玻璃钢夹砂管道DN400计算书说课讲解.xls

纤纤维维缠缠绕绕玻玻璃璃钢钢夹夹砂砂管管道道结结构构计计算算书书(按按照照GB/T 21238-2007标标准准）工程名称：德州市陵城区2015年度高效节水灌溉试点县专项补助资金项目施工覆土深度：2米一一.基基本本设设计计参参数数 1.1.设设计计条条件件及及参参数数公称直径DN400mm计算压力等级Pc0.68MPa工作压力Pw0.63MPa波动压力Ps0.20MPa刚度等级SN5000Pa管内真空压力Pv0.05MPa管顶以上埋设深度H2m管顶以上水位高度hw0m地面移动载荷或堆土载荷WL10000Pa设计径向控制变形率d/D5%内压力设计系数FSpr1.8 弯曲安全系数FSb1.5屈曲安全系数FSa2.5 2.2.管管材材性性能能内压环向失效应力816KN/m强度层环向拉伸模量EH10786.00MPa管壁环向弯曲弹性模量E12595.00MPa管体长期环向弯曲强度Sb12静水压设计基准HDB6结构层厚度tc5.7mm内衬层厚度t11.3mm总壁厚t7mm管平均直径D408.3mm 3.3.安安装装参参数数 管区安装说明 沟槽原状土描述用户已知 初始回填土组描述用户已知管道起拱线处沟槽宽度2000mm形状系数Df5.50土壤反作用模量E4000000Pa挠曲系数Kx0.1挠曲滞后系数DL1.5覆土载荷的单位重量s19000N/m3水的单位重量w10000N/m3二二.计计算算过过程程及及计计算算结结论论 1.1.内内压压计计算算 1.）计算压力等级校核经计算得:0.68MPa 1.00MPa 设计压力能满足压力等级要求 2.）工作压力校核 经计算得:0.68MPa 0.63MPa 压力等级能满足工作压力要求 3.）波动压力校核 经计算得:0.68MPa 0.59MPa 压力等级能满足工作压力与波动压力组合要求 2.2.刚刚度度校校核核计计算算 式中：SN-管道刚度，Pa E-环向弯曲模量，MPa t-总壁厚mm D-管平均直径mm经计算得:5000Pa 5289Pa 设计刚度能满足刚度等级要求 3.3.根根据据环环弯弯曲曲计计算算许许用用挠挠曲曲yaya由管的挠曲引起的最大环向弯曲应变不应大于设计系数折算的产品的长期弯曲强度同时管子的最大挠度不应大于5%D式中：b-挠曲引起的最大环向弯曲应变。Df-形状系数（于管区回填土材料及压实程度有关）。Ya-管体最大许用长期垂直挠曲值,Ya0.05D。Sb-管体长期环向弯曲强度(应变基准）经推导公式得经计算得：依据环弯曲许用应变得 Ya=34.64mmtD卆S慙bDtEFSH D BPcHprc2wcPP 4.1swcPPP3312 DE tSN bafbFSSbDtDYDDya/8.48%4.4.确确定定外外载载荷荷W WL L和和WcWc1).管子上的活动载荷WL 指地面车辆移动载荷或临时堆土载荷，若未知车辆类型，则为堆土载荷式中：WL-管子上部活动载荷,pa L1-与卡车行进方向平行的荷载宽度，L1=a+2tgH L2-与卡车行进方向垂直的荷载宽度，L2=b+2tgH H-埋深，m P-活载荷，N If-冲击因子，无量纲 If=1.1（0.61mH0.91m)If=1.0（H0.91m)经计算得：L1=0.00mL2=0.00m If=0.00 WL=10000.00pa2.)作用在管子上的垂直土壤载荷垂直土壤线载荷=38000pa式中：Wc-垂直土壤静载荷,pa -土壤单位载荷重量，pa H-埋深,m 5.5.挠挠度度校校核核计计算算埋设管道的安装方式应确保外载荷引起垂直截面尺寸的减少不超过步骤3规定的极限或5%，以两者较小值为准。即 式中：Y-预测管子的垂直挠曲值 DL-挠曲滞后系数 Wc-单位长度管子上承受的土载荷，pa WL-单位长度管子上承受的动载荷，pa Kx-挠曲系数 E-土的反作用模量,pa经计算得：Y/D=2.34%d/D Ya/D,外载荷引起管道挠曲变形小于安装许用挠曲变形,满足要求 6.6.外外压压屈屈曲曲校校核核计计算算公式（1）公式（2）管内无真空压力，0.61mH24m管内有真空压力且H1.2m时管内有真空压力，1.2mH24m3061.0)/8()(EDEIKWWDDYXLCL213321DEIEBRFSqWaaHW cssDyDdDYa/)21(LLIPWfLyxxyaSNq124Dya/式中：qa-许用屈曲压力，pa FSa-安全系数，Rw-水的浮力系数 Rw=1-0.33(hw/H)hw-管顶以上水面高度,m H-埋设深度,m B-弹性支撑经验系数经公式（1）计算得 Rw=1 B=0.28 qa=173160.93 pa2.)标准安装条件时，屈曲要求如下经计算得：88000Pa 173161Pa 标准安装条件许用屈曲压力大于外载荷,满足要求3.)考虑活载荷时，屈曲要求如下经计算得：1 48000Pa 173161Pa 考虑活载荷条件下许用屈曲压力大于外载荷,满足要求 7.7.校校核核组组合合载载荷荷应应变变 1.)按应变基准校核组合载荷方程(一):式中：b-因最大允许挠曲产生的弯曲应变，mm/mmrc-回圆系数（无量纲）rc=1-Pw/3 pw单位Mpapr-内压作用的工作应变HDB-静压设计基准经计算得:b2.21rc=0.79 pr=2.09 0.3487 0.475 组合载荷方程（一）通过 2.)按应变基准校核组合载荷方程(二):1 经计算得:0.1453 0.434 组合载荷方程（二）通过0HeB213.0411qaPWRhvcwww 2DtyDafbcHwprtEDP2qaWWRhLcwwwprcbprFSSbrHDB)/1(bprcbFSHDBSbr)/1(