2022年CASEAR2简易操作手册

1、第一章目录1 程序功能及性能简介 其次章程序安装 2 第三章调用程序 6 第四章建立模型 8 第五章静力运算 22 第六章静力运算结果 30 程序功能及性能简介从静力学角度而言, CAESARII4.0 具备如下运算功能：涉及全部静力荷载,如管道自重、内外压力、温度、附加位移、预拉伸（冷紧）、沉陷、集中荷载；分类运算荷载,结果可以相互叠加；可依据 WRC297 运算设备嘴子的刚度；精确模拟各种形式的波纹膨胀节；供应多种设计规范,如： ANSI B31.1 、ANSI B31.3 可依据 WRC107 运算设备嘴子应力条件；可验算设备嘴子受力条件；可运算风荷载、地震荷载；钢结构可与管道系统混合运

2、算；CAESARII 4.0 仍具备相当优良的使用性能,突出表现在输入输出方面；工具条菜单输 入采纳全屏幕填表方式,辅以求助信息、编辑命令和图形显示,使用户感到非常便利；输 出方面也很具特点,融入很多编辑命令,诸如翻页、查找、打印等,图形显示直观明白；CAESARII 4.0 具备这样的性能就使得用户无需把握太多DOS 命令,也不必死记程序操作步骤和数据输入格式； 该程序在解题才能方面没有严格限制,只须保证有足够的外存容量；CAESARII4.0 的配置要求：Intel Pentium Processor Mincrosoft Windows（95,98,NT4.0 或更高）操作系统 32MB

3、 内存（举荐）76MB 硬盘空间 CD-ROM 驱动器 注：CAESARII 4.0 要求 800600 辨论率（使用小字体） 或 1024768 辨论率（使用大字体）；第一章 程序安装安装程序需要 Microsoft Win95 ,Win98 或 NT4.0 以上的操作环境；具体安装步骤如下：1 把装有 CAESARII 软件的 CD 盘放入 CD-ROM 驱动器中,安装程序将自动开头；如果这样的话,用户可跳过第 2 步；假如安装程序不能自动开头,用户应当手动完成以下的步骤；2 单击 ；从掌握面板中挑选 ,显现添加/删除程序对话框,然后点击,开头安装程序；接着提示用户挑选目录一安装CAESA

4、RII ,也可通过挑选 来转变安装目录；3 单击,用户挑选安装类型；缺省的选项为“ 安全安装” 建议多数用户使用 这个选项；4 单击 ,用户挑选语言类型；5 单击 ,用户挑选定义程序快捷方式的文件夹；6 单击 ,用户定义所使用的ESL 颜色（白色）；7 单击 ,CAESARII 安装开头；一旦安装完成后, CAESARII 将进行 CRC 检查,以证明全部的文件已经正确释放安装；其次章 调用程序以 CAESARII 程序已被装入硬盘 下：1 点击任务栏的 按纽；CAESAR 子目录的情形下, 用户调用该程序的步骤如2 指向 ,显示全部可用的程序；依据设置不同,或许需要搜寻多级菜单；3 当看到

5、CAESARII 时,单击 CAESARII4.0 从而启动 CAESARII 软件,屏幕显示 CAESARII 程序主菜单,如图 31 所示；图 31CAESARII Main Menr 注：双击 CAESARII 快捷键（但必需留意此快捷键是 也可启动 CAESARII 软件；CAESARII 目录下的 C2.exe文件）,新文件管道模型结构模型动态分析配置材料加密锁打开文件埋地管静态分析静态结果帮忙用户可以从菜单中挑选文件（File）,输入数据（ Input）,分析类型（ Analysis）,输出结果（ Output）等菜单；全部的 CAESARII 分析都要求输入一个文件名,以便数据的

6、输入,模型的分析和对所定义的文件的输出绍果进行分析；文件名用 File 菜单来定义,具体操作方法如下：用户开头一个新的分析时,挑选File 菜单中的 New（或者单击 New 图标）,输入一个文件名和文件名所在的路径如图 32 所示；为了快速进入程序,用户应当输入文件名,然后挑选 Piping Input；图 32New Job Name Specification 留意：挑选 File 菜单中的 Open（或都单击 Open 图标）说明用户用一个对话框来挑选已存在的文件；常常使用的文件也可以从File 菜单中的“Most Recently Used” 中挑选；选择一个文件名并不能打开该文件,

7、它仅表示可以对该文件进行输入,分析,结果评判或进行其它的操作,但是用户仍需从菜单中挑选这些操作；第三章 建立模型1 总 述管道系统静力分析需要将诸如运算条件（温度、压力等）、管子材料特性（杨氏弹性模量、线膨胀系数、基本许用应力等） 、管子尺寸（直径、壁厚、长度）空间走向、约束方 式等作为基本数据输入；这些数据沿管道有所变化,在发生变化的地方设立节点,这样,整个管系被划分成很多单元, 每个单元由两个节点组成； CAESARII 4.0 采纳逐个单元输入 的方法,单元的输入以填表的方式完成,该表格在程序中称为 Spreadsheet,一个单元对应 一页 Spreadsheet；调出 Spreads

8、heet的具体操作步骤是：（1） 进入 CAESARII 主菜单,定义文件名（作法见第三章） ；（2） 挑选主菜单 Input 中的 Piping,Piping-Input 表格式输入菜单 Spreadsheet形式如 41 所示；图 41Piping Input Spreadsheet 留意：在挑选 Input 之前应留意主菜单上的 jobname挑选项可更换当前文件；Current jobname 是否是所要编辑的文件,执行其中栏内提示符含义：From To DX DY DZ Offsets Diameter Wt/Sch Corrosion Insul Thk Temp 1 Temp2

9、Temp3 Pressure1 Pressure2 Bend Rigid Expansion Joint SIF&Tees Restraints Displacements Hangers Nozzles 当前单元起始节点 当前单元终止节点 当前单元在 X方向上的投影 当前单元在 Y方向上的投影 当前单元在 Z方向上的投影 当前单元是否有偏差值,有就双击,然后输入有关数据 当前单元管子直径 当前单元管子壁厚 当前单元管子腐蚀裕量 当前单元保温层厚度 当前单元第一个运算温度 当前单元其次个运算温度 当前单元第三个运算温度 当前单元第一个运算压力 当前单元其次个运算压力 当前单元终止节点是否有弯管

10、,有就双击,然后在现弯管定义栏 当前单元是否是刚性元件,是就双击,然后显现刚性元件定义栏 当前单元是否是波纹膨胀节,是就双击,然后显现波纹膨胀节定义栏 当前单元终止节点是否有应力增强件或三通,有就双击,然后显现 应力增强件或三通定义栏 是否有约束,有就双击,然后显现约束定义栏 是否有位移荷载,有就双击,然后显现位移荷载定义栏 是否有弹簧支吊架,有就双击,然后显现弹簧支吊架定义栏 是否有管嘴,有就双击,然后显现管嘴定义栏Forces/Moments 是否有集中荷载,有就双击,然后显现集中荷载定义栏Uniform Loads 是否有分布荷载,有就双击,然后显现分布荷载定义栏Wind 是否有风荷载,

11、有就双击,然后显现风荷载定义栏Material 当前单元材料序号Allowable Stress 是否输入当前单元基本许用应力,是就双击,然后显现许用应力定义栏Elastic Modulus 当前单元杨氏弹性模量Poissons Ratio 当前单元泊松比Pipe Density 当前单元管子质量密度Fluid Density 当前单元管内流体质量密度Insulation 当前单元隔温层质量密度文件加密 批运算 插入单元 整体坐标 节点增量 显示输入列表运算 删除单元 搜寻节点 终止循环 显示距离膨胀节库弹簧设计标准弯管 SIF 包括管文件画图连续阀门法兰库标题分支 SIF 特殊选项包括结构文

12、件上一个按 Page Up和 PageDown键可上翻或下翻动 Spreadsheet 1.1 安装温度程序中安装温度的缺省值是21；此值可以修改,具体操作方法是：1.在 Spreadsheet下,点击 Kaux 菜单下的 Special Execution Parameters,调出 Special Execution Parameters子菜单；2.移动光标至 Ambient Temperature处,键入新安装温度；1.2 运算温度CAESARII4.0 答应定义三种运算温度,在Spreadsheet的 Temp1,Temp2,Temp3处输入,此处也可输入安装温度至运算温度和膨胀率；1

13、.3 运算压力CAESARII4.0 答应定义两种运算压力,在Spreadsheet的 Pressure处输入；可以考虑布尔登压力效应（ Bourdon Pressure Effects）,具体操作步骤是：1.在 Spreadsheet下,点击 Kaux 菜单下的 Special Execution Parameters,调出 Special Execution Parameters 子菜单；2.移动光标至 Activate Bourdon 后填 1 或 2；1.4 管内流体密度输入此值是为了计入流体的质量；当存在气液两相流体时,应输入平均密度；在Spreadsheet的 Fluid Dens

14、ity 处输入；1.5 腐蚀裕量CAESARII 认为腐蚀量降低管道承担连续荷载的才能,而并不啬管道柔性；此值在Spreadsheet的 Corrosion 处输入；1.6 保温层对保温层,输入厚度和质量密度,在Spreadsheet的 Insul 和 Insulation 处输入；1.7 管材特性管材特性包括杨氏弹性模量,泊松比,线膨胀系数,质量密度以及基本许用应力；CAESARII 有多种材料的数据库,常用的八种材料是：1-LOW CARBON STEEL 低碳钢2-HIGH CARBON STEEL 高碳钢3-CARBON MOLY STEEL 碳钼钢4-LOW CHROME MOLY

15、STEEL 低铬钼钢5-MED CHROME MOLY STEEL 中铬钼钢6-AUSTENITIC STAINLESS STEEL 奥氏体不锈钢7-STRAIGHT CHROMIUM STEEL 纯铬钢8-TYPE 310 STAINLESS STEEL 310 型不锈钢选用某种材料时,在 Spreadsheet的 Material 处输入序号,杨氏弹性模量、泊松比、线膨胀系数、质量密度随之相应确定；在 Spreadsheet的 Allowable Stress 处双击显现基本许用应力输入栏如图 42 所示；图 42Allowable Stress 其中各提示符含义如下：SC 安装温度下的基

16、本许用应力 SH1 第一个运算温度下的基本许用应力 SH2 其次个运算温度下的基本许用应力 SH3 第三个运算温度下的基本许用应力 F1 对应第一个运算温度的应力循环降低系数 F2 对应其次个运算温度的应力循环降低系数 F3 对应第三个运算温度的应力循环降低系数 Eff 纵向焊逢系数 Code 应力验算标准, ANSI B31.1 或B31.3等 Sy 定义最小屈服应力2 建立模型2.1 直管对于直管,输入长度、直径以及壁厚；在Spreadsheet中的 DX ,DY ,DZ 处输入直管单元在坐标轴上的投影,在 Diameter 处输入直径,在 Wt/Sch 处输入壁厚；2.2 弯管对于弯管,

17、输入直径、壁厚以及弯曲半径；在Spreadsheet中,移动光标至 Bend 处双击,表示单元终点处有弯管,屏幕右边随之显现弯管输入栏,如图 43 所示；图 43 Bends 各提示符含义如下：Radius Type 弯曲半径,缺省值为 1.5倍的英制公称直径；弯管类型,留空表示弯管两端为焊接连接填1表示一端为法兰连接另一端焊接连接；填2表示两端均为法兰连接Angle#1 Node#1 Angle#2 Node#2 Angle#3 Node#3 Miter Fitting Node#1的转弯角度 弯管上的节点,用于细分弯管 Node#2的转弯角度 弯管上的节点,用于细分弯管 Node#3的转弯

18、角度 弯管上的节点,用于细分弯管焊接弯管（虾米腰弯管）块数弯管壁厚,留空意为当前弯管壁厚与直管壁厚相等2.3 异径管分成如干直径递减的直管段输入；2.4 三通对于三通,主要是确定平面内应力加强系数和平面外应力加强系数；移动光标至Spreadsheet的 SIF&Tees 处双击,屏幕右边随之显现相应的输入栏,如图 44 所示；图 44 SIF&Tees 栏中各提示符含义如下：Node 三通所在节点 Type 三通类型 SIFi 平面内应力加强系数 SIFo 平面外应力加强系数 Pad Thk 加强板厚度 Ftg Ro 支管连接的最大接合半径 Crotch 挤压成形焊接三通的分歧点外径CAESA

19、RII 4.0 版给出十七种类型挑选；其中常用的有以下几种：1-REINF.FAB.TEE 板加强三通2-UNREINF.FAB.TEE 非加强三通3-WELDING .TEE 焊接三通4-SWEEPOLET 马鞍（加强）接头5-WELDOLET 焊接接头6-EXTRUDED WELDOLET 挤压成形焊接三通其中 SWEEPOLET 和 WELDOLET 是 BONNEY FORGE 公司产品；2.5 阀门和法兰 阀门和法兰的输入项相同,需输入长度和重量；阀门和法兰通常被认为是刚性元件；输入的方法是移动光标至Spreadsheet的 Rigid 处双击,然后在右边屏幕的Rigid Weigh

20、t 后输入重量；2.6 波纹补偿器 波纹补偿器大致由三部分组成；波纹管,接管,约束附件；不同类型的波纹补偿器其约束形式不同,精确描述波纹补偿器的关键是抽象其力学模型；不同类型的波纹补偿器其力学模型有所不同, 但一般主法是用 Expansion Joint 描述波纹管部分,而把接管作为直管处理,用 Restraints 描述约束关系； 在 Spreadsheet的 Expansion Joint 处双击表示当前单元波纹管,随后屏幕右边显现波纹管刚度输入栏如图 45 所示；图 45 Expansion Joints 栏中各提示符含义如下：Axial Stif 轴向刚度Trans Stif 横向刚度

21、Bending Stif 弯曲刚度Torsion Stif 扭转刚度Effective 波纹管的有效通径留意：波纹管的弯曲刚度和横向刚度之间有确定关系,所以只能挑选其一输入；在描述两点的约束时, 便利的作法是利用Restraints,在 Node 处输入一点, 在 Cnode处输入另一点,用 Type,Gap,Stif,Mu 描述具体的约束特性；3 约束 3.1 约束 约束的意义广泛,可以是各式各样的支吊架,也可以是设备嘴子；以下是一般支吊架和设备嘴子的输入方法,具体作法是移动光标至Restraints处双击,随之屏幕显示如图46 所示：图 46 Restraints 约束类型主要有以下几种：

22、X 表示约束是 +X 和-X两方向的 Y 表示约束是 +Y 和-Y两方向的 Z 表示约束是 +Z或-Z两方向的 RX 表示约束是 +RX 和-RX 两角方向的 RY 表示约束 是+RY和-RY两角方向的 RZ 表示约束是 +RZ和-RZ两角方向的 +X或-X 表示约束是 +X 或-X单方向的 +Y或-Y 表示约束是 +Y 或-Y单方向的 +Z或-Z 表示约束是 +Z或-Z单方向的 +RX或-RX 表示约束是 +RX 或-RX 单角方向的 +RY或-RY 表示约束是 +RY或-RY单角方向的 +RX或-RZ 表示约束是 +RZ或-RZ单角方向的 ANC 表示约束是全固定的栏中各提示符含义如下：N

23、ode 约束所在节点 Type 约束的类型 Stif 约束刚度 Gap 约束间隙 Mu 磨擦系数 Cnode 与Node相关连的节点3.2 位移荷载（初始位移）在 Spreadsheet的 Displacement 处双击,随之屏幕右边显现位移荷载输入栏,如图 47 所示：图 47Displacements 各项符号含义如下：Node DX DY DZ RX RY RZ 位移荷载作用节点 节点在 X方向的线位移 节点在 Y方向的线位移 节点在 Z方向的线位移 节点在 X方向的角位移 节点在 Y方向的角位移 节点在 Z方向的角位移注：带负号表示作用方向与坐标方向相反；3.3 预拉伸（冷紧）将预拉

24、伸作为直管单元处理,材料序号为 18；3.4 圆柱形设备上的嘴子以下输入是为了考虑嘴子的柔性；在Spreadsheet中双击 Nozzles,表示当前单元考虑嘴子,此后屏幕显现嘴子柔性挑选菜单,如图 48 所示：图 48 Nozzles 各项符号含议如下：Type 挑选嘴子评判标准Nozzle Node 嘴子节点设备上与嘴子节点相连接的节点Vessel Node 非必需输入；借此点可以输入嘴子 初始位移（在 Spreadsheet中输入）Nozzle Outside Diameter 嘴子外直径Nozzle Wall Thickness 嘴子壁厚Vessel Outside Diameter

25、设备外直径Vessel Wall Thickness 设备壁厚Vessel Pad Thickness 设备加强圈厚度Distance to Stiffener or Head 嘴子距设备一侧加强环或端部的距离Distance to Opposite 嘴子距设备一侧加强环或端部的距离Vessel Centerline direction Vessel Centerline direction Vessel Centerline direction 容器轴线的方向矢量在 X方向上的重量 容器轴线的方向矢量在 Y方向上的重量 容器轴线的方向矢量在 Z方向上的重量VesselTemperatureO

26、ptional 容器的温度；非必需输入,假如输 入就材料号应输入 Vessel 容器的材料号留意：假如嘴子有初始位移,不能定义给Nozzle Node,而应定义给 Vessel Node；无需描述 Nozzle Node 和 Vessel Node的约束形式；3.5 弹簧支吊架在 Spreadsheet状态下双击 Hangers,屏幕上显现弹簧输入菜单,如图菜单中各项含义如下：图 49Hangers 49 所示：Node 弹簧所在节点 Cnode 弹簧根部节点,不使用就可不填Hanger Table 弹簧表 CAESARII4.0 搜录了 19家弹簧制造 公司的新产品数据,键入？号可以列出这些

27、公司名称；键放序号表示挑选相应弹簧表Available Spaceneg.for 弹簧支或弹簧吊可用空间,填负数指弹簧支Allowable Load Variation% 弹簧荷载答应变化率Rigid Support Displacement 弹簧转为一般刚性支承的位移掌握量弹簧答应最大位移,填 0.001,程序将挑选Max. Allowed Travel Limit 恒力支吊架No.Hangers at Location 当前位置弹簧并联数,填负数为最大 答应并联数Allow Short RangeSpring 是否答应使用短程弹簧,填0为否,填 1为是0-No,1-Yes 当前弹簧总工作荷

28、载Operating Load Total at Multiple Load Case Design Free Restraints at Node Free Restraints at Node Free Code Spring Rate Theoretical Cold Constant Effort 多工况下的弹簧挑选方式,键入序号挑选 输入约束被释放的节点,用以确定弹簧基本 荷载 输入约束被释放的节点,用以确定弹簧基本 荷载 1-Y,2-XY,3-XY,4-XYZ,5-All 国内可变弹簧参数刚度 Kgf/mm VS120 荷载范畴 Kgf 弹簧序号VS30 VS60 VS90 最小荷

29、载最大荷载01 0.456 0.228 0.125 0.114 21.0 38.3 02 0.628 0.314 0.209 0.157 28.9 53 03 0.795 0.398 0.265 0.199 36.6 67 04 1.103 0.552 0.368 0.276 51 93 05 1.498 0.749 0.449 0.375 69 126 06 2.0 1.0 0.677 0.5 92 168 07 2.743 1.372 0.914 0.636 126 230 08 3.692 1.846 1.23 0.923 170 310 09 4.996 2.498 1.665 1.2

30、49 230 420 10 6.47 3.236 2.157 1.618 298 543 11 8.887 4.443 2.962 2.221 409 747 12 12.02 6.01 4.006 3.005 553 1010 13 15.25 7.626 5.083 3.813 702 1281 14 20.60 10.30 6.867 5.15 948 1730 15 25.61 12.805 8.537 6.403 1178 2151 16 32.82 16.41 10.94 8.205 1510 2757 17 46.02 23.01 15.34 11.51 2117 3866 18

31、 64.74 32.37 21.58 16.19 2978 5488 19 84.75 42.376 28.25 21.19 3899 7119 20 113.0 56.51 37.67 28.25 5198 9442 21 147.1 73.55 49.03 36.77 6767 12356 22 187.5 93.75 65.5 46.88 8625 15750 46 92 138 184 以上数据取自化工设计标准CD42B582 4 载荷4.1 集中荷载在 Spreadsheet的 Forces/Moments处双击,随之屏幕右边显现集中输入栏如图 所示：410 图 410 分布荷载各项

32、符号含义如下：Node1 集中荷载作用节点Node2 集中荷载作用节点FX X方向的集中力FY Y方向的集中力FZ Z方向的集中力M X X轴的集中力矩M Y Y轴的集中力矩M Z Z轴的集中力矩注：带负号表示作用方向与坐标方向相反；4.2 分布荷载在 Spreadsheet的 Uniform Load 处双击,表示自当前单元开头的全部单元均有均布荷载存在,随这屏幕右边显现分布荷载输入栏,如图 411所示；图 411Uniform Loads 如项符号含义如下：U X方向的作用值除非被转变；U Y方向的作用值U Z方向的作用值注：带负号表示作用方向与坐标方向相反；此值对当前单元以后的单元有效,

33、4.3 风荷载在 Spreadsheet的 Wind 处双击表示自当前单元开头的全部单元均有风荷载存在；屏幕 右边中的 Wind Shape为外形系数,此值对当前单元以后的单元有效；除非被转变；通常 此值在 0.50.65 之间；5 图形显示在 Spreadsheet状态下按 Alt+P ,随之屏幕进入图形显示状态,图 412 所示；图 412 图形显示状态中有以下命令选项：Options 掌握图形显示的选项View 掌握图形显示的方向Options 菜单中选项为：Highlights 挑选辉亮颜色Range 图形显示的范畴Pan 图形的平移Zoom 图形的缩放Restraints 显示约束A

34、nchors 显示固定点Displacements 显示位移荷载Hangers 显示弹簧支吊架Forces 显示集中荷载Nozzles 显示柔性管嘴Diameters 显示直径Wall Thickness 显示壁厚Node numbers 显示节点Expansion Joints 显示波纹补偿器Bends 显示弯管Insulation 显示保温层厚Length 显示长度Material 显示材料View 菜单中选项为：Reset 回到初始状态Volume Plot 双线显示执行以上挑选的方法是移动鼠标至所要挑选的命令处,然后点击；第四章 静力运算1 数据检查程序在数据检查过程中,可能显现三种提

35、示 : 图 51 （1）Warning 警告性错误（2）Fatal Error 致命性错误（3）Note 需留意的问题用户在第一次输入完成后,必需旱灾行数据检查方可进行静力运算；对于检查过程中显现的致命性错误, 用户必需返回到Piping Spreadsheet状态下进行修改； 对于警告性错误,虽然不影响程序运行,用户最好也要认真看看,以保证运算结果的正确性,否就,虽然程 序可以运行,但会得出一些不真实的结果；在数据检查过程中,可得到很多命令,分别简述如下：OK 用户已经在检查信息,数据检查应当连续 Cancel 取消数据检查并返回到主菜单 File 菜单中的各项分别为：Print Last

36、Message 打印最新信息 Print All Messages 打印全部信息 Restart Error Checking 重新开头数据检查 Return to Piping Input 返回到输入菜单 Options 菜单中的各项分别为：Show only Fatal Errors 仅显示致命错误 Turn this Message Off 关闭信息显示数据检查一旦完成,程序执行很多其它项的检查,例如嘴子的柔性和重心报告（这些运算可以在静态输出处理器中的Miscellaneous Data报告中打印）；胜利地执行完数据检查后,用户必需生成静力运算所要求的文件；这可以通过点击图 51 所示

37、的 Warnings Exist 对话框中的 Warnings OK-generate files（default）选项来实现；2 静力运算 输入完成后,用户要进行静力运算,有两种方法：第一种,先进行错误检查,然后再进行静力运算 具体作法：点击 File 菜单下的 Exit ,关闭 Piping Input Spreadsheet,显现 Quit Options 对话框, 挑选 Start Run,程序开头数据检查,检查无误后,程序返回到 CAESARII4.0 主菜 单,再挑选 Analysis 菜单中的 Static,程序进入 Static Analysis状态,然挑选 File 中的 A

38、nalyze,程序开头运算；其次种,显现 Quit Options 对话框后,挑选 Start Batch Run,程序将数据检查和静力计 算一起完成；即检查无误后,程序自动进入运算状态；3 工况组合 经过错误检查后的管模型分析的第一步是定义静态工况,这可以通过挑选 CAESARII 主菜单中的 Analysis-Static 选项来实现（挑选此项前, 管模型输入文件必需通过数据检查） ,此时屏幕上将会显现如下提示：图 52 Load Case Editor 注：这里程序举荐的工况组合数与输入数据有关；在说明如何对工况进行修改之前,先对屏幕以及屏幕上的有关字符作一说明；屏幕左边为荷载类型及应力

39、类型,右边为荷载组合情形；屏幕左上方的字符表示荷载类型：W 管道自重（包括管重、保温重、介质重和刚性元件重）WIND 风荷载D 管道附加位移T 温度P 压力F 集中力 /力矩,冷紧,弹簧初始荷载WNC 管道自重（不包含介质量）屏幕左下方的字符表示应力类型：SUS 表示冷态（一般指安装状态）OPE 表示热态（一般指工作状态）EXP 表示纯热态,包括温度和附加位移OCC 表示暂时荷载状态这是程序举荐的工况组合,假如没有特殊荷载或者不进行特殊运算,程序举荐的工况组合已足够,用户可直接使用,即挑选Recommend,显现 Recommend Load Cases,挑选Yes,这时程序将连续向下运行；假

40、如有特殊荷载,如风荷载、地震荷载等等,或者,用 户想进行一些特点的运算,这时用户可对程序推荷的工况组俣进行修改,键入自己所需的工况组合,用户最多可定义20 种工况；具体操作：挑选Edit 菜单中的 Add Entry ,这时屏幕右边 Load List 会增加一行,屏幕显示：图 53 Load Case Editor 利用屏幕Edit 菜单中的指令,用户可对工况进行修改（增加或删除）；如增加一种工况可用命令 Add Entry,如去掉一种工况可用命令Delete Entry ；具体操作：假如用户想在某一种工况的下面再增加一种工况,用户只需将光标移到该种工况所在的一行上,再挑选Edit 菜单中的

41、 Add Entry ,这时屏幕上,该种工况所在行的下面将显现一空白行,用户可键入自己所需工况,程序自动次序修改工况前面的标号；如果想去掉一种工况,用户可将光标移到该种工况所在行上,再挑选Edit 菜单中的Delete Entry,这时屏幕上,该工况已除去,程序自动次序修改工况前面的标号；用户也可以在某 一种工况上增加一种荷载或去掉一种荷载；修改完成后, 用户挑选 File 菜单中的 Analyze,程序将按修改后的工况进行运算,运行完成后,程序直接进入结果菜单 4 风荷载Static Output Processor状态；假如用户在 piping Spreadsheet状态中输入了风荷载,即

42、输入了风荷载体形系数,就用 户在静力分析运算时, 第一需进入 Analysis 菜单中的 Static,显现 Static Analysis 屏幕显示,单击 Wind Load Editor,进入风载荷编辑栏,屏幕显示：图 54Wind Load Specifications 屏幕上有关字符的意义如下：ASCE#7 Wing Load User-Defined Wing Pressure vs User-Defined Wing Velocity vs Wind Direction Specification 原美国国家标准 ANSI A58.1中风荷载数据,使用时键 入1.0,不使用键入 0

43、.0 用户定义风压与高度的关系,使用时键入1.0,不使用键入0.0 用户定义风速与高度的关系,使用时键入1.0,不使用键入0.0 风向说明X Wind Direction cosine Y Wind Direction cosine Z Wind Direction cosine ASCE#7 Wind Load Parameters 风向对于 X轴的方向余弦 风向对于 Y轴的方向余弦 风向对于 Z轴的方向余弦 原美国国家标准 ANSI A58.1中风荷载数据,下面几 项都是使用 ANSIA58.1 时,用户需输入的数据；Basic Wind 基本风速,最小值为 70米/小时Wind Expo

44、sure 场地类型,国内炼厂一般为 3 Structural Damping Coef Structural Classification 结构阻尼系数,一般为 0.03 结构分类,炼厂一般为 2 or Importance 结构重要性ASCE#7 Parameters Topographic Factor 原美国国家标准 ANSI A58.1中的地势参数Height of Hill 山的高度Crest 峰值Heihgt A bove Ground 高于地面的高度Distance from Crest 离山峰的距离Hill Type 山的种类CAESARII 答应用户使用三种不同的方法运算风荷

45、载：（1）使用 ASCE#7 （2）用户定义风压与高度的关系（3）用户定义风速与高度的关系CAESARII 缺省值为使用 ASCE#7 假如用户使用 ASCE#7,就应输入风向及风向以下的全部数据；假如用户使用自己定义的风压与高度或风速与高度的关系表,就需分别在风载定义编辑栏中的风压与高度的关系框和风速与高度的关系框中输入1.0,然后点击 File 菜单中的 Analyze,显现风压与高度或风速与高度的关系表；假如均布压力或速度作用在整个管道系统,在关系表中仅需输入 一个值,否就,用户需要输入压力或速度与风载的对应表；由于用户使用自己定义的风压与高度或风速与高度的关系表,只需输入风向一项,所以

46、用户在输入风压或风速时应将场 地类型、建筑物重要性系数等都要考虑进去；假如用户挑选风压与高度关系一项,显示：输入风向值后, 点击 File 菜单中的 Analyze,屏幕图 56Wind Pressure vs Elevation 这时,用户在风压（ PRESSURE）一列输入风压值,在高度（ELEVATION0 ）一列输入对应的高度值；这里输入数据与输入次序无关,用户可以按从低到高的次序输入,也可以按从高到低的次序输入,输入完成后,单击 风压与高度的关系表作一说明 依据建筑结构载荷规范化 GBJ9-87OK,程序将连续运行直到求解终止；现就垂直于建筑表面上的风荷载标准值,应按下式运算：Wk=

47、 z z s o 式中：WK 风荷载标准值 z Z 高度处的风振系数 z 风荷载体形系数 o 基本风压 风振系数主要在动力分析时使用,静力分析时一般不考虑；风荷载体形系数请参考其次章；风压高度变化系数,应依据地而粗糙度类别确定,见下表：离地面或海平面高度地面粗糙度类别C m A B 5 1.17 0.80 0.54 10 15 1.38 1.52 1.00 1.14 0.71 0.84 20 1.63 1.25 0.94 30 1.80 1.42 1.11 40 1.92 1.56 1.24 50 60 2.03 2.12 1.67 1.77 1.36 1.46 70 2.20 1.86 1.

48、55 80 2.27 1.95 1.64 90 2.34 2.02 1.72 100 2.40 2.09 2.11 注： A 类指海南、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B 类指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的中、小城镇和大城市效区；C 类指有密集建筑群的大城市市区；这里只列出了部分数据,更具体的内容请参考建树结构荷载规范 GBJ9-87；基本风 压值请参照全国基本风压分布图；第五章 静力运算结果运算结果菜单（Output）,有两种方式：第一种,程序运行完成后, 直接进入 Static Output Processor；其次种,挑选主菜单Output 菜单中的 Static,屏幕将显示：图 6

49、1Static Output Processor 静力运算结果菜单分为三部分：荷载工况选项区、结果数据选项区、输出格式选项区；先介绍一下结果菜单中有关字符的含义：左力一栏为荷载工况选项区（章；Load Cases Analyzed）,其中有关字符的含义请参看第四中间一栏为结果数据选项区（Report Options）,其中有关字符的含义：Displacement 节点位移Restraints 约束力Restraints Summary 总体约束力Global Element Forces 整体单元内力Local Element Forces 局部单元内力Stresses 单元应力Sorted

50、Stresses 分类应力右边一栏为一般运算结果选项区（General Computed Results）,输出方式挑选区（Miscellaneous Option）和运算所用的单元（ Units ENGLISH.FIL ）其中：Hanger Table 弹簧支吊架表Hanger Table Text 各弹簧支吊架分别列表Input Echo 输入显示开关Miscellaneous Data 其它数据显示132 Column Reports 设备宽行输出SI 表示单位制为国际制单位具体操作是：挑选 Input Echo,然后挑选 Options 菜单中的 View Reports,显现 Inp

51、ut Listing Options 编辑框,从 Report Options 中挑选需要显示的各项,如,Elements,Bend,Rigid 等等,然后单击 OK,显现 Static Output Processing 显示屏,显示 PIPE DATA；假如挑选 Miscellaneous REPORT菜单；1 运算结果输出（ Static Output Procssor）将静力运算结果菜单中所要挑选的项以亮块复盖,具体作法：用鼠标单击所选项；假如将结果屏幕显示,挑选 运算结果显示到屏幕上；Options 菜单中的 View Reports,选项完成后,程序直接将假如直接将结果输出到打印机

52、上,挑选 File 菜单中的 Print ,然后挑选所要打印的范畴以及打印的份数,选项完成后,程序直接将运算结果输出到打印机上；假如将结果形成文件后,输出到磁盘上,挑选 示：File 菜单中的 save 或 save as,屏幕显图 62 用户可把结果输到 A 盘,B 盘或 C 盘的任意路径下；挑选完成后,单击储存,程序又回以结果菜单状态（ Static Output Processor）；假如想在结果报表中作一些说明,仍要挑选 Options 菜单中的 Title Lines,选项完成后,程序进入输入标题选项状态（Title Lines Entry）,屏幕显示：图 63 Title Line

53、s Entry 用户在屏幕上键入标题内容,然后单击 2 运算结果分析OK,程序返回到结果菜单状态；管道的静力运算结果一般包括：管道应力,管道上各约束受力,管道各点位移,应力运算结果主要用于对管道进行应力校核,CAESARII 4.0 版本应力校核供应多种规范 （祥细说明见其次章）；对于石油炼制厂管道一般采纳 ANSI/ASME B31.3 ；依据 ANSI/ASME B31.3 1996：1）由于管道内压力所产生的环向应力不大于热态许用应力；2）由于压力、重量和其它连续载荷所产生的纵向应力的总和（S1）不大于热态许用应 力（ Sh）；3）对于运算出的许用应力范畴SE,其许用位移应力范畴为；SE

54、=f（1.25Se+0.25Sh）其中：Se冷态时的管子材料许用应力 Sh热态时的管子材料许用应力 f在全部工作年限内,依据管线伸缩的总循环次数确定的应力降低系数；当 Sh 大于 S1 时,可用合成应力范畴（ Se+S1）与许用合成应力范畴 SA 比较,其许用合 成应力范畴为：SA=1.25f Se+ Sh- S1 4）由于压力、重量和其它连续荷载所产生的纵向应力,以及如风或地震等暂时荷载所产生的应力之和, 不大于热态许用应力的1.33 倍；风和地震的作用为不需考虑会同时发生；管道应力校核一般包括一次应力校核和二次应力校核（有暂时荷载时仍要进行暂时核 载应力校核）；管道承担内压和连续荷载而产生

55、的应力,属于一次应力,管道承担同我荷 载、地震荷载、水冲击和安全阀动作冲击等荷载而产生的应力,也属于一次应力,但这些 荷载都是属于暂时荷载；管道由热胀、新华通讯社缩和其它位移受约束而产生的应力,属 于二次应力；管道由于温度不匀称的温度梯度或内外壁径向温度梯度产生的温差应力,以 及管道与连接部件有不同的金属特性（线膨胀系数不同）而产生的热应力属于二次应力,关于管道应力分类请参考有关管道应力方面的书籍；3 一次应力校核在静力运算结果菜单 （Static Output Processor）中,挑选 Load Cases Analyzed下的（SUS）W+P1+F1,Report Options 中的

56、 Stresses,然后挑选 Options 菜单中的 View Reports,屏幕显 示如图 64 所示：图 64 Static Output Processing 屏幕上有关字符的含义：CAESARII STRESS REPORT CAESARII 应力运算结果报表FILE 文件名CASE5 （SUS） W+P1+F1 表示工况DATE 日期*CODE STRESS CHECK PASSED 表示应力检查通守, 如检查不通过； 就显示：CODE STRESS CHECK FAILED 所用规范（这里显示的内容与 Spreadsheet中输入的PIPING CODE 一样）ELEMENT

57、NODES SIFS IN/OUT PLANE单元节点 表面内 /平面外应力加强系数HIGHEST STRESSES 最大应力值Kpa 表示应力值的单位为千帕CODE STRESS% 表示综合应力（ CODE STRESS）所占许用应力（ALLOWABLE STRESS ）的百分比CODE STRESS 综合应力BENDING STRESS 弯曲应力TORSIONAL STRESS 扭转应力AXIAL STRESS 轴向应力ALLOWABLE 许用应力 NODE 节点号3D MAX INTENSITY 三维最大应力 假如 ALLOWABLE 大于或者等于 CODE STRESS,一次应力校核通

58、过,否就不通过；依据屏幕 HIGHEST STRESSES 所对应的 NODE 可知道最大应力点所在的位置；4 二次应力校核 在应力运算结果菜单（ Static Output Processing）中,挑选 Load Cases Analyzed 下的（EXP）DS5=DS3-DS4,Report Options 中的 Stresses,然后挑选 Options 菜单中的 View Reports,屏幕显示如图 65 所示；图 65 Static Output Processing 屏幕上有关字符的含义请参考一次应力校核；假如 ALLOWABLE 大于或者等于 CODE STRESS,表示二次

59、应力校核通过；假如 ALLOWABLE 小于 CODE STRESS,但一次应力校核通过,可按合成应力进行校 核,假如合成应力不大于合成应力的许用应力范畴,也表示二次应力校核通过；5 管道各点位移（1）冷态的管道各点位移 在静力运算结果菜单 （Static Output Processor）中,挑选 Load Cases Analyzed中的（SUS）W+P1+F1,Report Options中的 Displacements,然后挑选 Options 菜单中的 View Reports,屏幕显示：图 66 Static Output Processing 屏幕上有关字符的含义：CAESARI

60、I ISPLACENT REPORT CASE5 SUS W+P1+F1 Displacements mm CAESAR位移结果报表 工 况 为 第 五 工 况 （ SUS ）W+P1+F1 线位移（单位： mm）DX X方向的位移DY Y方向的位移DZ Z方向的位移Rotationdeg. 角位移（单位：度）RX X方向的角位移RY Y方向的角位移RZ Z方向的角位移注：对于线位移,沿坐标轴正向为正,沿坐标轴负向为负对于角位移,按右手螺旋定就,大拇指指向,沿坐标轴正向为正,沿坐标轴负向为负；屏幕上其它有关字符的含义请参考 一次应力校核（2）热态时管道各点位移在静运算结果菜单中,挑选（OPE）