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。
本条规定了管架及管墩设计时采用的安全等级等。
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：
H0＝μH（3.5.4）
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。
管架柱的计算长度沿管道轴向，考虑管道对管架的牵制作用，相当于纵梁作用，上端视为弹性支座，当下端固定时，计算长度系数依据管道纵梁作用的程度取1.25～1.50。钢筋混凝土管架柱径向计算长度系数是按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定的。管廊式管架参照露天吊车栈桥有柱间支撑情况考虑，取轴向计算长度系数为1.0。
钢管架轴向计算长度系数按表3.5.5的规定采用，径向计算长度系数按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定采用。根据文献《框架支撑类别判别中的若干问题》，作者郝仕玲、陈瑞金，《工业建筑》2003年第33卷第5期，布置了层间支撑后，即可以判别是强支撑框架。同时根据现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99第5.2.11条，当水平位移小于1/1000时，即为强支撑框架。
柱脚为刚性固定即通常的刚接，由于柱脚严格意义上无法完全做到刚接，因此用刚性固定。
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。
管架柱的计算长度沿管道轴向，考虑管道对管架的牵制作用，相当于纵梁作用，上端视为弹性支座，当下端固定时，计算长度系数依据管道纵梁作用的程度取1.25～1.50。钢筋混凝土管架柱径向计算长度系数是按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定的。管廊式管架参照露天吊车栈桥有柱间支撑情况考虑，取轴向计算长度系数为1.0。
钢管架轴向计算长度系数按表3.5.5的规定采用，径向计算长度系数按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定采用。根据文献《框架支撑类别判别中的若干问题》，作者郝仕玲、陈瑞金，《工业建筑》2003年第33卷第5期，布置了层间支撑后，即可以判别是强支撑框架。同时根据现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99第5.2.11条，当水平位移小于1/1000时，即为强支撑框架。
柱脚为刚性固定即通常的刚接，由于柱脚严格意义上无法完全做到刚接，因此用刚性固定。
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。
管架柱的计算长度沿管道轴向，考虑管道对管架的牵制作用，相当于纵梁作用，上端视为弹性支座，当下端固定时，计算长度系数依据管道纵梁作用的程度取1.25～1.50。钢筋混凝土管架柱径向计算长度系数是按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定的。管廊式管架参照露天吊车栈桥有柱间支撑情况考虑，取轴向计算长度系数为1.0。
钢管架轴向计算长度系数按表3.5.5的规定采用，径向计算长度系数按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定采用。根据文献《框架支撑类别判别中的若干问题》，作者郝仕玲、陈瑞金，《工业建筑》2003年第33卷第5期，布置了层间支撑后，即可以判别是强支撑框架。同时根据现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99第5.2.11条，当水平位移小于1/1000时，即为强支撑框架。
柱脚为刚性固定即通常的刚接，由于柱脚严格意义上无法完全做到刚接，因此用刚性固定。
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。
水平支撑和管廊式管架柱间钢支撑计算长度计算方法一样。
对于单角钢支撑，平面内的长细比应采用最小回转半径；对交叉点相互连接的交叉杆件平面外的长细比应采用与角钢肢相平行轴的回转半径。
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。3.5.9 
，圆管应乘以235/fay。
表3.5.9 钢结构构件的容许长细比L0/i
续表3.5.9
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。
钢构件允许长细比主要考虑以下因素：
（1）避免柔度过大时，在运输安装过程中产生较大变形，同时不利于结构的整体稳定性。
（2）地震下塑性承载能力的发挥。
（3）柱间交叉支撑按拉、压杆件考虑。拉压杆的选取参照国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第8.4.1条的中心支撑杆的规定。
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。
本条对梁没有规定具体数值。圆管外径与壁厚比值参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011。
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。
根据总高度、管架承受荷载的大小，与一般工业厂房柱相比均较小，故钢筋混凝土管架柱的允许长细比，可比一般厂房柱放宽，但考虑到管架大都是在室外露天条件下使用，根据各种类型管架柱受力特点，提供了不同的允许值。
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。
本条规定动力系数取1.5，参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010第9.7.6条反算得到。
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。
对整体性较好的管廊式管架，横梁侧向无支撑长度（梁平面外无约束长度）可以考虑管线的牵制对稳定的有利作用，横梁（两端简支）小于或等于6m且无水平系杆时，管线的总摩擦力远大于梁的侧向稳定需要的
支撑力的要求，侧向稳定不应起控制作用。横梁（两端简支）大于6m时，侧向无支撑长度可偏于安全地取梁长1/2；纵向梁有竖杆且竖杆不上下拉结时，当竖杆高度较小时，也可以考虑竖杆及横梁对纵梁的约束作用。从震害经验中得知，管线与管架之间虽然相互联结，形成一空间体系，具有整体的抗震性能，但是管线与管架之间也会出现相互滑移的非整体工作状态。而非整体工作状态的避免应从整体保证管廊结构的整体抗震性能，即选择较好的延性结构，梁柱节点符合抗震要求等。
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。
管架倾覆稳定验算时。倾覆稳定系数为稳定安全弯矩同倾覆弯矩的比值，即倾覆稳定系数＝稳定安全弯矩/倾覆弯矩取不小于1.5。高宽比大于5时考虑倾覆稳定。
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。
锚栓（地脚螺栓）纯受拉力时，柱脚底板验算时应考虑在多种荷载工况下的柱脚底板受力状态，也包括地脚螺纯受拉力时，柱脚底板的验算。
3.6 管架结构变形验算
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。