架空管道计算书

《自承式给水钢管跨越结构设计规程》（CECS214-2006）-----------------------------------------------------------------------1基本资料1.1设计资料支座形式两端支墩结构重要性系数γ01.00计算跨度(m)10.00钢材牌号Q235钢管内直径D(mm)300是否有焊缝是管壁厚度t(mm)10焊缝强度折减系数0.90支撑形式环式是否有加劲环是支承半角θ(°)45加劲环个数2支承环肋总宽度ah(mm)12.0加劲环宽度a(mm)15.0支承环肋间净距bh(mm)100.0加劲环高度h(mm)100.0支承环肋高hh(mm)100.0管道真空压力标准值(N/mm2)1.00钢管容重(kN/mm3)78.50温差标准值(℃)30.00结构自重放大系数1.20温度应力折减系数k0.50管内水容重(kN/mm3)10.00风荷载(kN/m)1.36工作内水压(N/mm2)0.50施工或检修荷载(kN/m)2.00纵向内水压力考虑平管和弯管夹角(°)30.002计算内容1)荷载计算2)内力计算3)强度验算4)稳定性验算3几何参数计算4荷载标准值计算(1)每米钢管重=0.917kN/m(2)每米管长水重=0.707kN/m(3)设计内水压Fwdk=max(Fw+0.5,0.9)=max(0.50+0.5,0.9)=1.000N/mm25内力计算单位:荷载——kN/m，弯矩——kN.m，剪力——kN。5.1单工况下的内力计算5.1.1钢管自重 计算模型 弯矩图 剪力图5.1.2管内水重 计算模型 弯矩图 剪力图5.1.3风荷载 计算模型 弯矩图 剪力图5.1.4施工或检修荷载 计算模型 弯矩图 剪力图5.2荷载组合结构自重管内水重内水压风荷载温度作用施工或检修荷载11.201.401.401.401.400.0021.201.401.400.001.401.405.3竖向荷载组合后的内力组合1 计算模型 弯矩图 剪力图组合2 计算模型 弯矩图 剪力图5.4水平荷载组合后的内力组合1 计算模型 弯矩图 剪力图组合2 计算模型 弯矩图 剪力图6强度计算6.1σθ计算6.1.1σθFw计算当支撑为固端时当支座为简支及支座以外的点时计算位置支座A支座B其他位置组合121.00021.00021.000组合221.00021.00021.0006.1.2σθM计算支座A处组合1R=10.452kNH=5.226kN计算点k1k4Mθ(kN.m)σθM(kN.m)ψ=0°-0.037805-0.042543-0.093-0.810ψ=90°0.041773-0.0483020.0280.242ψ=120°0.0815620.0937250.2011.761ψ=180°-0.232203-0.153746-0.485-4.238组合2R=24.452kNH=12.226kN计算点k1k4Mθ(kN.m)σθM(kN.m)ψ=0°-0.037805-0.042543-0.217-1.895ψ=90°0.041773-0.0483020.0650.565ψ=120°0.0815620.0937250.4714.120ψ=180°-0.232203-0.153746-1.134-9.915支座B处组合1R=10.452kNH=5.226kN计算点k1k4Mθ(kN.m)σθM(kN.m)ψ=0°-0.037805-0.042543-0.093-0.810ψ=90°0.041773-0.0483020.0280.242ψ=120°0.0815620.0937250.2011.761ψ=180°-0.232203-0.153746-0.485-4.238组合2R=24.452kNH=12.226kN计算点k1k4Mθ(kN.m)σθM(kN.m)ψ=0°-0.037805-0.042543-0.217-1.895ψ=90°0.041773-0.0483020.0650.565ψ=120°0.0815620.0937250.4714.120ψ=180°-0.232203-0.153746-1.134-9.9156.1.3σθ计算计算位置组合1组合2支座Aψ=0°20.19019.105ψ=90°21.24221.565ψ=120°22.76125.120ψ=180°16.76211.085支座Bψ=0°20.19019.105ψ=90°21.24221.565ψ=120°22.76125.120ψ=180°16.76211.085其他位置21.00021.0006.2σx计算6.2.1σxM计算组合1计算位置Mx(kN.m)My(kN.m)M(kN.m)σxM(N/mm2)跨中26.13123.80035.34548.289/-48.2890.3140.2860.4250.580/-0.5800.3140.2860.4250.580/-0.580支座A计算位置Mx(kN.m)My(kN.m)σxMx(N/mm2)σxMy(N/mm2)σxM(N/mm2)ψ=0°0.000-0.000-0.000-0.000-0.000ψ=90°左半环0.000-0.000-0.000-0.000-0.000ψ=90°右半环0.000-0.000-0.0000.0000.000ψ=120°左半环0.000-0.0000.000-0.000-0.000ψ=120°右半环0.000-0.0000.0000.0000.000ψ=180°0.000-0.0000.000-0.0000.000支座B计算位置Mx(kN.m)My(kN.m)σxMx(N/mm2)σxMy(N/mm2)σxM(N/mm2)ψ=0°0.000-0.000-0.000-0.000-0.000ψ=90°左半环0.000-0.000-0.000-0.000-0.000ψ=90°右半环0.000-0.000-0.0000.0000.000ψ=120°左半环0.000-0.0000.000-0.000-0.000ψ=120°右半环0.000-0.0000.0000.0000.000ψ=180°0.000-0.0000.000-0.0000.000组合2计算位置Mx(kN.m)My(kN.m)M(kN.m)σxM(N/mm2)跨中61.1310.00061.13183.519/-83.5190.7340.0000.7341.003/-1.0030.7340.0000.7341.003/-1.003支座A计算位置Mx(kN.m)My(kN.m)σxMx(N/mm2)σxMy(N/mm2)σxM(N/mm2)ψ=0°0.0000.000-0.0000.000-0.000ψ=90°左半环0.0000.000-0.0000.000-0.000ψ=90°右半环0.0000.000-0.000-0.000-0.000ψ=120°左半环0.0000.0000.0000.0000.000ψ=120°右半环0.0000.0000.000-0.0000.000ψ=180°0.0000.0000.0000.0000.000支座B计算位置Mx(kN.m)My(kN.m)σxMx(N/mm2)σxMy(N/mm2)σxM(N/mm2)ψ=0°0.0000.000-0.0000.000-0.000ψ=90°左半环0.0000.000-0.0000.000-0.000ψ=90°右半环0.0000.000-0.000-0.000-0.000ψ=120°左半环0.0000.0000.0000.0000.000ψ=120°右半环0.0000.0000.000-0.0000.000ψ=180°0.0000.0000.0000.0000.0006.2.2σxFw计算内水压力作用下，管壁产生的纵向拉应力按照下式计算：组合1组合2σxFw(N/mm2)1.3611.3616.2.3温度应力σxt计算温度应力按照下式计算组合1组合2σxt(N/mm2)51.91251.9126.2.4σx'计算支座为镇墩，由内水压力产生的管壁内表面局部纵向应力按下式计算：支座为支墩且为环式支撑时，由内水压力产生的管壁内表面局部纵向应力按下式计算：支座为支墩且为鞍式支撑时，由内水压力产生的管壁内表面局部纵向应力按下式计算：组合1组合2支座A25.421/-25.42125.421/-25.421支座B25.421/-25.42125.421/-25.4216.2.5总的纵向应力σx计算支座处其他点组合1计算位置σxM(N/mm2)σxFw(N/mm2)σxt(N/mm2)σx'(N/mm2)σx(N/mm2)跨中48.2891.36151.912---101.5630.5801.36151.912---53.8530.5801.36151.912---53.853支座A计算位置σxM(N/mm2)σxFw(N/mm2)σxt(N/mm2)σx'(N/mm2)σx(N/mm2)ψ=0°-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°左半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°右半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°左半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°右半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=180°0.0001.36151.91225.42178.694支座B计算位置σxM(N/mm2)σxFw(N/mm2)σxt(N/mm2)σx'(N/mm2)σx(N/mm2)ψ=0°-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°左半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°右半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°左半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°右半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=180°0.0001.36151.91225.42178.694组合2计算位置σxM(N/mm2)σxFw(N/mm2)σxt(N/mm2)σx'(N/mm2)σx(N/mm2)跨中83.5191.36151.912---136.7921.0031.36151.912---54.2771.0031.36151.912---54.277支座A计算位置σxM(N/mm2)σxFw(N/mm2)σxt(N/mm2)σx'(N/mm2)σx(N/mm2)ψ=0°-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°左半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°右半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°左半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°右半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=180°0.0001.36151.91225.42178.694支座B计算位置σxM(N/mm2)σxFw(N/mm2)σxt(N/mm2)σx'(N/mm2)σx(N/mm2)ψ=0°-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°左半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=90°右半环-0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°左半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=120°右半环0.0001.36151.91225.42178.694ψ=180°0.0001.36151.91225.42178.6946.3剪切应力τb计算r=150.0mm，t=10mm组合1计算位置Vx(kN)Vy(kN)V(kN)τb(N/mm2)支座A10.4529.52014.1381.500支座B-10.452-9.52014.1381.500跨中0.0000.0000.0000.00010.3899.46314.0531.491-10.389-9.46314.0531.491组合2计算位置Vx(kN)Vy(kN)V(kN)τb(N/mm2)支座A24.4520.00024.4522.594支座B-24.4520.00024.4522.594跨中0.0000.