?
6.4《 管?道应力?。计算和柔《性分:析
!6.4.《1, :管道:应力计?算可分为《简易应力计算—。和详:细应力计算并应符合!下列规定
!
1 当!更换已成功》应用的管《线时可采《。用简易?应力:。计算;
! 2 【当与已分析》实施过?管线是?同类管线时可采用】简易应力计算;
】。。
》 3 — 按本规范》第6.2《。。.5:条,~第6?.,2,.7:条规定设置膨胀【节的管线可采用简】。易应力计算;—
— 《4, 其他管线宜进】。行详细?。应力计算
【
6《.4:.2: 简易应力计算】应包括下列计算【内容
! 1《 设计《压力引起《的环向应力》;
》
》 2 ? 设计压《力引起的轴向应力;!
《
,
? 3 自—重引:。起的轴向弯曲应力】;,
! 4 《均布和集中载—荷作用下的挠曲【变形;?
— ,。 , 5 L—形膨胀节和Π形膨】。胀节的面内弯矩【和离面弯矩引起的】应力;
《
?
《 6 其—他持续载荷、—偶然载荷引起的【应力:;
?
》 : ,7 轴《向压缩稳定和—外压稳定;
【
【 8 支架—处直径大于600】mm管道的应—力;
》。
? 《。9 :。 其他需要计算的】应力:
》
6.?4.3 详细应力!计算宜采用》计算机?辅,助应力分析并—应包括下列计算【内容
! : 1 设》计压力?。引起的环向应力;
!
》 2 设计!压力引起《的轴向应力》;
!。 3 《 热:膨胀引起的》轴向应力;
【
,
》 4 自—重引起的轴》。向弯:曲应:力;
—
5 】 热膨胀《和内压引起的—弯曲应力;
!
》 6 其他持【续载荷、偶然载荷】或热载?。荷引起的应力;
!
【 7 ? 均布?和集中?载荷作用下》的,挠曲变形;
【
《 8 — 支架处直径大【于,600mm管道【的应力;
】
: 9 其】他需:要计算的《应力
】6.4.4》。 计算热膨胀【和热载荷所采用【。的设计温差△T应】按下列公《式计算
》
:
—
《 式中△Td【设计温差(℃—);
—。
《 》 , Tp《工艺温度(℃);】
! 》 Ta环境温度】(℃)按式》(6.4.》4-1)《和式(6.》4,.4-4)计—算可取最《低,温度;?按式:(6.4.4-2)!和式(6.4.【4-3)计算可取最!高温:。度;
?
《
】 c系数输送液!体介质时取0.8】5,。输送气体介质时取0!。.8;
》
【 ? Tas【预计安装温度—(℃)
【
6.4.—5 弯头、三通】的柔性系数f、应力!增大:系,数,SIF和内》压应力?乘子的?确定应符合下列规定!
【 1《。 弯头《(图6.4.—5-1)可分为整】。体弯:头[图6《.4.5-1(a】。)]和拼接弯头[图!。6.4.51—(b)]弯头的【柔性系数《及应力增大系—数计算应《符合表6.4.5-!1的规定《
:
【 2 三》通(图6.》4.5-2)—可,分为等径整体三通】[图6.4.5【-,2(a)]、异径整!体三通[图6.【。4.5-《。。2(b)]、—等径拼接三通[图6!.4.5-》2(c?)]、异径拼接【三通[图6.—4,.5:-2(d)]三【通的柔性系数—及应力增大系—数计算应符合表6】.4.?5-2的《规定
—
《。
?
6.4.5-1 ! 弯头
—。
R-弯头的曲!率半径;r》-弯头半径;td】-弯头设计》。厚度
?。
》。。表6.4《.5-1 弯头的!柔性系数及》。应力增大《系,数,
:
【
,
》 注表中f为柔【性系数SIF为应】力增大系数m为内压!应力:乘子
》
:
《
6《.4.5-2— 三通
—
D》i-管道《。内径;tM-—主管壁厚《;tB-支管—壁厚;DiM-主】管内径;DiB【-支管?。内径
—
表6.4—.5-2 —三,通的柔性系数及应】力增大系数
【
?
:
?
注tM!。为三:通主管的《厚度Di为》三通:主管的内径D—iB为支管内径t】B为:支管靠近《。连接处的厚度—。
?
?6.4.6 直管!的应力计算》应符合下列》规定
《。
《
?
》
《。
6.】。4,.7 输送介【质为液?体且内径大于6【00mm的管道支】架处:的,管道轴向应力、【环向应力和》剪切应?力计算应符合下列规!定
》
《 1 支架处】管道的轴向弯曲【应力应按下》列公:式计:算
?
》
?
? : 式中?ρ,L管道输送液体密度!(,kg/m3);
】
— 《 L跨【距(m)《;
—
, 《 , Di管】道内径(m)—;
:
《
! td管道—设计厚度(m)【;
—
—。 γ1、γ!2,与支架包角θ—有关的系数应按【表6.?4,.7-1选用—;
:
【 】θ支架包角》。(图6.4.—7)
】。表6:。。.4.7-》1 γ1》、γ2系数
】
?
《
—
图6.4—.7 支》架包角
! 2 支架!处管道的最大—剪切应力应按—式(6.4》.7-3)》计算且应符合—式,。。(,6.4.7-4)】的,规定
—
【
《 式中γ《3与支架包》角θ有关的》系数应按表6.4】。.7-?2选用;《
— — ρL—。管,道,输送液体密度—(kg/m3)【;
! , t】t,纤维增强塑料管【道总厚度(m—),;
:
! ? [《τ]层合板的许用】剪切应力(MPa)!。按,本规范式(4.3.!8-4)计算取值
!
表6【.4.7《-2 γ3系数】
】
,
3】 支架《处管道的环向—弯曲应力《应按下列公式计算
!
! 1)横截面!最低点应按》下式计算
》
!
? : 式:中b1支架的宽【度(:m);
《
! W均】布载:荷(N?/m);
—
《 》 》γ4与支《架包角θ有关—的系数当《管道未与支架固【定,在一起?时应按表6.4【.7-3选用;【当管道和支架固定在!一起时应取表6.】4.7?-3中?给定值的1》/10?
—表,6.4?.7-3《 γ4系数
】
》
《
【 2)横截面支】架包角点《处应按下式计—算
》
】 式中—γ5与支架》包角θ有《关的系数《应按表?6.4.7-4选】。。用
?
表》6,.4.?7,-4: γ5系数
—
?
?
?
6.4.8 】 直管的变形计算】应符合下列规—定,
,
!
,
》。 , 3)当管【壁采用Ⅰ型和Ⅱ【。。型层合板时式—(6.4.》8,-,2)和式《(6.?4.8-3)中的轴!向单元拉伸》刚度X1m》ax应?等于环?向单元拉伸刚—度,X,1amΦ泊松—比vy?x和泊松比vxy】应取0?.3
》。
3】 两端为滑—动支:架或导向《支架时的《挠曲变形《应按下?列公式计算
【
】
6.4.9 !弯头:的应力计算》应符合下《列,规定
—
—。
《 式中Mi面内弯!矩(N·mm);
!
《
? : ? SIFΦi】在面内弯《矩M i作用下的】。环向系数;
!
【 ? Mo《离面:弯矩(N·mm);!
:
! ? SIFΦ—o在离面弯矩M【o作用下的环向系数!。
,
— 3 —。设计压力引起的轴】向,。应力应按《下式计算
!
:
?
《 4 》热膨胀引起的—轴向弯曲《应力应按《下式计算
!
—
式中SI!Fxi在面内—弯矩:Mi作用下的轴向】系,数;
—
】 : SIF》xo在离面弯矩Mo!作用下的轴向—系数
?
?
6.4.1【0 三通的应力计!算应符合下列规定】
:
— 1 设—计压:。力引起?的三通直管环向【应力应按下式—计算
!
《
式中Di!主管的内径(mm)!;
—
: 【 tM主》管最小厚《。度(mm)
【
?
2 】热膨胀?及其他载荷》。引起:的无方向弯》曲应力应取三—个,连接处的最大值【无方向弯曲应—力应按下列公式计算!
》
《
【式中Di《B支管直径(m【m);
【
— —SIFT三通—的应力增大系数;】
— ! ts取tM—和SIFT×—tB的小者(mm】);
》
:
,。 ! t:。B支管壁厚(—。mm);
!
, —。 《IB支管连接—处的惯性矩(—mm4)
】
: 3》 支?管扭转应《力应按下式计算
!
】。
6.4.11】 直管段的挠【曲变形应《。符合本规《范第:6.3?.4条的规定挠曲变!形计算?时应计?入下列载荷组合
!
《。 1 【均布载荷组合应【包括管线管内—介质和管外》绝热等载荷;
】
— 2 》集中载荷组合—。应包括永久性—的,。点,载荷
【
6.4.1—2, :管线任?意一处的最》大组合?。应力:应,包括最大操作内压】产生的应力、设计温!度,范围内热胀冷缩【引起的弯曲》应,力、:管道和管中介—质及附带绝》热材:料自重引起的—弯,曲应力、外》载荷引起的弯曲应力!和支架位移引起的】弯曲应力等
—
:
?6.4.《13 管线任【意,一处:。的轴:向和环向《应力应符合简化【失效包络线计算或】最,大组合应力不得大于!许用应?。力最大组合应力计算!应符合下《列规定
—
【1 直管和—弯头的最大组—合应力应按下列公式!。计算
《
【
式中!σc最大环向—或轴向组合应力【最大环向组》合应力应按式—(,6.:4.13《-1)计算最大【轴向:。组合应力应按—式(6.《。4.13-》2)计算;
】
! : σΦ最大环【向应力?;,
【 , , 【σx最大轴向—应力;
】
, : σ!s扭转?剪切应?力;
! !σ,Φp设计压力—引起:的环向应力;
【
】 》 σΦb热—膨胀引起的环向【弯曲:。。应力:。;
》
,
【 σxp【设计压力引起—的轴:。向应力;
—
:
》 — σxb热膨胀【。引起:。的,轴向弯曲应力;【
! 【σab自重引—起的轴向弯》曲应力;
!
! σac》带,约束端管《线,热膨胀引起的轴【向应力
《
》。 , 2《 三通支管—的最大?组合应力应按下式计!算
《
:
—。
3 直!管的轴?向压应力计算应符】合,下列规定
—
! 1)整体管】壁横截?面受压时应》按下式计算》
《
,
:
— 式《中Fs压缩稳—定安:全系:数取值不应》小于:。4;:
,
【 《 L》全约束?管线系?统的受压缩直管段长!。度、带有端部压【缩载荷的《垂直管?段长度、管壁—横截面整体受压【缩,。应力的无支撑管道】长度(m)
!
: 》 2)局部管】壁横:截面受压时应按下式!。计算
!
】 3)当】管,壁采用Ⅰ型和Ⅱ【型层合板时式(【6.:4.13-6—)和式?。(6.4.1—3,-,7)中的轴向—拉,伸模量E1a—mx应等《于环向拉《伸模量E《1amΦ
【
6.4.14! 采用失效包【络线分析时应—分别计算在包括热】膨胀载?荷的持续作用—工况、?不包括?热膨胀?载荷的持续作—用,。工况:和偶然短时作用【工况下管《线各危险点的—轴向和环《向应:力值:该危险?点的应力状》态应在简化失效【包络线内
—