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波纹管管道环截面强度计算

来源:鲁禹管业  发表时间:2020-03-23 09:55 点击数:
1.管道环截面强度计算 (1)管道环截面强度计算应按荷载基本组合进行计算,取设计值; (2)钢带最大环截面压应力设计值不大于钢带抗压强度设计值,即: 0y 式中钢带最大环截面压

  1.管道环截面强度计算
 
  (1)管道环截面强度计算应按荷载基本组合进行计算,取设计值;
 
  (2)钢带最大环截面压应力设计值不大于钢带抗压强度设计值,即:
 
  Υ0σ≤ƒy
 
  式中σ——钢带最大环截面压应力设计值(MPa);
 
  Υ0——管道重要性系数,污水管取1.0,雨水管取0.9,雨污合流管取1.0;
 
  ƒy——钢带抗压强度的设计值(MPa)。
 
  (3)钢带最大环截面压应力设计值按下式计算:
 
  σ=0.72(K0ΥG,sνqsν,k+ΥQqνk)D1/As
 
  式中K0——荷载系数,当管顶覆土深度H1<D1时,K0=1.0;当H1≥D1时,可取K0=0.86;
 
  ΥG,sν——管顶覆土荷载分项系数,应取1.27;
 
  ΥQ——管顶地面荷载分项系数,应取1.40;
 
  qsν,k——管顶单位面积上的竖向土压力标准值(kN/m2);
 
  qνk——地面车辆荷载或地面堆积荷载传至管顶单位面积上的竖向压力标准值(kN/m2);
 
  As——每米管道钢带的截面积(mm2/m);
 
  D1——管道外径(mm)。
 
  根据上述钢带最大环截面压应力设计值的计算公式,按照管道竖向直径变形率为5%、覆土压实系数不小于85%的条件,可计算出不同直径、不同环刚度等级和不同钢材的每米管道所需的最小钢带面积。
 
  2.管道环截面变形验算
 
  (1)管道环截面变形验算的荷载组合应按准永久组合计算,取标准值;
 
  (2)竖向直径的变形率不大于管道直径允许变形率,管道直径允许变形率为5%;
 
  (3)竖向直径的变形量按下式计算:
 
  Wd,max=DLKd(qsν,k+ψqqνk)D1/(8Sp+0.061Ed)
 
  式中Wd,max——管道在组合作用下的最大竖向变形量(mm);
 
  Kd——管道变形系数,与敷设中心角有关;
 
  qsν,k——管顶单位面积上的竖向土压力标准值(kN/m2);
 
  qνk——地面车辆荷载或地面堆积荷载传至管顶单位面积上的竖向压力标准值(kN/m2);
 
  DL——变形滞后效应系数,可根据管道胸腔回填土的压实度取1.20~1.50;
 
  ψq——可变荷载的准永久值系数,可取0.5;
 
  Sp——管环刚度(kN/m2);
 
  Ed——管侧土的综合变形模量(kN/m2);
 
  D1——管道外径(mm)。
 
  (4)管道直径允许变形率按下式计算:
 
  ε=Wd,max/di×100%
 
  式中ε——管道竖向直径变形率;
 
  di——管道内径(mm)。
 
  根据管道竖向直径变形率为5%的要求,在MRP管工程技术规程(CECS223-2007)条文说明中列出了不同环刚度等级、不同敷设条件的管道管顶的最大覆土深度,供设计使用中参考。
 
  3.管道环截面压屈失稳计算
 
  (1)计算时各项作用均取标准值;
 
  (2)环向稳定性抗力系数不小于2.0;
 
  (3)管壁截面的环向稳定性计算应符合下式要求:
 
  Fcγ,k/Fνk≥Ks
 
  式中Fcγ,k——管壁失稳的临界压力标准值(kN/m2);
 
  Fνk——管顶在各项作用下的竖向压力标准值(kN/m2);
 
  Ks——管道的环向稳定性抗力系数,Ks≥2.0。
 
  (4)管顶竖向作用不利组合标准值可按下式计算:
 
  Fνk=qsν,k+qνk
 
  式中Fνk——管顶在各项作用下的竖向压力标准值(kN/m2);
 
  qsν,k——管顶单位面积上的竖向土压力标准值kN/m2);
 
  qνk——地面车辆荷载或地面堆积荷载传至管顶单位面积上的竖向压力标准值(kN/m2)。
 
  (5)管壁失稳的临界压力标准值可按下列公式计算:
 
  Fcγ,k=4(2EdSp)1/2
 
  式中Fcγ,k——管壁失稳的临界压力标准值(kN/m2);
 
  Ed——管侧土的综合变形模量(kN/m2);
 
  Sp——管环刚度(kN/m2)。
 
  4.管道抗浮稳定计算
 
  (1)各项作用取标准值;
 
  (2)抗浮稳定性抗力系数不小于1.10;
 
  (3)抗浮稳定性计算应符合下式要求:
 
  ∑FGk≥KƒFƒω,k
 
  式中∑FGk——各项抗浮永久作用标准值之和(kN);
 
  Fƒω,k——浮托力标准值(kN);
 
  Kƒ——管道的抗浮稳定性抗力系数,应取1.10。青岛波纹管:http://www.hehuisi.com/

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