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SHT 3055-2017 石油化工管架设计规范.pdf6.2.2计算牵制系数k，时，主要热管道重量与全部管道重量之比a值应按下列原则计算： a）计算梁时，应取该层梁上的全部管道重量，并应从中选用一根主要热管道计算α值； b）计算柱和基础时，应取整个管架上的全部管道重量，并应从各层主要热管道中选用一根起控制 作用的主要热管道计算α值，管架水平推力应作用在主要热管道所在的层。 注1：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的牵制作用 减小，此时牵制系数应加大。 注2：计算柱和基础时，当项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。 6.2.3牵制系数k，应按下列原则取值：
SH/T3055—2017
a）当管道根数n小于3时，牵制系数k,应取1.0。 b）当管道根数n等于3时，牵制系数k,取值应符合下列规定： 1）当a小于0.5时，牵制系数kJCT884-2016 金属板用建筑密封胶，应取0.5； 2）当α大于0.7时，牵制系数k,应取1.0： 3）当0.5≤α≤0.7时用插值。 c）当管道根数n不少于4时，牵制系数k,取值应符合下列规 1）当α不大于0.6时，牵制系数k，应按下式计算：
2）当a不小于0.8时，牵制系数k.应取1.0； 3）当0.6 4）牵制系数k.不应小于0.2。 6.2.4固定管架的水平推力为管道补偿器弹力和活动管架的反作用力。设计时应根据配管设计提供的 水平推力，并考虑两侧活动管架的不平衡水平推力。 6.2.5固定管架水平推力作用点：挡板式在梁顶以下1/3的梁上挡板高度处；焊接式在管道中心处（图 6.2.5）。 图6.2.5固定管架荷载作用点 一挡板高度 SH/T30552017 6.3.6管道风荷载体型系数宣取0.7，电缆槽盒或桥架风荷载体型系数宜取1.3。 6.3.7管道径向挡风面积宜取管架梁上包括保温的最大管径加上10%的梁长（图6.1.2中的lo）之和 乘以管架间距。管道径向挡风面高度不应大于该层层高减去层高范围内纵梁梁高。 6.3.8单层平铺多列电缆槽盒横向挡风面积宜取槽盒高度加上10%的梁长之和乘以管架间距。管道与 电缆槽盒混排时取两者较大者。 6.3.9电缆桥架横向挡风面积宜取桥架总高度乘以管架间距。 6.3.10竖向弯管纵向挡风面积宜取90%的梁跨度乘以竖向弯管高度，可不计算各组竖向弯管间的遮 挡，竖向弯管风荷载体型系数可取1.3。 6.3.11 空冷器的风荷载体型系数宜取1.3。多台并列时，风沿纵向作用时的挡风面积宜取最宽一台空 冷器的挡风面积。 6.3.12管道风荷载作用点位置应为管架梁梁顶。 6.3.13管架风荷载的计算尚应符合《建筑结构荷载规范》GB50009和《石油化工建（构）筑物结构荷 载规范》GB51006的规定。 6.4.1管架应根据设防分类、烈度和管架类型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。抗震设防烈度为8度、9度时的带空冷器或换热器平台的钢管架抗震等级宣分别取三级和二级； 抗震设防烈度为7度、8度、9度时的带空冷器或换热器平台的混凝土管架抗震等级宜分别取三级、二 级和一级；抗震设防烈度为8度、9度时的固定管架抗震等级宜取三级；其他管架的抗震等级可取四级。 6.4.2抗震设防烈度为6度～9度时，除本规范第6.4.3条、第6.4.4条规定以外，可不进行抗震验算， 但应满足抗震构造措施要求。管架抗震分析可采用平面分析，当采用空间整体分析时，可不计算扭转和 耦联。 6.4.1管架应根据设防分类、烈度和管架类型采用不向的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施 要求。抗震设防烈度为8度、9度时的带空冷器或换热器平台的钢管架抗震等级宣分别取三级和二级； 抗震设防烈度为7度、8度、9度时的带空冷器或换热器平台的混凝土管架抗震等级宜分别取三级、二 级和一级；抗震设防烈度为8度、9度时的固定管架抗震等级宜取三级：其他管架的抗震等级可取四级。 6.4.2抗震设防烈度为6度～9度时，除本规范第6.4.3条、第6.4.4条规定以外，可不进行抗震验算， 但应满足抗震构造措施要求。管架抗震分析可采用平面分析，当采用空间整体分析时，可不计算扭转和 耦联。 6.4.3 抗震设防烈度为7度～9度的下列管架，应计算管架横向水平地震作用并进行抗震验算： 管架上铺设的管道，其中三根及以上的管道直径大于500mm； b） 管架上铺设有单根烟气管道、转油管道和高温高压油气管道； c） 带重型顶盖的管架： d） 带空冷器或换热器平台的管架： e 有要求进行抗震计算。 6.4.4 抗震设防烈度为7度～9度时，独立式管架中的固定管架和纵梁式管架的柱间支撑应计算水平 地震作用并进行抗震验算。 6.4.5固定管架（纵梁式管架中的柱间支撑）应能承受所在补偿区段（纵梁式管架中为温度区段）的 管架上铺设的管道，其中三根及以上的管道直径大于500mm； 管架上铺设有单根烟气管道、转油管道和高温高压油气管道； 带重型顶盖的管架； d） 带空冷器或换热器平台的管架： e） 有要求进行抗震计算。 6.4.4 抗震设防烈度为7度～9度时，独立式管架中的固定管架和纵梁式管架的柱间支撑应计算水平 地震作用并进行抗震验算。 6.4.5固定管架（纵梁式管架中的柱间支撑）应能承受所在补偿区段（纵梁式管架中为温度区段）的 6.4.5固定管架（纵梁式管架中的柱间支撑）应能承受所在补偿区段（纵梁式管架中为温度区段）的 部分纵向水平地震作用，其纵向水平地震作用可按下式计算： 部分纵向水平地震作用，其纵向水平地震作用可按下式计算： FGK 固定管架（或柱间支撑）的纵向水平地震作用标准值： 节 固定管架承受的纵向水平地震作用比值，按表6.4.5确定； Ge 整个补偿区段（或温度区段）的重力荷载代表值。 SH/T3055—20176.4.6带空冷器或换热器平台的管架，抗震设计应符合《石油化工构筑物抗震设计规范》SH3147关于冷换框架的规定。6.4.7抗震设防烈度为8度和9度时，跨度不小于24m的管道或支承管道的桁架，应计算竖向地震作用。桁架的竖向地震作用系数可采用《石油化工构筑物抗震设计规范》SH3147的规定值，管道的竖向地震作用标准值可分别取总重力荷载代表值的10%（0.2g）、15%（0.3g）和20%（0.4g）。6.4.8计算管架地震作用时，管架的重力荷载代表值应取结构、管道和介质自重标准值之和。管架水平地震作用可不与管架水平推力、风荷载、平台活荷载同时计算。6.4.9地震区管架构件容许长细比应按本规范第5.1.19条和5.1.20条执行。管架抗震设计尚应符合《建筑抗震设计规范》GB50011、《石油化工构筑物抗震设计规范》SH3147的要求。6.5管道振动荷载6.5.1下列管道属于振动管道：a)直径大于等于200mm的蒸汽管道：b)往复泵输送的液体管道：c)时开时停、扫线频繁的原油、重油管道：d)活塞式压缩机输送的气体管道；e)装有快速切断阀的管道，f)生产过程中突然升温增压的管道（如紧急放空线、去火炬管道）：转油管道、烟气管道：h)温度大于200℃的高压管道：i)其他容易产生振动的管道。6.5.2当计算支承振动管道的管架构件（基础除外）及其连接的强度时，所有振动管道的竖向荷载应乘以动力系数，并以此计算管道水平推力。刚性活动管架和固定管架动力系数宜取1.3。当配管设计按事故状态提供荷载值时，荷载不应乘以动力系数，也不应乘分项系数。6.5.3当计算支承振动管道的固定管架构件（基础除外）及其连接的强度时，补偿器反弹力应乘以1.3的动力系数。6.5.4对于不设限制振动设施的振动管道，应根据实际情况确定动力系数。6.6荷载组合6.6.1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组合，并应取各自最不利的组合进行设计。6.6.2管架基本荷载分类、荷载代号荷载分项系数，按表6.6.2确定。表6.6.2荷载代号及分项系数荷载分类荷载代号荷载分项系数结构自重，管道自重，附件、保温隔热、衬里重，设备重，(1)1.2 电缆和仪表桥架重管道操作介质重(2)1.2 管道平台操作活荷载(3)1.3 管道试压充水水重(4)1.1 活动管架水平推力(5)1.3活动管架反作用于固定管架的水平推力(6)1.3 管道膨胀弹性反作用力(7)1.3风荷载(8)1.410 SH/T30552017 表6.6.3承载能力极限状态荷载组合 表6.6.4正常使用极限状态荷载效应标准组 6.6.6工程分期建设时，应考虑各期工程的管道情况，按表6.6.3、表6.6.4进行荷载组合，取其最不 利者进行设计。 7.1.1独立式管架内力，应分别按下列要求进行平面内、 平面外计算： b）活动管架梁应按双向受弯计算；固定管架梁应按双向受弯兼受扭计算；计算受扭时，两端按固 定计算； c）当计算多层管架柱和基础时，轴向水平推力（或等效水平推力）作用在主要热管道所在层。 7.1.2独立式活动管架宜采用刚性管架。当采用柔性管架时，管架的水平变位应满足管道温度变形的 c）当计算多层管架柱和基础时，轴向水平推力（或等效水平推力）作用在主要热管道所在层。 7.1.2独立式活动管架宜采用刚性管架。当采用柔性管架时，管架的水平变位应满足管道温度变形的 要求。 7.1.3独立式管架结构基本自振周期计算和管架计算简图可分别参见附录A和附录B。 7.1.3独立式管架结构基本自振周期计算和管架计算简图可分别参见附录A和附录B. 架横梁承受管道的竖同荷载和水平推力。 7.2.2管架纵梁应能传递纵向力，并应能承受横向进出管道荷载和其他荷载。 7.2.3纵梁的纵向力可按下式计算： 纵梁的纵向水平力标准值； Fk 作用于固定管架的管道补偿器弹力标准值，由配管设计提供； Fgdt 活动刚性管架通过管道作用于固定管架的反作用力标准值； 1o 固定管道根数（操作和扫线温度均不高于40℃的管道不考虑）； 固定管道至膨胀弯（或其他型式补偿器）前第一个管架之间活动管架数。 2.4柱间支撑承受两侧不平衡纵向力标准值可按下式计算： Vnek = Nkmax 0.8Nkmin . Nnek 柱间支撑承受两侧不平衡纵向力标准值； Nkmax 柱间支撑两侧纵梁承受水平力标准值的较大值； Nkmin 柱间支撑两侧纵梁承受水平力标准值的较小值。 7.2.5管架柱一般可不计算管道水平推力作用。当多层管架设置一层纵梁时，应计算无纵梁处固定管 架水平推力对柱产生的弯矩。 3.1跨越管架和相邻第一个低管架（见图7.3.1)、相邻高低跨管架的竖向荷载和水平推力， 1.5的增大系数。若有振动管道，尚应按本规范6.5节规定，对振动管道乘以动力系数。 图7.3.1跨越管架 7.3.2计算跨越管架的管道水平推力时，应考虑下列两种情况 .3.2计算跨越管架的管道水平推力时，应考虑下列两种情况 计算跨越管架的管道水平推力时，应考虑下列两种情况： 非桁架的跨越管架，宜按柔性管架设计。计算架顶变位时，管道长度取相邻两跨越管架间距的 SH/T30552017 析架式跨越管架与两侧的固定管架在同 7.4特种管架 7.4.1特种管架设计应符合本规范7.1节的规定、 7.4.2当管道为滑动支座时，等效水平推力应按下列公式计算，并取两式结果和管道轴向水平 准值三者的较小值。 式中： 一钢与钢滚动磨擦系数，取0.1。 按柔性管架假定：按7.4.2条公式（1 适动管架基础的底面压力，应符合下式要求： Fuk = GkAg Pkmax≤1.2f a .........+..+... 管架梁、柱：30mm； 有垫层基础：40mm； 无垫层基础：70mm。 3.3混凝土管架顶应按图8.3a）或图8.3h） 设用 理件% 管架梁、柱：30mm； SH/T30552017 用图8.3b）形式。固定管架梁顶预埋件宜采用图8.3c）的形式。 8.4混凝士管架的箍筋，宜符合下列要求！ 图8.3管架梁预理件 a）T型管架的柱和固定管架梁的箍筋，应采用抗扭箍筋： b）下列范围内柱的箍筋间距不应大于100mm，箍筋直径不应小于8mm： 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，在柱顶至顶层梁底下500mm范围内和柱底至地坪以上500mm 范围内； 2）柱间支撑与柱连接点中心上下各300mm范围内。 5混凝土T型管架的柱，其主筋伸入梁中的长度，不应小于40倍主筋直径，水平段不小于15倍主 径。 配式混凝土管架梁柱铰接节点，应符合图8.6.的规定，柱项、牛腿顶埋件也可采用平板埋件： SH/T30552017 8.8固定管架的钢梁，宜采用封闭截面形式。钢构件构造上尚宜避免出现难于检查、清刷和油漆之处 以及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。 8.9纵梁式管架柱间支撑应满足下列要求： a）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； b）柱间支撑节点板的厚度不应小于8mm。 8.10纵梁式管架的纵梁采用混凝土或钢桁架时，伸缩缝处可采用滚动或滑动支座；伸缩缝处纵梁为型 钢时宜采用滑动支座。伸缩缝的滑动支座宜符合图8.12所示的要求，牛腿与梁均宜设置椭圆孔，并宜 设导向板，梁与牛腿间宜放置聚四氟乙烯板 图8.12钢管架滑动支座构造 8.11设防烈度为7度～9度时，悬臂梁端、活动管架顶层梁端，应按下列规定 a）在管道直线段，每隔二个管架设一个， b）管道转弯处必须设置： c）每个特种管架上均应设置。 8.12管架基础最小埋深不应小于1000mm。季节性冻土地区的管架基础，应符合《建筑地基基础设计 规范》GB50007中有关季节性冻土地基的规定，有经验时基础埋深可适当减小。 8.13地脚螺栓不宜小于M24：地脚螺栓中心到混凝土基础边缘的距离，不应小于150mm且不小于4 倍地脚螺栓直径；柱脚板边缘到基础边缘的距离，不宜小于50mm。 B.14钢管架基础顶面高出设计地面的高度，不宜小于150mm。顶面应预留30mm50mm的二次浇灌 层，待柱安装后用比基础混凝土强度等级高一级的细石混凝土或水泥基无收缩灌浆料填实。 8.15钢管架柱基础短柱竖向钢筋直径不宜小于14mm，间距不宜大于300mm，且基础短柱竖向钢筋 总配筋率不应小于0.5%；短柱竖向钢筋应锚入基础底板内不小于钢筋锚固长度；短柱箍筋直径不宜小 于8mm，在地脚螺栓埋置长度内的间距，应采用100mm，其他部位可为200mm（图8.18）。 图8.18钢柱基础短柱配筋构造 SH/T30552017 SH/T30552017 D）钢筋混凝土固定管域 9.2作用于管墩的竖向荷载和管道水平推力应按本规范6.1节和6.2节的规定计算，可不计算地震作用。 9.3管墩应按竖向荷载与管道水平推力验算强度、稳定和地基承载力。 9.4活动管墩理深不宜小于300mm，固定管墩理深不宜小于500mm；季节性冻土地区的管墩埋深， 应符合《建筑地基基础设计规范》GB50007中有关季节性冻土地基的规定，有经验时基础埋深可适当 减小 独立式管架结构基本自振周期可按图A.1和公式（A.1）计算： 式中： 管架基本自振周期； 重力加速度，取9.8m/s²； k等效刚度： H3 H3 E 钢管架柱钢材的弹性模量； I 钢管架柱的截面惯性矩； Bs 混凝土管架柱的短期刚度； G 结构等效总重力荷载截，单层 H,H,...H. 分别为各层管架到基础面的距离； G,G,.G 分别集中于H,H,.H，处的重力荷载代表值、 SH/T3055—2017 T,=2元 Ge. gk Gg=G.+Z(F)G H 图A.1管架基本自振周期计算简图 SH/T30552017 B.1独立式单层刚性管架的计算简图见图B.1 B.1独立式单层刚性管架的计算简图见图B.1 附录B （资料性附录） 独立式管架计算简图 3单层柔性管架计算简 B.4独立式双层柔性管架的计算简图见 4独立式双层柔性管架的计算简图见图B.4。 SH/T30552017 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”。 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 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” SH/T3055—2017 中华人民共和国石油化工行业标 SH/T3055—201 16米、20米先张法预应力空心板梁预制施工方案SH/T30552017 SH/T3055—2017 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 业共同研究、协调配合，合理布置管道和固定管架，以便简化管架设计，求得较好的综合经济 5.1.1修改了设计基准期的描述。 5.1.5混合结构管架多指下部为混凝土结构、上部为钢结构管架或柱和下部梁为混凝土结构、上部梁 为钢结构的管架。 5.1.6明确指出特种管架支承的是振动管道。特种管架主要指支承高温、高压、易燃易爆又比较高的 管架，如支承紧急放空线、去火炬管道的管架。 5.1.7选择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。 5.1.11纵梁式管架一般用于生产装置，实际管道的膨胀弯和固定点的布置不可能完全平衡，管道都有 不同程度的振动，因此要设置柱间支撑和加强管架纵向整体刚度，以抵抗各种水平荷载的作用。 条件允许的情况下，结构的温度区段应与配管的补偿区段一致，固定架与柱间支撑位置重合，使结 构受力最合理。柱间支撑宜设置在中部，偏置时要考虑两侧的不平衡水平力，管道拐弯处还应考虑另 个方向的水平力。 细化了伸缩缝间距的规定，增加了混合结构，混凝土管架细分为现浇和装配式两类。考虑到管道的 影响，现浇和装配式两类混凝土管架的伸缩缝间距比混凝土规范的现浇框架和装配式排架的要求适当放 宽。 5.1.12历次调查发现，由于管道振动造成管架破坏的现象很普遍，也很严重，所以作本条规定。 5.1.15悬臂梁挠度限值单列，水平方向变位参考竖向规定。 5.1.18增加了钢管架柱轴向（横向）计算长度表。 5.1.195.1.20为了与固定管架柱对应，原表中的刚性管架柱改为活动管架柱，独立式柔性管架柱的 容许值在表注中规定 SH/T30552017 6.5.1振动管道的下列部位容易发生振动： a）往复泵或活塞式压缩机管道出口处； b） 加热炉管道出口处； 设有安全阀或减压阀处 d 设有降压孔板处； e） 管道直径改变处； f 管道分支接头处； g 管道垂直或水平转弯处。 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。所以结构专业应与配管专业共同采取防振、减振措施，并应首先 立足于采用管道减振措施。 6.5.2去火炬管道的管架设计中，配管专业提供的荷载多为事故荷载而且荷载值很大，故制定本条规 定。 6.5.4对未设限制振动设施的振动管道，管架所承受的振动力将大大增加，若仍采用1.3的动力系数 是不安全的，但目前尚提不出一个准确的系数，因此本规范的规定不包括不设限制振动设施的振动管道。 6.6.2为了与国标的统一，恒载的荷载分项系数从1.3改为1.2，并加注说明。在实际工程中，由于材 料替换和使用过程中保温材料容重的增加，恒载的荷载分项系数应根据实际情况进行调整。在实际工程 中，配管专业多提供操作介质与管道自重累加后重量，并考虑了最大可能提供，为方便设计，操作介质 的荷载分项系数取1.2。 6.6.3管道试压时仅特种管架考虑风荷载。 6.6.4计算正常使用极限状态时，混凝土管架应按考虑荷载长期作用影响的刚度进行计算。 6.6.6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 6.4计算正常使用极限状态时，混凝土管架应按考虑荷载长期作用影响的刚度进行计算。 6.6对管架来说GB／T 51417-2020 电信钢塔架共建共享技术标准 (完整正版、清晰)，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 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。 1.3.1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 多问题，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。 .4.1特种管架支承振动管道，受力与普通独立管架相同