19 |
管线试压+ 纵向风荷载 |
1. 2(1)+0.9[l. 3(3) + 1. 1(4) ±0. 5 X 1.4(12)] |
—— |
|
20 |
续表7. 0.3
|
编号 |
组合情况 |
参加组合的工况 |
备注 |
|
21 |
横向地震 作用_____ |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 3(13) |
—— |
|
22 | |||
|
23 |
纵向地震作 用（固定管架） |
1. 2(1) + 1. 2(2) 士 1. 3(7)。±0. 5。1. 3 (14)_______________________________________ |
—— |
|
24 | |||
|
-药 |
竖向地震 作用+横向 地震作用 |
1. 2(1) + 1. 2(2) + 1. 3( 15)+0. 5(13) |
-'竖向地震 作用为主 |
|
26— | |||
|
27 | |||
|
1. 2(1) + 1. 2(2)+0. 5(15) ±1. 3(13) |
水平地震 作用为主 | ||
|
28 | |||
|
29 |
竖向地震 作用+纵向 地震作用（固 定架管） |
1.2(1)+1.2(2) + 1. 3(7迎t±l∙ 3(15) 士0. 5X0. 5(14)__________________________ |
竖向地震 作用为主 |
|
30 | |||
|
31 |
1. 2(1) + 1. 2(2)+ 1. 3(7)® 士 0. 5(15) 士0. 5X1. 3(14) |
水平地震 作用为主 | |
|
32 | |||
|
33 |
活动管架 检修十横向 风荷载 |
1. 2(1) + 1. 2 X 1. 3(9) +0. 9[1. 3(3) 士 0. 4(11)] | |
|
34 | |||
|
35 | |||
|
1. 2(1) + 1. 2 X 1. 3(9) +0. 9[1. 3(3) 士 0. 4(11)] |
一 | ||
|
36 | |||
注：1支承有振动管道的管架组合时，应按本规范第6- 2. 2条规定乘以动力系数。
2风荷载考虑横向作用，并具有正、反不同方向，对于具有支承竖向弯管的管 架，应按本规范第4. 4. 2条规定计算纵向风荷载。
3在组合时，对水平推力、管道位移弹性反力、横向、纵向地震作用均具有正、反 不同方向，应相应取其不同的编号。
4可变荷载的组合值系数在表7.0.3中已取0.9,纵向地震作用于固定管架上、 与管道水平推力组合时采用0. 50
5表中代号为（5）、（6）、（7）、（8）四类荷载在计算时尚应符合本规范第5.3. 1条 的规定，即荷载应乘以温度作用产生的水平推力的组合系数血，单根热管时 可采用1.0,多根热管时可采用0.8。
6表中代号（1）永久荷载分项系数，当组合效应对结构有利时，可将前面的L2 系数改为1∙ 0,当验算结构抗倾覆或抗滑移时，系数改为0. 9。
7非正常操作时的偶然荷载，表中（8）管道内的不平衡内压力Fn不乘分项系数, 与偶然荷载同时存在的其他荷载也可采用适当的代表值。
8当提供检修荷载大于操作活荷载时，表中组合33〜组合36中代号（3）项荷载 用实际检修荷载代替。
7. 0.4分期建设时，应考虑各期工程的实际情况，按本规范表
7. 0.3进行承载能力极限状态效应组合时，应取其最不利者进行 设计。
7. 0.5正常使用极限状态荷载效应组合宜按表7. 0. 5的规定执 行,组合值系数和频遇值系数应取0. 5,准永久值系数应取0.5o
表7. 0.5正常使用极限状态荷载效应组合
|
编号 |
组合情况 |
参加组合的工况 |
|
1 |
活动管架正常操作 |
(1) + (2)+ (3)+ (5)+ (9)十(11) |
|
2 |
备W春疆正常操作 |
(1) + (2) + (3) + (6) + (9) + (11) |
|
3 |
管道充水试压 |
(1) + (3) + (4) + (11) |
注：1活动管架、固定管架上支承的管道，均应考虑充水试压荷载。
2表中代号（1）永久荷载分项系数，当组合效应对结构有利时，可将前面的
1. 2系数改为L 0,当验算结构抗倾覆或抗滑移时，系数改为0. 9。
7. 0. 6地基基础设计时，作用效应与相应的组合应符合本规范第 10章的规定。
8. 1独立式管架
8.1.1独立式管架横向计算单元可取实际结构为计算单元,纵向 计算单元可取主要管道补偿器中到中为计算单元。
8.1.2独立式活动管架可采用刚性管架，也可采用柔性管架。管 架较低或管道较大时,应按刚性管架设计;管架较高且管道位移较 小时，宜采用柔性管架。采用柔性管架时，管架的水平变位应满足 管道位移的要求。
8.1.3钢筋混凝土 H形、H形独立式管架内力计算，应符合下列 要求：
1钢筋混凝土 H形、H形独立式管架平面内内力计算，应符 合下列要求：
1） 梁柱为钗接、柱和基础为刚性固定时，管架内力应按 排架结构计算，柱计算长度系数按本规范表3. 5. 4采 用；
2） 梁柱为刚接,应按框架结构进行内力分析，柱计算长度系 数按本规范表3. 5. 5采用。
2钢筋混凝土 n形、H形独立式管架平面外内力计算时，柱 应按上端自由下端固定计算。
8.1.4钢结构H形、H形独立式管架内力计算，应符合下列要 求：
i钢结构n形、H形独立式管架平面内内力计算，应符合 下列要求：
i）梁柱刚接，柱脚和基础为刚性固定时，应按框架结构进行 内力分析，柱计算长度系数应按现行国家标准《钢结构设 计规范》GB 50017的有关规定执行；
2）梁柱刚接，柱脚平面内为饺接（平面外刚接），应按下 端为絞接的框架计算，柱计算长度系数，应按现行国 家标准《钢结构设计规范WB 50017的有关规定执 行。
2钢结构ri形、n形独立式管架平面外内力计算时柱应按 上端自由下端固定计算，柱计算长度系数取值应按本规范表 3. 5. 5确定；钢结构固定管架横梁应计算水平荷载产生扭矩的 作用。
8.1.5独立式管架柱应按双向偏心受压构件计算，对■于“T”型管 架柱，尚应进行抗扭计算。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小于或等于垂直荷载作用下的弯矩的 0∙ 1倍时，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。
8.1. 6独立式活动管架可包括独立式单层刚性管架（图8. 1. 6-1）、 独立式双层刚性管架（图8.1. 6-2）、独立式单层柔性管架（图
8. 1. 6-3）和独立式双层柔性管架（图8. 1. 6-4）。
图8. 1. 6-1单层刚性管架计算
Gl一竖向荷载；Fm-水平推力，其中G、Fm 仅表示荷载作用方向，不表示集中荷载或均布荷载;
3k λWz一风荷载、水平荷载
图8. 1. 6-2双层刚性管架计算
TVkl—作用于下层管道上的风荷载；Sk2作用于上层管道上的风荷载
图8. 1. 6-3 单层柔性管架计算
（a）斜视 （b）正面 （C）主要热管（d）主要热管
在上层 在下层
图8. 1.6-4双层柔性管架计算
8.1.7独立式固定管架的计算应按本规范第8. 1. 6条独立式 活动管架中的刚性管架确定，但水平推力F应按本规范第 4. 3. 7条计算，并宜考虑固定管架两侧传来的水平推力叠加时 方向的不同。
8. 2. 1跨越管架和紧邻的第一个低管架(图8.2.1)的垂直荷载 和水平推力标准值，均应分别乘以1.5的增大系数，有振动管线 时,可乘以本规范第6. 2. 2条规定的动力系数。
图8. 2. 1跨越管架纵向示意
1—第一个低管架；2—跨越管架
8. 2.2跨越管架中的高管架，计算管线水平推力时应符合下 列要求：
1不带桁架或纵梁的跨越高管架柱宜按柔性管架设计，计算 架顶变位时，管道长度应按下式计算：
L = 4 十命土(8. 2. 2) Li
2桁架式跨越高管架架顶水平推力为桁架所平衡，计算 管架柱时管道水平推力可不予计及，但计算桁架时应计及此水 平推力。
8. 2. 3支承有振动管道或易燃物料管道的跨越管架，应设置具有 较大刚度的跨越管架。
8.3特种管架
8.3.1特种管架的受力应与柔性管架相同。
8. 3. 2管道为滑动支座时应符合下列要求：
1等效水平推力Ff应按本规范公式(4. 3. 5-3)计算；其中 应为此福管架所有柱沿纵向的截面惯性矩之和，当柱为变截面时 应取底端的，值；当为格构式截面时，可取其各杆件组合后的IO 值。
2 Ff应符合本规范第4.3.2条第1款的规定。
8.3.3管道为滚动支座时，水平推力应按下式计算：
Ff = G1μgKi (8. 3. 3)
式中：F；——滚动支座管道水平推力标准值(kN)；
ZZg——钢与钢的滚动摩擦系数，取0. IO
8.4吊索式管架
8. 4.1吊索式管架应由水平拉杆、斜吊索、型钢横梁和独立式管 架组成(图8. 4. 1),管架间距宜为9m〜12m,可用于敷设管道直径 小于IoOmm且数量不多、无高温高压管道的管架。
图8.4.1吊索式管架示意
1—水平拉杆；2一斜吊索；3一型钢横梁；4一活动管架；5-•端部固定管架； 6一固定管架；7一端部斜拉索泌-a〜b为水平力最大区间；9一管道； 10一柱顶斜拉索
8. 4.2吊索式管架吊索系统(图8. 4. 2-1、图8.4.2-2)应由斜吊 索、端部斜拉索、柱顶斜拉索等组成。
图8. 4. 2-1吊索系统
1 —中间横梁；2一斜吊索；3—水平拉杆§4一端部斜拉索；5一柱顶斜拉索; 6-…端部固定管架〃一花篮螺丝；8一环形钢筋；9---螺丝双面调紧
JV
图 8. 4. 2-2 “A"详图
8. 4.3吊索式管架横梁承载力应符合下列要求：
1 横梁荷载应由管线的垂直荷载及其水平推力组成（图
8. 4. 3）o
GI
图8.4.3中间横梁计算
GL垂直荷载标准值（kN）； Fm-水平推力标准值（kN）
2横梁在垂直荷载及水平推力作用下，横梁承载力应按两端 简支双向受弯构件计算。
8. 4.4吊索式管架斜吊索设计应符合下列要求：
1斜吊索内力（本规范图8. 4. 2-1）,应按下式计算： F = ɪ
1 2sinP 式中：Fl--根吊索的内力标准值（kN）；
θ——吊索与水平拉杆间夹角，不宜小于35°0 2斜吊索截面应按下式计算：
Flt "0
式中：Fk——斜吊索的破断力设计值。
3当斜吊索采用光圆普通钢筋时钢筋截面积,应按下式计算：
Fk = Afify （8. 4. 4-3）
AS ≥ 2∙°Fɪ
(8. 4. 4-1)
(8. 4. 4-2)
(8. 4. 4-4)
/y
式中：A ——钢筋抗拉强度设计值（N∕mm2）;
AS——受拉钢筋截面积（mn?）。
8. 4.5吊索式管架水平拉杆内力计算应符合下列要求：
1管道水平推力和吊索水平分力均应由水平拉杆承受，水平 拉杆的最大内力应在靠近端部固定管架跨间的两个吊点a b区间 （图8. 4. 1）,内力值应符合下列要求：
1）单根管道时，应按下列公式计算：
Ti
=0. 8 习 FnIl + FtS
1 = 1
τr —厂 CoSP FtS = G 和
FLl
(8. 4. 5-1)
(8. 4. 5-2)
式中：FLl——单根管道时，区间内管架水平拉杆的总拉力标准 值（kN）；
FtS——斜吊索在水平拉杆上沿水平方向的总分力标准 值（kN）O
2）多根管道时，应按下式计算:
FL =FLl (8. 4. 5-3)
i= 1
式中：FL——多根管道时，区间内管架水平拉杆的总拉力标准 值(kN)。
2每根水平拉杆的水平拉力，应按下式计算：
F,o = ~ (8. 4. 5-4)
式中：徐一一水平拉杆的根数，宜为2根。
3水平拉杆截面应按下式计算：
⅛ ≥ 2. 0 (8.4.5-5)
ɪ O
式中：Fh——水平拉杆的破断力设计值，当采用钢绞线时，按本规 范表B. 0. 1米用。
4当水平拉杆采用钢筋时，钢筋截面积应按下式计算：
A、毕(8. 4.5-6) Jy Jy
8. 4. 6吊索式管架端部斜拉索计算应符合下列要求：
1端部斜拉索内力标准值(图8.4.6),可按下式计算：
图8.4.6端部固定管架
1-水平拉杆；2一端部斜拉索
ZZaSma
(8. 4. 6-1)
式中:Ft—— 固定管架承受的管道传来的水平力标准值,按本规范
^第4. 3. 7条计算，由管道专业提供（kN）；
α,——端部斜拉索与管架柱夹角；
搭——端部斜拉索与地面夹角，不宜大于60°；
n0——端部斜拉索根数,与水平拉杆相同,双柱为2,单柱为IO
2端部斜拉索截面可按下式计算:
(8. 4. 6-2)
式中：Fk——端部斜拉索的破断力设计值，当采用钢绞线时，按本
规范表B. 0. 1取用。
3当端部斜拉索采用钢筋时，钢筋截面积应按下式计算：
= （8.4.6-3）
ɪ, y Jy
8. 4. 7吊索式管架柱顶斜拉索计算应符合下列要求：
1柱顶斜拉索内力（本规范图8. 4. 2-1）,可按下式计算：
厂， Fl ∙ COSB r = --:~-—
(8. 4. 7-1)
sm0
式中：F'--柱顶斜拉索的内力标准值（kN）；
β——柱顶斜拉索与管架柱的夹角。
2柱顶斜拉索截面可按下式计算：
(8. 4. 7-2I)
式中：Fk——斜拉索的破断力设计值，当采用钢绞线时，按本规范 表B. 0.1取用。
3当柱顶斜拉索采用钢筋时，钢筋截面积应按下式计算：
As 2 号=绊二 （8. 4.7-3）
。 fy
8.4.8斜吊索与中间横梁连接点位置应向管架纵向中心线移动 一定尺寸设置（图8.4.8）。
图8.4.8斜吊索移置平面示意
1 —中间横梁；2一斜吊索；3—水平拉杆；4-吊索管架；5一管架纵向中心线
8. 4. 9管架柱设计应符合下列要求：
1吊索管架中的管架根据所采用的管架形式，应按本章有关 独立式管架的规定进行设计。独立式管架柱不应承受纵向水平推 力，应只承受由斜拉索和吊索传来的分力。当一侧吊索松弛或不 设柱顶斜拉索时(图8. 4.9),应验算在水平拉杆处管架柱的截面 承载力。
图8.4.9 水平拉杆处的柱荷载
2水平拉杆处管架柱截面的内力可按下列公式计算：
M=F] ∙ cos。∙ h (8. 4. 9-1)
TV = JFi ∙ SirIo (8∙ 4. 9-2)
8. 4. 10斜拉索的锚板计算应符合下列要求：
. 56 •
1锚板尺寸（图8.4. 10）应符合下列公式要求:
F
—
/a
图8. 4. 10锚板受力示意
1一钢筋混凝土锚板；2一回填土
⅛ + ^≥2.0 XkCOSQ
(8. 4. IO-I)
(8. 4. 10-2)
(8. 4. 10-3)
NI = ∕nVι
N2 = ∕sV2
式中：Nl——锚板自重；
N2--锚板上土重；
厶、A 钢筋混凝土及土的单位体积重度（kN/m3）；
Φ——回填土内摩擦角；
VI、吼——锚板及回填土的体积（m，） O
2锚板可按以中间为支点的悬臂板进行承载力计算。
8.4.11吊索固定管架上的水平力应符合下列要求：
1中间固定管架“B”上的水平力（图8.4. 11）应按下式计算:
FLl =FBC — FBA （8. 4. II-I）
式中：FLl——作用于中间固定管架“B”的不平衡力标准值（kN）； Fbc、FBA——固定管架上固定管道单侧的水平推力标准值；按本 规范第4. 3.7条计算，作用于横梁上（kN）。
图8. 4. 11吊索式管架纵向水平力示意
2尽端固定管架“C”上的水平力应按下式计算：
/ n
FL2 = ∑Ffb- FCB (8.4. 11-2)
T ~ 1
/
式中：∑K ——尽端固定管架管道转弯处的弹性反力标准值(kN)； 1=1
Fl2——作用于尽端固定管架上的不平衡力标准值(kN) O
3固定管架和补偿器对称布置时，中间固定管架水平力可相 互抵消，中间固定管架截面和配筋量可同活动管架，中间固定管架 梁顶面设置的埋件应按固定管架横梁的要求设置。
9. 1 -般规定
9.1. 1管廊式管架（图9. 1. 1）,应由纵梁或纵向桁架、中间横梁 和单福管架等组成。
|
_X__Wɪ______Z__ | |||||||||||
|
1 |
---------η |
: 工二 |
[ 工 |
1_丄 ： |
I —工Z | ||||||
|
、4 | |||||||||||
图9. 1. 1管廊式管架纵向示意
1一纵梁或桁架；2—中间横梁；3 -柱间支撑；4一单相管架；
5—补偿器；6 -管道固定点
9.1.2管廊式管架宜以温度区段作为计算单元。固定点宜设置 在轴线框架的横梁上，对固定管架的横梁，应验算由水平推力产生 的扭矩应力。
9. 1. 3管廊式管架计算模型的确定应符合下列要求：
1管道荷载分布较均匀、管线布置均匀、跨度基本一致时,计 算模型可采用沿横向和纵向的平面模型简化计算。
2管道荷载分布复杂、结构错层及布置复杂，且固定管架或 固定点较多时，可取一个温度区段的管廊为计算单元釆用空间模 型整体计算。
9. 1.4管廊式管架结构构件形式应符合下列要求：
1釆用钢结构体系时，桁架式管架的桁架上下弦杆可用双角 钢、H型钢、T型钢或钢管，腹杆可用H型钢或钢管、T型钢、双角 钢，纵梁式管架的纵梁可用中翼缘H型钢梁或腹板焊成蜂窝形的 钢梁，横梁可用型钢或H型钢，柱可用H型钢。
2采用钢筋混凝土结构体系时，其纵梁或桁架、横梁、独立式 管架等均宜采用预制装配式结构，纵梁或桁架跨度等于或大于 15m时，宜采用预应力钢筋混凝土结构，但不宜用无粘结预应力 钢筋。
3采用混合结构体系时,混凝土构件刚度应折减。
9.1.5管廊式管架桁架支座的设置宜符合下列要求：
1管廊柱为钢筋混凝土结构时，可根据管道敷设要求将桁架 的支座设在柱顶或柱身的牛腿处。
2管廊柱为钢结构时,桁架的支座可根据管道敷设要求设在 柱顶或柱中。
3上弦位置或上、下弦位置处均可设为饺支座。
9.1.6管廊式管架的柱间纵向桁架形式选用宜符合下列要求：
1管廊式管架底层采用钢筋混凝土结构时，底层柱间纵向桁 架形式宜采用下降式平行弦杆桁架（图9. 1. 6-1）。
(d)
图9. 1. 6-1下降式平行弦杆桁架
1—上弦杆；2 一下弦杆；3—直腹杆；4—斜腹杆
2采用其他结构时，柱间纵向桁架形式可采用下降式平行弦 杆桁架或上升式平行弦杆桁架（图9. l.β-2）o
1 3
图9.1.6-2上升式平行弦杆桁架
1一上弦杆；2-下弦杆；3—直腹杆；4一斜腹杆
9. 1. 7管廊式管架根据配管专业的要求，纵梁和横梁可错层布置 (图 9. 1. 7)。
图9.1.7管廊式管架纵、横梁错层布置纵剖面
1—中间钢横梁；2 -钢纵梁；3一竖杆；4一框架柱；5一框架横梁
9.1.8管廊式管架纵梁节点连接应符合下列要求：
1管廊纵梁或桁架与柱的节点连接宜为钗接连接。
2中间横梁与纵梁或桁架连接节点宜为钗接连接或悬吊 连接。
9. 1.9管廊式管架柱间支撑应符合下列要求：
1管廊式管架柱间支撑布置位置应符合本规范第3. 2.3条 的规定。
2柱间支撑应采用型钢，支撑杆件断面形式宜按H型钢、T 型钢、管状截面、槽钢、单角钢、双角钢的顺序选取。支撑的形式宜 采用交叉支撑、人字形，柱距较大时，可采用带再分杆式，但不宜采 用K型支撑。
3抗震等级为一、二、三级时，不得按拉杆设计，四级时可按 拉杆设计,但应满足受力要求。
4柱间支撑的计算长度应符合本规范第3. 5.7条的规定。
5管廊首层层高较高、横向跨度较大时，可在管廊横向底层 设置小八字撑。
6抗震设防类别为乙类的管廊柱间支撑杆件设计内力与其 承载力设计值之比，不宜大于0. 65o
9.1. 10管廊式管架水平支撑设置宜符合下列要求：
1柱间支撑竖向无法连续布置时，宜在非连续位置处设置水 平支撑。
2管廊柱间支撑跨宜设置（与柱连接）的水平支撑。
3横梁可作为水平支撑的弦杆，斜杆与弦杆的夹角宜为 30°〜60°。
9. 1. 11当所在地区为软弱地基时，活动管架径向柱和基础的连 接宜为饺接，可采用两个锚栓（地脚螺栓）布置在柱沿轴向中心线 位置上（本规范图10. 2. 8）；当柱脚两个方向均为钗接连接且纵梁 与柱也为钗接连接时，应提高纵向柱间支撑的承载能力。
9.2平面模型简化计算
9. 2.1纵梁或桁架与柱为饺接时，管线的不平衡水平推力和纵向 地震作用可由柱间支撑承受，柱应按单向偏心受压构件计算。
9.2.2管廊式管架横梁承受管道的竖向荷载和水平推力，应按双 向受弯构件进行计算。管廊式管架的纵梁或桁架，承受管道轴向 水平力和由横梁所传递的垂直荷载，以及转弯管道所传递的荷载, 应计算偏心而引起的附加弯矩，可按拉弯或压弯杆件计算。
9.2.3管廊式管架的桁架上部支承管道时，管道轴向水平推力可 由桁架弦杆承受，部分转弯管道的水平推力可由桁架水平支撑承 受。
9.2.4每个计算单元内，纵向构件承受的最大管道轴向水平推力 的计算，应符合下列要求：
1单根管道时，纵向构件承受的最大管道轴向水平推力的计 算应按下式计算：
n
FLI = E切 Fmi ¢9.2.4-1）
i=∖
式中：F”——单根管道时，区间内管架纵向构件上承受的推力标 准值（kN）；
FmI——单根管道在第Z-个活动管架上的摩擦力标准值 （kN）,可按本规范公式（4. 3. 3）计算；为柔性管架 时，Fg应为Fn,并应按本规范公式（4. 3. 5）计算;
n——固定管架至补偿器之间的活动管架数；
E——管道不均匀分布系数，可取0. 8。
2多根管道时，纵向构件承受的最大管道轴向水平推力应按 下式计算：
/ n
FL =习FLl （9. 2. 4-2）
i = l
式中：FL———多根管道时，区间内管架纵向构件上承受的推力标 准值（kN）；多根管道的不均匀分布系数，可取0. 6〜 0∙8,如管架上纵梁均成对布置，取0.6；牵制系数按 本规范第4. 1.3条的规定取用；
疽——固定管架上的管道数。
9.2.5采用平面模型简化计算时，柱间支撑的水平力计算应符合 下列要求：
1 一个温度区段柱间支撑和固定管架应承受管道和纵梁（或 桁架）传来总的不平衡水平力（图9. 2.5） D
B
-FtBA +RbC
图9.2.5柱间支撑、固定管架受力示意
1—柱间支撑；2一固定管架；3一活动管架；4一管道固定点；a、b一补偿器；
Fm、Fiba、FlBc、FtcB 一固定点A、B、C处管道传来的水平力标准值，由Fb和Fn组 成，管道专业提供；
玉F；一支承于尽端固定管架上，转弯处的管线弹性反力标准 I=I
值，由管道专业提供
2 一个温度区段，可沿补偿器将管廊划分为几段分别计
算。图9. 2. 5中补偿器a以左的管道水平力FtAB应由柱间支 !
n
撑A承受，补偿器b以右的管道水平力（一Ecb+ ∑F7b）应由 Z=I
柱间支撑C承受，a、b之间的管道水平力（一FtBA+ FtBC）应由 固定管架柱B承受。
3柱间支撑宜采用两棉，每棉柱间支撑的水平力标准值，应 按下式计算：
Fl=EFt （9.2.5）
式中：E——管道不均匀分布系数，可取0.6；
Ft——相应各固定点处管道传来的水平力标准值（kN）。
9.2. 6活动管架承载力计算应符合下列要求：
1活动管架承受的荷载应由横梁上的垂直荷载、横梁上的水
平推力、风荷载以及纵梁传来的反力组成（图9.2.6）。
2纵梁与支架柱顶部处于同一水平面，且管架柱不承受轴向 水平推力时，可按单向偏心受压构件计算。
图9.2.6管架计算
qvl、q成一垂直荷载；Wkl-…作用于上层管道上的风荷载;
3k2—作用于下层管道上的风荷载；功L-作用于纵梁上的风荷载；
叫一作用于管架柱上的风荷载;R1一纵梁反力,纵梁计算时确定
3纵梁布置在下层位置时，应考虑柱在纵梁位置上，由上层 固定管道水平推力对柱产生的弯矩，并应验算纵梁支座处柱截面 的承载力。
4纵梁与柱节点的连接件，应按纵梁承受的轴向力进行拉剪 验算。
5管廊式管架柱内力分析应与独立式管架内力分析相同。
9.2.7固定管架横梁上的水平推力F应按本规范第4. 3.7条执 行，并应计及两侧传来的水平推力方向相反；柱上则承受两侧纵向 构件传来的水平力，应符合本规范第9. 2. 4条的要求。
9.3空间模型整体计算
9.3. 1采用空间模型整体计算时，管廊结构分析的模型应符合下 列要求：
1计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合管廊结 构的实际工作状况。
2管廊结构分析采用的计算简图、各几何尺寸、边界条件及 结构材料性能指标，应符合管廊结构的实际情况。
3管廊结构上各种作用的取值与效应组合、初始应力和变形 状况等，应符合管廊结构的实际工作状况。
4管廊计算单元可取一个温度区段为计算单元。当在伸缩 缝处采用滑动支座连接时，也可取几个温度区段的管廊为计算单
71S o
5管廊结构分析中所采用的各种近似假定和简化方法，应有 理论或试验的依据，或经工程实践验证;计算结果的精度应符合工 程设计的要求。
6非典型间距管廊横梁之间的次梁和竖杆，在整体模型中可 选取典型位置局部输入。
7纵向桁架杆件宜直接在空间模型中输入建立。
9.3.2管廊结构分析所采用的计算软件应经过鉴定。软件计算 结果应进行分析和判断,并应在确认其合理、有效后再应用于工程 设计。 .
9.3.3管廊空间模型整体计算时，管道荷载应根据管道的布置、 管径大小、管道的支点位置确定。管架上的设备荷载应考虑其对 管架结构的扭转效应。
9.3.4钢梁的整体稳定性应符合现行国家标准《钢结构设计规 范》GB 50017的有关规定。
9.3.5管廊结构地震作用分析时，在空间模型整体分析中，采用 振型分解法计算结构基本周期时,应保证主振型选取的正确。
9. 3. 6伸缩缝间距较长，纵向有多层整体组合桁架且桁架上下弦 杆与柱连接传递水平力时，应考虑桁架杆件对整体结构的影响，可 将桁架杆件和管架其他结构共同进行结构整体分析。
9. 3.7伸缩缝间距较长且高温高压管道载荷较大时，纵梁设计应 考虑轴向力对强度及稳定的影响；对钢筋混凝土管架柱应考虑轴 向力对预埋件的拉压的作用。
9.3.8 上部钢结构下部混凝土结构的混合结构中混凝土部分在 结构分析中对地震作用下结构的弹性抗弯刚度EJ应乘以折减系 数，对梁折减系数可取0∙ 5；对柱折减系数可取0. βo
10.1 一般规定
10.1.1 管架及管墩基础设计等级不应低于丙级。
10. 1.2 地基基础设计应符合下列要求：
1管架的地基计算均应满足承载力计算的有关规定。
2有下列情况之一的管架应作变形验算：
1） 软弱地基上的管架结构；
2） 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，自重固结未完成时。
3建造在斜坡上或边坡附近的管架，应验算其稳定性。
10. 1. 3除本规范第10. 1. 2条外的其他管架结构地基可不作变 形验算。
10.1.4当顶层支撑普通设备的管廊式管架位于软弱地基时，其 相邻柱基沉降差不应大于为相邻柱基的中心距离的0. 005倍；当 顶层支撑重型设备的管廊式管架位于软弱地基时，其相邻柱基沉 降差不应大于相邻柱基的中心距离的0. 003倍。
10.1.5 地基基础设计前应进行岩土工程勘察。
10. 1.6地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值 应符合下列要求：
1按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确 定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限 状态下作用的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或 单桩承载力特征值。
2计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使 用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。
3计算地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按 承载能力极限状态下作用的基本组合,但其分项系数均应为I-O0
4在确定基础或桩基承台高度、计算基础内力、确定配筋和 验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、滑 坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分 项系数；当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态作用 的标准组合。
10.1.7地基基础设计时，作用组合的效应设计值应符合下列要 求：
1正常使用极限状态下标准组合、准永久组合应符合本规范 第7.0.5条的规定。
2承载能力极限状态下的基本组合应符合本规范第7. 0. 3 条的规定。
10.1. 8 地基基础的设计使用年限不应小于管架结构的设计使用 年限。
10.2 地 基
10. 2. 1管架地基应选择已稳定或经过预压的地基。
10. 2. 2管架基础埋深应根据工程地质和水文地质等条件综合确 定，管架基础最小埋深不应小于70OmmO
10.2.3冻土地区的管架地基基础应符合国家现行标准《建筑地 基基础设计规范》GB 50007和《冻土地区建筑地基基础设计规范》 JGJ 118的有关规定。
10. 2. 4下列管架可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：
1本规范规定可不进行上部结构抗震验算的管架。
2抗震设防烈度为6度且高度小于24m的管架。
3高度小于24m及7度、8度、9度地基承载力特征值分别 不小于SOkPaJOOkPa J20kPa的管架。
10.2.5 天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应的标准 组合。
io. 2. 6管架天然地基承载力验算应符合下列要求：
1基础承受轴心荷载时应符合下式要求：
PkWfa (10. 2. 6-1)
式中：Pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压 力值(kN∕m2);
h——深宽修正后的地基承载力特征值(kN∕m2) O
2基础承受偏心荷载作用时，除应符合公式(10.2.62)的要 求外，尚应符合下式要求：
PkmaX≤1∙ 2∕a (10.2. 6-2)
式中Skmax-——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最 大压力值(kN∕m2)o
3 抗震验算时，公式(10. 2.6-1).公式(10. 2. 6-2)中应采用 地基抗震承载力兀E代替深宽修正后的地基承载力特征值兀，地 基抗震承载力E应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定执行。
10.2.7管架基础承受轴心荷载和在核心区内承受偏心荷载时， 天然地基承载力验算应符合下列要求：
1矩(方)形基础(图10∙ 2. 7)承受轴心荷载作用时可按下式 确定：
火轴向)
/N作用点
核心区
图10. 2. 7 基础偏心距示意
Pk = —⅛~~ ≤Λ do. 2. 7-1）
式中：N——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面 的全部垂直荷载值（kN）；
Gr——基础自重及基础上的填土重（kN）；
GW 如地下水高出基础底部时，地下水对基础产生的浮力
值（kN）；
A、B——基础底边长度（m）。
2矩（方）形基础承受（单向）偏心荷载作用时可按下列公式 确定：
Pkmln = CGW -1 ∙ 2∕a （10. 2. 7-2）
Ar） W
N+G —G M
PmX = 十蚩Ml. 2∕a （10. 2. 7-3）
/iɪɔ YV
式中：M——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面处的力
矩值（kN・m）；
W——基础底面的抵抗矩（m3）；
PkmSn——相应于荷载效应标准组合时，基础边缘最小压力
（kN∕m2）o
3矩（方）形基础承受双向偏心荷载作用时可按下列公式确 定：
= N+?CGW + 2∕a （10.2.7-4）
An WT W V
-A J
= 一普一務VL 2fa （10.2. 7-5）
ɪ ɪ -ɪɔʃ T F ɪ F T
式中：虬、MV——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面
绕i及丁方向的弯矩值（kN・m）；
W八Wy--基础底面对∙χ及丁轴的抵抗矩（in，）。
10.2.8管架基础在核心区外承受偏心荷载，天然地基承载力验
算应符合下列要求：
ɪ矩（方）形基础承受（单向）偏心荷载作用时，可按下列公式
确定:
|
(10. 2. 8-1) | ||
|
Pkmax = O. 70/-Y专由栏)≤1.2∕a | ||
|
厂_A_ *-zx 2 《X |
(10. 2. 8-2) | |
|
MX P 1 」___________________________ |
(10. 2. 8-3) | |
|
X N+G — Gw | ||
|
/ N+Gr — GW \ _ |
(10. 2. 8-4) | |
|
PkmaX = 0.70( •工也)≤1.2∕a | ||
|
厂 B ( =-—P £ y |
(10. 2. 8-5) | |
|
__ My |
(10. 2. 8-6) | |
|
ey~N+G~~Gw | ||
|
式中：Pkmax 一 |
一相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最 | |
大压力值（kN∕rn2）;
ex---偏心距（m）;
ey---偏心距（m）。
2矩（方）形基础承受双向偏心荷载作用时，考虑部分基底脱 离地基后的基底压力可按下式确定：
Pkmax-O. 35（⅛）wi. 2fa （10. 2. 8一7）
10.2.9当有风荷载和地震作用时，固定管架基础底面与地基土 之间的零应力区，应符合下列要求：
1在双向偏心荷载下作用时，且两个受力方向均出现零应力 区时，应符合下列要求：
1） 当有风荷载时，基础底面与地基土之间的零应力区面积 应符合基础底面允许脱开地基土的面积不大于底面全面 积的15%的要求；
2） 当有地震作用时，基础底面与地基土之间的零应力区的 面积应符合基础底面允许脱开地基土的面积不大于底面 全面积的20%的要求。
2 在只有一个方向出现零应力区时应符合下列要求：
1） 当有风荷载时，受力方向的基础底边与地基土之间的脱 离尺寸与其相应基础底边边长之比不应大于1/5；
2） 当有地震作用时，受力方向的基础底边与地基土之间 的脱离尺寸与其相应基础底边边长之比不应大于 1/4。
10. 2.10采用桩基时应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》 JGJ 94的有关规定。
10. 2. 11当地面以下无液化土层，且桩承台周围无淤泥、淤泥质 土和地基承载力特征值不大于IOokPa的填土时，下列管架可不 进行桩基抗震承载力验算：
1本规范第5.1.1条规定可不进行上部结构抗震验算的管 架。
2 高度小于24m的管架。
10. 2. 12 桩基抗震承载力验算，应符合现行国家标准《建筑地基 基础设计规范》GB 50007和《建筑抗震设计规范》GB 50011的有 关规定。
10. 2. 13固定管架基础应进行抗滑验算，抗滑安全系数不应 小于1. 3,抗滑阻力可采用基础底面摩擦力与基础正侧面的水 平抗力之和。基础正侧面土的水平抗力可采用被动土压力的 l∕3o
10. 2. 14需要提高基础的抗水平力的能力时，可采取下列措施：
1设置刚性地坪。
2置换地基土。
3增加基础埋深。
4加设基础拉梁。
10. 2. 15与建（构）筑物相邻的管架，应考虑建（构）筑物基础与管 架基础差异沉降对地基的不利影响。
10.3 基 础
10. 3.1管架基础宜采用扩展式钢筋混凝土基础或桩基础。管架 基础的底面尺寸较小时，也可采用素混凝土刚性基础；对软弱地基 或柱间净距较小时，可釆用联合式钢筋混凝土基础。
10. 3.2基础设计时应符合国家现行标准《建筑地基基础设计规 范》GB 50007和《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定。
10.3.3抗震设防烈度为8度和9度地区重要的独立式管架和管 廊式管架，在柱间支撑处沿地面以下可设置基础拉梁。
10.3.4支承有高温高压、振动管道的管架，管架基础宜与建（构） 筑物基础统一布置,并应考虑施工顺序等因素的不利影响。
10.4基础构造
10. 4. 1基础受力钢筋混凝土保护层最小厚度应符合下列要求： 1有垫层的基础应为40mm。
2无垫层的基础应为70mm。
10. 4. 2管架基础预埋锚栓（地脚螺栓）中心到混凝土基础边缘的 距离，不应小于IOOmm,且不应小于预埋锚栓（地脚螺栓）直径的4 倍；特种管架和柱间支撑处的基础，不应小于15Omm,且不应小于 预埋锚栓（地脚螺栓）直径的4倍。
10. 4. 3 管架基础锚栓（地脚螺栓）的直径不宜小于16mm；管廊 式管架基础锚栓（地脚螺栓）的直径不宜小于20mmo锚栓（地脚 螺栓）锚固长度范围内箍筋宜加密，其间距应为100mm。
10. 4. 4锚栓（地脚螺栓）宜考虑腐蚀裕度，宜比计算直径增大一 级选用。
10. 4.5管架钢柱基础短柱构造配筋，应符合现行国家标准《建筑 地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。
10. 4. 6管架钢柱基础顶面，应预留30mm〜50mm的二次浇灌 层，在钢柱安装后应用比基础混凝土强度等级高一级的细石混凝 土或水泥基灌浆料填实。
10. 4. 7 管架钢柱基础顶面高出设计地面的高度，不宜小于 150mm；当采用外包式柱脚或埋入式柱脚时，柱脚的混凝土保护 高度高出设计地面不宜小于150mm。
10. 4. 8 钢筋的锚固、接头、焊接、弯钩、配筋，均应符合现行国家 标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
10. 4. 9 对于水平推力大于300kN的固定管架钢柱柱脚可采用 埋入式柱脚。
11.1钢筋混凝土管架构造
11.1.1钢筋混凝土管架横梁截面应采用矩形,最小截面尺寸宽X 高宜为200mmX250mm,悬臂梁宜为变截面。
11. 1.2 钢筋混凝土管架柱最小截面宜为25OmmX25Omm,受力 纵筋不得小于4Φ12o
11.1.3 钢筋混凝土管架梁、柱钢筋混凝土保护层最小厚度，应根 据混凝土耐久性及防腐要求确定,但不宜小于30mmo
11.1.4钢筋混凝土管架的箍筋，应符合下列要求：
1 “丁”型管架柱和横梁、固定管架横梁的箍筋，应做成封闭 式的抗扭箍筋。
2下列范围内柱的箍筋间距不应大于IOOmm,箍筋直径不 应小于Φ8;
1) 固定管架、“T”型管架、跨越管架、特种管架和其他主要 支承振动管道的管架、抗震设防烈度为7度〜9度区的 管架，在柱顶以下50Omm范围内、中间层梁柱节点上下 50Omm范围内和柱底至地坪以上50Omrn范围内；
2) 柱间支撑与柱连接节点上、下各30Omm范围内。
11.1.5钢筋混凝土活动管架宜沿横梁顶部埋设一根直径为Φ16 的通长钢筋，露出梁顶面宜为6mm,或埋设厚度宜为8mm的通长 扁钢，露出梁顶面宜为4mm［图ILl. 5(a)、图ILl. 5(b)丄 支承 变形大或有振动的管道时，可加长管座或在梁顶埋设一条通长的 槽型锚定轨［图IL 1.5(c)］,也可在横梁端部设置防滑的槽钢护 挡。固定管架应在梁顶两侧埋设不小于L 50X5的通长角钢［图
11. 1.5(d)］,或在梁两侧焊有槽钢［图11.1.5(e)］。埋件型式宜 根据管道专业提出的要求选用，埋件的锚固钢筋直径及数量应根 据计算确定。
图11. 1.5 管架顶面构造要求
11.1. 6固定管架、跨越管架、特种管架主要支承振动管道的管架、设 有柱间支撑的管架及抗震设防烈度为8度和9度地区的管架、装配式 混凝土管架梁柱钗接连接节点处的预埋件的锚筋,不宜小于4012,锚 固长度不应小于30d；锚固长度不能满足要求时,应采取相应的措施。 钢筋混凝土“T”型管架柱,其主筋在梁中的锚固长度和抗扭构造,应符 合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
11.1.7抗震构造措施应符合下列要求：
1钢筋混凝土管架结构应符合现行国家标准《构筑物抗震设 计规范》GB 50191的有关抗震构造措施的规定。
2 纵梁及桁架的跨度大于9m时，宜设置水平支撑，且应符 合本规范第3. 2. 3条的规定。
3抗震设防烈度为8度和9度时，活动管架顶层的梁端，应 按下列要求设置槽钢护挡：
D在管道直线段，每隔一个管架应设一个；
2) 管道转弯处应设置；
3) 对特种管架、支承大于或等于30Omm管道的管架，每个 管架上均应设置。
11. 1.8装配式混凝土管架梁柱饺接节点应设置相应的预埋件 (图 11. 1. 8)o
1—1
焊接
(b)顶层梁柱节点
图11.1.8装配式梁柱节点
11.1.9纵向长臂管架的中间横梁可布置于悬臂的末端。长臂梁 截面的上部钢筋应按计算确定，上部及下部钢筋不宜少于2①16, 箍筋不宜小于①8@100；横梁上敷设固定管道时，尚应验算横梁承 受水平力产生的弯矩、扭矩；长臂悬出的长度不宜大于2. Om0
11.2钢结构管架构造
11.2.1钢结构管架横向梁柱连接节点宜为刚接。
11.2.2固定管架的钢梁宜采用由两个槽钢焊接组合的断面或 H型钢，水平推力较大的固定点处，宜设水平支撑。
11.2.3管架钢柱脚底板厚度不宜小于16mm；管廊式管架钢柱 脚底板厚度不宜小于20mmo钢柱脚抗剪承载力不足时在钢柱脚 底板下可设置抗剪键。
11.2. 4管廊式管架纵向柱间支撑应符合下列要求：
1柱间支撑宜各层连续设置，下柱支撑应确保水平力能直接 传给基础。
2在交叉支撑的交叉点宜设节点板。
3柱间支撑节点板的厚度不应小于8mm0
11.2.5管廊式管架的伸缩缝处可采用双柱，当伸缩缝处为单柱 时,伸缩缝处纵梁、桁架与柱的连接可采用滑动支座,其构造可设椭 圆孔（图11. 2.5）o钢牛腿顶部应刨平加设8mm厚聚四氟乙烯板。
⅛60
1
1一 1
图IL 2.5管廊式管架的伸缩缝构造
】一椭圆孔；2一螺栓；3—8mm厚聚四氟乙烯板
11.2.6钢桁架跨度大于或等于18m时，起拱高度宜为桁架跨度 的 1/4OOO
11.2.7钢桁架跨度大于或等于15m,宜分成两段制造，且宜运至 现场后再组装。
11. 2.8管廊式管架柱的高度宜与桁架或纵梁的上部平齐。
11.2.9跨越管架柱采用钢结构时，可采用H型钢或格构式钢 柱。格构式钢柱小于或等于6m时在柱中部应设两道横隔，高度 在6m~9m时应设三道横隔。
11.3混合结构构造
11.3.1柱横向采用钢筋混凝土结构，纵梁为钢结构时，纵梁与混 凝土柱间的连接埋件应按拉剪埋件进行设计。
11.3.2管架底层采用钢筋混凝土柱时，上部钢结构的柱脚宜采 用皎接柱脚。
12.1管墩计算
12. 1. 1管墩上的垂直荷载和管道水平推力计算方法应与管架的相 同O抗震设防烈度为8度或小于8度时,管墩可不考虑地震作用。
12. 1. 2 露出地面高度小于70Omm的活动管墩可不计算水平推力, 经修正后的地基承载力特征值fa ≥80kPa ,相应于荷载效应标准组合, 且基础底面的平均压力值P≤20kPa时,可不作地基承载力验算。
12. 1. 3固定管墩应进行偏心受压、抗剪验算，对底板应作抗弯、 抗冲切、抗倾覆、抗滑移等验算。
12. 1.4固定管墩地基承载力应按下列公式计算：
N
TWfa （12. 1. 4-1）
∕dF1≤-∣-∕sιDftan2^45o + ^yι+Nzzc （12. 1. 4-2） 式中：N——总垂直荷载标准值（kN）；
AI——预制管墩的底面积（m2）；
F]——管道作用于固定管墩的水平推力标准值（kN）,由管 道专业提供；
∕d——固定管墩上水平推力的分项系数,取Td = L 3；
——回填土的重度（kN∕m3）;
DI——-设计地面至墩底的距离（m）；
Φ——回填土的内摩擦角，可近似取和回填土同类型的天然 土内摩擦角（°）;
Zi-管墩长度（m）；.
μ ——混凝土与土壤的摩擦系数，取K = O. 3〜0. 4。
12.2预制混凝土管墩
12.2.1混凝土管墩宜采用预制，预制块长度可分为0.5m、 LOni、l. 5m、2. 0 m；活动管墩可采用a、b、c、f型结构（图12. 2. 1）, 固定管墩宜采用d、e型结构（图12.2.1）。
⅛150
N 200
N 200
(a)
(b)
⅛200
⅛300
)
图12.2.1 管墩示意
1 — Φl6通长；2—80 × 8通长；3—8通长； 4-L50X5通长；5—预制管墩;6-C25混凝土;
Λι≥5OO5∕i2≤lOOO√t3≥6OO
12. 2. 2活动管墩宜采用素混凝土结构。
计算决定
（d）
计算决疋
（f）
2 300^60(1
(e)'
⅛300
⅛300
⅛150
¾200
12.3现浇混凝土管墩
12.3.1混凝土固定管墩采用现浇时，固定管墩宜采用d型结构
（本规范图12. 2. I）O
12.3.2两个管墩距离较近时应做成联合管墩。
12. 3. 3固定管墩宜采用钢筋混凝土结构。
12.4管墩结构构造
12. 4.1管墩顶面构造（本规范图12.2. 1）,应随打随压光。
12. 4. 2钢筋混凝土管墩的钢筋保护层最小厚度应根据混凝土耐 久性及防腐要求确定。
12.4.3管墩埋深不应小于500mm,且应符合国家现行标准《建 筑地基基础设计规范》GB 50007和《冻土地区建筑地基基础设计 规范》JGJ 118的有关规定。
12.4.4固定管墩周边的回填土应分层夯实，压实系数不应小于 0. 94。
13. 0.1管架所处环境的腐蚀性等级，应按现行国家标准《工业建 筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定进行分级。
13.0.2 在腐蚀性等级为强、中区域的管架，钢筋混凝土构件 的混凝土强度等级不应低于C40,其耐久性应符合现行国家标 准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定；钢筋混凝土 保护层厚度在腐蚀性等级为强时不应小于40mm,在腐蚀性等 级为中时不应小于35mm；最大裂缝宽度允许值为O. 2mm；夕卜 露的金属零件均应采取防腐蚀措施；宜釆用整棉预制的钢筋混 凝土管架。
13.0.3当污染土、地下水和生产过程中泄露的介质对混凝土具 有强、中腐蚀时，管架基础及管墩的混凝土强度等级不应低于 C40；管架基础及地面以下管墩外表面，应按现行国家标准《工业 建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定涂刷防腐蚀涂层；管 架基础及管墩下应做防腐蚀垫层。
13. 0. 4钢结构管架的防腐蚀设计应符合下列要求：
1管架柱、桁架宜采用H型截面和管型截面，管型截面端部 应进行封闭。
2腐蚀性等级为强、中时，钢结构构件不应采用由双角钢 组成的T形截面或由双槽钢组成的工形截面；腐蚀性等级为 弱时，不宜采用由双角钢组成的T形截面或由双槽钢组成的 工形截面。
3 对腐蚀性等级为强时，不得采用吊索式；在其他环境下采 用吊索式管架时，可采用外套塑料保护套的镀锌钢绞线，或具有防 腐措施的钢绞线。
4钢结构杆件截面的最小厚度，钢板组合的杆件不应小 于6 mm；管型截面杆件不应小于4mm；角钢截面不应小于 5 mmo
5圆钢吊杆或拉杆的直径不应小于20mm
13. 0.5钢结构管架构件的表面防腐蚀设计应明确防护层使用年 限,并应按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的 有关规定进行防护设计。
14.1 -般规定
14. 1. 1在爆炸危险区范围内的主管廊的钢管架应进行防火 保护设计，爆炸危险区范围应由安全、工艺、电气等相关专业 确定。
14. 1. 2需作防火保护的钢结构管廊，其柱、梁和柱间支撑等构件 的防火保护层设置范围、耐火极限，应符合现行国家标准《石油化 工企业设计防火规范》GB 50160的有关规定。
14. 1.3钢管架构件应避免出现难于检查、清刷和涂装且能积留 湿气和大量灰尘的死角或凹槽。闭口截面构件应沿全长和端部焊 接封闭。钢管架构件表面的除锈等级应符合现行国家标准《涂覆 涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》系列GB/T 8923. 1〜 GB/T 8923.4的有关规定。
14. 1.4钢管架防火保护层可选用钢结构防火涂料、轻质耐火混 凝土防火保护层或水泥砂浆防火保护层，钢结构防火涂料应符合 现行国家标准《钢结构防火涂料》GB 14907的有关规定。
14. 1.5室外钢管架采用防火涂料时，应选用室外型钢结构防火 涂料；处于湿热环境的管架宜选用厚型钢结构防火涂料。
14. 1. 6用于构件表面的防锈底漆及用于防火保护材料外表面的 防腐蚀面层涂料，均应与防火保护材料相适应，并应具有良好的附 着力。
14.2防火保护构造
14. 2.1钢柱、钢梁及钢支撑杆件应进行防火保护（图14.2.1-1、 图 14. 2. 1-2.图 14. 2. 1-3 和图 14. 2. 1-4）。
(用于轻质耐火混凝土防火保护)
(f)组合槽钢
(d)工字钢
(用于轻质耐火混凝土防火保护)
(e)组合槽钢(分离)
图14. 2. 1-1钢柱防火保护形式示意
(a) H型钢
(b)槽钢
(e )组合槽钢
图14.2. 1^2钢梁顶有覆盖层防火保护形式示意
(a) H型钢
(b)槽钢
(d)组合槽钢
(e)组合槽钢
图14. 2. 1-3钢梁顶无覆盖层防火保护形式示意
(a)角钢
(b)组合角钢
(C)圆钢
l√√.....∕√ √√ ZZl
(d) T型钢
(e )组合槽钢
(f) H型钢
图14. 2. 1-4钢支撑杆件保护形式示意
14. 2. 2厚型钢结构防火涂料保护层构造，应符合下列要求：
1涂层构造应包括基层除锈、耐碱防锈底漆两遍、防火涂层。
2对于不要求在构件表面设拉结镀锌钢丝网的涂料，当涂层 厚度等于或大于25mm或其粘结强度小于0. 05MPa时，宜在构件 表面设置拉结镀锌钢丝网，钢丝网的规格宜采用FW R 20 X 0. 5〜FW R 50×l. 5,并应符合现行国家标准《一般用途镀锌低碳 钢丝编织网方孔网))QB∕T 1925. 1的有关规定。
3处于强腐蚀环境时，应在防火涂层外表面涂刷耐腐蚀性的 聚合物水泥浆两遍，也可采用耐碱的阻燃型防腐蚀涂料，涂刷不应 少于两遍。
4涂层拐角可做成直角形或半径为IOmm的圆弧形。
14.2.3薄型和超薄型钢结构防火涂料保护层构造，应符合下列 要求：
1涂层构造应包括基层除锈、耐碱防锈底漆两道、防火涂层。
2处于强腐蚀环境时,应选用耐腐蚀的钢结构防火涂料。
14. 2.4轻质耐火混凝土防火保护层或水泥砂浆防火保护层构 造，应符合下列要求：
1保护层构造应包括基层除锈、耐碱防锈底漆两道、拉结镀 锌钢丝网、轻质耐火混凝土防火保护层或水泥砂浆防火保护层。
2轻质耐火混凝土防火保护层或水泥砂浆防火保护层端部 接缝处，应采用防水油膏封严。
3处于强腐蚀环境时，应在防火涂层外，涂刷耐腐蚀性的聚 合物水泥浆两遍，也可采用耐碱的阻燃型防腐蚀涂料，涂刷不应少 于两遍。
4防火保护层拐角可做成直角形，或半径为IOmm的圆弧 形。
15. 0.1管架、管墩设计应符合职业健康、安全、环保要求。
15. 0. 2当组织管架、管墩等有关安全和环保问题的评审时，应邀 请安全工程师和环保工程师参加。
15. 0. 3根据项目特点，管架、管墩布置时，可按职业健康、安全、 环保要求的计划组织各专业职业健康、安全、环保的审查，必要时 应邀请施工管理部门参加。
15. 0.4管架、管墩地基处理时，应选用环保节能性的材料。
15.0.5管架、管墩基础采用桩基础时，应按现行行业标准《建筑 桩基技术规范》JGJ 94的有关规定选用安全可靠的桩型及施工工 -+R 乙。
15. 0. 6管架、管墩基础设计时，应将有关地基开挖后对周围建 （构）筑物相关基础的影响予以说明。
15.0.7确定管架的结构选型时，应综合施工及运行全过程的安 全性和稳定性。
15.0.8在管架上设置操作和巡检等通道平台、直梯、斜梯、防护 栏杆时，应按现行国家标准《固定式钢梯及平台安全要求》系列 GB 4053. 1~GB 4053. 3的有关规定执行。
15.0.9管廊式管架结构的平台或通道的钢楼板设计时，应根据 安全性的要求布置主次梁间距。
15.0.10当在管廊的通道的楼板上开设供人员上下通行的直梯 孔洞时，应在直梯孔洞上设安全盖板或在直梯孔洞两侧设安全门。
A. 0.1沿杆轴方向一扭矩T作用下扭转作用(图A. 0∙ 1)应由自 由扭转和约束扭转两部分组成，扭转角θ的微分方程可按下列公 式计算，微分方程的解可按表A. 0. 1确定：
T=GJa'-ECwθm (A. 0. 1-1)
(A. 0.1-2)
式中：z--杆轴方向距左端距离(m)；
G---剪切模量(kN∕m2 )；
J——截面扭转惯性矩(n?);
θ——绕Z轴(杆长方向)扭转角度(rad)；
E——钢材弹性模量(kN∕m)2 ；
a--扭转特性系数(m);
Iy——W轴方向惯性矩(m4)；
笋——。对Z的三次导数；
CW——截面翘曲常量(r∏6)°
图A. 0.1梁扭矩作用示意
表A∙O∙1扭矩T作用两端固定梁、两端钗接梁，一端固定、一端自由梁扭转角
边界约束条件
、f T 、T
左端 右端
固定 固定
θ = θ' = O θ' =O
集中扭矩作用在两固定端
O≤2≤αZ
|
λ Tl F |
(1.0-α)-γ- |
a + ~Γ |
(.I Od SInh--- a tann--- |
\ ,Gtl —COSn -j~~~ a |
× Sinh -^― a |
|
l- |
V Q |
) |
-i |
|
，al |
OdWgWl
Z I 、α Q u^υT + ^Γ
.I al
SInn---
a . I Z . I OLl I Z -----—X Smn--Slnn--X CoSn —
I I a a a
tann---
a
左端 右端
钗接 皎接
θ = θ' =O 伊=O
集中扭矩作用在αZ处
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续表A.0.1
序号
扭转角O
边界约束条件
COSh--1 - 0
a
+
1.0- COSh a
H X tanh —— a
左端 右端
固定 固定
θ = θ" =0 θ = θ" = o
集中扭矩作用在陌处
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其中:
1.0- COSh COSh -1.0
a a
-----------------+--------------
I I tanh —-a
Sinh---
a
..al al
÷ SInh ------
a a
COSh —^― + COSh X COSh ---COSh 国——1.0
a a a a
OWZWaJ
OdWzWI
λ Ta
F
Sinh---
a
+ ~^（日 - Lo） - Sinh
a a
,I al I I I al
SInh--tanh —- X COSh--
a a a
COSh -ɪ -1,0 a
tanh —^― X COSh —— tanh ---Sinh | f
a a a a ∣ ∖
COSh -1.0
a
al
COSh 一 1.0 ） X Sinh —+
a a
tanh---X COSh
a
|
⅝. ⅝ι |
~I |
|
t |
|
左端 |
右端 |
|
固定 |
自由 |
|
θ = θ' =Q |
矿=0 |
集中扭矩作用在乱处
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A. 0.2开口截面扭转特性应符合下列要求：
1 开口截面扭转惯性矩可按下式确定：
(A. 0. 2-1)
式中，——每一截面单元的长度； t--每一截面单元的厚度。
2焊接或轧制工字型截面扭转特性可按下列公式确定：
I h2
CW= 4 (A. 0.2-2)
a = fVIF(A.0.2-3)
Wn。=學 (A. 0.2-4)
SW = WW = W (A. 0. 2-5)
4 16
h = d —1{ (A, 0∙ 2-6)
式中：q——、轴(本规范图A. 0. 1)方向惯性矩； bi——梁翼缘宽度；
ti梁翼缘厚度； d——梁高。
A. 0.3扭矩丁作用下自由扭转(纯扭转)剪应力应按下式确定： τ∙t=G ∙ z •伊 (A. O. 3-1)
式中：Tt
自由扭转剪应力； 腹板厚、翼缘厚等所求点的截面厚度。
A. 0.4扭矩T作用下约束扭转产生的应力应符合下列要求： 1扭矩T作用下约束扭转剪应力应按下式确定： ESws 笋 式中：TWS——S点处翘曲剪应力(kN/m2)；
(A. 0. 4-1)
^ws
Sw5 S点的翘曲惯性矩(in，)；对工字型截面按本规范公式
(A. 0. 2-5)确定;
t——单元厚度(m)；
笋——。对Z的三次导数。
2扭矩T作用下约束扭转产生的截面正应力应按下式确 定：
ɑWS = EWnSy (A. 0. 4-2)
式中：bws——S点处翘曲正应力(kN/m2)；
WnS——S点的翘曲惯性矩(m2)；对工字型截面按本规范公式
(A. 0. 2-4)确定；
《——。对Z的二次导数。
A. 0.5扭矩T作用下开口截面总应力应符合下列要求：
1扭矩T作用下开口截面总的剪应力为自由扭转(纯扭转) 剪应力和约束扭转剪应力的叠加，可按下式计算：
ʃV = i rt i rw (A. 0. 5-1)
2扭矩T作用下开口截面正应力应按下式计算：
ʃrI = ± tj-w ( A. 0. 5-2)
A. 0.6扭矩丁作用下闭口薄壁截面应力应符合下列要求：
1工程设计中可忽略截面翘曲的影响，可简化为扭矩丁作 用下产生沿厚度均匀分布的扭转剪应力，剪应力可按下式确定：
T
r, ~ 2tA (ʌ* θ∙ θ-D
式中U——截面边缘的厚度；
AO——截面边缘厚度中心线所围成的面积。
2钢结构管架中，扭矩由剪力V偏心引起，总剪应力应按下 列公式确定：
fv = TbX ÷rhy ÷ rt (A. 0. 6-2)
V
n =矿 (A. 0. 6-3)
A V
式中：AV——矩形截面为腹板面积，圆形截面为截面面积的1/2；
V 工或'方向剪力，即产生扭矩丁的剪力。
B.0.1钢绞线技术规格可按表B. 0.1选取。
表B.0.1钢绞线技术规格
|
序号 |
型号及 公称截面 (mm2) |
计算 截面积 (mm2) |
股数及 股线直径 (mm) |
钢绞线 计算直径 (Inm) |
极限强度 (N/mm?) |
破断力Fk (kN) |
质量 (kg∕km) |
|
1 |
C-25 |
26. 61 |
7X2. 2 |
6. 6 |
1270 |
≥31. 00 . |
221. 5 |
|
2 |
C-35 |
37. 16 |
7X2. 6 |
7.8 |
1270 |
≥43. 40 |
309. 3 |
|
3 |
0 50 |
49. 48 |
7X3. 0 |
9. 0 |
1270 |
≥57. 80 |
411. 9 |
|
4 |
C-50 |
48. 35 |
19X1. 8 |
9. 0 |
1270 |
≥55. 20 |
402. 5 |
|
5 |
C-70 |
72. 22 |
19X2. 2 |
IL 0 |
1270 |
≥82. 50 |
601. 2 |
|
6 |
C-IOo |
100.88 |
19X2. 6 |
13. 0 |
1270 |
≥114. 00 |
839. 8 |
|
7 |
C- 120 |
116. 99 |
19×2. 8 |
14, 0 |
1270 |
≥133. 00 |
973. 9 |
|
8 |
C- 135 |
134. 30 |
19X3. 0 |
14. 0 |
1270 |
≥153. 00 |
1188. O |
|
9 |
C-150 |
152, 81 |
19X3. 2 |
16. 0 |
1270 |
≥174. 00 |
1272. 1 |
|
IO |
C-185 |
182. 80 |
19X3. 5 |
17. 5 |
1270 |
≥208. OO |
152L 7 |
|
11 |
C-215 |
238. 76 |
19×4. 0 |
20. 0 |
1270 |
法272. OO |
1987. 6 |
|
12 |
C-230 |
227. 83 |
37 × 2. 8' |
19. 6 |
1270 |
≥245. OO |
1896. 6 |
|
13 |
C-260 |
26L 54 |
37X3. 0 |
21. 0 |
1270 |
≥282. OO |
2177. 2 |
|
14 |
C-300 |
297. 57 |
37×3. 2 |
22. 4 一- |
1270 |
≥32L OO |
2477. 2 |
|
15 |
C-350 |
355. 98 |
37 X3. 5 |
24. 5 |
1270 |
2384. OO |
2963. 4 |
注：数据引自现行行业标准《镀锌钢绞线》YB/T 5004 O
B. 0.2 钢绞线可按公称抗拉强度分为1270MPa、1370MPa、 147OMPa 和 157OMPa 四级。
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表C 采用n形补偿器时固定管架水平推力计算公式
序号
管道布置简图
续表C
Fm
|
JTL^ |
F | ||
|
,L |
, 丄2 |
卜,g | |
|
中间活动管架特征 | |
|
刚性管架 |
柔性管架 |
|
F = Fbl +0.8t∑Fm1 - 0∙ 8( EFnl2 + 0. 5 EFnI3) cos硏 | |
F = FbI +0∙8 EFnd + Fri
计算条件
阀门打开
阀门关闭
阀门打开
|
FL^__ | ||
|
一 7 | ||
|
J_Jf | ||
|
,LI |
.Ll ----------------------------------------1 | |
F = Fm -KbFX+0.8[ EFτn∣
0.8( ∑Fm2 +0.5EFπ13)cos0]
F = FbI +0.8∑Fml +Fn
阀门关闭
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9
9
F——固定管架承 受的水平推力标准 值；
Fb——∏形补偿器 的弹性反力标准值；
Fr——Z形补偿器 在横向的弹性反力标 准值；
F*——Z形补偿器 在纵向的弹性反力标 准值；
Fln——活动管架上 的管道摩擦力标准 值，计算方法见 4. 3. 3；
续表C
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|
序号 |
管道布置简图 |
中间活动管架特征 |
说 明 | ||
|
刚性管架 |
柔性管架 | ||||
|
9 |
F |
bl Fpz |
F = ∕∖1 +0.8∑Fml +Fπ （关闭阀门，打开时同上式） Fy=Fl）3 + 0∙ 8 £ Fm3 |
F = Fm +∑Λι +Λ. （关闭阀门，打开 时同上式） Λ=Fb3 + ∑fβ |
Ff——活动管架上 的位移反弹力标准 值，计算方法见 4. 3. 5； F*——管道内的不 平衡内压力标准值； £|工2、匕3、，4----管 道长度； θ——管道拐弯角 度； Kb——不平衡系 数； n形补偿器Kb = 0. 8；
|
|
2 p~J 7 | |||||
|
M I----- L2 . | |||||
|
-----------------------Sr | |||||
1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下：
1） 表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
2） 表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3） 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4） 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合…… 的规定”或“应按……执行”。
《建筑地基基础设计规范》GB 50007
《建筑结构荷载规范》GB 50009
《混凝土结构设计规范》GB 50010
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《钢结构设计规范》GB 50017
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
《石油化工企业设计防火规范》GB 50160
《构筑物抗震设计规范》GB 50191
《石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准》GB 50453
《碳素结构钢》GB/T 700
《低合金高强度结构钢＞）GB∕T 1591
《固定式钢梯及平台安全要求》系列GB 4053. 1〜GB 4053. 3
《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117
《热强钢焊条》GB/T 5118
《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定》系列GB/
T 8923, 1 〜GB/T 8923, 4
《钢结构防火涂料》GB 14907
《建筑桩基技术规范》JGJ 94
《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118
《一般用途镀锌低碳钢丝编织网方孔网＞＞QB∕T 1925. 1
《石油化工钢结构冷换框架设计规范》SH/T 3077
《镀锌钢绞线》YB/T 5004
中华人民共和国国家标准
GB 51019-2014
条文说明
《化工工程管架、管墩设计规范》GB 51019—2014,经住房城 乡建设部2014年7月13日以第484号公告批准发布。
本规范编制过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，总结 了我国化工石油化工企业管线系统工程建设的实践经验，同时参 考了国外先进技术标准。
为了便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用 本标准时能正确理解和执行条文规定，《化工工程管架、管墩设计 规范》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规 定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明，还对强 制性条文的强制理由作了解释。但是，本条文说明不具备与标准 正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参 考。
2. 1术 语
2.1.2为了同低管架的应用范围区分，本规范将管墩的离地高度 规定为Imo
2. 1.6柔性活动管架（又称柔性管架）（柱）的刚度较小，管道位移 时，管架的水平位移能适应管道位移的需要，将管道位移作为管架 位移所求的弹性反力为柔性管架所受到的外力。
2.1.10工程中由于历史的原因，各单位术语并不统一，管廊式管 架,有的单位又称管带，为了同大多数单位统一，本规范统一称为 管廊式管架，简称管廊。
2. 1.11 最下层管道保温层外缘至地面的净距为0. 5m〜2. 5m 之间的管架。
2. 1. 12 最下层管道保温层外缘至地面的净距为2.5m〜5.0m 之间的管架。
2. 1. 14管道需要跨越铁路、道路时，也有在距离铁路、道路较远 时即升高管道的做法，因此通常地将该处高管架称为跨越管架。
2.1.21混合结构体系本规范不包括横向钢筋混凝土框架，纵向 钢梁或钢桁架型式。本规范仅指底层钢筋混凝土结构，底层以上 钢结构。
3.1管架、管墩分类
3. 1. 1本条是对管架、管墩的分类。
3.2管架、管墩布置
3. 2. 1管架与管道是一个完整的结构体系，管架受力大小与管道 的布置密切相关，管架设计人员应与管道、总图、水道等专业共同 研究、协调配合，合理布置管道和固定管架，以便优化管架设计，求 得较好的综合经济效果。
3. 2.2管架布置由配管专业完成。
（1） 相关可参考的规定有现行行业标准《石油化工金属管道布 置设计规范》SH 3012和《化工装置管道布置设计规定》 HG/T 20549o
（2） 工程中的管线许多是长达几千米，管线因热胀（冷缩）变形 量很大，为了有计划地分配管线和膨胀（收缩）量，固定管架的位置 极其重要。管线布置对称均匀，管线牵制作用大，管线受力才合 理。
3.2.3注管道补偿器有多种形式，II形补偿器结构简单、运行可 靠、投资少，本规范均以H形补偿器为例示意。
本规范统一将框架横梁和中间横梁简称为横梁。
设双柱利于抗震。
中间横梁设置的间距，在满足管道、线缆托盘对支承的最 低要求情况下，应充分考虑管道自身的跨越能力，以减少中间 横梁布置的数量，并降低纵梁或纵向桁架的断面，从而减少工 程费用。
• IlO •
纵梁式管廊纵向柱距可采用9m,与6m柱距相比管架柱、横 梁与纵梁截面不会增加很多，而管架数量却减少。对于9m以上 的柱距,纵向梁柱絞接时采用钢梁不经济。在固定架或柱间支撑 处为便于设置竖向支撑，宜采用6m柱距。
桁架式管廊纵向柱距宜采用15m〜24m,采用多层整体桁架 时，即上层桁架下弦杆与下层桁架上弦杆共用，柱距的选用宜与层 高匹配，层高较小时柱距宜小，层高较大时柱距宜大。
伸缩缝间距与固定架及纵向柱间支撑的设置有关，管廊在每 个温度区划内应设纵向柱间支撑，管道也在两个补偿器间设置固 定架。工程实践中两个补偿器间的固定架同柱间支撑可合二为一 设置，同一温度区段管廊的其他位置不再设置柱间支撑。对于大 中型管廊符合计算纵向地震条件的管廊或应力管线的水平力较大 时，导致在固定架处的纵向水平力会很大，使得管架柱断面、基桩 抗剪数量或基础尺寸不合理，这时应减少伸缩缝间距，另设柱间支 撑以抵抗纵向地震作用。当补偿器布置很难规整时且管架大多为 刚性管架，用整体三维模型计算时，可设多道柱间支撑以符合结构 受力要求。
为使纵梁较多的处于拉弯状态而非压弯状态，伸缩缝宜设在 补偿器附近。
根据管道的允许跨距，宜将较大管道的垂直荷载作用于管廊 横向主框架梁上是为了实现传力更加直接并减少纵梁和中间横梁 荷载从而减少材料消耗的目的。
3.2.5对于钢结构管架，规定了柱脚底板距地面的净距为 15Omnl〜45Omm,工程应用中柱脚底板距地面的净距不大于 35Ommo
3.2.6 管架边缘距铁路轨外沿，不包括附属设施。
3.2.7 架空输电线路距管架上的管道净距离的相关规定见表IO
表1中特殊管道指架设在地面上输送易燃、易爆物品的管道;
表中数据尚应满足相关专业的其他要求。
• Ill •
表1架空电力线路与管道交叉或接近的要求（m）
|
电压等级 |
特殊管道 |
一般管道 |
标准 |
备注 |
|
3kV以下 |
1. 5 |
1. 5 |
≪66kV及以下架空 电力线路设计规范》 GB 50061 |
与管道 任何 部分 |
|
3kV 〜IOkV |
3 |
2 | ||
|
35kV 〜66kV |
4 |
3 | ||
|
IIokV |
4 |
-■ |
《110〜50OkV及架空 送电线路设计技术规程》 DI√T 5092 | |
|
22OkV |
5 |
—- | ||
|
330kV |
6 |
— | ||
|
50OkV |
7. 5 |
-— |
3.2.9在管廊中间层设检修通道时，两侧设置栏杆，同时栏杆设 置不影响电缆等安装。
3.3结构选型
3.3.2管架结构选型的原则：在生产装置区的管廊，由于支承管 线较多，并适应改、扩建的需要，宜采用管廊式钢管架。
3. 3. 3半刚性连接节点宜采用外伸端板式连接做法。
3. 3.4对支承有振动管道的管架应按刚性管架设计。
3. 3.5输送介质管道直径较大和输送高危害介质管道，其安全性 无论是对于工厂的正常生产，还是对于人身健康环境保护等要求， 都是非常重要的。因此本条为强制性条文，规定其固定管架必须 采用四柱式现浇钢筋混凝土框架结构支架、有支撑的管廊或者墩 式结构等可靠形式,确保这类管线的可靠、安全运行。
3.4管架、管墩材料
3.4.2根据国家现行规范规定，对钢材、焊条的符号及适用范围 相应规定。
当没有工作温度的资料时，可以参见现行国家标准《采暖通风 与空气调节设计规范》GB 50019有关计算温度的规定进行确定。
3.5管架结构计算
3.5.1本条规定了管架及管墩设计时釆用的安全等级等。
3. 5. 4〜3. 5. 6管架柱的计算长度沿管道轴向，考虑管道对管架 的牵制作用，相当于纵梁作用，上端视为弹性支座，当下端固定时， 计算长度系数依据管道纵梁作用的程度取I- 25〜1. 50。钢筋混 凝土管架柱径向计算长度系数是按照现行国家标准《混凝土结构 设计规范》GB 50010确定的。管廊式管架参照露天吊车栈桥有柱 间支撑情况考虑，取轴向计算长度系数为LOo
钢管架轴向计算长度系数按表3. 5.5的规定釆用，径向计算 长度系数按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定采用。 根据文献《框架支撑类别判别中的若干问题》，作者郝仕玲、陈瑞 金，《工业建筑»2003年第33卷第5期，布置了层间支撑后，即可 以判别是强支撑框架。同时根据现行行业标准《高层民用建筑钢 结构技术规程》JGJ 99第5. 2. 11条，当水平位移小于1/1000时， 即为强支撑框架。
柱脚为刚性固定即通常的刚接，由于柱脚严格意义上无法完 全做到刚接，因此用刚性固定。
3.5.7水平支撑和管廊式管架柱间钢支撑计算长度计算方法一 样。
对于单角钢支撑，平面内的长细比应釆用最小回转半径；对交 叉点相互连接的交叉杆件平面外的长细比应采用与角钢肢相平行 轴的回转半径。
3.5.9钢构件允许长细比主要考虑以下因素：
（1） 避免柔度过大时，在运输安装过程中产生较大变形，同时 不利于结构的整体稳定性。
（2） 地震下塑性承载能力的发挥。
（3） 柱间交叉支撑按拉、压杆件考虑。拉压杆的选取参照国家 标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第8. 4. 1条的中心支 撑杆的规定。
3.5.10本条对梁没有规定具体数值。圆管外径与壁厚比值参考 现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 500IlO
3. 5. 11根据总高度、管架承受荷载的大小，与一般工业厂房柱相 比均较小，故钢筋混凝土管架柱的允许长细比，可比一般厂房柱放 宽，但考虑到管架大都是在室外露天条件下使用，根据各种类型管 架柱受力特点，提供了不同的允许值。
3. 5. 13本条规定动力系数取1. 5,参考现行国家标准《混凝土结 构设计规范》GB 50010第9. 7. 6条反算得到。
3.5.14对整体性较好的管廊式管架，横梁侧向无支撑长度（梁平 面外无约束长度）可以考虑管线的牵制对稳定的有利作用，横梁 （两端简支）小于或等于6m且无水平系杆时，管线的总摩擦力远 大于梁的侧向稳定需要的A∕√W‰∕85支撑力的要求，侧向稳 定不应起控制作用。横梁（两端简支）大于βm时,侧向无支撑长度 可偏于安全地取梁长1/2；纵向梁有竖杆且竖杆不上下拉结时，当竖 杆高度较小时,也可以考虑竖杆及横梁对纵梁的约束作用。从震害 经验中得知，管线与管架之间虽然相互联结,形成一空间体系，具有 整体的抗震性能,但是管线与管架之间也会岀现相互滑移的非整体 工作状态。而非整体工作状态的避免应从整体保证管廊结构的整 体抗震性能，即选择较好的延性结构,梁柱节点符合抗震要求等。
3.5.15管架倾覆稳定验算时。倾覆稳定系数为稳定安全弯矩同 倾覆弯矩的比值，即倾覆稳定系数=稳定安全弯矩/倾覆弯矩取不 小于1.5。高宽比大于5时考虑倾覆稳定。
3. 5. 16锚栓（地脚螺栓）纯受拉力时，柱脚底板验算时应考虑在 多种荷载工况下的柱脚底板受力状态，也包括地脚螺纯受拉力时, 柱脚底板的验算。
3.6管架结构变形验算
3.6.1本条是关于管架纵梁、桁架的允许挠度值的规定。
管架的挠度主要应符合管道要求，防止管道挠度过大发生积 液导致流阻加大。工程上已发生此类事故。
设计中管道跨度是管道专业根据管道允许挠度确定的；但对 于管廊式管架，纵向构件及其上的横梁挠度叠加为总挠度，支撑在 小横梁上的小管道的挠度实为该总挠度与独立管架梁的挠度之 差。为减少管道挠度，除采用纵向桁架起拱的办法外，在管道安装 后采用垫片等措施，调整管道各支点在同一标高上，也可减小正常 生产时在介质重量作用下的挠度，以符合管道专业的要求。
钢桁架的允许挠度值Z0/500,稍严于现行国家标准《钢结构设 计规范》GB 50017,是由于主编单位工程应用均按Zo∕5OO控制；同 现行行业标准《H型钢钢结构管架通用图集》系列HG/T 21640.1〜 HG/T 21640.3保持一致；工程应用中钢桁架一般是内力和稳定 性控制。
钢桁架的起拱值可参见本规范第11. 2.6条条文说明。
3.6.3管架柱沿径向的允许位移值的规定一是长期工程中应用 的数据；二是基于以下理由：
(1) 目前日本一些工程公司对石油化工管廊结构在美标“Uniformed BUlIding Code,, C以下简称为UBC)规定的风载作用下柱 顶位移按1/200控制。
(2) 目前日本一些工程公司对石油化工钢结构框架在美标 UBC规定的风载作用下柱顶位移的限值按柱高IOm柱顶位移按 5cm控制，柱高50m柱顶位移按IOCm控制，柱高IOm到50m间 按线性插值取值，即柱高30m时柱顶位移按7. 5Cm限值控制。而 美标UBC风荷载同中国国家标准风荷载在统计上的差异系数约 为1. 46,且实际管廊结构生命周期大多在50年以下。
(3) 钢结构建筑弹性层间位移限值日本建筑法施行令按 1/200控制。
(4) ANSI MH 16.1： 2008 U SPeCification for the DeSign ? TeSting and UtiliZatiOn Of IndUStrial Steel StOrage RaCkS "
• 1.15 ∙
1.4. 11条为保证柱轴力偏心最小,规定任何部位的水平侧移与高 度比值不应超过1/24OO
(5 ) iiMBMA ( METAL BUlLDING MANUFACTURES ASSOCIATION) Metal BUiIding SyStemS MANUAL 2008"表 1. 1(b)基于UInternatiOn BUiIding COde n (简称 IBC)的总则规定 金属建筑物在风载荷雪载作用下，外墙水平侧移与总高度比值不 应超过1/24OO
(6) 通常的分析方法只针对单纯的管架结构进行分析而无法 考虑管线刚度的有利作用。
(7) 主编单位多年对一般管廊结构均采用本条进行结构设计， 实践证明结构是安全的，生产运行是可靠的。
3.6.4目前石油化工工程中应用的混合结构有：首层混凝土结 构，上部为钢结构；横向混凝土结构，纵向混凝土或钢梁；还有柱采 用混凝土、梁用钢结构。混合结构抗震方面有较多缺陷，但国内外 均有很多工程实例，如美国在石油化工领域有底层为混凝土结构， 上部为钢结构的工程实例。但混合结构抗震验算没有可以参照的 标准,工程应用中应限定混合结构在小震下的层间位移，特别是柱 用混凝土结构，梁采用钢结构时，节点处埋件锚筋众多，对节点抗 震有不利的影响。
3. 6.5当管架与其他建(构)筑物相连接形成同一结构单元时,其 允许位移按可按所连接的建(构)物的位移限值，按较严格的进行 执行。
4. 1管道的牵制系数及水平荷载作用点
4. 1. 1~4. 1. 4条文中明确指出梁柱水平推力计算的不同。 在此提醒设计人员注意，管架上下层间隔较大时，两层管道 之间的相互牵制作用的减小。多根管道时，主要热管重量与 全部管道重量之比α>0. 7时，小管道对主要热管的牵制作 用逐渐减小。σ>0. 8时，小管道对主要热管的牵制作用可忽 略。
计算柱和基础时，主要热管所在层与相邻层间距较大时，相邻 层管道对主要热管所在层管道牵制作用减小，此时牵制系数应加 大；计算柱和基础时，顶层有较大管道且与下层管道间距较大时， 可分成上下两部分，分别计算水平推力。
4.1.5本条是纵向水平荷载作用位置的规定。其中焊接式固 定管架纵向水平推力位置与管托的刚度有关，当管托刚度较刚 时，为简化工程中的计算工作，可以将纵向水平荷载作用位置 为梁顶。
4.1.6本条是横向水平荷载作用位置的规定。
4.2垂直荷载
4. 2.2本条给岀了管道垂直荷载计算简图和管道垂直均布线荷 载的计算公式。
在用均布荷载对管廊进行计算时，由于不同材质、不同管径、 不同介质及压力使得管道的跨距不同（管道跨距表），同一柱距内 的主次梁上均布荷载不同，应与配管专业配合按管道的实际支撑 点来按比例分配均布荷重。
表2钢管道基本跨距
|
管道公称直径（mm） |
50 |
70 |
150 |
200 |
300 |
|
水平最大跨度（m） |
3 |
6 |
9 |
10 |
较大管道指直径大于或等于50Omm的液体管道或所支承管 道形成的集中荷载不小于18kN时。
4.2.3积灰荷载的面积为管道的水平投影面积。
4.3管道水平推力
4.3.1对常温管道，规定了输送介质的温度不超过40°C时，管道 水平推力可不计算的规定。温度应包括扫线时的温度；对梁指一 根梁上的管道，对柱为整个管架上的管道。
4. 3. 7本条规定增加了作用在固定管架上的水平推力，包括Fi3、 Fny∑Fmι或NF”此三项水平推力由管道传至固定管架横梁上的 固定点处。
以上三项组合如图1所示，并分项进行分析及计算：
图1端部固定管架水平推力示意
1一端部固定管架；2一活动管架；3 —补偿器
1管道补偿器弹性反力Fb（标准值）。
如图2所示，管道膨胀时，补偿器将被压缩变形，由于补偿器 的刚度作用，必将产生抵抗压缩变形的反力，这个反力通过管道作 用于固定管架上，这就是补偿器的弹性反力F-,此力根据补偿器 的种类、管径、介质温度、补偿器布置位置等不同，经管道应力计算 后确定，此值由管道专业提供，补偿器的种类有II形、套筒形、波 形、球形等,常用的为II形,其水平推力计算公式见附录A中表A。
图2 补偿器弹性反力工作状况示意图
1固定管架沱一补偿器
2管道内的不平衡内压力FJ标准值)(kN)；
如附录A中表A所示，在补偿器的一侧设有闸阀或盲板，如 将闸阀关闭，由于闸阀受到气体压力作用，将产生对管道的不平衡 内压力Fn,此力由管道专业提供，也可按下式计算：
Fn-FOAO (I)
式中：F。--介质工作压力(kN∕mm2 )；
AO--闸阀或盲板的有效截面面积(mm2) O
3活动管架通过管道传给固定管架的反作用力。
活动管架为刚性管架时，等于固定管架至补偿器之间各中间
n
刚性管架的摩擦反力之和∑ Fmf O
2 = 1
活动管架为柔性管架时，等于固定管架至补偿器之间各中间
n
柔性管架的位移弹性反力之和∑FfI O
Z=I
通过以上示意图和计算表，使设计者进一步对固定管架水平 推力的产生有所了解。
4.4风荷载
4.4. 1〜4. 4.4风荷载的计算是根据现行国家标准《建筑结构荷 载规范》GB 50009提出的，对该规范未列出的风荷载体型系数部 分，采取与其接近的情况进行对比分析的方法，以求得相应的 采用值。
4. 4.5对具有电缆和仪表槽架设置的形式，管架设计时应考虑其 垂直荷载和作用在其上的风荷载。
5.1 一般规定
5.1.1根据以往震害调查表明，管架体系沿纵向由于管道约束着 管架,形成了空间体系，因此沿纵向震害较轻，没有必要进行截面 抗震验算。仅对当管道数量多、管径大时，需要进行横向抗震验 算。带重型顶盖的管架，顶部支承空冷器等重型设备的管架，因和 一般管架不同，应进行抗震验算。对不需进行抗震验算的管架，补 充了应按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191设置抗 震构造措施。
5. 1.2根据震害资料分析结果，固定支架才有必要进行纵向和横 向的抗震验算；对于活动支架，当管道采用滑动方式敷设时，因其 承担的地震作用最大值小于或等于静力计算时的最大摩擦力，因 此可滑动的活动管架可以不作抗震验算。
5.1.4本条规定了管架的抗震等级。
5. 1. 6根据实测数据管廊结构小位移阻尼比一般均大于0. 03, 管道及其物料对管廊结构动力特性有明显影响。
在多遇地震下，钢结构管架阻尼取值参考现行国家标准《建筑 抗震设计规范》GB 50011并根据实测数据而定，钢筋混凝土管架 阻尼比取值同现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ 3o
混合结构的阻尼比不应大于0. 045,也可按钢筋混凝土部分 和钢结构部分在结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比。
混合结构的阻尼比，取决于混凝土结构和钢结构在总变形能 中所占比例的大小。采用振型分解反应谱法时，不同振型的阻尼 比可能不同。简化估算时，可取0.045。
5.1.7本条规定了在计算地震效应时，管架的重力荷载代表值的 取值。
5. 2地震作用
5.2. 2当某标高处的管架支承两层及两层以上管道时，该标高处 的重力荷载代表值按公式（5. 2. 2）确定。
5. 2. 6竖向地震作用计算，其标准值为重力荷载代表值与竖向地 震作用系数的乘积，并列出了竖向地震作用系数表；大直径管道指 直径大于50Omm的管道。长悬臂管架指管架悬臂长度大于 200Omm的管架。
5.3抗震验算
5. 3.1水平地震作用组合值系数，在固定管架上纵向地震作用与 管道推力同时出现的概率很小，此时纵向地震作用的组合值系数 取 0. 5。
5. 3.2 Vre的取值按现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011,对于钢结构如Q235的抗力分项系数γr = 1.087,重力 荷载分项系数为1. 2,则1. 087 X 1. 2 X0. 75 = 0. 9783≈1. 0,因此 按GB 50011中承载力抗震调整系数的定义其下限为0. 75。故不 再按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191中规定的乘 以0. 9的系数。
6. 1振动管道
6. 1.2本条列出了振动管道容易产生振动的部位，以便于在设计 时加以考虑。从实际处理振动管道的经验中得知，控制振动的发 生和在易发振部位采取措施是解决振动的有效手段，解决这些问 题主要依靠工艺措施。所以结构专业应与管道专业共同采取防 振、减振措施，并应首先立足于采用管道减振措施。
6.2有振动管道的管架
6.2.1采用钢结构能加快施工进度，有利于工程建设和改扩建, 也有利于支承有振动管道的管架，支承有振动管道的管架宜采用 钢管廊式管架，对抗振动有利。
6. 2.2有振动管道的管架有关问题说明如下：
ɪ目前有振动管道的管架结构一般用拟静力方法，即将动力 荷载乘以动力系数的方法，解决动荷载问题，即假定动荷载加大, 相应管架刚度加大，是工程应用中简单粗略的方法，必要时应做动 力特性分析选择合适的管架刚度以避开管道脉冲频率共振区；对 一些特殊部位且动力特性分析很困难时，应验算结构在长期动荷 载作用下抗疲劳能力。对一些特殊装置中的特殊管线，管架结构 设计时应参照动力机器基础的设计要求，采取同其他构筑物隔离、 支承在地面、采用混凝土结构等措施。
2管道专业在提出荷载时，有时已乘以动力系数，这时不应 再叠加。
3管道脉冲频率指如下内容：
1）与压缩机相连的管道时，指管系的机械振动固有频率；
2）汽液管道时，指气柱等产生的固有频率。
4 计算基础时不考虑振动影响，由于振动效应，通过管架结 构本身的阻尼作用,传到基础时已大大衰减，故对基础可不考虑此 影响。
6. 2. 3去火炬管道的管架设计中，管道专业提供的荷载多为事故 荷载而且荷载值很大，参照现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009第3.2.6条制定本条规定。
6.2.4管廊式管架上布置有振动设备时，其竖向当量荷载和水平 当量荷载应按相应规范确定。如将空冷器放置在管廊上。计算 中，依据现行行业标准《石油化工钢结构冷换框架设计规范》 SH 3077的规定，在正常操作和地震作用组合中，还应包括空冷 器风机和电机的当量荷载。竖向当量荷载等于风机和电机重力荷 载标准值乘以竖向动力系数1. 5；水平当量荷载等于风机和电机 重力荷载标准值乘以水平向动力系数，取0.3。当空冷器为2台 时，水平当量荷载取2台之和。当空冷器为多台时，水平当量荷载 取多台的平方和再开方与2台之和中的大值。
6.3有振动管道的管架减震措施
6.3. 1〜6.3.3这三条是振动管道的管架构造措施的有关规定。 减振措施指在振源处或管线转弯应力变化处设置减振管卡、弹簧 减振器或阻尼装置等。
7.0.1根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009,管架 设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效 应组合。
7. 0. 3管架承载能力极限状态按表7. 0. 3 ,采用荷载效应基本组 合和地震作用效应组合，取其不利情况进行设计，表中列出了管架 各种荷载的组合情况，并列出各种工况乘上相应的分项系数、组合 系数、动力系数后的计算公式，因此方便运用，按照不同工况组合 进行管架设计,管道试压时可不考虑最大风荷载，一般相当于七级 风的风压。
7.0.4对管架来说,不一定管道多才不利，根据以往的使用情况, 往往管道少的管架多有损坏，管道多的管架反而安全。所以本条 要求分别不同情况，取其最不利者进行设计。
7.0.5相关组合值系数、频遇值系数、准永久值系数的定义可参 照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009采用，但化工工程 管架上平台走道上的活荷载相对管道荷载较小且不是控制工况, 因此为了简化起见，将组合值系数、频遇值系数、准永久值系数均 取0.5。可以根据实际验算的具体对象选用。
8.1独立式管架
8.1.2采用刚性管架或柔性管架，主要考虑经济合理性。跨越管 架和其他较高的活动管架，由于管架很高，如按刚性管架设计，柱 脚弯矩很大，造成浪费，而且这类管架架顶变位要求不高，故按柔 性管架设计比较合理。
8.1.6单层刚性、柔性活动管架、双层刚性、柔性活动管架计算简 图，并说明风荷载、水平推力具有不同作用的方向。双层柔性管 架，当主要热管在顶层时，管架顶层的变位是主要的，其他管道包 括下层管道都具有牵制作用，Ff2值大小主要取决于顶层变位，因 此Ff2比值应取用顶层变位和相应的柱高进行计算。同理，当主要 热管在下层时，也应取下层变位和相应下层的柱高计算FH值。
8.2跨越管架
8.2. 1跨越管架和相邻第一个低管架、相邻高低跨管架由于水锤 作用、竖管的收缩和膨胀作用，高低两个管架承受的竖向荷载比正 常情况的大很多，因此应乘以1∙5的增大系数。这个系数只反映 荷载的转移问题，不反映振动问题。如果管架支承的是振动管道, 还应乘以动力系数。水平方向转弯的管架可参照本条执行，水平 推力的放大系数可适当提高。本条所指的跨越管架包括跨越道 路、铁路和支承有立式∏形补偿器处的跨越管架及其紧邻的第一 个低管架。
8.3特种管架
8. 3. 1〜8. 3. 3 这三条规定了特种管架水平推力的计算方法。
8.4吊索式管架
8. 4. 2〜8. 4. 6这五条规定了吊索式管架各构件的详细计算、管 架柱的设计、锚板的计算、钢绞线技术规格表。
8.4.8本条规定是为加强吊索式管架横向稳定性。
8.4. 10 基础的回填土分层夯实。
9. 1 一般规定
9.1.4混合结构体系，本规范不包括横向钢筋混凝土框架，纵向 钢梁或钢桁架形式。本规范仅指底层钢筋混凝土结构，底层以上 钢结构。
9.1.6工程中桁架的结构形式很多。为便于支撑管道通常采用 平行弦杆桁架，当桁架支于柱顶时,支座斜杆常采用上升式，当桁架 支于柱间时,支座斜杆常釆用下降式或上升式。通过对不同桁架腹 杆布置的比较发现,在靠近桁架两侧支座的斜杆釆用下降式时，杆 件均承受拉力，受力状态较为理想，不会出现截面突变的情况。但 是这种布置方式会在柱上水平向产生较大拉力，在设计柱截面或连 接节点时应考虑拉力的作用。如图3所示。当采用上升式时，支座 斜杆受压，同时下弦支座对柱子约束较强,有利于柱计算高度减少。
FFFFFFF
* * *
0.31 0.56 0.72 0.79
0.13 0.25 0.45 0.60
Lo.32 0.32 0.75 0.75
0.18 0.43 0.44 0.60
.13 0.58 0.58 0.80
0.21 0.23 0.56 0.56
图3桁架腹杆布置与应力比较示意
9.1.7在装置区管廊往往支承的管道数量多且管径较小，为符合 支承中间横梁的需要，势必要层层设置纵梁。由于各层的距离不 大，一般为l∙2m~2∙0m,过多的纵梁将导致沿纵向显得笨重，为 减少纵梁的设置数量，节省管廊的空间及用钢量，可取消中间层的 纵梁，沿上、下层纵梁间设置若干支杆或吊杆支承横梁（详见图
9. 1.7）,由于中间横梁支承的管道管径较小，因此传下的荷载不 大,该支吊杆可设计得轻巧美观；当分支管线从侧面进岀很多时， 当采用错层方案时，由于要额外增加很多纵梁去支承这些分支管 线，因此需要对平层方案和错层方案进行优化比较后确定。
9.1.8本条规定了纵横梁连接的方式。
9.1.9本条规定了柱间支撑设置的位置及其形式。抗震等级为 一级时不得采用K型支撑，小八字撑为支撑下节点高于柱脚，以 不影响底层通行。
9. 1. 10本条规定了水平支撑设置的位置及其形式。
9.1. 11管架承载力计算，如遇到所在地区地质条件比较差时，增 加了柱沿径向宜和基础为钗接的规定，这样有利于简化基础设计。 此时纵向抗侧力体系中只有纵向支撑，没有结构余度，因此应提高 支撑的承载能力。
9.2平面模型简化计算
9. 2. 2、9. 2. 3这两条规定了纵梁或桁架式管架对纵梁或桁架的 布置及纵、横梁的选材要求。
9.2.4各纵向构件承受的管道水平推力各不相同，最大的水平推 力作用于与柱间支撑或固定管架相连的纵向构件上。
9.2.5对柱间支撑而言，管道传来的各活动管架的摩擦力之和与 纵向构件传来的水平力已相互抵消，故图9.2.5中未出现。
一个温度区段共同承担纵向水平力，在工程上不易实现。长 达近百米的管架系列，由于纵向构件的压屈、支座螺栓的松动，使 纵向力难于顺利地传递和抵消，故本规定提出分段控制的办法。
当固定管架柱B承受的力较大时，可以在此设双固定管架， 或者在此设伸缩缝。
9.2.7作用于横梁上的水平推力中的一部分∑Frai,与柱上承受 的纵向构件传来的水平力大小相等，方向相反。
9.3空间模型整体计算
9.3.1管廊结构分析应以结构的实际工作状况和受力条件为依 据。由于实际情况比较复杂，尤其是百万吨/年乙烯、千万吨/年炼 油工程等大型工程的实施，其管廊很复杂，很多设备直接安装在管 廊结构上，使得管廊结构兼有设备框架的功能，对管廊结构提出了 更高的要求。因此管廊结构空间模型建立时，要以结构的实际工 作状况和受力条件为依据，进行合适的简化。
9. 3.2管廊结构分析可以使用的商业软件较多，因此要求对所釆 用的计算软件应经考核和验证，其技术条件应符合本规范和国家 现行有关标准的规定，并应对分析结果进行判断和校核，在确认其 合理、有效后方可应用于工程设计。
9.3.3管廊结构上管道的荷载容易出现错误，导致结构尤其是横 梁和次梁的不安全,要特别引起注意。管廊结构上设备荷载要求 考虑其对管架结构扭转的作用。
9.3.4梁的整体稳定性应按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB 50017执行。一般情况下，由于管廊结构上管道的牵制作用， 横梁和纵梁的整体稳定性有保证。
9.3.5管廊结构地震分析时，在空间模型整体分析中，采用振型 分解法计算结构基本周期时，应保证主振型选取的正确，避免将结 构次要振型误判为主振型。
9.3.6伸缩缝间距较长，纵向有多层整体组合桁架且桁架上下弦 杆与柱连接传递水平力时，应考虑桁架杆件对整体结构的影响，可 将桁架杆件和管架其他结构共同进行结构整体分析。
9.3.7伸缩缝间距较长且高温高压管道载荷较大时，在纵梁设计 中应考虑轴向力对其强度及稳定的影响，特别是对钢筋混凝土管 架柱，应考虑轴向力对预埋件的拉压作用。通过图4可以看岀在 温度升高时管道由固定架向补偿器处变形，相应在摩擦力或应力 作用下活动管架变形趋势同管道一致，使得在补偿器处纵梁受压, 而在固定架无伸缩缝一侧纵梁承受较大的拉力，因此对于上述两 处附近的纵梁并不能将其看作纯受弯构件考虑，避免在梁柱连接 节点的设计中承载力不足。
图4纵梁轴向受力分析
9.3.8混合结构中混凝土部分在结构分析中对地震作用下结构 的弹性抗弯刚度Ej应乘以折减系数，见现行国家标准《混凝土结 构设计规范》GB 50010第B. 0.5条。当有计算认为混凝土不开裂 时，折减系数可取1.0o
10. 1 一般规定
10. 1.2 本条规定了地基设计的基本原则，为确保地基设计安全， 在进行地基设计时必须严格执行。地基设计的原则如下：
1所有管架的地基计算均应满足承载力计算的要求。
2在满足承载力计算的前提下，应按软弱地基和自重固结未 完成的厚度较大或厚薄不均的填土地基应控制地基变形的正常使 用极限状态设计。
3建造在斜坡上或边坡附近的管架应进行稳定性验算。
10.1.6地基基础设计时，所采用的作用的最不利组合与相应的 抗力限值应符合下列要求：
1当按地基承载力计算和地基变形计算以确定基础底面积 及埋深应采用正常使用极限状态。相应的作用效应为标准组合和 准永久组合的效应设计值。
3计算地基或滑坡稳定和基础抗浮稳定时，釆用承载能力极 限状态作用的基本组合，但基本组合的效应设计值中的分项系数 均为I-O0
4在确定基础或桩基承台高度、计算基础内力、确定配筋和 验算材料强度时，应按承载能力极限状态采用作用的基本组合，此 时采用相应的分项系数。
10.2 地 基
10. 2. 2管道的水平推力是经常的，因此设计管架要注意稳定问 题，基础埋得太浅，容易发生倾斜,故本条规定了最小埋深。
10.2.8 公式(10. 2. 8-7)又名克里斯柯公式，国内最初内容可参 见文献《外力在基底核心外的斜偏心受压矩形基础的计算法》,作 者唐庆国，《工程建设》总第99期1958年第6期。该公式已历次 应用于多个国家标准和行业标准，如现右国家标准《高耸结构设 计规范》GB 50135中公式（7. 2. 3-1）和公式（7. 2. 3-3）,现行行 业标准《石油化工反应器再生框架设计规范》SH/T 3066中第 8. 1. 4条等。
10. 2. 9固定管架基础垂直荷载较小，水平荷载较大，偏心距超出 基础核心范围，将产生基底大面积脱离的现象，如严格控制基底不 容许产生脱离，势必将基础设计得过大，考虑到固定管架基础在各 种荷载组合下存在较大的潜力，因此本条作出了在与风荷载、地震 作用效应组合时，对基底脱离面积与基底全面积比值的规定。
10.2.15高大厂房或高塔基础一般沉降比较大，而相邻的管架荷 载小，相应沉降也较小，为避免不均匀沉降后造成对生产的危害， 在该处管架基础宜和厂房基础或塔基础联合设置，地基处理应同 时考虑。
10.3 基 础
10.3.3 重要的管道指，管架上有直径大于或等于50Omm的管 道多于或等于三根；容易产生较大次生灾害的单根管道且直径大 于或等于500mm；管架上有直径大于或等于IoOomnl的管道；管 架顶部支承空冷器等重型设备;设有重型顶盖的管架。
10.4 基础构造
10. 4. 2 一般钢管架柱，锚栓（地脚螺栓）受力都不大，不同于厂房 钢柱基础，因此锚栓（地脚螺栓）边距可适当减小，这样可以避免管 架基础长颈部分截面过大的弊病。
10. 4. 4 经调查，由于锚栓（地脚螺栓）距地面较近，交接处涂刷油 漆困难，易产生腐蚀，应考虑腐蚀裕度，规定锚栓（地脚螺栓）直径 要比计算值再提高一级。
ii.i钢筋混凝土管架构造
11. 1.2由于管架范围很广，本条规定只是适用于一般管架;对于 钢筋混凝土管廊式管架柱最小截面宜为30Omm×300mm,受力纵 筋不得小于4014。
11. 1.3当管架结构处于三类环境时，保护层厚度可适当提高。
11. 1.4经调查T型管架的柱、固定管架梁，由于受扭矩较大，这 类构件有受扭破坏的情况，因此要求这类构件的箍筋应为抗扭箍 筋。
固定管架、“T”型管架、跨越管架和主要支承振动管道的管 架，调查中发现柱顶破坏较严重，考虑到管架经常受到振动，吸取 抗震构造的经验，加强抗扭和抗振动的能力，故要求这类柱的柱 顶、柱脚等位置应将箍筋加密。
11.1.5槽型锚定轨可参照现行行业标准《槽型锚定轨预埋件通 用图》HG/T 21617选定。
11.1.6调查发现，有些管架梁柱节点和连接角钢，推力比较大时 常有锚筋拔出现象，为避免钢筋锚固先于构件破坏，特制定本条规 定。
11.1.7本条是管架抗震构造措施的有关规定。
11.1.9对长臂管架的长臂悬出长度不宜大于2. OmO当长悬臂 管架悬臂长度大于2.0m应考虑竖向地震作用。
11.2钢结构管架构造
11.2.5管廊式管架的伸缩缝处宜设计成双柱式，可参见现行行 业标准《H型钢钢结构管架通用图集》系列HG/T 21640. 1 ~ HG/T 21640.3；当为单柱时，伸缩缝的椭圆孔在上、下翼缘处宜 一律在下，以防污垢将伸缩缝堵塞，当作防火时，椭圆孔处应有永 久防护；螺栓采用人工(非套筒类机械工具，可以是手动扳手)拧紧 以防螺栓滑落，当采用高度强螺栓且无参照的标准时，可参照美国 《钢结构设计规范》“Specification for StrUCtUral SteeI Buildings” ANSI/AISC360 J3. 1 中的安全-加紧(SnUg tight COncIitiOn)方式 进行安装；管廊设计中由于纵向传力的限制，椭圆孔不宜参照抗震 缝的缝宽的要求设置。
11.2.6钢桁架跨度大于或等于18m,考虑到将会产生挠度导致 管道积液，因此规定宜起拱∕ = Zo∕4OoQ
IL 2. 7钢桁架跨度大于或等于15m,为方便运输，规定应分成两 段制造，运至现场后再行组装。
11.2.8管廊式管架的柱宜伸至桁架或纵梁的顶面，以作为桁架 水平支撑点的规定。
12. 1 管墩计算
12.1.1由于管墩不高，根据以往震害调查报告，管墩部分未发现 有管墩在地震时破坏的情况，故规定可不考虑地震作用。
12. 1.4固定管墩上水平推力的分项系取yd = l. 3是按照抗滑移 的要求而规定的。
12.2预制混凝土管墩
12. 2. 1图12. 2. 1中知、加分别为埋深,先2为露出地面高度。
13. 0. 1现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046对 环境腐蚀性分级作了明确的规定，化工、石油化工管架所处的环境 腐蚀性应符合该标准的规定。
13.0.2 现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046和 《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476对各种环境下的混凝 土最小强度等级均作了规定，但现行国家标准《混凝土结构耐久性 设计规范》GB/T 50476的要求高于现行国家标准《工业建筑防腐 蚀设计规范》GB 50046,结合化工石油化工管架所处的实际环境 情况，规范中的混凝土在中等腐蚀性环境时取大于或等于C35,同 现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046 一致。
13.0.3本条引用了现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》 GB 50046第4. 8节的相关内容。
13. 0.4钢结构构件和杆件形式，对结构和杆件的腐蚀速度有重 大影响。构件截面的周长与面积之比愈大，则抗腐蚀性能愈好。 钢结构的涂装一般在进行现场和预制厂进行施工，为了保证涂装 质量，达到防腐要求，需要有一定的施工空间。国际标准《色漆和 清漆一 使用防护漆对钢构件作防腐蚀处理一一第3部分：设计 依据》ISO 12944—3对此作了规定，本规范均引用于此规定。
吊索式、悬索式管架，因主要受力构件均为钢拉杆，所以在腐 蚀性等级为强腐蚀条件下不得采用。
为保证钢构件的耐久性，必须有一定的厚度要求。太薄的杆 件一旦腐蚀便很快丧失承载力。本条规定的最小限值，是引用了 现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的规定。
14.1 一般规定
14. 1. 1 根据现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》 GB 50160的规定，在爆炸危险区范围内的主管廊的钢架应釆取耐 火保护措施，而爆炸危险区范围在化工石油化工企业一般有安全 专业、化工石油化工专业或电气专业来确定。
14. 1.2本条引用了现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》 GB 50160的相关内容。
14.1.4s14.1.5 这两条明确了防火保护材料的性能及选用要求。 14.1.6本条规定了覆盖层材料之间相互适应、相互配套要求。
14.2防火保护构造
14.2. 1本条列举了钢构件防火保护的一般形式。
14. 2.2 防火涂料和轻质耐火混凝土都呈碱性反应，对钢材不腐 蚀，故要求防锈底漆应具有一定的耐碱性能。
强腐蚀环境下防火保护层，除了在表面采用防腐蚀涂层外，也 可直接采用耐碱的阻燃型的防腐蚀涂料。
厚型防火涂料,若在涂层内设置镀锌钢丝网时，必须使之固定 在钢结构上。钢构件体量大时，钢丝网丝径和网孔应采用大值。 镀锌钢丝网与钢结构构件之间应留有βmm左右的间隙，网片铺 设应平整牢固。
15. 0. 6基础施工时，对相邻基础由于没有做好防护，而造成侧 移，局部坍塌，甚至基坑防护整体失效，因此从设计开始就要注重 管廊基础对相邻的建（构）筑物基础的影响，特别是对周围的高塔 基础、高大厂房基础的不利影响。
15. 0. 7工程实践中，管架结构由于设计原因而导致的事故中，倾 覆稳定占有很高的比例。确定管架的结构选型时，应考虑施工及 运行全过程的安全性和稳定性，选用独立式管架或高宽比超过6 的管廊式管架时，应对结构构件和整体结构在各荷载工况下的安 全稳定性进行风险识别。
工程实践中，管架结构由于设计原因而导致的事故中，倾覆稳 定占有很高的比例。如单片桁架两侧悬挂电缆槽板，施工无法做 到对称安装槽板，而导致施工人员空中坠落,设计方案不得不进行 修改。
15. 0. 9钢楼板如钢格板一般由制造单位完成，有时存在同设计 方沟通不够深入，易引起现场返工，或安全隐患，特别是在平面布 置较复杂或不同的建（构）筑物单元之间的交接处，楼板支承不稳 定等。因此管廊式管架结构的平台或通道的钢楼板设计时，应根 据钢楼板跨度,合理布置主次梁间距，确保钢楼板在施工及生产运 行全过程的安全性。
15.0. 10通道两侧均为多层电缆时，通道上人员向地面疏散的直 梯很难设置，没有足够的空间来设置跨桥越过电缆，只能在通道上 开设孔洞便于人员上下，此时应在孔洞上设安全盖板或两侧设安 全门。
A. 0. 1 本条的资料引自 2003 版 AISC design guide ^-TOSiOnaI AnalySiS Of StrUCturaI SteeI MemberS。
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其中，双曲线函数按如下定义： | |
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. L e'v — e τ smhɪ=---- 乙 |
(2) |
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I eʃ ~∖~e r COShJr= ~∙~~— |
(3) |
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I _ SirLhJr _ / — e ^ ʃ |
(4) |
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Iannλ —— I ——τ I -r eoshɪ e ~re ' |
国内教科书中也将Sinh记为sh, cosh记为Ch, tanh记为th, 但双曲线函数在EXCeI表格中采用Sinh, cosh, tanh的表达式，故 在本规范中双曲线函数表达式为便于应用，采用同EXCEL中相 一致的表达形式。
A. 0.5扭矩丁作用下总的剪应力同其他荷载产生的剪应力叠加 即为构件总的剪应力。
A.0.6扭矩丁作用下的闭口截面，如图5所示，在扭矩T作用 下，剪应力为：
图5闭口截面示意
"=亦"或如：210)
(5)
b = B~t2
(6)
h — H — Zl
(7)
S/N:1580242-497
/ φ ⅜ 曾豪;400-670-9365 W⅛:WWWxn9365.org
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