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5.5 管道】的强度校核
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5?。.5:.1 本条是为了!验证管道应》力以:。及同:管道:连接的设备、管件的!。推力和力矩》使之控制《。在钢管、管件和【设备所能安全承受的!范围之内
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5.5.3 】关于埋地管》道由于温度上升和受!流体压力的综合作】。用产生的轴向应力计!算虽然在1》973年出版的л】·л·勃洛达夫金】所著的埋《设,。。管线一书中》认为管道在土壤中并!不,是完全受约束的在弯!曲管段处尤其如【此,并提出对弯》。曲管:段,的温度应力按原来的!计,算值乘以折减系数】但在欧美各国的【规,范中都是以管道在】土,壤中完全受约束为】根据的其计算公式如!本规范式(5.5.!3-1)苏联—也是采用这》个公式?。但由于?土壤特?别,是新回填的土壤【。具有一定的孔—隙是可压缩的以【及由于管道下沟时的!几,何形:状管道具《。有一定的《柔性所以管》道在:土壤中不是完—全受约束《的
5】.5.4 —埋地管?道除了计算由于热胀!和泊桑应力外尚【应计:算,弹性弯曲《。应力地面管道则【应计算由于管—道,。自重和?。外部荷载产生—的,弯曲应力在》验算管道《的当量应力时均应分!别计入上述两项应】力需要注意的是式(!5.5.4》)适用?。于径厚比大于或等于!30的薄壁》管道
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5.5.》5 最大》剪应力?强度理论和》变形能强度理论【都是考虑了塑性流动!的强度理论它们的计!。算值都能较好—地,。符合:。塑性材料的实际应力!状,态都分别为各国【规,范采用考虑到最大】剪应力?强度理论《的计算?。比较简单也稍偏于】安全因此本规—范采用这条》强度理论验算环向应!。。力和轴向应力组合的!当量应力并采用各】国规范所采用—的应力限用值
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5.5》.6:。 公式(5.6】.5-1《)是根据最大—剪,应力强度理论计【。算不受显著轴向约束!的地面?管系的热胀弯曲应力!和剪应力组》合的热胀当量应力公!式该公式也》可用:下式:表示
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【。 式中—σ,t热胀当量》应力(MPa)【;
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! Z钢管截面系】数(m3);
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】。 M【X、MY《、M:Z分别为计算管系沿!坐标X、Y》、Z轴的热胀作【。用力矩(MN·m】)
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, : 管道在内压【、外:载,和温度等《作用下在弯管、【。。三通等管《件上将产生局部【应力集中因此在【。计算应力时要计入】应力增强系数以【考虑其应力增大【的影响由《于这些管件上的【应力状?态比:较复杂很《难用理论公式准确】计算:应力增强系数一般】。常,采用试验研究得出】的经验公式计—算如本规范》附录H?中的应力增强系数】就,是根据试《。验推导而得》出的平面弯曲和【非平面弯曲的应力】增强系数
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? : 附录H还列出了!弯管的挠性系数也称!柔性系数这是考【虑弯管?在,弯矩作?用下弯管截面发【生扁平效应》结果使弯管》的,。刚性比直管减低即柔!性增大在计算中【利用挠性系数—将管:系中的?弯管换算至同一规格!的直管计算刚度对】于拔:制三通等其他管件按!与三通或管》件,连接的管《子的刚度计算—即挠性系数》取1.0
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5.5.7 ! 作用?在工作状态下的地面!管系上的荷载除了】自重和其他》外荷载?。之外还?应包括位移》。荷载即包括热胀、】有效预拉伸及端【点附加位移(—包括端?点的:。线位移和《角位:移)在计算管系的】全补偿值《时应包括这些附【加位移在端点无角】位,移时线位移的全补】。偿值可按下列—公式计算《
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】 式中《△,XA、△YA、【△ZA、A》。XB、△YB、【△Z:BA端或B端—的附加?线位移(c》m);
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— ? △X—t、:。△,Yt、△Zt—计算管系A》B沿:。。坐标轴?X、Y、Z的—热,伸长值(c》。m,),;
】 !△XP、△YP、△!ZP计?算管系AB》。沿坐标轴X、Y、Z!的,预拉:伸值(cm》);
》。
《。 【 :ε预拉伸有效系数】
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预拉伸主!要是为减小管道【工作状态下管道的】。应力以及对设备的】推力和?力矩如果管系布【置具有相《当大的柔性热胀应】。力不大?工作状态时》对端点的推力—。和力矩以《及管道应力》都能满足要求—则可不进行预拉【伸以:减少安装工作量
】
— ?为使预拉伸产生的力!和力矩不致过大预拉!。伸有效系数即预拉伸!长度:同全补偿值》。之比一般采用—0.5
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