4.—3  单《层板和？层合板性能 】 4—.3.1  由于增！强材料的类型、品种！比较：多除了常规》的玻璃？纤维之外还有高强玻！璃纤：。维、碳？纤维等本《规范：无法全？部给出相应单—层板：的力学性《能值同时《影响纤？。维增强材料性能的因！素也非常多如温度】、湿度、《铺层工艺、操作【方法等因《此本规？范，给出了采用铺层实】测法来确定单层板的！性能：这样才？能，真实反映当时设计、！制造等条件下的【材料性能 —。 ，     采用！铺层计？。算法同时又选用玻】璃纤维增强材料【时根据国外经验则】可引用本规范表4.！3.1？-1～表4》.3.？1-3中的数据【进行设计《为了验证《本规范表4.3.1！-1数据《上海：富晨化工《有限公？司委托有关单位进行！了试：验结：果表明本规》范表4.3.1-】1中的数《据较保守只》要采用合格的铺层材！。料和按照通用—要，求的工艺进》行制造是《可以满足该最低【性能要求的同—。时在本规范》第，8章：中，对上：。述数据的《测试方？法作了规定 ！     玻璃纤！维增强塑《料单层板《给定性能值》是在：其纤维(或树脂)含！量较为固定时的值】 《 4？.3.2  设【计人员获得层合板】的力学性能有两个方！法第一个《方法是在《缺少实测参数—或历史？数据时可根据层【合板理论采用铺层】计算：法，。即采用表4.3.】。1-1单层板数据】进行铺层《计算获？取层合？。板的计？算，参数但该方法的设计！数据偏保守特别【是对于交叉缠绕制】品；第二个方—法是采用铺层实测法！。。获得即进《行相应的实验验【证并保证每个检【测项目？。。。的试样在15件【。以，上同时试验数—据应采用置信—度处理表4.3【.2-1《中的：检，测项：目是采用本规范进行！。设计所需《要的基本参》数，其测试方法在本规】范第8章中》均有规定 】 ，  ：   通常理论计】。算，法的设计数据接近】于实际铺层》的力学性能当—采用：铺层：。实测法进行》单层板和层合板性】能的检测取值或验证！时本规范按照通用】。。试验数？据处：理方法采用t—分布单侧《97.5％》置信度临界值—这比EN 1—312132—008＋A》12010标—准第7.8.3条】中系数k的取—值数据相《对保守？和安全表2是t分】布临：界值与k《值的比较 ！ 表2 t分布临】界值：与k值 【 ！ Ⅰ： ，设备设计安全系数与！许用应变《 ： ， 4—.3.3《  设备力学性能的！设计：安全系？数是依据目》前国内实际设计【和工程应用情—况同时参考了国外相！关标准而《确定的公式中—略去了与运》行，周期内压《力、温度波动—相，关的分项设计系【。数因为在允许的许】用应变水平内该值取！1，.0同？时对层？。合板长期性能的分项！设计系数K4的取】值在：本规范？表4.3.7中进行！了简化 》 《。4.3.《4  本《条详细罗列了当采用！。铺层计算法和铺【层实测法确》定材：料性能的试验和验证！分项设计系》数K：1取：。值时：对于：。层合板？、单层？板，的试样？条件、数据处理方】法等要求在分—项设：。计系数？K，1的取值中尚需注意！ ：  》  ： (1？)本条第1款—的第1？、2项中产品性能的！历史数据主》。要指认可的产—品检验报《告、产品性》能测试报《告等：；  】   (2)本条】第1款？的第3、4项和第2！。款规：定了在满足相应【条件下可以采—用5个试样数据【为一组的简单试验来！。检测验证层合板【或，单层板的相》关性能和《取，值方法；《 —    (3)验证！数据所用的单层【板为：试验室模拟制—样而层合板则—分，为试验室模》拟制样和制造厂按实！际，设计铺层加工成【设备：、再从设《备上取样的两种方法！ 4.】3.8  本条【第，。6款列出了设备【层合板的许用剪切应！力，计算公？式而设备层合板剪】切强：度表征属面》内剪切形式即检测】垂直于？层合板？、沿厚度方向的剪切！强度：其检测？方，法在现行国家标准】纤，维增强塑料冲压【式剪切强度》试验方法GB—／T 1450.2！中，已有：规，定当无？检，测，。值时根据《国内：外使用经验设备层合！板的：。剪切强度取50 ！ 》 Ⅱ 管道的—许用：应力与？许用应？。变 》 4.—3.9  本条第】1款：管道设计指定值法】要求所有载荷—组合的最大应—力要小于许用应【力其载荷组》合中包？括内：压、：外压：。、自：重、支架位移等持】续载荷热膨》胀载荷、风、地震】、临时检修等偶【然，短时载荷但不—包括：水，压试验载荷》水压试？验，的压力为设计压力】的1：.3倍且不进行应】力校核 》   —  本条第2款～】第4款？管道设计长》期，性能测？试法的？安全系数选取与其他！一些国？际标准相比较取【值较为保《守且考虑《了失效包《络，。线等问题 【     按照！本条采用的指定值法！和长期性能测试【法在应用国际—。通用的管《道应力分析》软，件(如C《AES？AR ⅡB》EN：TLY AUTOP！IPE等)时—可以进行如下处【理即若采《用指定值法则在管道！。应力分析软件—中可选？择BS 7159】-1989标准【若采用长期性能测试！法则在管道应力分】析软件中《可选择ISO— 1469》。2-2002标【准 ： 4.【3.10  本条的！指定值法规》定与BS 》7，159-1989的！方法A相《当，在国际上《其他：标准中？如，。ISO 1469】2-2002和【A，。SME B3—1.3-2010对！于缠绕结构均只规定！了长期性能》测试法后《者对在本《规范第6.1—.11条中管道层合！板的：Ⅰ型和Ⅱ型铺层结构！分类规定了10倍】安，全系数办《法的要求大致相当于！本规范管道》许用应变《的，指定值法按》照ASME》 B31.3-【201？0规定的《相关强度和模量参】数计算其许用应变约！为0.0010【6～0.0》0133《。的水平而且与—应用环境无关—B，S， 71？59-19》89中的指定值法】。由于综合考虑了【温度和化学腐蚀【环境的？影响而且应》变值在0.000】9～0.00—18之间比ASM】E的办法科学而且两！个规范数据》相比BS 7159！。-19？89的数据并不很】高同时该标准从【1989年版以来一！直确：认有：效在国？际上的纤维增—强，塑，料管道工程中广泛应！用说明该取值法【是可靠的 】     本条第！5款的规定是—对于：多层缠绕结构—的应变限制主要是】因为该结构具有【各向异性和拉剪【耦合效应等特点如】。果设计者《能对该缠绕结—构进行详《细，。的各向异性弹性分析！证明在载荷的联【合作用下该层—合板结构的主应变和！剪切应变《均小于许用应变【可以采用指》定，值，法确定的许用应变】否则应采用保守【的0.0009许】用应变数据各向异】。性弹性分析可以参考！复合材料力学—相关章节通常采取的！流程为 】     (1)计！算单层板正》轴刚度矩阵》[Q：]；如？无实：。测数据可查本规范】表4：.，3.：1-2获《取，主向弹性《模，量E：1＝28《000N／(mm·！kg／m2》)，查本规范表》4.3.1-3得v！12＝？0.27v21＝】0.07《5反推计《算横向弹性模量 ！。     (！2)计算对于缠【绕角的单层板偏轴刚！度矩阵？[Q]；《   】  (3《)计算层合板—的刚度矩《阵[A]和柔—度矩阵？[a]？；  】   (4)—代入载荷计》算出偏？轴应变并转换为主】轴应变并做计算【判定 【  ：   通常管道【缠绕为±θ角—的交叉缠绕》结构属于反对称角铺！设，层合板将会产生剪】切弯：。曲，耦合及拉压扭—曲耦合但这些耦【合的程度随层数的增！加按：。1／N的比例减小当！±θ角的《交叉：缠绕结构的层数≥4！时可以近似认为这些！耦合：效应消失可以简化将！耦合矩阵《[B]设为0 【 4.【3.11  —本，条对于？确定管道许用应变的！长期性？能测试法作了规定其！。试验方法在现—行国家标准玻—璃纤维增强塑料【夹砂管？GB：／，T 21238-2！00：7附录B中有—规定本条将》持续和偶《然作用载《荷以及热膨胀载荷】分别作了对应许用】值的处理《符，合地上管线受力【分析的特点在长【。期，性能测试法中对于式！(4.3.11【)中设计《安全：系数：的规定在国外标准B！S 7159-1】989？中为1.3ISO ！1469《2-：2002中为—1.：5ASME》 ，B3：1.3-2》010中为2.【0该系数的不—同取值？与各：标准的应力计—算和安？全判定有关 — 》    (1)BS！ 7159-19】89中的应力计算】均，。为持续载荷》未考：虑短时？作用载荷对应设【计，压力载荷下的系数为！1，.3 《。 ：  ？   (2)—IS：O， 14？692-2002】中要：考虑：偶然短时作用载【荷，其中包括水》。。压试验载荷1.【5倍设计压力若按】此载：荷计算反《推对应设计压力【载荷下的系数—应为：。1.5×1.5／1！.，33＝1.69 】    】。 (3？)ASM《E B3《1.：。。3-2010—规定了？。考虑偶然短时—作用载？荷，在计算？中予以计及但1【.5倍设计压力【的水压试验载—荷，。不需要再进》行应力计算》校核：如果将1.》5倍的水压试验载荷！做应力计算相当于】设计压力《载荷下的《系数为2.0／【1.5＝1.3【3 ： ？   《  因此《本规范？确定采？用的长期《性能测试法和设【计安全系数与IS】O 146》。92-2《002？相当不仅相对—安全而且概念清【晰同：时该标准也在国际纤！维增：强塑料？管道的设计计算中大！量采用利于》国际交流《   】 ， 在式？(4：.3.11)、【式(4.3.1【2)和式(》4.3.1》4-2)中均涉【及“设计寿命—”概：念设计寿命与许用应！变，、设计安全系—数，、选用材料、成型工！艺、使用工况、维】。护保：。养等很多因素相【关依据目前》的综合技术水平很难！。给出：一个统一的》设计使用年限当有】成熟使用业绩及【案例采用相同材料和！制作：。工艺制造相同产品】时其：设计使用寿命可【参考原有业》绩或案？。。例的寿命；》在设计工况、材【料和：制作：工艺相同的情况下】通过加大《设，计安全？系数降低许》。。用应变可一定程度上！延长设？备或管？道的使用寿命—；通过长《期性能试验模—拟使：用，工况进？。行加：速老化试验根据试】验结果采用长期性】能测试法来》推导设备《或管道的预》期使用寿《命；本规范采—用设计？。安全系数法设计的】设备和采用指定值法！设计的管道与相关】国外先进《标准一样均》无法给出有依据【的设计寿《命只是当采用该【方法进行《设计和选材时可得】到一个虽不明确但】。相关方均可接受【的潜在预期使—用周期 ！4.3.14  】本条描述了确—定简：化失效包络线的【过，程管：道，的轴向和环向应【。力计算？值应落在简化失效】包络线内《表明设计是安全【的 ？