10
www.sefindia.org STRUCTURAL ENGINEERING FORUM OF INDIA [SEFI] Search Follow @sefindia 2,706 followers Subscriptions Digest Preferences FAQ Search Memberlist Usergroups Register Security Tips Donate Profile Log in to check your private messages Log in to website Log in to forum Warning: Make sure you scan the downloaded attachment with updated antivirus tools before opening them. They may contain viruses. Use online scanners here and here to upload downloaded attachment to check for safety. PIPE RACK DESIGN GUIDELINES Goto page 1, 2 Next www.sefindia.org Forum Index > SEFI General Discussion View previous topic :: View next topic Author Message nestlejin SEFI Member Joined: 16 Jul 2010 Posts: 19 Posted: Tue Aug 31, 2010 9:07 am Post subject: PIPE RACK DESIGN GUIDELINES Dear all, Given web link is very usefull to understand pipe rack design http://www.civildesignhelp.info/pr.html Pipe rack Design Philosophy In this page I will talk about the pipe rack design philosophy. Pipe rack is the main artery of any plant. This carries the pipes and cable trays (raceways) from one equipment to another equipment within a process unit (called ISBL piperack) or carries the pipe and cable trays from one unit to another unit (called OSBL pipe rack). Some times you will also find the AIR COOLED HEAT EXCHANGERS on the pipe rack. There are different types of pipe rack: Continuous Piperacks (conventional pipe rack) system Noncontinuous Piperacks system Modular Pipe rack Conventional / Continuous Pipe rack Continuous Piperacks (conventional pipe rack) system: This is essentially a system where multiple 2 dimensional (2D) frame assemblies (commonly called bents), comprised of two or more columns with transverse beams, are tied together in the longitudinal direction utilizing beam struts (for support of transverse pipe and raceway elements and for longitudinal stability of the system) and vertical bracing to form a 3D space frame arrangement. Piperacks supporting equipment such as aircooled heat exchangers must utilize the continuous system approach. Step1: Data collection for pipe rack design : Due to the “fast track” nature associated with most of the projects, often the final piping, raceway, and equipment information is not available at initiation of the piperack design. Therefore, as a Civil/Structural Engineer, you should coordinate with the Piping group, Electrical, Control Systems, and Mechanical groups to obtain as much preliminary information as possible. When received, all design information should be documented for future reference and verification. In the initial design, the Engineer should use judgement when applying or allowing for loads that are not known, justifying them in the design basis under "Design Philosophy" (a part of your calculation) The following should be reviewed for design information: Plot plans and equipment location plans 3D model showing piping layout, cable tray layout, Piperack bent spacing and elevation of support levels 66k Like Share

piperack Design Philoshipy

Embed Size (px)

DESCRIPTION

piperack Design Philoshipy

Citation preview

Page 1: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 1/10

 

www.sefindia.orgSTRUCTURAL ENGINEERING FORUM OF INDIA [SEFI]

  Search

    Follow @sefindia 2,706 followers

  Subscriptions  Digest Preferences    FAQ    Search    Memberlist    Usergroups   Register  Security Tips  Donate

  Profile    Log in to check your private messages    Log in to website Log in to forum Warning: Make sure you scan the downloaded attachment with updated antivirus tools  before opening them. They may contain viruses. 

Use online scanners here and here to upload downloaded attachment to check for safety.

PIPE RACK DESIGN GUIDELINESGoto page 1, 2  Next 

     www.sefindia.org Forum Index > SEFI General Discussion

View previous topic :: View next topic  

Author Message

nestlejinSEFI Member

Joined: 16 Jul 2010Posts: 19

Posted: Tue Aug 31, 2010 9:07 am    Post subject: PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

Dear all, Given web link is very usefull to understand pipe rack design 

http://www.civildesignhelp.info/pr.html 

Pipe rack Design Philosophy 

In this page I will talk about the  pipe rack design philosophy. Pipe rack is the main artery of any plant. Thiscarries the pipes and cable trays (raceways) from one equipment to another equipment within a process unit(called ISBL piperack)  or carries the pipe and cable trays from one unit to another unit (called OSBL pipe rack).Some times you will also find the AIR COOLED HEAT EXCHANGERS on the pipe rack. 

There are different types of pipe rack:

Continuous Piperacks (conventional pipe rack) system Noncontinuous Piperacks system Modular Pipe rack

Conventional / Continuous Pipe rack 

Continuous Piperacks (conventional pipe rack) system: This is essentially a system where multiple 2dimensional (2D) frame assemblies (commonly called bents), comprised of two or more columns with transversebeams, are tied together in the longitudinal direction utilizing beam struts (for support of transverse pipe andraceway elements and for longitudinal stability of the system) and vertical bracing to form a 3D space framearrangement.  Piperacks supporting equipment such as aircooled heat exchangers must utilize the continuoussystem approach. 

Step1:  Data collection for pipe rack design: 

Due to the “fast track” nature associated with most of the projects, often the final piping, raceway, and equipmentinformation is not available at initiation of the piperack design.  Therefore, as a Civil/Structural Engineer, youshould coordinate with the Piping group, Electrical, Control Systems, and Mechanical groups to obtain as muchpreliminary information as possible.  When received, all design information should be documented for futurereference and verification.  In the initial design, the Engineer should use judgement when applying or allowingfor loads that are not known, justifying them in the design basis under "Design Philosophy" (a part of yourcalculation) 

The following should be reviewed for design information: 

Plot plans and equipment location plans   3D model showing piping layout, cable tray layout, Piperack bent spacing and elevation of support levels

66kLike Share

Page 2: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 2/10

in the transverse direction , Elevation of longitudinal beam struts and locations of vertical bracing. andlocation of pipe bridge, if any. Piping orthographic drawings. Vendor prints of equipment located on the rack, e.g., air coolers and exchangers.The vendor printsshould include the equipment layout, mounting locations and details, access and maintenancerequirements, and the magnitude and direction of loads being transmitted to the piperack. Electrical and control systems drawings showing the routing and location of electrical andinstrumentation raceways and/or supports. Underground drawings that show the locations of buried pipes,concrete structures and foundations, ductbanks, etc. in the area of the piperack. Pipe rack construction material (Steel, Castinsitu concrete, Precast concrete) shall be as per projectdesign criteria.

Please note that, Unless specifically explained in  the project design criteria, no allowance or provisions shouldbe made for future additions  for pipe or raceway space and related loading. 

Step2:  Design loads consideration: 

Following loads are to be considered for the pipe rack design: 

Piping Gravity load (D):   In the absence of defined piping loads and locations, an assumed minimum uniformpipe load of 2.0 kPa should be used for preliminary design of piperacks.  This corresponds to an equivalent loadof 6 in (150 mm) lines full of water covered with 2 in (50 mm) thick insulation, and spaced on 12 in (300 mm)centers.  This assumption should be verified based on coordination with the Piping Group, and concentratedloads should also be applied for any anticipated large pipes.  When the actual loads and locations becomeknown, as the project develops, the structural design should be checked against these assumed initial loadparameters and revised as required. A concentrated load should then be added for pipes that are 12 in (300mm) and larger in diameter.  The concentrated load P should be: 

P =(W  s x p x d),     s = Spacing of piperack bent, p = pipe weight considered (kPa),  d = pipe diameter  W = pipeconcentrated load. 

Where consideration of uplift or system stability due to wind or seismic occurrences is required, use 60% of thedesign gravity  loads as an "all pipes empty" load condition. 

Loading due to hydrostatic testing of lines should be considered in the design if applicable. Coordinate thetesting plan(s) with Construction, Startup, and/or the Piping Group as necessary, in order to fully understand howsuch loads will be applied to the piperack structure.  Under most normal conditions, multiple lines will not besimultaneously tested. The hydrotest loads do not normally need to be considered concurrently with  the othernonpermanent loads, such as live load, wind, earthquake, and thermal.  Typical practice is to permit anoverstress of 15% for the hydrotest condition. Because of these considerations, the hydrotest condition will notnormally govern except for very large diameter pipes.       Electrical Tray and Conduits (D):  Electrical and control systems drawings and/or the project 3D model should bereviewed to determine the approximate weight and location of electrical trays, conduits, and instrumentationcommodities.  Unless the weight of the loaded raceways can be defined, an assumed minimum uniform load of1.0 kPa should be used for single tier raceways. 

Self weight of Pipe rack (D):   The weight of all structural members, including fireproofing, should be consideredin the design of the piperack. 

Weight of Equipment on pipe rack (D):  Equipment weights, including erection, empty, operating, and test (if theequipment is to be hydrotested on the piperack), should be obtained from the vendor drawings.The equipmentweight should include the dead weight of all associated platforms, ladders, and walkways, as applicable.SpecialLoads: Special consideration should be given to unusual loads, such aslarge valves, expansion loops, andunusual piping or electrical configurations. 

Live Load (L):   Live load (L) on access platforms and walkways and on equipment platforms should beconsidered, as applicable. 

Snow Load (S):  Snow load to be considered on cable tray and on large dia pipes. This load shall be calculatedper project approved design code and project design criteria. Generally, you need to consider 100% snow loadon top tier and 50% on other tier of pipe racks. 

Wind Load (W):   Transverse wind load on structural members, piping, electrical trays,equipment, platforms, andladders should be determined in accordance with project approved design code. Longitudinal wind shouldtypically be applied to structural framing, cable tray vertical  drop (if any), large dia pipes vertical drop (if any) andequipment only.  The effects of longitudinal wind on piping and trays running parallel to the wind direction shouldbe neglected. 

Page 3: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 3/10

Earthquake Loads (E):  Earthquake loads in the vertical, transverse, and longitudinal directions shouldbedetermined in accordance with the project design criteria. Vertical, transverse, and longitudinal seismic forcesgenerated by the pipes, raceways, supported equipment, and the piperack structure should be considered andshould be based on their operating weights. Pipes must be evaluated for seismic loads under both full andempty conditions and then combined with the corresponding gravity loads. 

Friction Loading (Tf):  Friction forces caused by hot lines sliding across the pipe support during startup andshutdown are assumed to be partially resisted through friction by nearby cold lines.  Therefore, in order toprovide for a nominal unbalance of friction forces acting on a pipe support, a resultant longitudinal friction forceequal to 7.5% of the total pipe weight or 30% of any one or more lines known to act simultaneously in the samedirection, whichever is larger, is assumed for piperack design. Friction between piping and supporting steelshould not be relied upon to resist wind or seismic loads. 

Anchor and Guide Loads (Ta):   Piperacks should be checked for anchor and guide loads as determined by thePipe Stress Group.  It may be necessary to use horizontal bracing if large anchor forces are encountered. Forconventional pipe rack systems, it is normally preferred to either have the anchors staggered along the piperackso that each support has only one or two anchors, or to anchor most pipes on one braced support.  For initialdesign, when anchor and guide loads are not known, use a longitudinal anchor force of 5.0 kN acting at midspanof each bent transverse beam (refer project design criteria). Guide loads are usually small and may be ignoreduntil they are defined by the Pipe Stress Engineer.  For noncontinuous pipe rack systems, piping may betransversely guided or anchored at both cantilever frames and anchor bays.  Longitudinal anchors may belocated only at anchor bays. 

Please note that, all friction forces and anchor forces with less magnitude, (say ~ 5.0 kN), applied to the topflange of the beam, may be considered as resisted by the total beam section. When anchor loads have largemagnitude and are applied to the top flange of the beam, the effect of torsion must be addressed.If the beamsection is inadequate to take care of this torsional force, alternatives to be considered, such as provide horizontalbracings at the load locations. 

Step  3:  Load Combinations and allowable deflection of pipe rack: 

You need to create the load combinations per your project design criteria. However, I have refered here someload combinations. 

Please note the following: 

Earthquake load is a factored load. For load combinations that include wind or earthquake loads, use only the nonfriction portion(anchor and guide portion) of the thermal loads, i.e., friction loads are not combined with windor seismic loads. Friction loads are considered to be selfrelieving during wind and earthquakeand should only be combined with anchor and guide loads when wind or earthquake loads arenot considered. Hydrostatic test loads need not be combined with wind and earthquake loads unless there is areasonable probability of the occurrence of either of these loads during hydrostatic testing.

For calculation of foundation soil bearing pressures or pile loads, stability checks against overturning, sliding,and buoyancy, and deflection checks, the following unfactored load combinations (ACI 318) shall be used: 

1.    D 2.    D + L + SL + Tf + Ta 3.    D + Tf + Ta 4.    D + 1.3W + Ta 5.    D + L + 0.5SL + 1.3W +Ta 6.    D + L + S +0.65W + Ta 7.    0.9De + 1.3W + Ta 8.    D + E/1.4 + Ta 9.    D + 0.2S + E/1.4 + Ta 10.  0.9De + E/1.4 + Ta

Load Combinations for design of foundations (ACI 318): 

1.    1.4D 2.    1.4D + 1.7L +1.7S 3.    1.4D + 1.4Tf +1.4Ta 4.    0.75 (1.4D + 1.7L + 1.7S + 1.4Tf + 1.4Ta) 5.    0.75 (1.4D + 1.7L + 1.7S + 1.4Ta)  + 1.6W 

Page 4: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 4/10

6.    1.2D + 0.2S + 1.0E + 1.2Ta 7.    0.9De + 1.6W + 1.2Ta 8.    0.9De + 1.0E + 1.2Ta

Steel Design load combinations: (AISC  LRFD) 

1.    1.4D 2.    1.2D + 1.6L + 0.5S + 1.2Tf + 1.2Ta 3.    1.2D + 1.6S + 0.5L + 1.2Tf + 1.2Ta 4.    1.2D + 1.6S + 0.8W + 1.2Ta 5.    1.2D + 1.6W + 0.5L + 0.5S + 1.2Ta 6.    1.2D + 1.0E + 0.5L + 0.2S + 1.2Ta 7.    0.9De + 1.6W + 1.2Ta 8.    0.9De + 1.0E + 1.2Ta

De is the minimum dead load on the structure. 

FINAL ANCHOR AND GUIDE LOAD CHECK: 

Where the design of transverse beams has been based on anchor loads as explained in step2,a finalcheck of beams (and other affected members) should be made when final definition of these loads isavailable from the Pipe Stress Engineer.Based on the Engineer's experience and judgement, anoverstress in any element (of up to 10%) can be considered, provided proper justification isgiven.  Where such overstress cannot be properly justified, modifications should be made to thepiperack structure in order to bring the stress levels within the normal allowables.  Modifications couldentail the addition of horizontal bracing to the transverse beams to resist significant loads from theanchor(s), replacing and/or adding members, strengthening members (i.e.,cover plating, etc.), and/orrelocating the anchor and guide load(s). 

ALLOWABLE HORIZONTAL AND VERTICAL DEFLECTION: 

Allowable deflections of piperack structures shall be as per project design criteria. However, you canconsider the following as limit of deflection:Lateral deflection produced by load combinations thatinclude wind or seismic forces:Piperacks supporting equipment:  h/100, unless a more stringentrequirement is given by the manufacturer of the equipment.Piperacks supporting piping and racewayonly:  h/200 or as per project design criteria.Lateral deflection produced by sustained static forcessuch as pipe and anchor loads:  h/200 or as per project design criteriaVertical deflection of beams dueto gravity pipe loads:as per project design criteria h  is the total height of the pipe rack structure. 

Step4:  Framing of Continuous/Conventional Pipe rack: 

Frames    Main piperacks are usually designed as momentresisting frames in the transverse direction.   In thelongitudinal direction, there should be at least one continuous level of beam struts on each side.  Forpiperacks with more than one tier, the beam struts should be located at a level that is usually equalto onehalf tier spacing above or below the bottom tier.  Vertical bracing in the longitudinal directionshould be provided to carry the longitudinal forces, transmitted through the beam struts, to thebaseplate / foundation level. 

Transverse Beam 

Transverse beams must be capable of resisting all forces, moments, and shears produced by the loadcombinations.  Transverse beams are generally a momentresisting frame, modeled and analyzed aspart of the frame system.  The analysis model must reflect the appropriate beam end conditions. Inthe design of beams, consideration should be given to 

Large pipes that are to be hydrotested.   Anchor and friction load with large magnitude (see step2, anchor and friction load)

Central Spine: 

For steel piperacks with spans of more than 6 m, a center spine consisting of a system of horizontalbraces and struts located at midspan of each level of piping should be considered . This additional lighthorizontal framing greatly increases the capacity of the transverse pipe support beams to resistfriction and anchor forces, and also serves to reduce the unbraced length of the beam compressionflange in flexure and to reduce the unbraced length of the beam about the weakaxis in axial

Page 5: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 5/10

compression.  This concept reduces the required beam sizes and  provides a mechanism foreliminating or minimizing design, fabrication, or field modifications that could otherwise be requireddue to late receipt of unanticipated large pipe anchor forces. 

Longitudinal Beam Strut 

For typical continuous piperack systems, the longitudinal beam struts should be designed as axiallyloaded members that are provided for longitudinal loads and stability.  Additionally, the longitudinalbeam struts that support piping or raceway should be designed for 50% of the gravity loadingassumed for the transverse pipe or raceway support beams, unless unusual loading isencountered.  This 50% gravity loading will account for the usual piping and raceway takeoffs.  Normally, the gravity loading carried by the beam struts should not be added to the design loadsfor the columns or footings since pipes or raceway contributing to the load on the beam struts wouldbe relieving an equivalent load on the transverse beams.  Concentrated loads for large pipes may betreated as in step2. 

For any continuous piperack system where the anticipated piping and raceway takeoffs are minimalor none, the 50% loading criteria does not apply.  In such cases, the beam struts should be designedprimarily as axially loaded members. Do not provide beam struts if they are not needed for piping orraceway support, or for system stability.  Conversely,  the 3D model should be checked to verify thatbeam struts subjected to unusually large loads (such as at expansion loops) have been given specialconsideration.  All longitudinal beam struts, including connections, should be designed to resist theaxial loads produced by the longitudinal forces. 

When designing the longitudinal beam struts for flexural loads, the full length of the beam should beconsidered as the unbraced length for the compression flange. 

Vertical Bracing 

When momentresisting frame design is not used in the longitudinal direction, vertical bracing shouldbe used to transmit the longitudinal forces from the beam struts to the foundations.  Kneebracing orKbracing is most often used for this purpose. Unless precluded by equipment arrangement orinterferences, bracing should be placed equidistant between two expansion joints.  Design calculationsand drawings must reflect a break in the beam strut continuity between adjacent braced sectionsthrough the use of slotted connections or by eliminating the beam struts in the bays designated asfree bays.  The maximum length of a braced section should be limited to 48m to 50m.  If the bracedbay is not located equidistant from the free bays, the maximum distance from the braced bay to afree bay should be limited such that the maximum total longitudinal growth or shrinkage of theunrestrained segment does not exceed 40 mm. 

Column 

The columns must be capable of resisting all loads, moments, and shears produced by the loadcombinations.A momentresisting frame analysis should normally be used to determine the axial load,moment, and shear at points along the columns.The frame analysis model should be based on thefollowing: 

Consider column base as hinge. Use 4 bolt connections for safety purpose

For design of steel columns subjected to flexural loads, the distance between the base and the firsttransverse beam or the knee brace intersection should be considered as the compression flangeunbraced length. 

(Nonconventional Pipe rack) In this page I will talk about the  Noncontinuous piperack system.

I hope you have read the Conventional pipe rack system design philosophy. If not, please read that sectionbefore. 

Non Continuous Pipe rack: 

This is a system comprised of independent cantilevered, freestanding 2D frames not dependent on longitudinalbeam struts for system stability.  This system, where feasible, should result in lower total installed cost (TIC). 

Page 6: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 6/10

Step1:  Data collection for pipe rack design: 

Method of Data collections is same as continuous pipe rack. Please look into 3D model and collect all the dataas required. 

Step2:  Design loads consideration: 

Following loads are to be considered for the nonconventional pipe rack design: 

Gravity load (D):  For Gravity load calculation, refer Conventional pipe rack system 

Wind Load (W):   For Wind load calculation, refer Conventional pipe rack system, 

Earthquake Loads (E):  For Earth quake load calculation, refer Conventional pipe rack system. Longitudinalseismic will be applied on anchor bay only. 

Friction Loading (Tf):  Friction forces caused by hot lines sliding across the pipe support during startup andshutdown do not apply on individual frame, as frame will deflect along the pipe direction.  Therefore, this forcewill be considered on anchor bay only. 

Anchor and Guide Loads (Ta):  For Anchor and Guide load calculation, refer Conventional pipe rack system, 

Step  3:  Load Combinations and allowable deflection of pipe rack: 

For Load combinations and allowable deflection of nonconventional pipe rack, refer  Conventional pipe racksystem, 

Step  4:  Frames of nonconventional pipe rack: 

(Modular Pipe rack) In this page I will talk about the  Modular piperack system. I hope you have read the Conventional pipe racksystem design philosophy. If not, please read that section before. 

Modular Pipe rack 

Sometimes clients look for modular pieprack / modular structure for their plants. But do you know what is amodule? Module is a series of standard units that function together. Examples are: 

Building modules:  Structural Frames completely fitted with Miscllaneous equipment and architectural finishes. Piperack Module: Structural Frames completely fitted with pipes, Cable trays and miscellaneous equipment. 

Now the question is , why do we go for modular structure sometimes? Here are some reasons: 

If the project site is at remote location, then it will be very difficult to get good local contractor. Parallel construction activities are possible (foundation and module fabrication) and gain in timeschedule Controlled construction environment is possible Controlled quality controlled In some countries, labour cost at site is more than labour cost at fabrication / module assembly shop. So,if you fabricate and fit all the pipes , cable trays etc. at shop, then you can save the project cost.

However, there are some disadvantages also and these are: 

Late changes in design has huge effect on structure and module assembly. Transportation cost from module shop to site may be very high. Transportation time needs to be considered in total project schedule.

Piperack Module Transportation:  Module can be transported by roadways and waterways. I have someexperiences in roadways piperack module transportation. In Alberta province (Canada) 100 ft (long) x 24 ft(wide) x 29ft6 in (high from road surface) PRM can be transported by truck from module yard to site. Please clickhere for different module shipping envelope. 

Page 7: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 7/10

Piperack Module Lifting: 4 point lifts are preferred and 8 point lifts are second preference. 6 and 10 point liftingare difficult and should be avoided. 4 point lifts reduce rigging cost and associated manpower during setting. 4point lifts result higher crane capacity and safer lifts due to shorter boom requirements. Regardless of the length,typical self supporting bridge truss style pipe rack modules use 4 lift points located at the top of the modulescolumns in the webs. By lifting at the same location that the module is supported insitu, the force distributionthroughout the module is similar to the insitu design, except that the module columns are in compression instu and reversed to tensionduring a lift. Please click here for 4point module lifting. Following are some steps to design the Modular pipe rack: 

Step1:  Data collection for pipe rack design: 

Method of Data collections is same as Conventional pipe rack system. Please look into 3D model and collect allthe data as required. 

Step2:  Design loads consideration: 

Following loads are to be considered for the nonconventional pipe rack design: 

Gravity load (D):  For Gravity load calculation, refer Conventional pipe rack system 

Wind Load (W):   For Wind load calculation, refer Conventional pipe rack system, 

Earthquake Loads (E):  For Earth quake load calculation, refer Conventional pipe rack system. 

Friction Loading (Tf):  For Friction load calculation, refer Conventional pipe rack system. 

Anchor and Guide Loads (Ta):  For Anchor and Guide load calculation, refer Conventional pipe rack system, 

Transportation loads: When piperack modules are transported on the road, different types of horizontal loadsare generated. During uphill or downhill movement of the truck , we generally considered a horizontal load ofvalue 30% of total load (o.30 x dead weight) acts towards the longitudinal direction of the module. During a truckturn or due to superelevation of the road, a horizontal load is also generated (centrfugal force) and value of thatload is also 0.30 x weight of module (30% of total dead load) acting transverse direction of modules. But both thehorizontal loads (longitudinal and transverse direction) do not act together. Other than these horizontal loads, wealso consider wind load and vertical impact load. 

Summary of transportation load: 

Vertical Impact Load (IV) – 50% of (self weight of structure + Empty weight of pipe + Cable tray) Horizontal Impact in Longitudinal direction (IL) – 30% of (self weight of structure + Empty weight of pipe +Cable   tray)   Horizontal Impact in Transverse direction (IT) – 30% of (self weight of structure + Empty weight of pipe +Cable   tray)   Wind load (WLT) – Wind load  is applied on pipe rack module structure, pipe and cable tray, inTransverse direction.

You need to check the Factor of safety againgst overturning during transportation and value should bemore than 1.5. 

Erection loads and lifting points: In this case we generally consider a vertical impact load (load factor = 1.5) onmodule. 

Step  3:  Load Combinations and allowable deflection of pipe rack: 

For Load combinations and allowable deflection of Modular pipe rack for insitu analysis and design,refer  Conventional pipe rack system, 

Modular pipe rack to be analysed for transportation  and for lifting also. 

Lifting load combinations: LC1 = 2.0 x Total dead load (ultimate load combinations for member design perCanadian steel code CISC / NBC 95) 

Transportation load combinations (ultimate load combinations per CISCCanadian steel code / NBC 95 formember design)): 

LC1:  1.25 x Dead load + 1.5 x IV + 1.5 x IL LC2:  1.25 x Dead load + 1.5 x IV + 1.5 x IT LC3:  1.25 x Dead load + 1.5 x IV + 1.5 x Wind 

Page 8: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 8/10

LC4:  1.25 x Dead load + 1.05 x IV + 1.05 x IT + 1.05 x Wind LC5:  1.25 x Dead load + 1.05 x IV + 1.05 x IL + 1.05 x Wind 

Above load combinations are for reference only. You need to follow your project design criteria for the piperack analysis and design. 

Step  4:  Frames of Modularl pipe rack:

Back to top    

badamsundararao...

Joined: 24 Dec 2009Posts: 169Location: KAKINADAANDHRA PRADESH

Posted: Tue Aug 31, 2010 3:53 pm    Post subject: PIPE LINE RACK DESIGN

Dear friend, 

Thank you for the information. This is very useful data for design engineers. 

badam sundara rao.

Back to top      

gpsarathyy...

Joined: 28 Jun 2010Posts: 466Location: chennai

Posted: Tue Jul 19, 2011 8:11 am    Post subject:

Dear Sefians, 

For piperack, temperature load is also to be considered. For this loads each company is followingdifferent way. Can anybody confirm on this which is more appropriate. 

In STAAD we have to apply only the delta T (difference in Temperature). What will be the difference in Temperature? 

Temperature difference between the fabrication/casting and the Max or Minimumambient temperature? 

Temperature difference between the fabrication/casting and the Max or Minimumambient temperature? + 20 degrees 

Temperature difference between the fabrication/casting and (Maximum AmbientTemperature + Minimum Ambient temperature)/2

Some may argue we are already providing the expansion joing between the structure and why weneed to consider the thermal stresses in structure?  which is not correct, we have to consider thethermal stresses. 

Seniors and experts are requested to throw some light on the above topic._________________G.PARTHASARATHY M.E. CEng(UK), MICE., MIE., CHENNAI [email protected] 

Back to top      

gpsarathyy...

Joined: 28 Jun 2010Posts: 466Location: chennai

Posted: Tue Jul 19, 2011 8:14 am    Post subject:

The Temperature effect is depends on the location also, hence we will discuss only for India, this willconfine the discussion and will give more clarity on the discussion._________________G.PARTHASARATHY M.E. CEng(UK), MICE., MIE., CHENNAI [email protected] 

Back to top      

gpsarathyy...

Posted: Tue Jul 19, 2011 12:54 pm    Post subject:

In General the piperack length is restricted to 50m as max. considering the thermal expansion orthermal stresses that will develop in the piperack members. 

These stresses are secondary stresses which will add forces to the longitudinal bracings and thelongitudinal members. 

Page 9: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 9/10

Joined: 28 Jun 2010Posts: 466Location: chennai

For optimum design it is better to provide the braced bay at the center of the piperack, there byreducing the thermal expansion of the piperack at the ends._________________G.PARTHASARATHY M.E. CEng(UK), MICE., MIE., CHENNAI [email protected] 

Back to top      

gpsarathyy...

Joined: 28 Jun 2010Posts: 466Location: chennai

Posted: Sat Jul 23, 2011 4:25 pm    Post subject:

Dear Sefians, 

Please give your opinion on what temperature loads to be considered in the piperack design. Waiting for your postings._________________G.PARTHASARATHY M.E. CEng(UK), MICE., MIE., CHENNAI [email protected] 

Back to top      

gpsarathyy...

Joined: 28 Jun 2010Posts: 466Location: chennai

Posted: Sun Aug 07, 2011 2:16 pm    Post subject:

Senior Sefians are requested to share the knowledge on the temperature loads on piperack. 

Now the different company they are following different standards of temperature loads. 

To get the unique solution and concept your views are essential._________________G.PARTHASARATHY M.E. CEng(UK), MICE., MIE., CHENNAI [email protected] 

Back to top      

gpsarathyy...

Joined: 28 Jun 2010Posts: 466Location: chennai

Posted: Tue Aug 23, 2011 7:52 am    Post subject:

Senior Sefi Persons are requested to share their knowledge on Temperature loads over piperack. Please give your opinion._________________G.PARTHASARATHY M.E. CEng(UK), MICE., MIE., CHENNAI [email protected] 

Back to top      

gpsarathyy...

Joined: 28 Jun 2010Posts: 466Location: chennai

Posted: Wed Sep 14, 2011 7:49 am    Post subject:

After referring to many documents I found that the Temperature loads for the Piperack shall be taken as follows 

Temperature difference between the fabrication/casting and the Max or Minimum ambienttemperature? + Metal Temperature (20 degrees) 

Metal Temperature : Since steel is a good conductor of heat, the temperature of the steelmember will be more than the site temperature. 

_________________G.PARTHASARATHY M.E. CEng(UK), MICE., MIE., CHENNAI [email protected] 

Back to top      

Radha krishna...

Posted: Wed Sep 14, 2011 8:46 am    Post subject:

Dear  Gpsarathy, 

Page 10: piperack Design Philoshipy

08/05/2015 www.sefindia.org :: View topic  PIPE RACK DESIGN GUIDELINES

http://www.sefindia.org/forum/viewtopic.php?t=8219 10/10

Joined: 01 Nov 2008Posts: 70

Can you please provide the reference. 

Regards Radha Krishna Gavarasana.

Back to top    

Display posts from previous:  All Posts   Oldest First   Go

     www.sefindia.org Forum Index > SEFI GeneralDiscussion

All times are GMTGoto page 1, 2  Next

Page 1 of 2

Translation:  Translate topic    Go

 

Jump to:  SEFI General Discussion   Go

You cannot post new topics in this forumYou cannot reply to topics in this forumYou cannot edit your posts in this forum

You cannot delete your posts in this forumYou cannot vote in polls in this forumYou cannot attach files in this forumYou can download files in this forum

© 2003, 2008 SEFINDIA, Indian Domain Registration

Structural Engineering Forum of India

You like this.

You and 66,243 others like Structural Engineering Forum of India.

Facebook social plugin

Like

Structural Engineering Forum of India

http://blogs.agu.org/…/its2015werespondtoearthquakes…/

6 hrs

tsunami Telegraph.co.uk   SNP tsunami swamps Scotland and destroys Labourpowered by

earthquake Dallas Morning News (blog)   4.0magnitude quake in Venus, south of Tarrant County, rattles much of North ...powered by