【石油化工行业标准(SH)】 石油化工管架设计规范

ICS 91. 080.10
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3055-2007
代替SH3055—1993
石油化工管架设计规范
Specification for design of pipe supportsin petrochemical industry
2007-11-14发布
2008-05-01
中华人民共和国国家发展和政革委员会实施
规范性引用文件·
术语和定义
主要符号
基本规定
管架荷载和地露作用
竖尚荷载·
管道水平推力
6.3风荷载-
6.4地震作用…·
管道振动荷载
6.6荷载效应组合
了管架计算·
独立式管架
7.2纵染式管架
7.3跨越式管架-
7.4特种管架
7.5管架基础
8管架结构构造
9管墩·
附录A（资料性附录）独立式管架结构基本自振周期计算-附录B（资料性附录）独立式管架计算简图·用词说明
附：条文说明
SH/T 3055—2007
SH/T 3055-2007
本规范是根据原国家经贸委“关于下达2002年石化行业标制修订项月计划的通知”（国经贸厅行业[2002]36号，由中国石化工程建设公司对原SH3055-—1993《石油化工企业管架设计规范》进行修订面战。
本规范共分9章（范围、规范性引用文件、术语和定义、主要符号、基本规定、管架荷载和地震作用、管架计算、管架结构构造、管墩）和2个资料性附录（独立式管架结构基本自振周期计算、独立式管架计算简图)。
本规范与SH3055—1993《石油化工企业管架设计规范》相比，主要变化如下：取消吊索式管架的条文；
一增加管架防腐、防火要求的相关规定；一补充和完善水平推力的计算：根据现行国家规范和原规范在执行过程中各有关单位反馈的意见，对原规范进行了全面修订和补充。
本规范由中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站管理，中中国石化工程建设公司负责解释。本规范在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和建议提供给管理单位和主编单位，以便今后修订时参考。
管理单位：中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站通讯地址：河南省洛阳市中州西路27号邮政编码：471003
电话：0379-64887187
传真：0379-64881787
主编单位：中国石化工程建设公司邮政编码：100101
通讯地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号主要起草人：刘洪坤陈传金黄左坚本规范于1993年首次发布，本次为第1次修订。wi1范围
石油化工管架设计规范
SH/T3055—2007
本规范规定了石油化工管架的基本规定、荷载和地震作用计算，管架计算、管架结构构造和管墩等设计规定。
本规范适用于石油化工用管架、管墩设计。本规范不适用于管道本身作受力结构及其他跨越江河的大型跨越管架的设计。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注口期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范。然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的文件，其最新版本适用于本规范。GB/T8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB50007—2002建筑地基基础设计规范GB500092001建筑结构荷载规范
GB50010—2002混凝土结构设计规范GB50011—2001建筑抗展设计规范GB50017--2003钢结构设计规范
GB50046工业建筑防腐蚀设计规范石油化工钢结构防火保护技术规范SH3137
3术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。3.1
管架 pipe rack
支撑架空管道的各种结构总称。3.2
管墩 pipe sleeper
支撑高度较低管道的墩式结构。3.3
活动管架 sliding pipe rack
管道支座与管架为滑动或滚动连接，管道与管架之间可产生相对位移的管架。3.3.1
刚性活动管架rigtd sliding pipe rack活动管架(柱)刚度较大，管道受热膨胀时，管架的水平位移不能满足管道受热变形的要，管道与管架之间产生相对位移的管架。3.3.2
柔性活动管架flexibleslidingpiperack活动管架(柱)刚度较小，管道受热膨胀时，管架的水平位移能满足管道受热变形的需要，管道与管架之间不产生相对位移的管架。3.4
固定管架fixedpiperack，anchorpiperackSH/T 30552007
管道支座与管架为固定连接，管道与管架之间不允许产生想对位移的管架。4：主要符号
下列卡要符号适活用于本规范
4.1作用和作用效应符号
管架承受的管道轴向水平拉力标准值（以下简称轴向水平推）Fitk
管架沿管道辐向位移折算的等效水平推力标准值（以下称等数入
管道！
康擦产
生的管道水平推力标准值；
弹才标准值：
正幕操作时管道衔载标准值：
参正后的地基承载力特征值；
基础底面处的平均压力标准值，基础底南边缘处的最大压力标准值：本风：
单位力作川于架顶时产生的架顶位移4.2几何参类
管道外径（包括保温层
吉相邻管架间管道长度之半
计算系数及其它
5基本规定
架径向风荷载标准值：
一竖同弯管风荷载标准值
制系数：
道根数：
定管道根数：
首紧向均布荷载标准值：
主热管道膨胀量
风压高度变化系数：
钢与钢的静摩擦系数
风蕊体型系数
管墩的建筑结构安全等级应为二级，设计基准期为50年。管架、
管墩的抗震设防炎别为丙类。
管架、
管架、管墩基础设计等级为丙级。5.4
混凝！耐久性成符
管架分类如下：
合（B50Q10--2002的要求，
雄力）：
PETROCHEMIC
独文式管架(可分为刚性管架和柔性管架越式管架、纵梁（析架）式按结构形式可分为：
管架、拉杆式管架、吊索式管架和特种管渠，按管延在存管架「的支承条件分为：同定管架和动管架：按材料分为：混凝1管架、钢管架和组合管架：按受力情况分为：晋管架和特种管架。5.6同时具备下列条件的管架称为特种管架：a）支撑直径大于等于500mm的振动管道b）支撑的管道根数不多于3根，c管架高度大于10m。
5.7独立式活动管架可采用肉性蓝架小可采用柔性管架
SH/T3055--2007
当管架较低或管道膨胀量较大时，应按刚AIN
性管架设计；当管架较高身管道膨胀量较小讨，宜采用柔性管，5.8刚、柔性管架可按
刚性管架
深性管架
武中：
较大的
轴回水
平推力；
等水和推力。
影简单
判别式确定：
放建可能性不大的管架，宜采用混凝士结告构：外形复杂，振动管道
集用钢结构。
架应符合下列规定
每侧应设置至少一
一通长级：
伸缩缝间距：钢结构不宜大于120m，混凝土结构不宜大于70m；付
温度区段的中间部位，应设置级向上、下柱间支撑。支承振动管道的管架，应按刚性管架设计，宜采用钢结构特种管架宜采用空问钢构架
管架的梁柱节点
钢结构
营架构件
年的最大挑度计
构件类型
混凝土粱
横、纵向钢梁
钢桁架
纵向钢托粱
宜采用刚接。
算值不应超过表1
规定的挠度限值
构件烧度限值
挑度限值
lo/250
to/500
407400
注1：表中为构件计算跨度。
注2：如构件施工制作献顶先起拱，在验算提度时，可将计算所得的挑度道减去合理起拱值注3：计算悬肾构件的挠度限值时，其计算跨度书按实际悬臂长度的2倍取值注1：纵向钢桁架的挑度限值可根唐实际工程情况适当放宽。5.15当案柱节点为饺接时，混凝1管架柱计算长度，应按表2采，。建可能件
ROCHEN
SH/T 3055—2007
管架类型
独立式管架
纵梁式管架
表2混凝土梁柱铰接管架柱计算长度单
(1. 25~~1. 50) H
注1：表中轴向、径向指管道轴线方向和直径方向。跨
(1. 25~1. 50) H
注2：表中(1.25~1.50)的取值..取决于管道对管架梁作用的人小：若管道重盘大、根数多取小值，反之取大值。..一柱高度，m；对丁单层管架，取基础项面至梁底的高度；对于多层管架，一般取基础顶面至下层梁底的高度。注3:
“梁柱节点为刚接时，滬凝土管架柱计算长度，应按表3采用。表3梁柱测接管架柱计算长度
管架类型
独立式
纵梁式
(1. 25 ~ 1. 50) H
注1：表中轴向、径向指管道轴线方向和直径方向。双
(1. 25~1, 50) H
T型架
(1. 25 ~1. 50) H
注2：表(1.25～1.50)的取值，取决于管道对管架梁作用的大小；若背道重量大，根数多取小值，反之取大值。祖3: H
柱高度，m；对于单层管架，取基础顶面至梁底的高度：对于多层管架，一般取基础顶面至下层梁底的商度。5.17独立式钢管架柱轴向计算长度应按表3的规定寒用，径向计算长度等于柱高乘以计算长度系数,计算长度系数按GB50017—-2003的规定采用。钢结构构件的长细比不宜超过表4的容许值。5.18
表4钢结构构件的容许长细比
构件名称
固定管架柱
刚性管架柱
柔性管架杜柱
柱问交叉支撑
般柱间人宁撑
柱间支撑上横杆
纵梁式管架的纵梁
容许长细比
注：纵梁式管架的受压纵梁，当其内力等于或小于承载能力的50%时，容许长细比值可取200，9混凝土管架柱的长细比不宜超过表5的容许值。5. 19
构件名称
周定管架柱
刚性管架柱
柔性管架柱
表5混凝土管架柱的容许长细比
容许长细比
注，长细比计算时应考虑与柱计算方向相对应的计算长度和柱截面尺寸。SH/T 30552007
5.20管架混凝土强度等级，钢筋混凝土梁柱不应低于C25，钢筋混凝土基础不应低于C25：素混凝土基础不应低于C20。
5.21管墩混凝土强度等级，活动管嫩不应低于C20固定管墩不应低于C25.5.22钢筋宜采用HRB400、HRB335和HPB235钢筋：型钢和钢板宜采用Q235、Q345钢：地脚螺栓宜采用Q235钢。
5.23钢管架构件除必须采取防锈措施（除锈后涂以油漆或金属镀层等）外，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。钢材表面的除锈等级应符合GB/T8923的规定。5.24管架的防腐蚀应符合GB50046的要求。5.25钢管架的防火应符合SH3137的要求。6
管架荷载和地庭作用
竖向荷载
竖向荷载应包括结构自重、管道自重、设备重、附件重、保温重、介质重或试压时的水重，项棚重、电缆和桥架重。
作用于管架横梁上的管道竖向荷载，宜按下列规定计算：多根密排管道，宜按均布荷载计算：当遇有-一根管道作用于梁上的荷载大于10kN时，该管道a)
应单独按集中荷载考虑：
当预留管道无法确定时，可按图1、式3所示进行计算，在选择计算区段时，应考虑该区段的b
代表性，并考虑后续管道可能出现的不利布置。Ak
式中：
一管道竖向均布荷载标准值，kN/m；Qur
一第i单根道的竖向荷载标准值，kN【—管道计算区段长度，m;
管道计算区段内的管道根数（应大于4根)。(3)
SH/T3055—2007
6.2管道水平推力
定确定：
活勃管架承
实赚分布(F.>10kN)
图1管道竖向荷载计算图
b）管道竖向荷载计算简图
曼管道膨胀时产生的水平推力（该推力大于摩擦力时，管架承受摩擦力）应按下列规购件支承的管道符合下列条件之一者，水平推力可忽略不让：输
主要热管
介质的温度不超过40℃；
量至少10根，H最高温度（包括扫线温度）低于130℃：要热管道重量与全部管道重量之比小于0.15道是指计算某构件时，对该构件产生最不利水平推力的那根管道。架水平推力，
应按下式计算：
Fgk=kGku
按本规范6.2.2和6.2.3条计算；牵制系数，
主要热管所在层正常操作时管道的坚向荷载标准值，KN钢与刚的摩擦系数，取0
架水平推力，
准凝王管架：
应按下式计算：
管道轴向，管架的短期刚度
要热管道膨服量。
）活动管架水平推力作用点在梁顶。美要热管道质量与全部管道质量之比。按下列原则计算：6.2.2计算牵制系数意前，
TROCHEMIC
）计算梁时，考虑该层上的全部管道重量，并从中选用一根要热管道计弹值；b）计算柱和基础时，考虑整个管架上的全部管道重量，并从各层主要热管中选用：根起控制作月的主要热管道计算值，
鲁集水平推力作用在主要热管道所在的层。注1；计算柱和基础时，主要热管所存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诚小，比时牵制系数应加大。
SH/T 3055-2007
注2：计算柱和基础对，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，分别计算水推力。6.2.3牵制系数k.应按下列原则取值当管道根数n时：
当管道根数n=3时：
20.7时，月插值：
当管道根
6.8时：k=1.0
6时：k=0.5-（0.6a）8
<0.8时用插值：
当k,0.2时：k-0.2
水平扫
梨的水平推力为管道补偿器弹力和活动管架的反作用力。设计时应根据配管专业提供的劳虑两侧活动管架的不平衡水平推力。6. 2.
管架水平推力作用点：挡板式在梁顶以下生宝
a）档板式
为挡板腐度。
风荷载
/3的梁上挡板高度处：焊接
中心处（图
OCHEMICA
b焊接武
固定管架荷载作用点
6.3.1作用
手官架横向的风荷载包括管道径向风荷载、管架柱及纵向构件风载。
管架柱纵尚构件的
GB50009
-2001计算。管道径向风荷载应按下式计算：风都载可按
W, = μu,wodla
武中：
W，-—臂道径尚风葡载标准值，kN风荷载体型系数，按表6选取：
按GB50009采用：
一一风压高度变化系数
管道外径（包括保温层)，多根管道一般取平均外径，m：l
前后相等管架间管道长度之卡，m，SH/T 3055--2007
管道根数
三、四根
表6风荷载体型系数
体型系数，从，
注1：上述μ值适用于wd\≥0.015的情况。当wod\≤0.002时，应乘1.7后来用：当0.002注2：当按多根管道计算的值小于按最扭管过单根计算的值时，取单根管道计算的值。注3：过马路桁架可能有广告牌，设计时应考虑。6.3.2对于支承竖向弯管的管架（见图3)，竖向弯管风荷载应按下式计算：W =u,woliZa
式中·
W竖向弯管风荷载标准值，kN：
一竖向弯管风荷载体型系数。单根管道时比=0.6；两根管道时按GB50009-2001上下双管取值：两根以上管道时u=1.3：
一竖向弯管高度，m。
注1：上述以值适用于wad2≥0.015的情况。当wg2≤0. 002时，应乘1. 7后采用：当0. 002wgd2<0. 015时可按中间插入法计算。
注2，该风荷载加水平推力不应大于总摩擦力。图 3具有竖向弯管的管架
6.3.3管道风荷载应按作用于梁顶考虑。6.4地展作用
6.4.1抗震设防烈度为7度～9度的下列管架，应考虑管架横向水平地震作用并进行抗震验算：a
管架上铺设的管道，其中三根或更多的管道直径人于500mm、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；
a）带空冷器或换热器平台的管架。6度区的管架和7度～9度区除上述以外的其它管架，可不进行管架横向水平抗震验算，但应符合现行抗震规范抗震措施要求。
SH/T 3055—2007
6.4.2抗震设防烈度为8度和9度时，跨度大于等于24m的管道或支承管道的桁架，应考虑竖向地震作用，竖向地震作用标准值可分别取总重力荷载代表值的10%和20%。6.4.3计算地震作用时：管架的重力荷载代表值应取结构、管道和介质自重标准值和各可变荷载组合值之利。作用在管架上的各可变荷载的组合值系数均取0.5。6.5管道振动荷载
6.5.1下列管道属于振动管道：
直径大于等于200tmm的蒸汽管道：往复泵输送的液体管道：
时开时停、扫线频繁的原油、重油管道：活塞式压缩机输送的气体管道：装有快速切断阀的管道：
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；
温度人于200℃的高压管道：
其它容易产生振动的管道。
当计算支承握动管道的管架构件(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6.5.2
以动力系数，并以此计算管道水平推力。对性活动管架和固定管架，动力系数取1.3。当配管专业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荷载效应组合
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效应组合，并应取务自最不利的效应组合进行设计。
6.6.2管架基本荷载分类、荷载代号、荷载分项系数，按表7确定、表7荷戴代号及分项系数
荷载分类
结构白重，管道白重，附件、保温隔热、村里重、设备重，电缆和仪表桥架置
造操作介质重
管道乎台操作活荷载
管道试压充水水重
活动管架水平推力
活动管渠反作用于固定管架的水平推力管道膨胀弹性反作用力
风荷载
水平地震作用
竖向地震作用
注1：振动管道的问力和水平力应乘动力系数。荷载代号
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注2：考虑施工时管壁厚度的增加和使用过程中保温材料容重的增加，荷载(1)的荷载分项系数可适当提高：注3：当恒载效应起控制作用时，荷载(1)、(2)的荷载分项系数取1.35。9
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