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管線綜合支吊架的設計計算與施工
管線綜合支吊架是在安裝工程中將給排水、暖通、電氣、消防等各專業的支吊架綜合在一起，統籌規劃設計，整合成一個統一的支吊架系統，有利于節約成本、加快施工進度、提高觀感質量，并最大限度的節省空間。
01 管線綜合支吊架優勢
給排水系統、空調水系統、空調風系統、消防平層主管、強弱電橋架，可以采用同一支吊架，省去了穿插安裝支吊架的復雜過程，提高了工作效率。
普通安裝方式支吊架凌亂分散，交叉較多，采用綜合支吊架工法，將排布整齊有序的綜合支吊架取代傳統支吊架形式，不僅減少了支吊架的數量，而且使管線走線更清晰，明朗，觀感、質量均大大提高。在滿足各種管線布置的前提下，有效地控制整體占用空間。
支吊架設計時，考慮所有被支吊物最大應力時的極限疊加，而實際受力遠小于此，例如水平力同時達到相同方向的最大值等。經過荷載計算，保證了綜合支吊架的強度，相對于傳統支吊架做法更安全可靠。
支吊架的減少，減少了建材用量，節約了成本。節約了資源，減少了現場加工的人工及材料加工時產生的噪音和固體廢棄物污染。
02 管線綜合支吊架施工工藝
首先對安裝工程給排水、暖通、電氣、消防等所有專業進行深化設計，利用BIM等工具優化布局，對各專業管線進行綜合布置。根據管線綜合布置的結果，制定出支吊架初步方案。根據方案計算間距、過載重量，再通過計算結果確定吊桿和橫梁的尺寸，然后制定支吊架定型方案及大樣圖。最后根據策劃確定的方案及大樣圖下料、制作、安裝。
① 結合現場深化設計
↓
② 對各專業管線進行綜合布置
↓
③ 確定支架間距及過載計算
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④ 計算支吊架尺寸及選材
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⑤ 設計綜合支吊架方案及大樣圖
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⑥ 支吊架材料準備及加工制作
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⑦ 支吊架安裝
↓
⑧ 支吊架的校正及檢查試驗
結合現場深化設計
首先明確設計及規范要求，結合現場熟悉圖紙。
對各專業管線進行綜合布置
1. 工程管線綜合布置原則
1）大管優先。由于大截面、大直徑的管道，如空調通風管道、排水管道、冷卻水管道、排煙管道等占據的空間較大。在平面圖中先作布置。
2）強弱電分設。由于弱電線路如電信、有線電視、計算機網絡和其它建筑智能線路易受強電線路電磁場的干擾，因此強電線路與弱電線路不應敷設在同一個電纜槽內。
3）有壓讓無壓。指有壓管道和無壓管道。無壓管道．如生活污水、糞便污水排水管、雨排水管、冷凝水排水管等都是靠重力排水，因此，水平管段必須保持一定的坡度，是順利排水的必要和充分條件。所以在與有壓管道交叉時，有壓管道應避讓。
4）電氣避熱避水。在熱水管道、蒸汽管道的上方及水管的垂直下方不宜布置電氣線路。
2. 綜合考慮各專業特性
1）綜合支吊架施工技術的關鍵是熟悉各專業管線的特性，有壓管道、橋架走向相對不受限制，只要適當考慮節約即可，而對于排水、空調冷凝水等無壓管道，坡度是必須要考慮的因素，且不宜受其它管線影響其路由，以確保坡度合理，排水通暢。并要考慮留出線管線纜安裝、檢修空間。
2）考慮保溫、隔熱墊的設置高度。
3）風道空間占用最大，可以考慮在支吊架上設二層支吊架把風道架高的辦法，這樣風道下面還可以有走管線的空間。
4）了解各專業管線的支吊架設置要求，確定合理的支吊架布置間距、形式、材質及規格型號。
5）考慮裝飾施工的吊頂龍骨施工情況，特別是主龍骨的設置，明確其布置位置，高度尺寸。
3. 明確支吊架的綜合布局，利用計算機畫出初步施工布置圖，明確布置方案
根據初步確定布置情況現場核實方案的可行性，依據具體墻體設置情況，頂部梁板分布情況，結合盤管、風機等設備的位置情況，進行方案的調整，確定支吊架形式、材質，型號的規格，最終達到方案切實可行。
確定支架間距及過載計算
1. 管架計算間距
管架計算間距可定為1.5米，3.0米，6.0米三種。
2. 過載計算
1）設備、風道、電纜橋架、各類管道自重
設備、風道自重參照設備出廠合格證及檢測報告具體數據；電纜橋架自重參照《五金手冊》進行計算；各類鋼制管道自重，管徑DN15～DN150按照國家標準《低壓流體輸送用焊接鋼管》的普通鋼管，管徑DN200～DN500按照國家標準《輸送流體用無縫鋼管》的最小壁厚管重計算。塑料管道自重，管徑20mm～315mm按照國家標準《給水用硬聚氯乙烯管材》的管重計算。
2）安裝過載計算
設備按動載承重計算；風道按風道自重計算；電纜橋架按承載電纜重量及橋架自重之和計算，各類管道重量按保溫管與不保溫管兩種情況計算。
保溫管道：按設計管架間距的管道自重、滿管水重、60mm厚度保溫層重以及以上三項之和10%的附加重量計算。保溫材料容量按巖棉100kg/m3計算。
不保溫管道：按設計管架間距內的管道自重、滿管水重及以上兩項之和10%的附加重量計算。
各種管道間距管重均為計入閥門重量（彎管托座管重包括閥門重量），當管架中有閥門時，在閥門段應采取加強措施。
管架計算管重不足10kg的按10kg計算，超過10kg的按10kg進位化整，如24.3化整為30kg。
3）設計荷載
垂直荷載：考慮制造、安裝等因素，采用管架間距的標準荷載乘1.35的荷載分項系數。
水平荷載：按垂直荷載的0.3倍計算。
地震荷載：按地震設防烈度≤8度計算地震作用。不考慮風荷載。
計算支吊架尺寸及選材
1. 吊桿
吊桿按軸心受拉構件計算，并考慮了一定的腐蝕余量。吊桿凈面積An按下式計算，并滿足國標GB/T 17116.3。吊桿最大使用荷載見下表。
An-吊桿凈截面積（mm2）
N-吊桿拉力設計值（N）
f-鋼材強度設計值（N/mm2）
吊桿最大使用荷載
2. 橫梁
1）橫梁抗彎強度計算
rx、ry-截面塑性發展系數
Mx、My-所驗算截面繞x軸和繞y軸的彎矩（N-mm）
Wnx、Wny-所驗算截面對x軸和對y軸的凈截面抵抗矩（mm3）
f-鋼材強度設計值（N/mm2）
2）橫梁抗剪強度計算
r-抗剪強度（N/mm2）
V-計算截面沿腹板平面作用的剪力（N）
S-計算剪力處以上毛截面對中和軸的面積矩（mm3）
Ix-毛截面慣性矩（mm?）
tw-腹板厚度（mm）
fv-鋼材的抗剪強度設計值（N/mm2）
3. 連接計算
焊接連接及螺栓連接按鋼結構設計規范的有關公式，計算所需焊縫長度及連接螺栓大小。
4. 受彎梁撓度和受壓構件長細比的規定
受彎梁繞度不宜大于L/200（L為受彎構件的跨度，對懸臂梁和伸臂梁為懸伸長度的二倍）。受壓構件的允許長細比不宜超過120。
5. 選材要求
1）本設計如無特殊標明，均按重量計算設計。在滿足5.2.3的條件下，可直接使用本設計。有防震要求時，應在管卡部位的周圍襯墊3mm的橡膠層。
2）管道吊架由吊架根部、吊桿、橫擔和管卡四部分組成，可根據需要進行組合選用，同時還應注意，吊架根部的吊桿直徑必須與各吊架橫擔的吊桿直徑相同。
3）本設計僅考慮支吊架本身的強度與變形。當管徑較大時，有關支吊架對于梁、板、柱、鋼架等結構強度的影響，須經結構專業設計人員驗算。
4）支吊架所使用的標準件應為專業廠家生產，自行制作的管架所用的鋼材應采用Q235B鋼，制作時，鉆孔不得使用氣割，電焊條采用E4300～E4313號。
設計綜合支吊架方案及大樣圖
具體參見下圖（綜合支吊架大樣圖），施工時可根據不同的現場施工情況和用途進行自主調整和變更。
支吊架材料準備及加工制作
1. 鋼材的除銹與防腐
鋼材進場經監理驗收后，采用角向磨光機對鋼材進行除銹；除銹完成后，采用空壓機對鋼材噴漆進行防腐。
2. 綜合支吊架的根部的加工制作
綜合支吊架的根部采用[10槽鋼加工制作，制作方法如下：
采用氧氣、乙炔對槽鋼進行截斷，再采用氧氣、乙炔在槽鋼段的一側開口，開口大小為50mm×13mm；最后，采用角向磨光機對已加工好的根部進行拋光處理。
3. 綜合支吊架根部的焊接
根部加工完畢后，將其與原來預留的支吊架預埋鐵件進行焊接，使它們連接牢固。支吊架上部應與預埋件平齊，不得超出或低于預埋件，焊縫厚度不得小于4mm，全長度滿焊。
4. 綜合支吊架根部的防腐
根部焊接完成后，將焊渣清理干凈后，采用紅丹防銹漆對其進行防腐處理。
5. 吊梁的加工制作
綜合支吊架的根部焊接完成后，根據電纜橋架、風管、水管的設計施工圖紙，結合施工現場實際情況；采用砂輪切割機和臺鉆，對∠40×4、∠50×5、∠63×6的角鋼進行加工制作。支、吊、托架要統一加工，形式一致。支吊、托架的角鋼、槽鋼的管卡眼，一律采用機械鉆孔，嚴格禁止電氣焊打孔。
支吊架安裝
1. 吊桿的安裝
將吊桿安裝在根部的條形孔內。
2. 吊梁的安裝
將各種不同用途的吊梁，按照設計方案的要求，安裝在不同的標高上。支、吊、托架所用的角鋼、槽鋼開口朝向應一致。
支吊架的校正及檢查試驗
1. 綜合支吊架的校正
每個區域的綜合支吊架安裝完成后，采用水準儀和經緯儀對綜合支吊架的吊桿和吊梁進行調正、調平。
2. 過載試驗
使用承重物懸掛于支吊架上，荷載為設備、風道、電纜橋架、各類管道及支吊架自重及工作荷載的總合的2倍，懸掛時間為12小時。試驗結果應預埋件牢固、吊架根部焊接嚴密、支吊架未變形為合格。
廣州凡祖建筑科技有限公司，是國家高新技術企業，行業標準、驗收規程、國家標準圖集參編單位。廣州凡祖是一家專注于抗震、管廊、成品支架的設計、研發、生產、銷售于一體的高新型、研發型、技術型企業。
廣州凡祖，從成立之初，就肩負著行業標準領跑者之責，致力行業規范、健康、可持續發展，積極參與起草與修訂國家及行業標準，其中包括了國家建筑標準設計圖集《建筑機電工程抗震設計規范》GB50981-2014修訂、《地鐵用裝配式支架設計與安裝》 19T202圖集、16D707-1《建筑電氣設施抗震安裝》圖集；綜合管廊管線標準規程、《抗震支吊架安裝與驗收規程》CECS420:2015修訂、《室內抗震支吊架選用與安裝》標準等等，獲得了廣泛的行業口碑與影響力。
廣州凡祖“高質量發展”與“責任擔當”兩大關鍵詞，已和多家百強地產與中建、中鐵、中冶等大型央企建立戰略合作關系并在裝配式支吊架領域提供技術支持和產品供應。憑借專業的深化設計能力、強大的生產研發能力和全周期一站式服務，且在眾多國家重點交通樞紐、商業綜合體、市政民生工程中表現出色，已經成為管廊支吊架行業第一品牌。
未來，廣州凡祖本著“品質為本，發展為民”的發展理念，將繼續與各大知名地產、地標工程項目強強聯手，展開更加緊密多元化的合作。堅持高質量發展，積極構建裝配式支吊架行業健康新生態，為與世界共享美好未來貢獻一臂之力。
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