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毕业设计（论文）

8.5 直埋管道管壁厚度的计算

8.5.1 管道的理论计算壁厚计算 管道的理论计算壁厚应按下式计算 ?t?PdDo (8-14)

2?????Pd式中 ?t—管道理论计算壁厚(m)； r—基本许用应力修正系数。

8.5.2 基本许用应力修正系数(φ)的取用

基本许用应力修正系数(φ)的取用应符合下列规定： 1)．钢管基本许用应力修正系数应按表取用。

表8-4 钢管基本许用应力修正系数 焊缝形式 无缝钢管 双面自动焊螺旋焊缝钢管 单面焊接的螺旋焊缝钢管 φ 1.0 1.0 0.6 2)．纵向焊缝钢管基本许用应力修正系数应按表8-5取用 表8-5 纵缝焊接钢管基本许用应力修正系数 焊接方法 手工电焊 或气焊 焊缝形式 双面焊接有坡口的对接焊接 有氩弧焊打底的单面焊接有坡口对接焊接 无氩弧焊打底的单面焊接有坡口对接焊接 熔剂层下 的自动焊 双面焊接对接焊缝 单面焊接有坡口对接焊缝 单面焊接无坡口对接焊缝 φ 1．OO O．90 O．75 1．OO O．85 O．80 3). 管道壁厚附加值的计算 管道壁厚附加值按式（8-20）计算：

B???t （8-15） 式中 χ——管道壁厚负偏差系数，按表8-6取用。

表8-6 管道壁厚负偏差系数 管道壁厚偏差(％) 0 -5 -8 -9 -10 -11 -12．5 -15 χ O．050 O．105 0．141 0．154 0．167 O．180 O．200 O．235 当焊接管道产品标准中未提供壁厚允许负偏差百分数时,壁厚附加值可采用下列数据:理论壁厚为5.5×10-3m及以下者,B=0.5×10-3m;理论壁厚为6×10-3

～7×10-3m者,B=0.6×10-3m;理论壁厚为8×10-3～25×10-3m者,B=O．8×10-3m.

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管道取用壁厚应采用大于或等于计算壁厚的最小公称壁厚。

8.6 直埋管段的补偿与失稳计算

8.6.1 管道屈服温差的计算

管道的屈服温差应按式（8-21）计算：

?Ty?1?E[n?s?(1??)?t] ?t?PdDi2? 式中 ?—管道线膨胀系数，m/(m?C);

Pd—管道内的压力，Pa；

n—屈服极限增强系数，n取1．3；

ν—泊松系数，对钢材γ取0．3； Di—钢管的内径，m； ?—钢管的壁厚，mm； ?s—钢材基本许用应力。

以DN100为例进行计算。由式（8-22）可得

?PdDi0.6?106?(0.108?0.004?2)t?2??2?0.004?7.5MPa?s=124.3MPa，由式（8-21）可得 ?T1y?1.12?10?5?2.1?105[1.3?124.3?(1?0.3)?7.5]?118?C

二级网的(tg?th)

8.6.2 失稳计算

按北欧标准TC107,避免整体失稳的垂直荷载Ｑ应满足下式：

r2Q?sNzEIf0 式中 Q—作用在管道上单位长度的垂直分布荷载，Ｎ／ｍ;

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8-16）

8-17）

（（

(8-18)

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rs—安全系数，rs＝1.1;

Nz—运行工况下管道最大轴向力，Ｎ; E—钢管的弹性模量，E?2?1011Pa; I—管道截面的惯性距,m4; f0—初始扰量，ｍ.

初始扰量f0可按下式计算，其最小值为10mm

f0? 式中符号意义同式（8-23） 垂直荷载Q包括以下三部分

EI （8-19）

200Nz?Q?Gw?G?2Sf

Gw?(HDk?Sf?(4??)2Dk)?g 8D1?g(H?k)2K0tg? 22式中 Gw—每米管长的土层重量，N/m；

G—每米管长的预制保温管自重（包括介质及保温材料），N/m；

Sf—静土压力造成的剪切力，N/m；

K0—土壤静压力系数，K0?1?sin?；

?—土壤的内摩擦角。

以DN100管道为例计算整体失稳,本设计采用氰聚塑[7]直埋管道，假设管

道上的覆土深度为1.5m，则

Sf?D1?g(H?k)2K0tg? 2262

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10.17242??1800?9.8?(1.5?)(1?sin300C)tg300C 22?6469Gw?(HDk?(4??)2Dk)?g 8?(1.5?0.1724??50424?3.14?0.17242)?1800?9.8 811G??(0.17242?(0.1724?0.004)2)?1g??(0.1724?0.004)2?0.1082)?1?g?G水

44对于DN100的管道G水=77 N/m

11G??(0.17242?(0.1724?0.004)2)?50?9.8??(0.1724?0.004)2?0.1082)?40?9.8?7744 = 83 N/m

左边：Q=6469+5042+83=11594N/m

rsNz21.1?3.14?575955575955f0??7625 N/m 右边：EI2002?1011?4.9?10?6左边﹥右边 故不失稳

按照上述方法可对各个管道进行失稳校核。

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