钢管受力计算方法和公式

一根钢管能承受多重，很难笼统地界定。

钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器，它还是一种经济钢材。用钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架，可以减 轻重量，节省金属20～40%，而且可实现工厂化机械化施工。用钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工，而且可大大减少涂保护层的面积，节约投资和维护费用。

按材质区分

钢管按制管材质（即钢种）可分为：碳素管和合金管、不锈钢管等。

碳素管又可分为普通碳素钢管和优质碳素结构管。

合金管又可分为：低合金管、合金结构管、高合金管、高强度管。轴承管、耐热耐酸不锈管、精密合金（如可伐合金）管以及高温合金管等。

一般无缝钢管能承受压力P<7Mpa，系数S=8，7<钢管压力P<17.5 系数S=6，压力P>17.5 系数S=4，比如20#无缝钢管114*12的耐压为【12*2*410/(114*6)=14.39MPa。

管子壁厚δ=（P*D）/（2*σ/S）其中S为安全系数；因为P小于7MPa，S选S=8； P小于17.5MPa，S选S=6； P大于17.5MPa，S选S=4。

尺寸须知

无缝钢管钢材的实际分量是按钢材的公称尺寸和密度(已往称为比重)盘算得出的分量称之为实际分量。这与钢材 的长度尺寸、截面面积和尺寸容许偏向有间接关系。

因为钢材在生产制造过程中的容许偏向，因而用公式盘算的实际分量与实践分量有肯定偏差，以是只作为预算时的参考。冷轧或冷 拔可使管壁表面非常光洁、尺寸精确，且可生产各种小直径的 薄壁管和各种异型钢管。在生产上常采取冷轧和冷拔联合使用， 即先冷轧后冷拔。

圆钢管承受力分为以下几种情况：1、仅受拉力：这最简单，拉力除以钢管截面积小于钢管允许拉应力即可。2、仅受剪力：这也简单，剪力除以钢管截面积小于钢管允许剪应力即可。3、仅受压力：不但要压力除以钢管截面积小于钢管允许压应力，还要校核受压时是否会失稳。4、钢管受弯：不但要计算局部最大应力是否超过允许应力，还要考虑截面惯性矩、弹性模量等。5、钢管受扭：同样要计算局部最大应力是否超过允许应力，也与截面惯性矩、弹性模量等有关。各种计算公式，你找一本结构计算手册不就全都有了吗。

钢管架承重支撑荷载计算

采用Φ 48×3.5mm 钢管，用扣件连接。

1.荷值计算：

钢管架体上铺脚手板等自重荷载值 0.4KN/㎡

钢管架上部承重取值 2.0 KN/ ㎡

合计： 2.4 KN/ ㎡

钢管架立杆轴心受力、稳定性计算

根据钢管架设计，钢管每区分格为 1.5× 1=1.5 ㎡，立杆间距取值 1.5 米，

验算最不利情况下钢管架受力情况。则每根立杆竖向受力值为： 1.5× 2.4=3.6

KN

现场钢管架搭设采用Φ 48 钢管， A=424 ㎜ 2

钢管回转半径： I =[(d 2+d12)/4]1/2 =15.9 ㎜

钢管架立杆受压应力为：

=N/A=4.25/424=10.02N/ ㎜ 2

安钢管架立杆稳定性计算受压应力：

长细比：λ =l/I =1500/I=94.3 查表得： ?=0.594

δ =N/ ? A=4.25/424*0.594=16.87N/ ㎜ 2<f = 205N/ ㎜ 2

钢管架立杆稳定性满足要求。

横杆的强度和刚度验算其抗弯强度和挠度计算如下：

δ=Mmax/ w=(2400*1500)/(10*5000)=132/ ㎜ 2<f = 205N/ ㎜ 2

其中δ 横杆最大应力

Mmax 横杆最大弯矩

W 横杆的截面抵抗距，取 5000 ㎜ 3

根据上述计算钢管架横杆抗弯强度满足要求。

Wmax=ql 4/150EI=(2200*1500 4 /1000)/(150*2060*100*12.19*1000)

= 2.99 ㎜ <3 ㎜

其中 Wmax 挠度最大值

q 均布荷载

..

.

l

立杆最大间距

E

钢管的弹性模量， 2.06 × 100 KN/ ㎜ 2

I

截面惯性距， 12.19 × 100 ㎜ 4

根据上述计算钢管架横杆刚度满足要求 .

扣件容许荷载值验算。

本钢管架立杆未采用对接扣件连接，

如果钢管厚度是3mm，计算长度是1米的话能承受的荷载是27.12KN(稳定系数取值0.512)，也就是2.76吨（2767KG）,长度不同，能承受的荷载能力也不同，如长度不确定时看下表L0长度取值对应的NC数值就是所能承受的荷载。

当钢管步距为1500mm,此时计算长度L0＝1500mm，回转半径i＝=15.78mm，则有：

长细比λ＝L/i＝,1500/15.78＝95经查阅资料得稳定系数φ=0.512，容许荷载[N]=φAf=0.512×489×205=51325N＝5.13吨

钢管的受力只能叫抗压承载力，而不能叫抗压强度。其基本值为：钢材抗压强度×钢管截面积，在这个基础上，要考虑受压构件的整体稳定系数。这个系数是由受压构件的长细比来求得的。长细比即：受压构件的计算长度/截面回转半径。如果是标准尺寸的截面，可以在手册上查到回转半径的值，否则就要自己计算。

钢管的最大承受的内水压力（压强）P=2T[S]/D，

式中：P——管内水压强，MPa；D——管内径，mm；[S]——管材的许用拉应力强度MPa，T——管壁厚，mm。

这个公式是取单位长度的水管，进行受力分析得到的。因此处画图不便，意思是取单位长度的水管，并剖开，取出一半，研究作用于它上面的水压力与管壁拉力的平衡，即可得到这个公式。（水压力就是PD，管壁拉力就是2T[S]，二者相等，即PD=2T[S]，两边除以D即得本公式。）

所谓最大承受压力是指在安全系数等于1时所能承受的压力。上面公式没考虑安全系数，如果考虑安全系数K（K大于1），则 P=2T[S]/（KD）

无缝管，焊管，不锈管都能用这个公式，但式中的管材的许用拉应力强度[S]各有不同，焊管的[S]还取决于焊缝的质量。

要强调的是这里承受压力是指管道的内水压强，而不是管道外部的压强，管道外部的承受压力应另加考虑。

（这是我的个人看法，仅供参考）