给水排水工程管道结构设计规范 [附条文说明] GB50332-2002 建标库

4.2 承载能力极限状态计算规定

4.2.1~4.2.3 条文系根据多系数极限状态的计算模式作了规定。其中关于管道的重要性系数γo,在原规范的基础上作了调整。原规范对地下管道按结构材质的不同,给定了强度设计调整系数,与工程实践不能完全协调,例如某些重要的生命线管道,由于其承受的荷载(主要是内水压力)不大,也可能采用钢筋混凝土结构。为此条文改为以管道的运行功能区分不同的可靠度要求,对排水工程中的雨水管道,保持了原规范的规定;对其他功能的管道适当作了提高,亦即不再降低水准。同时,对给水工程中的输水管道,如果单线敷设,并未设调蓄设施时,从供水水源的重要功能考虑,条文规定了应予提高标准。

4.2.4 本条规定了各种管道材质的强度标准值和设计值的确定依据。其中考虑到20 世纪90 年代以后,国内引进的新颖管材品种繁多,有些管材国内尚未制订相应的技术标准,对此在一般情况下,工程实践应用较为困难,如果有必要使用时,则强度指标由厂方提供(通常依据其企业标准),对此条文要求应具备可靠的技术鉴定证明,由依法指定的检测单位出具。

4.2.5~4.2.7 条文规定了各项作用的分项系数和可变作用的组合系数。
这些系数主要是通过工程校准制定的,与原规范的要求协调一致。其中关于混凝土结构的工程校准,可参阅《给水排水工程构筑物结构设计规范》的相应部分说明。必须指出,对其他材质的管道结构,不一定完全取得协调,对此,应在统一分项系数和组合系数的前提下,各种不同材质的管道结构可根据工程校准的原则,自行制定相应必要的调整系数。

4.2.8~4.2.9 条文对管道结构强度计算的要求,保持了原规范的规定。

4.2.10~4.2.13 条文给出了关于管道结构几种失稳状态的验算规定。基本上保持了原规范的要求,仅就以下几点作了修改和补充。
1 对管道的上浮稳定,关于整个管道破坏,原规范仅要求安全系数1.05,实践中普遍认为偏低,因为无论是地表水或地下水的水位,变异性大,设计中很难精确计算,因此条文给予了适当提高,稳定安全系数应控制在不低于1.10。
2 对柔性管道的环向截面稳定计算,原规范系参照原苏联1958 年制定的《地下钢管设计技术条件和规范》,引用前苏联学者E.A.HигoΛaǔ系考虑了圆管周围360°全部管壁上的正、负土抗力作用。对比国外不少相应的规范则沿用R.V.Mises 获得的明管临界压力公式。
此次条文修改时,感到原规范依据的计算模型考虑管周土的负抗作用,是很值得推敲的,通常都不考虑土的负效应(即承拉作用),为此条文给出了不计管周土负抗作用的计算公式,以使更加符合工程实际情况。应该指出这种计算模型,日本藤田博爱氏于1961年就曾经推荐应用(日本“水道协会”杂志第318 号)。
根据失稳临界压力计算模型的修改,不计管周土的负抗力作用后,相应的稳定安全系数也作了适当调整,取稳定安全系数不低于2.0。
3 条文补充了对非整体连接管道的抗滑动稳定验算规定。并在计算抗滑阻力时,规定可按被动土压力计算,但此时抗滑安全系数不宜低于1.50,以免产生过大的位移。

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