立管伸缩量与支架承重计算实例
一、立管伸缩量计算
1、已知项：
钢材热伸缩系数：α＝12×10－6 m/m ℃
安装环境温度： t1＝30 ℃(冷水管)，15 ℃（热水管）
运行温度：t2＝5 ℃(冷水管)，60 ℃（热水管）
弹性模量：E=2.5×105 Mpa
计算长度：
从四层固定支架到补偿器：L1=31.45 M
从补偿器到二十层固定支架：L2=23.5 M
管径：见设计院系统图。
2、计算公式：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2) ×(t2-t1)
热应力：σ＝E(ΔL/L)
热推力：P1=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）
3、结果：
冷水供水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为缩量； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－74 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.7 MN，为拉力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.7 MN，为拉力。
∙ 冷水回水同程管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－75 MP；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力； P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力。
∙ 冷水回水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－74 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.16 MN，为拉力。
∙ 热水供水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝0.0363 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=165 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝0.365 MN，为伸力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.033 MN，为伸力。
∙ 热水回水同程管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝0.0363 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=165 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.04 MN，为伸力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.04 MN，为伸力。
∙ 热水回水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝0.0363 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=165 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.04 MN，为伸力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝0.267 MN，为伸力。
二、支架承重计算
管道规格及长度，求管道自重；
管道内充满水，求水重，密度1000kg/m3；
保温层厚度及密度，求保温层重；
运动的水流在弯头处的推力，求冲击力，按系数考虑。
２、减化的计算公式：
支架承受的荷载＝（管道重＋保温层重＋水重）×1.15
３、计算结果：
冷水给水管:
四层支架处的垂直荷载：42.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：22 KN
冷水回水管：
五层支架承受的垂直荷载：16 KN
二十层支架承受的垂直荷载： 32 KN
冷水回水同程管：
四层支架处的垂直荷载：42.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：32 KN
热水给水管：
四层支架处的垂直荷载：28.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：11.6 KN
热水回水管：
五层支架处的垂直荷载：11.5KN
二十层支架承受的垂直荷载：21 KN
热水回水同程管：
四层支架处的垂直荷载：27.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：21 KN
汇总表：
立管伸缩量与支架承重计算实例
一、立管伸缩量计算
1、已知项：
钢材热伸缩系数：α＝12×10－6 m/m ℃
安装环境温度： t1＝30 ℃(冷水管)，15 ℃（热水管）
运行温度：t2＝5 ℃(冷水管)，60 ℃（热水管）
弹性模量：E=2.5×105 Mpa
计算长度：
从四层固定支架到补偿器：L1=31.45 M
从补偿器到二十层固定支架：L2=23.5 M
管径：见设计院系统图。
2、计算公式：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2) ×(t2-t1)
热应力：σ＝E(ΔL/L)
热推力：P1=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）
3、结果：
冷水供水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为缩量； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－74 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.7 MN，为拉力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.7 MN，为拉力。
∙ 冷水回水同程管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－75 MP；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力； P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力。
∙ 冷水回水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－74 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.16 MN，为拉力。
∙ 热水供水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝0.0363 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=165 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝0.365 MN，为伸力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.033 MN，为伸力。
∙ 热水回水同程管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝0.0363 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=165 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.04 MN，为伸力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.04 MN，为伸力。
∙ 热水回水管道：
钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝0.0363 M，为拉伸值； 热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=165 Mpa；
热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.04 MN，为伸力；
P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝0.267 MN，为伸力。
二、支架承重计算
管道规格及长度，求管道自重；
管道内充满水，求水重，密度1000kg/m3；
保温层厚度及密度，求保温层重；
运动的水流在弯头处的推力，求冲击力，按系数考虑。
２、减化的计算公式：
支架承受的荷载＝（管道重＋保温层重＋水重）×1.15
３、计算结果：
冷水给水管:
四层支架处的垂直荷载：42.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：22 KN
冷水回水管：
五层支架承受的垂直荷载：16 KN
二十层支架承受的垂直荷载： 32 KN
冷水回水同程管：
四层支架处的垂直荷载：42.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：32 KN
热水给水管：
四层支架处的垂直荷载：28.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：11.6 KN
热水回水管：
五层支架处的垂直荷载：11.5KN
二十层支架承受的垂直荷载：21 KN
热水回水同程管：
四层支架处的垂直荷载：27.5 KN
机房层支架承受的垂直荷载：21 KN
汇总表：