CASEAR 2简易操作手册

1、CAESARII-管道应力分析简版使用手册目 录第一章 程序功能及性能简介1第二章 程序安装2第三章 调用程序6第四章 建立模型8第五章 静力计算22第六章 静力计算结果30程序功能及性能简介从静力学角度而言，CAESARII4.0具备如下计算功能：l 涉及所有静力荷载，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。l 分类计算荷载，结果可以相互叠加。l 可根据WRC297计算设备嘴子的刚度。l 准确模拟各种形式的波纹膨胀节。l 提供多种设计规范，如：ANSI B31.1、ANSI B31.3l 可根据WRC107计算设备嘴子应力条件。l 可验算设备嘴子受力条件。l 可

2、计算风荷载、地震荷载。l 钢结构可与管道系统混合计算。CAESARII 4.0还具备相当优良的使用性能，突出表现在输入输出方面。工具条菜单输入采用全屏幕填表方式，辅以求助信息、编辑命令和图形显示，使用户感到十分方便。输出方面也很具特点，融入许多编辑命令，诸如翻页、查找、打印等，图形显示直观明了。CAESARII 4.0具备这样的性能就使得用户无需掌握太多DOS命令，也不必死记程序操作步骤和数据输入格式。该程序在解题能力方面没有严格限制，只须保证有足够的外存容量。CAESARII4.0的配置要求：l Intel Pentium Processorl Mincrosoft Windows（95，9

3、8，NT4.0或更高）操作系统l 32MB内存（推荐）l 76MB硬盘空间l CD-ROM驱动器注：CAESARII 4.0要求800×600分辨率（使用小字体）或1024×768分辨率（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，安装程序将自动开始。如果这样的话，用户可跳过第2步。如果安装程序不能自动开始，用户应该手动完成以下的步骤。2单击<开始><设置><控制面板>。从控制面板中选择<

4、;添加/删除程序>，出现添加/删除程序对话框，然后点击<安装>，开始安装程序。接着提示用户选择目录一安装CAESARII，也可通过选择<Browse>来改变安装目录。3单击<下一步>，用户选择安装类型。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<下一步>，用户选择语言类型。5单击<下一步>，用户选择定义程序快捷方式的文件夹。6单击<下一步>，用户定义所使用的ESL颜色（白色）。7单击<下一步>，CAESARII安装开始。一旦安装完成后，CAESARII将进行CRC检查，以证实所有的文件已经正

5、确释放安装。第二章 调用程序以CAESARII程序已被装入硬盘CAESAR子目录的情况下，用户调用该程序的步骤如下：1点击任务栏的<开始>按纽。2指向<程序>，显示所有可用的程序。根据设置不同，也许需要搜索多级菜单。3当看到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（但必须注意此快捷键是CAESARII目录下的C2.exe文件），也可启动CAESARII软件。新文件 管道模型 结构模型 动态分析 配置 加密锁 打开文

6、件 埋地管 静态分析 静态结果 材料 帮助用户可以从菜单中选择文件（File），输入数据（Input），分析类型（Analysis），输出结果（Output）等菜单。所有的CAESARII分析都要求输入一个文件名，以便数据的输入，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：用户开始一个新的分析时，选择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，用户应该输入文件名，然后选择Piping Input。图32New Job Name Specification注意：选择File菜单中的O

7、pen（或都单击Open图标）表明用户用一个对话框来选择已存在的文件。经常使用的文件也可以从File菜单中的“Most Recently Used”中选择。选择一个文件名并不能打开该文件，它仅表示可以对该文件进行输入，分析，结果评价或进行其它的操作，但是用户仍需从菜单中选择这些操作。第三章 建立模型1总 述管道系统静力分析需要将诸如计算条件（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，整个管系被划分成许多单元，每个单元由两个节点组成。CAESA

8、RII 4.0采用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Spreadsheet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） 选择主菜单Input中的Piping，Piping-Input表格式输入菜单Spreadsheet形式如41所示。图41Piping Input Spreadsheet注意：在选择Input之前应留意主菜单上的Current jobname是否是所要编辑的文件，执行jobname选择项可更换当前文件。其中栏内提示符含义：From当前单

9、元起始节点To当前单元终止节点DX当前单元在X方向上的投影DY当前单元在Y方向上的投影DZ当前单元在Z方向上的投影Offsets当前单元是否有偏差值，有则双击，然后输入有关数据Diameter当前单元管子直径Wt/Sch当前单元管子壁厚Corrosion当前单元管子腐蚀裕量Insul Thk当前单元保温层厚度Temp 1当前单元第一个计算温度Temp2当前单元第二个计算温度Temp3当前单元第三个计算温度Pressure1当前单元第一个计算压力Pressure2当前单元第二个计算压力Bend当前单元终止节点是否有弯管，有则双击，然后在现弯管定义栏 Rigid当前单元是否是刚性元件，是则双击，然

10、后出现刚性元件定义栏Expansion Joint当前单元是否是波纹膨胀节，是则双击，然后出现波纹膨胀节定义栏 SIF&Tees当前单元终止节点是否有应力增强件或三通，有则双击，然后出现应力增强件或三通定义栏Restraints是否有约束，有则双击，然后出现约束定义栏Displacements是否有位移荷载，有则双击，然后出现位移荷载定义栏Hangers是否有弹簧支吊架，有则双击，然后出现弹簧支吊架定义栏 Nozzles是否有管嘴，有则双击，然后出现管嘴定义栏 Forces/Moments是否有集中荷载，有则双击，然后出现集中荷载定义栏Uniform Loads是否有分布荷载，有则双击

11、，然后出现分布荷载定义栏Wind是否有风荷载，有则双击，然后出现风荷载定义栏 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，是则双击，然后出现许用应力定义栏Elastic Modulus当前单元杨氏弹性模量Poisson's 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 搜索节点 结束循环 显示距离膨胀节库 弹簧设计标准 弯管SIF 包括管文件 画图

12、继续 阀门法兰库 标题 分支SIF 特殊选项 包括结构文件 上一个 按Page Up和PageDown键可上翻或下翻动Spreadsheet1.1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计算温度CAESARII4.0允许定义三种计算温度，在Spreadsheet的Temp1，Temp2，Temp3处输入，此处也可输

13、入安装温度至计算温度和膨胀率。1.3计算压力CAESARII4.0允许定义两种计算压力，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受持续荷载的能力，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 STEEL 低铬钼钢5-

15、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处双击出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安装温度下的基本许用应力SH1第一个计算温度下的基本许用应力

16、SH2第二个计算温度下的基本许用应力SH3第三个计算温度下的基本许用应力F1对应第一个计算温度的应力循环降低系数F2对应第二个计算温度的应力循环降低系数F3对应第三个计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，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

17、右边随之出现弯管输入栏，如图43所示。图43 Bends各提示符含义如下：Radius弯曲半径，缺省值为1.5倍的英制公称直径。Type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#1Node#1的转弯角度Node#1弯管上的节点，用于细分弯管Angle#2Node#2的转弯角度Node#2弯管上的节点，用于细分弯管Angle#3Node#3的转弯角度Node#3弯管上的节点，用于细分弯管Miter焊接弯管（虾米腰弯管）块数Fitting弯管壁厚，留空意为当前弯管壁厚与直管壁厚相等2.3异径管分成若干直径递减的直管段输入。2.4三

18、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，屏幕右边随之出现相应的输入栏，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SIF(i)平面内应力加强系数SIF(o)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CAESARII 4.0版给出十七种类型选择。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

19、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 Weight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，准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

20、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，随后屏幕右边出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Bending Stif弯曲刚度Torsion Stif扭转刚度Effective波纹管的有效通径注意：波纹管的弯曲刚度和横向刚度之间有确定关系，所以只能选择其一输入。在描述两点的约束时，方便的作法是利用Restraints，在Node

21、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。以下是普通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：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

22、-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：Node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，随之屏幕右边出现位移荷载输入栏，如图47所示：图47Displacements各项符号含义如下：Node位移荷载作用节点DX节点在X方向的线位移DY节点在Y方向的线

23、位移DZ节点在Z方向的线位移RX节点在X方向的角位移RY节点在Y方向的角位移RZ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，此后屏幕出现嘴子柔性选择菜单，如图48所示：图48 Nozzles各项符号含议如下：Type选择嘴子评判标准Nozzle Node嘴子节点Vessel Node设备上与嘴子节点相连接的节点非必须输入。借此点可以输入嘴子初始位移（在Spreadsheet中输入）Nozzle Ou

24、tside Diameter嘴子外直径Nozzle Wall Thickness嘴子壁厚Vessel Outside Diameter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容器轴线的方向矢量在X方向上的分量Vessel Centerline direction容器轴线的方向矢量在Y方向上的分量Vessel

25、Centerline direction容器轴线的方向矢量在Z方向上的分量VesselTemperature(Optional)容器的温度。非必须输入，如果输入则材料号应输入Vessel容器的材料号注意：如果嘴子有初始位移，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，屏幕上出现弹簧输入菜单，如图49所示：图49Hangers菜单中各项含义如下：Node弹簧所在节点Cnode弹簧根部节点，不使用则可不填Hanger Table弹簧表CAESA

26、RII4.0搜录了19家弹簧制造公司的新产品数据，键入？号可以列出这些公司名称；键放序号表示选择相应弹簧表Available Space(neg.for)弹簧支或弹簧吊可用空间，填负数指弹簧支Allowable Load Variation(%)弹簧荷载允许变化率Rigid Support Displacement弹簧转为一般刚性支承的位移控制量Max. Allowed Travel Limit弹簧允许最大位移，填0.001，程序将选择恒力支吊架No.Hangers at Location当前位置弹簧并联数，填负数为最大允许并联数Allow Short RangeSpring是否允许使用短程弹

27、簧，填0为否，填1为是(0-No,1-Yes)Operating Load (Total at)当前弹簧总工作荷载Multiple Load Case Design多工况下的弹簧选择方式，键入序号选择Free Restraints at Node输入约束被释放的节点，用以确定弹簧基本荷载Free Restraints at Node输入约束被释放的节点，用以确定弹簧基本荷载Free Code (1-Y,2-XY,3-XY,4-XYZ,5-All)Spring RateTheoretical ColdConstant Effort国内可变弹簧参数刚度Kgf/mm荷载范围Kgf弹簧序号VS30VS

28、60VS90VS120最小荷载最大荷载010.4560.2280.1250.11421.038.3020.6280.3140.2090.15728.953030.7950.3980.2650.19936.667041.1030.5520.3680.2765193051.4980.7490.4490.37569126062.01.00.6770.592168072.7431.3720.9140.636126230083.6921.8461.230.923170310094.9962.4981.6651.249230420106.473.2362.1571.618298543118.8874.44

29、32.9622.2214097471212.026.014.0063.00555310101315.257.6265.0833.81370212811420.6010.306.8675.1594817301525.6112.8058.5376.403117821511632.8216.4110.948.205151027571746.0223.0115.3411.51211738661864.7432.3721.5816.19297854881984.7542.37628.2521.193899711920113.056.5137.6728.255198944221147.173.5549.0

30、336.7767671235622187.593.7565.546.888625157504692138184以上数据取自化工设计标准CD42B5824载荷4.1集中荷载在Spreadsheet的Forces/Moments处双击，随之屏幕右边出现集中输入栏如图410所示：图410分布荷载各项符号含义如下：Node1集中荷载作用节点Node2集中荷载作用节点FXX方向的集中力FYY方向的集中力FZZ方向的集中力MXX轴的集中力矩MYY轴的集中力矩MZZ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，表示自当前单元开始的所

31、有单元均有均布荷载存在，随这屏幕右边出现分布荷载输入栏，如图411所示。图411Uniform Loads如项符号含义如下：UX方向的作用值UY方向的作用值UZ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，除非被改变。4.3风荷载在Spreadsheet的Wind处双击表示自当前单元开始的所有单元均有风荷载存在。屏幕右边中的Wind Shape为形状系数，此值对当前单元以后的单元有效。除非被改变。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图形显示状态中有下列命令选项：Op

32、tions控制图形显示的选项View控制图形显示的方向Options菜单中选项为：Highlights选择辉亮颜色Range图形显示的范围Pan图形的平移Zoom图形的缩放Restraints显示约束Anchors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：Re

33、set回到初始状态Volume Plot双线显示执行以上选择的方法是移动鼠标至所要选择的命令处，然后点击。第四章 静力计算1数据检查程序在数据检查过程中，可能出现三种提示: 图51（1） Warning警告性错误（2） Fatal Error致命性错误（3） Note 需注意的问题用户在第一次输入完成后，必须旱灾行数据检查方可进行静力计算。对于检查过程中出现的致命性错误，用户必须返回到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，用户最好也要仔细看看，以保证计算结果的正确性，否则，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，可得到许多

34、命令，分别简述如下：OK用户已经在检查信息，数据检查应该继续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 Message打印最新信息Print All Messages打印所有信息Restart Error Checking重新开始数据检查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，程序执行许多其它项的检查，例如嘴子的柔性和重心报告（这些计算可以在静态输出处理器中的Misce

35、llaneous Data报告中打印）。成功地执行完数据检查后，用户必须生成静力计算所要求的文件。这可以通过点击图51所示的Warnings Exist 对话框中的Warnings OK-generate files（default）选项来实现。2静力计算输入完成后，用户要进行静力计算，有两种方法：第一种，先进行错误检查，然后再进行静力计算具体作法：点击File菜单下的Exit，关闭Piping Input Spreadsheet，出现Quit Options对话框，选择Start Run，程序开始数据检查，检查无误后，程序返回到CAESARII4.0主菜单，再选择Analysis菜单中的St

36、atic，程序进入Static Analysis状态，然选择File中的Analyze，程序开始计算。第二种，出现Quit Options对话框后，选择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，程序自动进入计算状态。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，这可以通过选择CAESARII主菜单中的Analysis-Static选项来实现（选择此项前，管模型输入文件必须通过数据检查），此时屏幕上将会出现如下提示：图52 Load Case Editor注：这里程序推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

37、上的有关字符作一解释。屏幕左边为荷载类型及应力类型，右边为荷载组合情况。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表示临时荷载状态这是程序推荐的工况组合，如果没有特殊荷载或者不进行特别计算，程序推荐的工况组合已足够，用户可直接使用，即选择Recommend，出现Recommend Load Cases，选择Yes，这时程

38、序将继续向下运行。如果有特殊荷载，如风荷载、地震荷载等等，或者，用户想进行一些特点的计算，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：选择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：如果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，再选择Edit 菜单中的

39、Add Entry，这时屏幕上，该种工况所在行的下面将出现一空白行，用户可键入自己所需工况，程序自动顺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，再选择Edit菜单中的Delete Entry，这时屏幕上，该工况已除去，程序自动顺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，用户选择File菜单中的Analyze，程序将按修改后的工况进行计算，运行完成后，程序直接进入结果菜单Static Output Processor状态。4风荷载如果用户在piping Spreadsheet状态中输入了风荷载，即输入了风荷载体形系数，

40、则用户在静力分析计算时，首先需进入Analysis菜单中的Static，出现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0.0User-Defined Wing Pressure vs用户定义风压与高度的关系，使用时键入1.0，不使用键入0.0User-Defined Wing Velocity vs用户定义风速与高度的关系，使用时键入1.0，不使

41、用键入0.0Wind Direction Specification风向说明X Wind Direction cosine风向对于X轴的方向余弦Y Wind Direction cosine风向对于Y轴的方向余弦Z Wind Direction cosine风向对于Z轴的方向余弦ASCE#7 Wind Load Parameters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 Exposure场地类型，国内炼厂一般为3Structural Damping Coef结构阻尼系数

42、，一般为0.03Structural Classification结构分类，炼厂一般为2(or) Importance结构重要性ASCE#7 Topographic Factor Parameters原美国国家标准ANSI A58.1中的地形参数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允许用户使用三种不同的方法计算风荷载：（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A

43、SCE#7如果用户使用ASCE#7，则应输入风向及风向以下的所有数据；如果用户使用自己定义的风压与高度或风速与高度的关系表，则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，出现风压与高度或风速与高度的关系表。如果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，否则，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。如果用户选择风压与高度关系一项，输入风向值后，点击File菜单中的A

44、nalyze，屏幕显示：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顺序无关，用户可以按从低到高的顺序输入，也可以按从高到低的顺序输入，输入完成后，单击OK，程序将继续运行直到求解结束。现就风压与高度的关系表作一说明根据建筑结构载荷规范化GBJ9-87垂直于建筑表面上的风荷载标准值，应按下式计算：Wk=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

45、考第二章。风压高度变化系数，应根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(m)ABC51.170.800.54101.381.000.71151.521.140.84201.631.250.94301.801.421.11401.921.561.24502.031.671.36602.121.771.46702.201.861.55802.271.951.64902.342.021.721002.402.092.11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

46、分数据，更详细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 静力计算结果计算结果菜单（Output），有两种方式：第一种，程序运行完成后，直接进入Static Output Processor；第二种，选择主菜单Output菜单中的Static，屏幕将显示：图61Static Output Processor静力计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（Load Cases Analyzed），其中有关字符的含义请参看第四章。中间一栏为结果数据选项区（Repor

47、t 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 Stresses分类应力右边一栏为一般计算结果选项区（General Computed Results），输出方式选择区（Miscellaneous Option）和计算所用的单元（Units ENGLISH.FIL）其中：Hanger Table弹簧支吊架表Hanger Table Text各弹簧支吊架分别

48、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：选择Input Echo，然后选择Options 菜单中的View Reports，出现Input Listing Options编辑框，从Report Options 中选择需要显示的各项，如，Elements，Bend，Rigid等等，然后单击OK，出现Static Output Processing 显示屏，显示PIPE DATA。如果选择Miscellaneous REPORT菜单。1计算结果输出（Static Out

49、put Procssor）将静力计算结果菜单中所要选择的项以亮块复盖，具体作法：用鼠标单击所选项。如果将结果屏幕显示，选择Options菜单中的View Reports，选项完成后，程序直接将计算结果显示到屏幕上。如果直接将结果输出到打印机上，选择File菜单中的Print，然后选择所要打印的范围以及打印的份数，选项完成后，程序直接将计算结果输出到打印机上。如果将结果形成文件后，输出到磁盘上，选择File菜单中的save 或save as，屏幕显示：图62用户可把结果输到A盘，B盘或C盘的任意路径下。选择完成后，单击保存，程序又回以结果菜单状态（Static Output Processor）

50、。如果想在结果报表中作一些说明，还要选择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 Lines Entry用户在屏幕上键入标题内容，然后单击OK，程序返回到结果菜单状态。2计算结果分析管道的静力计算结果一般包括：管道应力，管道上各约束受力，管道各点位移，应力计算结果主要用于对管道进行应力校核，CAESARII 4.0版本应力校核提供多种规范（祥细说明见第二章）。对于石油炼制厂管道一般采用ANSI/ASME B31.3。根据ANSI/ASME B31.31996：1）由于管道内压力所产生的

51、环向应力不大于热态许用应力；2）由于压力、重量和其它持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）对于计算出的许用应力范围SE，其许用位移应力范围为；SE=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，根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，可用合成应力范围（Se+S1）与许用合成应力范围SA比较，其许用合成应力范围为：SA=1.25f (Se+ Sh)- S14）由于压力、重量和其它持续荷载所产生的纵向应力，以及如风或地震等临时荷载所产生的应力之和，不大于热态许用应力的1.33倍

52、。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（有临时荷载时还要进行临时核载应力校核）。管道承受内压和持续荷载而产生的应力，属于一次应力，管道承受同我荷载、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临时荷载。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。管道由于温度不均匀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计算结果菜单（Static Output Processor）中，选择Load Cases Analyzed下的（SUS）W+P1+F1，Report Options中的Stresses，然后