壓力管道計算表.xls

1、壓 力 管 道 計 算 一一、管管徑徑計計算算SD144-85水電站壓力鋼管設計規(guī)范 1 1、經經濟濟流流速速 參數計算結果工程應用取值 設計流量經濟流速管徑 5 8854.732 2 2、經經驗驗公公式式鋼材材料力學性能 參數計算結果材質16 設計流量經濟流速管徑Q215215 88-4.792Q235235 3 3、彭彭德德舒舒公公式式材質16 參數計算結果16Mn345 設計流量設計水頭管徑15MnT 88455.006利用材料屈服強度 二二、管管壁壁厚厚度度計計算算 a a、按按內內水水壓壓力力初初步步計計算算 參 數 鋼管內徑跨中總水頭 鋼材屈服強度鋼材材質強度 mmkpa折算系數

2、54599000Q2350.44 工程計算取值0.015工程采用壁厚18 b b1 1、穩(wěn)穩(wěn)定定要要求求管管壁壁厚厚度度40mm不滿足 b b2 2、穩(wěn)穩(wěn)定定要要求求最最小小管管壁壁厚厚度度10mm滿足要求 c c、不不設設加加勁勁環(huán)環(huán)，外外壓壓穩(wěn)穩(wěn)定定計計算算 鋼材彈模壁厚內徑臨界壓力抗外壓穩(wěn)定 kpammm安全系數 2.06E+08185.00019.2222722 c c、設設加加勁勁環(huán)環(huán)，外外壓壓穩(wěn)穩(wěn)定定計計算算 參 數 鋼管平均半徑鋼材彈模壁厚加勁環(huán)間距泊松比 2.5092.06E+080.01880.3 計算過程是否滿足2倍大氣壓值 1+n2*l2/3.142/r2/rn2-1 2

3、6.752471470.00717417324滿足條件 三三、鋼鋼管管受受力力分分析析 參參數數輸輸入入區(qū)區(qū) 水容重鋼材容重平均直徑壁厚 管線與 水平夾角 9.8178.55.0180.01840 軸軸力力計計算算 每米水重每米鋼重 水、管 法向分力 鎮(zhèn)墩間鋼管 總跨數 鋼管自重 軸線分力 192.61924.4151330.0606721.905 伸縮節(jié)內水壓力填料摩擦力 支墩鋼管摩阻 填料長度總軸向力 97.352419.05243665.0300.2-1903.339 四四、管管壁壁應應力力分分析析 1 1、跨跨中中斷斷面面( (計計算算點點度度管管壁壁外外緣緣應應力力最最大大） a、環(huán)

4、向應力161533.225 b、軸應力 x1-6707.539x x1-1245.550-7953.09 兩端固結M443.389 c、強度校核65870.848 允許應力111375滿足條件 2 2、支支承承環(huán)環(huán)旁旁膜膜應應力力區(qū)區(qū)邊邊緣緣斷斷面面(=180(=180度度，剪剪應應力力x x=0)=0) a、環(huán)向應力164161.385 b、軸應力 x1-6707.539x x2-2490.801-9198.34 兩端固結M-886.671 c、強度校核69220.452 允許應力111375滿足條件 3 3、加加勁勁環(huán)環(huán)及及其其旁旁管管壁壁 a、加勁環(huán)截面尺寸 肋高肋寬上翼板寬上翼板厚管壁

5、等效翼緣 0.30.0360.30.0180.165 加勁環(huán)截面積 有效截面積截面慣性矩B1 0.01680.0228054.82E-040.7245779430.907 單支面積0.022805雙支面積0.028204668 截面慣性矩計算見截面幾何性質計算軟件 b、應力驗算 M1N12x1 4.29283814451.8888030.7107102.908686 -6707.539 鋼管內壁應力66914.585 鋼管外壁應力 92335.95833 最大應力值 允許應力111375是否滿足條件滿足條件 4 4、支支承承環(huán)環(huán)及及其其旁旁管管壁壁 a、支承環(huán)截面尺寸 肋高肋寬支承板寬支承板厚

6、管壁等效翼緣 0.40.0360.4000.0180.16576055 支承環(huán)截面積 有效截面積截面慣性矩B1 0.0222480.03541541.00E-030.6190530780.889 單支面積0.028215雙支面積0.03541538 截面慣性矩計算見截面幾何性質計算軟件 b、環(huán)向應力 水壓力223440.893kPa 支承環(huán)TR的3 計算斷面K1K2K1+B1*K2TR 0-0.2387320.3180.044327599 58.9583756 67-0.2645960.124-0.15399601 -204.82396 90-0.250.000-0.25-332.51505

7、900.250.0000.25332.515053 1130.2645964-0.1240.153996008 204.823963 1800.2387324-0.318-0.0443276 -58.958376 支承環(huán)M的4 ZR10.2ZR20.182ZR3 計算斷面K3K4MR 4（kPa) 管內壁 00.1112066 -0.068309886389.5485394 77843.1287 67-0.144060.125626419-499.2984-99774.343 90-1.44E-160.2535.9116257 7176.18735 901.443E-16-0.25-35.91

8、16257 -7176.1873 1130.1440604 -0.125626419499.2983999 99774.343 180-0.111207 0.068309886 -389.548539 -77843.129 軸向應力x x1-6707.538564 x369175.676內壁取正值 管外壁取負值 -m/3.14*r2* 2490.8903 x2計算表 計算斷面x2(kPa) 02490.89032 67973.26839 900.00000+ 900.00000- 113-973.26839 180-2490.89032 c、強度校核 c1、軸力產生應力相當應力計算表 計算斷面

9、 x（kPa) (2)+(3)(1)+(2)管內外壁環(huán)外壁 025105.66-4216.64827457.9025105.66 6717657.418-5734.27021116.7917657.42 9014051.891-6707.53918349.4014051.89 9032829.894-6707.53936646.9832829.89 11329224.368-7680.80733727.2229224.37 18021776.125-9198.42927552.0821776.13 允許應力135675鋼管內外壁是否滿足要求滿足條件 鋼管外環(huán)是否滿足要求滿足條件 最大應發(fā)生部位

10、90 c2、軸力彎矩產生應力相當應力計算表 計算斷面 x 管內壁管外壁環(huán)外壁管內壁 0102948.7995942.907-66749.2316 64959.03 67-82116.93 -73137.234135391.1424 63441.41 9021228.07920582.2225583.990178 62468.14 9025653.70726299.56441297.79514 62468.14 113128998.71 120019.020-88509.3571 61494.87 180-56067-49061.122113631.0169 59977.25 允許應力17212

11、5最大應力171859.6046 應力是否滿足滿足條件 5 5、抗抗外外壓壓穩(wěn)穩(wěn)定定分分析析 5.15.1管管壁壁抗抗外外壓壓穩(wěn)穩(wěn)定定分分析析 臨界壓力265.8951 是否滿足滿足條件 5.25.2加加勁勁環(huán)環(huán)抗抗外外壓壓穩(wěn)穩(wěn)定定分分析析 p12.00E+03是否滿足 p2255.63596滿足條件 5.35.3支支承承環(huán)環(huán)抗抗外外壓壓穩(wěn)穩(wěn)定定分分析析 p13928.06是否滿足 p2396.99385滿足條件 單位Mpa 164040100 205195 225215 16252536 325315 390375 225000 計算結果 水頭焊縫壁厚 乘數系數mm 1.250.90.015

12、 是否滿足 穩(wěn)定要求 不滿足 計算結果 臨界波數臨界壓力 壓 力 管 道 計 算 SD144-85水電站壓力鋼管設計規(guī)范 工程應用取值 5 鋼材材料力學性能 參 數 5265.895103 是否 重新計算 否 加勁環(huán)間距 含附件材料 重量系數 伸縮節(jié)水 頭 81.145 填料摩擦系數 支墩摩擦 系數 0.30.1 套管徑差 取兩倍的壁厚 環(huán)重心至內壁環(huán)重心至鋼 管中心距離0.15 b2.65 是否滿足2倍大氣壓值 滿足條件 0.106 x2x3 -2490.80179381.0412+內緣-外緣 92335.95833 環(huán)重心至內壁D環(huán)重心至鋼 管中心距離0.2 b2.700 0.108 3

13、1664.767557 -5783.474957 -9389.001412+ 9389.001412- 5783.474957 -1664.767557 -0.236 管外壁外環(huán)壁 70837.24708-91854.892 -90794.65211117733.725 6530.330487-8467.9011+ -6530.3304878467.90107- 90794.65211-117733.72 -70837.2470891854.8918 截面慣性矩計算見截面幾何性質計算軟件 截面慣性矩計算見截面幾何性質計算軟件 4（kPa) 叛斷 最大內外壁 應力 最大外環(huán) 應力 36646.9

14、832829.9 90 （kPa)最大應力 管外壁環(huán)外壁管內壁管外壁環(huán)外壁管內壁管外壁 -73392.324090170.257 147081.4 -66749.2316 126403 171860 -74909.9460126402.59 74039.51 135391.1424 -75883.214055016.551 87998.5 5583.990178 -75883.214054386.042 91900.08 41297.79514 -76856.4820111756.55 171859.6 -88509.3571 -78374.1040100516.28 68588.43 113

15、631.0169 171859.6046 管外壁取負值 x 叛斷發(fā) 生部位管外環(huán) 135391 計算時 自行查 看最大 應力發(fā) 生部位 171860 最大應力 1 壓 力 管 道 計 算 計算結果 基本資料 計算水頭流量管徑管壁厚鋼材材料 4588518 Q235 跨數加勁環(huán)間距管線水平夾角屈服強度 6840225000 環(huán)尺寸 項目型式肋高肋寬上翼板寬上翼板厚 加勁環(huán)倒T型0.30.0360.30.018 支承環(huán)工字型0.40.0360.40.018 支承方式 側向滾動程序未涉及 應力計算 斷面最大應力允許應力是否滿足 跨中65870.85111375.00滿足條件 支承環(huán)邊緣69220.4

16、5111375.00滿足條件 加勁環(huán)及旁管壁92335.96111375.00滿足條件 支承環(huán)及旁壁171859.60172125.00滿足條件 抗外壓 穩(wěn) 定 項目臨界應力安全系數是否滿足 管壁265.902滿足條件 加勁環(huán)255.642滿足條件 支承環(huán)396.992滿足條件 制作加工最小厚度 10mm滿足要求 計算依據SD144-85水電站壓力鋼管設計規(guī)范 鋼材的允許應力（折減系數） 應力區(qū)域膜應力區(qū)局部應力區(qū) 荷載組合基本特殊基本特殊 產生應力的內力軸力軸力和彎矩軸力軸力和彎矩 允許應力 明管0.550.70.670.850.81 地下0.670.9 壩內0.670.8/0.9 K1 m

17、axK1最小值 67-0.2646 0-0.23873 1-0.23874 2-0.23878 3-0.23884 4-0.23893 5-0.23903 6-0.23917 7-0.23932 8-0.2395 9-0.2397 10-0.23993 11-0.24018 12-0.24045 13-0.24074 14-0.24105 15-0.24138 16-0.24173 17-0.24211 18-0.2425 19-0.24291 20-0.24334 21-0.24378 22-0.24424 23-0.24472 24-0.24521 25-0.24571 26-0.2462

18、3 27-0.24676 28-0.2473 29-0.24785 30-0.24842 31-0.24898 32-0.24956 33-0.25014 34-0.25073 35-0.25132 36-0.25192 37-0.25251 38-0.25311 39-0.25371 40-0.2543 41-0.25489 42-0.25548 43-0.25606 44-0.25663 45-0.2572 46-0.25775 47-0.2583 48-0.25883 49-0.25935 50-0.25985 51-0.26033 52-0.2608 53-0.26125 54-0.26168 55-0.26208 56-0.26246 57-0.26281 58-0.26314 59-0.26344 60-0.2637 61-0.26394 62-0.26414 63-0.26431 64