埋地塑料管结构环刚度计算.doc

埋地塑料管结构计算
塑料管环刚度表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力：

式中：S为环刚度（）；
E为材料弹性模量；
D为管道直径(m)；
I为管壁单位长度截面惯性矩
根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》5.3.1及《给排水结构工程师设计手册》中刚度计算公式：埋地硬聚氯乙烯排水管在外压荷载作用下，管径竖向的直径变形率应小于管材的允许变形率（5%），直径变形率为：
，，K为安全系数，取1.5.，所以%管道在组合荷载下的直径变形量可按照下面公式计算：

式中： ：管道在组合荷载作用下管径竖向的直径变形量；
：变形滞后系数，取1.2~1.5；
：基础垫层系数，当支承角2>=90°取0.1；
：管顶沿纵向单位长度总压力；
r ：管材的计算半径；
E：管材的弹性模量；
I： 管壁截面上单位长度的惯性矩；
：管侧土的综合变形模量（根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》附表F-1及F-2确定；
所以管径为DN500，环刚度为8的硬聚氯乙烯塑料管结构计算为：

由上可知，管径为DN500环刚度为8的塑料管沿纵向单位长度可承受的最大垂直线荷载为：，则可承受的竖向压力为：。
石粉的密度为1450，重力密度为14.21单位长度上回填石粉高度为h，则其产生的竖向土压力为：，所以管径为DN500环刚度为8的塑料管，回填石粉的最大高度为

管道结构验算：
根据04S520《埋地塑料排水管施工》：
埋地塑料管在外压作用下，管壁截面的环向稳定性计算应符合下列要求：

----管道失稳的临界压力标准值（kN/m²）
-----管顶在各种竖向压力下的标准值（kN/m²）
----管道的环向稳定抗力系数（不得低于2）

式中：S为HDPE管的环刚度（8），为管侧土的综合弹性模量（查表知为6000），为HDPE的泊松比，取0.45。
管顶的竖向压力值，覆石粉5.0米，石粉的重力密度为14.21kN/m³所以：

，因此，管道结构计算满足要求。