路径: 主页 > GB > 第44页 > GB 51019-2014 | 标准编号 | GB 51019-2014 (GB51019-2014) | | 中文名称 | 化工工程管架、管墩设计规范(附条文说明) | | 英文名称 | Code for design of pipe racks and pipe sleepers in chemical industry | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | P72 | | 国际标准分类 | 71.010 | | 字数估计 | 134,125 | | 实施日期 | 5/1/2015 | | 引用标准 | GB 50007; GB 50009; GB 50010; GB 50017; GB 50046; GB 50160; GB 50191; GB 50453; GB/T 700; GB/T 1591; GB 4053.1; GB 4053.2; GB 4053.3; GB/T 5117; GB/T 5118; GB/T 8923.1; GB/T 8923.2; GB/T 8923.3; GB/T 8923.4; GB 14907; JGJ 94; JGJ 118; QB/T 1925.1; SH/T 30 | | 标准依据 | 住房和城乡建设部公告第484号 | | 发布机构 | 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 | | 范围 | 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。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。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。 | GB 51019-2014: 化工工程管架、管墩设计规范(不含条文说明)
GB 51019-2014 英文名称: Code for design of pipe racks and pipe sleepers in chemical industry
1 总 则
1.0.1 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 术语和符号
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 sleeper
支承较低管道、距离地面高度小于或等于1m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 sliding 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 П形补偿器管架 П shaped compensator pipe support
设在管道纵向两榀固定管架区间，一般在中部位置处，支承П形补偿器管道的活动管架。
2.1.9 独立式管架 single-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 lower 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～5.0m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5.0m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П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～12m。
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10m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 longitudinal 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 mixture 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榀管架上，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——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；
F′d——每榀柱间支撑承受的水平力标准值；
FEk——管架横向计算单元的总水平地震作用标准值；
Ff——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′f——滚动支座管道水平推力标准值；
Ffi——单根管道在第i个柔性活动管架上的弹性反力标准值；
Fi——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；
FL1——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；
Fmi——单根管道在第i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′o——一根纵梁承受的拉力标准值；
FtAB、FtBA、FtBC、FtCB——相应固定点A、B、C处的水平力标准值；
F′to——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；
G1——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——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；
S0——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；
wL1——作用在每根纵梁上的风荷载标准值；
wL2——作用在每榀桁架上的风荷载标准值；
w0——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；
——支承于尽端固定管架上，转弯管道的弹性反力标准值。
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；
α1——相应于结构基本周期T 1的水平地震影响系数；
γt——管道温度作用水平推力的分项系数；
γG——重力荷载分项系数；
γEh、γEv——分别为水平、竖向地震作用分项系数；
γRE——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；
μg——钢与钢的滚动摩擦系数；
μr——管道积雪分布系数；
μ——风荷载体型系数；
μ′s——竖向弯管风荷载体型系数；
μs1——纵梁风荷载体型系数；
μs2——单榀桁架上风荷载体型系数；
μs3——柱上的风荷载体型系数；
μz——风荷载高度变化系数；
φ——桁架的挡风系数；
ψt——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)；
d1——冷凝水排放管的外径(包括保温层)；
H——管架柱的高度；
H0——管架柱的计算长度；
h1——纵梁的截面高度；
h2——桁架的高度；
L——横梁长度；
L1——所计算的管架距固定点的距离；
L0——柱间支撑和各类杆件的计算长度；
Ls——节点之间的中心距离；
l——横梁的间距；
ld——前后相邻管架间距离的1／2；
lh——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；
fa——深宽修正后的地基承载力特征值；
fay——钢材屈服强度。
2.2.5 其他
g——重力加速度；
Io——该榀管架所有柱沿纵向的截面惯性矩之和；
I——一榀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；
n′——固定管架上的管道数量；
T——管道安装时的温度；
T1——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；
δ——单位力作用于架顶时产生的架顶位移；
△——管架架顶位移；
△l——主要热管在所计算的管架顶面处的位移量。
3 基本规定
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、П形、A形、单层、双层、多层，以及单榀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。
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，宜采用低管架或管墩，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0.5m。
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2.2m。
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)。
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70m；
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П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П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П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)。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-框架横梁；2-纵梁；3-三角形水平支撑；5-管架柱；6-中间横梁
6 桁架式管架其纵向柱距宜采用12m～24m，基本柱距宜采用18m。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-框架横梁；2-纵梁；4-交叉形水平支撑；5-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150mm～450mm，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4.5m。
3 跨越铁路时，轨顶至桁架下缘对可燃气体、液化烃和可燃液体的管道不应小于6.0m，对其他管道不应小于5.5m。
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3.0m，距道路外边缘不应小于1.0m。
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1.5m。
2 电压等级为3kV～10kV时，不应小于3.0m。
3 电压等级为35kV～110kV时，不应小于4.0m。
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100mm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10m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。水平推力较小者可采用独立式管架，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，组合式结构宜采用钢柱间支撑。
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铰接，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，也可采用铰接。
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，应采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500mm的管道。
2 输送气体介质公称直径大于或等于600mm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C20。
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采用HRB400、HRB500钢筋，箍筋宜采用HRB300、HRB335、HRB400钢筋。
2 悬吊构件的吊杆水平拉杆宜采用HPB300钢筋，斜吊索及端部斜拉索宜采用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—30℃时的所有结构；
2)冬季工作温度等于或低于—20℃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采用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—20℃时，宜采用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
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0.50m。
3 横梁间距宜为0.50m。
4 沿管道的纵向柱距宜采用1.00m，横向柱距宜采用0.50m。
3.5.4 钢筋混凝土管架柱脚为刚性固定、梁柱节点为铰接时，管架柱计算长度可按下式计算：
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-轴向；2-径向
表3.5.4 钢筋混凝土管架柱脚为刚性固定、梁柱铰接时柱的计算长度系数μ
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
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的规定采用；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L0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(L0)
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；N0为相交另一杆的内力，均为绝对值。两杆均受压时，取N0≤N。
2)杆件为拉杆时，L0应为Ls。
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L0，应符合下列要求：
1 弦杆在桁架平面内L0应为Ls，弦杆在桁架平面外L0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，L0应为Ls。
3 其他腹杆在桁架平面内，L0应为0.8Ls，在桁架平面外，L0应为Ls，在桁架斜平面，L0应为0.9Ls。
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
注：1 表中i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，圆管应乘以235／fay。
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
注：表中所列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时，应乘以，圆管应乘以235／fay。
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Hox／b、Hoy／h
注：1 Hox、Hoy为管架柱沿x、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200mm，对固定管架柱不小于300mm。
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0.2mm。
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
注：1 l0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l0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30mm。
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40mm。
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1／250。
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1／200。
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1／250。
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1／350。
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1／500。
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 荷 载
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
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，牵制系数可根据取值(图4.1.3)。
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α＜0.6时，Kj可取(13α—1)／(21α＋1)；
3)当0.6≤α＜0.8时，可用插值；
4)当Kj＜0.2时，Kj可取0.2。
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4.1.5-1)。
2 固定管架水平推力作用点，挡板式应在距梁顶以下e／3处，焊接式应在支承梁顶面(图4.1.5-2)。
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：
式中：qv——均布在横梁上的管道垂直线荷载标准值(kN／m)；
η——不均匀分布系数，取1.1～1.2；
Li——第i根管道轴向方向在该横梁两侧管道支承点的平均距离(m)；
LiL——第i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)；
LiR——第i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500mm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。
图4.2.2 管道垂直荷载计算
L-横梁长度；L2-预留供发展所需的位置；F1～F4-较小管道的垂直荷载标准值；
F5-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；L3-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300mm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℃。
2 管道根数在10根以上，其中介质的最高温度Tmax≤130℃。
3 主要热管重量与全部管道重量的比值α≤0.15。
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：
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)；
G1——正常操作时作用在一榀管架横梁上的总垂直荷载标准值(kN)；
μ′——摩擦系数，钢与钢滑动接触时采用0.3，钢与混凝土滑动接触时采用0.4，钢与聚四氟乙烯之间采用0.1；
Kj——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)。
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：
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)；
n——一榀管架柱的根数，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)；
△l——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1℃)，α＝1.2×10-5；
Tmax——主要热管受热时的最高温度(℃)；
T——管道安装时的温度(℃)；
L1——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——一榀管架中一根柱沿管道纵向的截面惯性矩(mm4)。
2 钢结构柔性活动管架水平推力标准值应按下式计算：
式中：E——钢的弹性模量(kN／mm2)。
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：
式中：qf——均布在柔性活动管架横梁上的水平推力标准值(kN／m)。
2 多层......
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