空调水管支吊架选型

1 、空调水平水管支吊架间距确定

GB50738-2011 《通风与空调工程施工规范》中水平钢管最大支吊架间距要求如下：

表7.3.4-3 钢管支吊架的最大间距

注：1 适用于设计工作压力不大于20MPa，非绝热或绝热材料密度不大于200kg／m ³ 的管道系统；
2 L ₁ 用于绝热管道，L ₂ 用于非绝热管道。

结合实际情况，空调水平水管支吊架间距按以下表格取：

2 、空调垂直水管支吊架间距确定

GB50738-2011 《通风与空调工程施工规范》中垂直钢管支吊架间距要求如下：

表7.3.4-7 垂直安装风管和水管支架的最大间距(mm)

支吊架承受重量计算：

1 、支吊架承受重量计算

支吊架承受重量包含水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量。

水管的重量计算公式：m1=0.02466*δ*(D-δ)*L；式中，δ为水管厚度，单位mm；D为水管外径，单位mm；L为水管长度，也是支吊架间距，单位m。

水的重量计算公式：m2=0.000785*d2*L；式中，d为水管内径，单位mm；L为水管长度，也是支吊架间距，单位m。

保温材料的重量计算公式：m3=7.85*10-7*((D+2*σ)2-D2)*L*ρ；式中，σ为保温材料厚度，单位mm；ρ为保温材料密度，单位kg/m3；D为水管外径，单位mm；L为水管长度，也是支吊架间距，单位m。

阀门的重量计算公式：m4=n*m阀；式中，n为阀门个数；m阀为单个阀门重量，单位kg。

法兰片的重量计算公式：m5=n*m法；式中，n为法兰片数；m法为单片法兰重量，单位kg。

型钢的重量计算公式：m6=l*m型；式中，l为型钢长度，单位m；m型为型钢理论重量，单位kg/m。

2 、水管规格

水管规格表

3 、单个阀门重量

单个阀门重量参考表

以上单个阀门重量参考塘沽厂家法兰蝶阀重量。

4 、单片法兰重量

单片法兰重量参考表

以上单片法兰重量参考PN1.6凸面板式平焊钢制管法兰重量。

支吊架材料规格参数：

1 、槽钢示意图

槽钢的规格及截面特性：

槽钢的规格及截面特性

以上数据摘自《GB/T707-1988热轧槽钢-尺寸、外形、重量及允许偏差》。

2 、工字钢示意图

工字钢的规格及截面特性

以上数据摘自《GB706-1988热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差》。

3 、螺栓示意图

膨胀螺栓示意图

3 、螺栓规格

螺栓规格及面积

建议M18以上（含M18）的螺栓采用化学螺栓， M18以下的螺栓采用膨胀螺栓。

强度设计值：

1 、型钢的强度设计值

《钢结构设计规范》中Q235钢材的强度设计值如下：

2 、螺栓的强度设计值

《钢结构设计规范》中螺栓的强度设计值如下：

梁下空调水平水管支吊架：

1 、支吊架示意图

应用范围：冷冻站、走廊、楼层等。

注：三根、四根水管的支吊架由两组两根水管的支吊架组合而成。

2 、横担选型

横担近似简支梁，横担受到的水管重力按集中分布，则横担分析计算主要包括强度和刚度计算，其中强度计算包括最大抗弯强度和最大抗剪强度计算，刚度计算主要是挠度计算，横担受力分析图如下：

横担受力分析图

2 、横担选型

2.1 最大抗弯强度计算

最大弯矩计算公式：Mx=1.5*(1/4)*m*g*L ；式中Mx为最大弯矩，单位N.m；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；L为横担长度，单位m。

最大抗弯强度计算公式：σx=Mx/(rx * Wx)；式中σ x为最大抗弯强度，单位N/mm ² ；Mx为最大弯矩，单位N.m；rx为截面对x轴的有限塑性发展系数，取1.05；Wx为截面对x轴的净截面模量（即是截面系数），详见型钢规范，单位cm ³ 。

抗弯强度校核：若σx≤0.85*f，则横担抗弯强度满足。其中，0.85是折减系数，f为钢材的抗弯强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗弯强度设计值为190N/mm ² 。

2.2 最大抗剪强度计算

最大剪力计算公式：Vx=1.5*(1/2)*m*g；式中Vx为最大剪力，单位N；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg。

最大抗剪强度计算公式：τx= (Vx * Sx) /(Ix* tw)；式中τ x为最大抗剪强度，单位N/mm ² ；Vx为最大剪力，单位N；Sx为计算剪应力处以上或以下毛截面对中和轴的面积矩（即是半截面静力矩），详见型钢规范查，单位mm ³ ；Ix为毛截面惯性矩，（即是惯性矩），详见型钢规范查，单位mm ⁴ ；tw为腹板厚度（即是腰厚度），详见型钢规范，单位mm。

抗剪强度校核：若τx≤0.85*fv，则横担抗剪强度满足。其中，0.85是折减系数，fv为钢材的抗剪强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗剪强度设计值为110N/mm ² 。

2.3 挠度计算

挠度计算公式：w=(1.5*m*g*L3)/(48*E*Ix)；式中w为挠度，单位mm；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；L为横担长度，单位m；E为钢的弹性模量，取206000N/mm ² ；Ix为毛截面惯性矩（即是惯性矩），详见型钢规范，单位mm ⁴ 。

钢度校核：若w≤L/250，则横担挠度满足，即刚度满足。

3 、吊杆选型

吊杆近似轴心受拉构件，则吊杆分析计算主要是抗拉强度计算，受拉构件一般不校核刚度，即长细比，吊杆受力分析图如下：

吊杆受力分析图

抗拉强度计算：

抗拉强度计算公式：σ=1.5*(1/2)*m*g/N；式中σ为抗拉强度，单位N/mm ² ；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；N为构件的截面面积，详见型钢规范，单位mm ² 。

抗拉强度校核：若σ≤0.85*f，则吊杆抗拉强度满足。其中，0.85是折减系数，f为钢材的抗拉强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗拉强度设计值为190N/mm ² 。

4 、螺栓选型

螺栓受到剪力，则螺栓分析计算主要是抗剪强度计算，螺栓受力分析图如下：

螺栓受力分析图

抗剪强度计算：

抗剪强度计算公式：τ=1.5*m*g/(n*A)；式中τ为抗剪强度，单位N/mm ² ；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；n为螺栓个数；A为构件的截面面积，单位mm ² 。

抗剪强度校核：若τ≤0.85*fv，则螺栓抗剪强度满足。其中，0.85是折减系数，fv为螺栓的抗剪强度设计值，按《钢结构设计规范》选取C级螺栓的抗剪强度设计值为140N/mm ² 。

5 、其他支吊架材料选型

钢板选型：钢板大小根据吊杆规格和螺栓规格确定，要保证螺栓周围有3cm空间，以便于螺栓安装；钢板厚度建议按14mm、12mm、10mm这三种厚度选。

木码选型：木码规格根据水管规格确定，厚度取50mm，也可根据水管保温厚度调整木码厚度；木码配套扁铁、防腐木块、螺母、垫片等。

三角板选型：大管需要三角板，增加吊杆和横担焊接面积，加固支吊架；小管可不需要三角板；三角铁取80mm*80mm*10mm。

板上空调水平水管支吊架：

1 、支吊架示意图

应用范围：冷冻站、楼层、室外地面（钢板下增加基础）等。

注：三根、四根水管的支吊架由两组两根水管的支吊架组合而成。

2 、支杆选型

支杆近似轴心受压构件，则支杆分析计算主要是抗压强度计算和长细比计算，支杆受力分析图如下：

支杆受力分析图

2 、支杆选型

2.1 抗压强度计算

抗压强度计算公式：σ=1.5*(1/2)*m*g/N；式中σ为抗压强度，单位N/mm ² ；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；N为构件的截面面积，详见型钢规范，单位mm ² 。

抗压强度校核：若σ≤0.85*f，则支杆抗压强度满足。其中，0.85是折减系数，f为钢材的抗压强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗压强度设计值为190N/mm ² 。

2.2 长细比计算

长细比计算公式：λ=u*L/ix；式中λ为长细比；u 为长度因数，取1；L为支杆长度，单位cm；ix为回转半径，详见型钢规范，单位cm。

长细比校核：若λ≤150，则支杆长细比满足。其中，按《钢结构设计规范》选取一般建筑结构的支杆容许长细比为150。

3 、其他支吊架材料选型

横担选型：板上空调水平水管支吊架形式下横担受力情况跟梁下空调水平水管支吊架形式是一样，参考前面梁下空调水平水管支吊架形式下横担选型。

螺栓选型：可按前面梁下空调水平水管支吊架形式下计算出来螺栓规格取。

钢板选型：参考前面梁下空调水平水管支吊架形式下钢板选型。

木码选型：参考前面梁下空调水平水管支吊架形式下木码选型。

三角板选型：参考前面梁下空调水平水管支吊架形式下三角板选型。

室外空调水平水管支吊架：

1 、支吊架示意图

室外空调水平水管支吊架

应用范围：屋面、室外地面等。

2 、横担选型

横担受到压力，横担分析计算主要是抗压强度计算，横担受力分析图如下：

横担受力分析图

抗压强度计算：

抗压强度计算公式：σ=1.5*m*g/N；式中σ为抗压强度，单位N/mm ² ；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；N为横担的受压面积，单位mm ² 。

抗压强度校核： 若σ≤0.85*f，则横担抗压强度满足。 其中，0.85是折减系数，f为钢材的抗压强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗压强度设计值为190N/mm ² 。

3 、其他支吊架材料选型

螺栓选型：可按前面梁下空调水平水管支吊架形式下计算出来螺栓规格取。

木码选型：参考前面梁下空调水平水管支吊架形式下木码选型。

管井单根空调垂直水管支吊架：

1 、支吊架示意图

管井单根空调垂直水管支吊架

注：一排两根、三根、四根管的支吊架由单根管的支吊架组合。

2 、横担选型

横担近似简支梁，横担受到水管重力按三点分布，则横担分析计算主要包括横担的强度和刚度计算，其中强度计算包括最大抗弯强度和最大抗剪强度计算，刚度计算主要是挠度计算，横担受力分析图如下：

横担受力分析图

2.1 最大抗弯强度计算

最大弯矩计算公式：Mx=1.5*(1/12)*m*g*L；式中Mx为最大弯矩，单位N.m；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；L为水管长度，也是支吊架间距，单位m。

最大抗弯强度计算公式：σx=Mx/(rx * Wx)；式中σx为最大抗弯强度，单位N/mm ² ；Mx为最大弯矩，单位N.m；rx为截面对x轴的有限塑性发展系数，取1.05；Wx为截面对x轴的净截面模量（即是截面系数），详见型钢规范，单位cm ³ 。

抗弯强度校核：若σx≤0.85*f，则横担抗弯强度满足。其中，0.85是折减系数，f为钢材的抗弯强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗弯强度设计值为190N/mm ² 。

2.2 最大抗剪强度计算

最大剪力计算公式：Vx=1.5*(1/4)*m*g；式中Vx为最大剪力，单位N；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg。

最大抗剪强度计算公式：τx= (Vx * Sx) /(Ix* tw)；式中τx为最大抗剪强度，单位N/mm ² ；Vx为最大剪力，单位N；Sx为计算剪应力处以上或以下毛截面对中和轴的面积矩（即是半截面静力矩），详见型钢规范，单位mm ³ ；Ix为毛截面惯性矩，（即是惯性矩），详见型钢规范，单位mm ⁴ ；tw为腹板厚度（即是腰厚度），详见型钢规范，单位mm。

抗剪强度校核：若τ x≤0.85*fv，则横担抗剪强度满足。其中，0.85是折减系数，fv为钢材的抗剪强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗剪强度设计值为110N/mm ² 。

2.3 挠度计算

挠度计算公式： w=(1.5*19/6*m*g*L3)/(384*E*Ix)； 式中w为挠度，单位mm； 1.5为重量安全系数； m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg； g为常数，取9.8N/kg； L为横担长度，单位m； E为钢的弹性模量，取206000N/mm ² ； Ix为毛截面惯性矩，详见型钢规范，单位mm ⁴ 。

钢度校核：若w≤L/250，则横担挠度满足，即刚度满足。

3 、其他支吊架材料选型

螺栓选型：可按前面梁下空调水平水管支吊架形式下计算出来螺栓规格取。

肋板选型：可取150mm*100mm*10mm。

弧形钢板选型：可取100mm*100mm*水管壁厚、50mm*100mm*水管壁厚。

钢板选型：根据横担腿宽度确定，可取60mm*60mm*10mm、50mm*50mm*10mm、40mm*40mm*10mm 。

橡胶垫片选型：规格同钢板。

管井四根空调垂直水管支吊架：

1 、支吊架示意图

管井单根空调垂直水管支吊架

2 、横担选型

横担近似简支梁，横担受到水管重力按五点分布，则横担分析计算主要包括横担的强度和刚度计算，其中强度计算包括最大抗弯强度和最大抗剪强度计算，刚度计算主要是挠度计算，横担受力分析图如下：

横担受力分析图

2.1 最大抗弯强度计算

最大弯矩计算公式：Mx=1.5*(3/40)*m*g*L ；式中Mx为最大弯矩，单位N.m；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；L为横担长度，单位m。

最大抗弯强度计算公式：σx=Mx/(rx*Wx)；式中σx为最大抗弯强度，单位N/mm ² ；Mx为最大弯矩，单位N.m；rx为截面对x轴的有限塑性发展系数，取1.05；Wx为截面对x轴的净截面模量（即是截面系数），详见型钢规范，单位cm ³ 。

抗弯强度校核：若σx≤0.85*f，则横担抗弯强度满足。其中，0.85是折减系数，f为钢材的抗弯强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗弯强度设计值为190N/mm ² 。

2.2 最大抗剪强度计算

最大剪力计算公式：Vx=1.5*(1/4)*m*g；式中Vx为最大剪力，单位N；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg。

最大抗剪强度计算公式：τx= (Vx* Sx) /(Ix* tw)；式中τ x为最大抗剪强度，单位N/mm ² ；Vx为最大剪力，单位N；Sx为计算剪应力处以上或以下毛截面对中和轴的面积矩（即是半截面静力矩），详见型钢规范，单位mm ³ ；Ix为毛截面惯性矩，（即是惯性矩），详见型钢规范，单位mm ⁴ ；tw为腹板厚度（即是腰厚度），详见型钢规范，单位mm。

抗剪强度校核：若τx ≤0.85*fv，则横担抗剪强度满足。其中，0.85是折减系数，fv为钢材的抗剪强度设计值，按《钢结构设计规范》选取Q235钢的抗剪强度设计值为110N/mm ² 。

2.3 挠度计算

挠度计算公式：w=(1.5*19/6*m*g*L3)/(384*E*Ix)；式中w为挠度，单位mm；1.5为重量安全系数；m为支吊架承受重量，指水管、水、保温材料、阀门、法兰片、型钢的重量之和，单位kg；g为常数，取9.8N/kg；L为横担长度，单位m；E为钢的弹性模量，取206000N/mm ² ；Ix为毛截面惯性矩（即是惯性矩），详见型钢规范，单位mm ⁴ 。

钢度校核：若w ≤L/250，则横担挠度满足，即刚度满足。

3 、其他支吊架材料选型

螺栓选型：可按前面梁下空调水平水管支吊架形式下计算出来螺栓规格取。

肋板选型：可取150mm*100mm*10mm。

弧形钢板选型：可取100mm*100mm*水管壁厚或50mm*100mm*水管壁厚。

钢板选型：根据横担腿宽度确定，可取80mm*80mm*10mm、70mm*70mm*10mm、 60mm*60mm*10mm、50mm*50mm*10mm、40mm*40mm*10mm。

橡胶垫片选型：规格同钢板。

其他类型水管支吊架：

1 、支吊架示意图

管井单根空调垂直水管支吊架

应用范围：冷水机组、水泵、板换等设备进出水管转弯处。

2 、支吊架材料选型

支撑选型：参考前面板上空调水平水管支吊架形式下支杆选型，建议支撑选用圆管，可采用水管。

螺栓选型：可按前面梁下空调水平水管支吊架形式下计算出来螺栓规格取。

弧形钢板选型：弧形钢板大小根据支撑规格确定，壁厚按水管厚度取。

钢板选型：钢板大小根据支撑规格和螺栓规格确定，要保证螺栓周围有3cm空间，以便宜螺栓安装；厚度可取10mm。

橡胶垫片选型：规格同钢板。

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑于2020年9月30日。