虹吸式屋面雨水排水系统固定件受力分析精品

1、虹吸式屋面雨水排水系统固定件受力分析第一部分基本情况说明黄骅港属半湿润大陆季风型气候，四季分明。一、二月最冷，通 常八月最热。该项目安装过程从4月份开始至5月份安装结束，环境 温度大致为5C 25C,雨水温度大致与当时降雨季节温度接近，为5C15C左右，故管道内雨水温差按 T =20C考虑以De250高密度聚乙烯管为例，管道壁厚为9.6mm,固定系统导轨悬吊点间距w 2.5m,水平悬吊管道管卡间距w 2.5m。方钢型号： 40 X 40 X 2.0mn悬吊系统荷载如下管径(mm)方钢导轨尺寸(mm)吊点间距(m)管卡间距(mm)满水状态均布静何载(kg/m )说明De7540 X 402.50

2、.88.53De9040 X 402.50.910.41De11040 X 402.51.113.52De12540 X 402.51.216.22De16040 X 402.51.624.00De20040 X 402.5235.27De25040 X 402.52.553.30悬吊系统布置示意图如下:II亠悬吊螺杆悬吊螺杆热镀锌方钢1:悬吊管卡悬吊管卡HDP管悬吊系统安装详图方钢卡方钢连接件安装片第二部分方钢导轨的计算一、HDPE管道轴向内力1、计算依据C 0.2 HDPE管道的轴向内力应按下列公式计算:NpE=crPE * ApecfpE a * E * ATAPE =tt ）式中Npe

3、HDPE管道的轴向内力（N） 聪 HDPE管道的温度应力（N/n?） fAprHDPE管道的横截面积（m2）；E -HDPE管道的弾性模量Dw HDPE管道外径HHDPE管道内径（m几(C.0, 21)(C. 0. 2-2)(GO. 2-3)呼比悔点co 10)(J (ks-O61O.QL?-0.025低圧衆乙炼O.D 131-0.0142Z4.55102、HDPE管道轴向内力计算过程(De250)管道内雨水温差 T按照20 C考虑Ape=3.14*(0.1252-(0.125-0.0096)2)= 0.007246618mfeE=2*10-4*0.0078*105*20二 3.12 MPaN

4、pe=3.12*0.007246618=0.022609447MN=2.26 104N、固定件导轨的轴向应力计算1、计算依据N$tz=_7-(C. 0. 3-1)HDPE管道定件导轨的轴向应力应按下列公式计算ffSTcr(C. 0, 3-2)式中丹T固定件导轨的轴向应力Nst固定件导轨承受的轴向力(N),N = NPE|Ast导轨的横截面积(m2)；d导轨的允许应力(N/n?，可由材料手册查得&2、计算过程cSt=0.0226/(0.042-0.0362)= 74.37318063 MPa o=112 MPa三、固定件导轨的正应力计算1、计算依据C. 0.5 HOPE管道固定件导轨的正应力恆按

5、下列公式计算:(C 0, 5-1)(C. 0.5-2)W =匚笙(C. 0.5-3)1 60 ff. C. 0.5-4)max -式中HDPE管道固定件导轨的最大应力(N/m);HDPE管道固定件导轨的最大弯矩(N m)iW,HDPE管道固定件导轨的抗弯截面模量(mJ ?qHDPE管道充满水时单位长度上的分布荷载(N/ m),q=HDFE管材重量十满管水重量+固定件导 轨重量+其他固定件重量辛IHDPE管道固宦件导轨悬挂点间距EhbHDPE管道固定件导轨截面宽度m升hHDPE管道固定件导轨截面高度(7HDFE管道固定件导轨材料的允许应力(N/n?, 可由材料手册查得2、计算过程Mmax=533

6、.0*2.52/8=416.4063Wzax=0.04*0.042/6=1.06667*10 -5cmax=0.035478282/(0.0$-0.0352)= 39038085.94Pa=39.038MP(=112结论: 满足设计和使用要求第三部分管卡吊杆受力计算、HDPE管道固定件悬吊杆的受拉承载力分析：血=n rod式中：応悬挂杆的拉应力（N/m2）层m悬挂杆的横截面积（m2）J悬挂杆的允许拉应力（N/m2），可由材料手册查得：f=215 MPa（ N/mm2）（设计值）;1 =112MPa（ N/mm2）。HDPE（250）:由受力得 53.3x2.5=133.25kg 得讥=1.33

7、25x10,月咼（本工程用 1（螺栓有效截面面积）=58.9mm2z = 1.3325 XO3 X1.4（活载分项系数）/58.9=31.67232598工=112MPav f=215 MPa结论:满足设计和使用要求、HDPEf道固定件立管卡螺纹杆的受拉承载力分析：c roll式中.丄翻立管卡螺纹杆的剪切应力（N/m2）人 rod -一立管卡螺纹杆的横截面积（m2）Tr悬挂杆的允许拉应力（N/m ）,可由材料手册查得:f=215 MPa（ N/mm2）（设计值）;=112MPa( N/mm2)。HDPE(250):由受力得立管卡螺纹杆所受剪力二管道产生的轴向内力4NPe=3.12*0.0072

8、46618=0.022609447MN=2.26X 10 N占咼(本工程用 18螺栓有效截面面积)=203mrnrad =2.26 X 104 N /203=107.6190476 T =112 MPa v f=215MPa结论:满足设计和使用要求第四部分管卡的计算一、悬吊管卡应力计算1、悬吊管卡承受的HDPE管道轴向内力管卡受力 N=Npe=0.022609447MN=2.26X 10N管卡受力横截面积A=管卡周长*管卡厚度=(0.25*0.0025)cSt=N/A=0.022609447/(0.25*0.0025)= 36.1751152 MPa (=112 MPa最不利位置应力计算cst

9、= N/A=0.022609447/(0.04*0.0025*4)= 56.52361MPa (=112 MPa2、悬吊管卡承受的HDPE管道竖向荷载管卡受力N二管道竖向荷载=53.30Kg=533.0N管卡受力横截面积A=管卡宽度*管卡厚度*2=(0.04*0.0025*2)cst= N/A=533.0*1.4*2.5/(0.04*0.0025*2)= 9.3275MPa (=112 MPa二、立管卡应力计算1、立管卡承受的HDPE管道轴向内力管卡受力 N二Npe=0.022609447MN=2.26X 104N管卡受力横截面积A=管卡周长*管卡厚度=(0.25*0.0025)cst= N/A=0.022609447/(0.25*0.0025)= 36.1751152 MPa o=112 MPa2、立管卡承受的HDPE管道竖向荷载此情况下，管道及管道内水的重量直接作用到立管底部埋地部分，可不予考虑。结论：满足设计和使用要