玻璃钢夹砂管道DN计算书

纤维缠绕玻璃钢夹砂管道结构计算书(按照GB/T21238-2007标准）工程名称：德州市陵城区 2015年度高效节水灌溉试点县专项补助资金项目施工[覆土深度：2米]一.基本设计参数设计条件及参数公称直径DN400mm计算压力等级Pc0.68MPa工作压力Pw0.63MPa波动压力Ps0.20MPa刚度等级SN5000Pa管内真空压力Pv0.05MPa管顶以上埋设深度H2m管顶以上水位高度hw0m地面移动载荷或堆土载荷WL10000Pa设计径向控制变形率δd/D5%内压力设计系数FSpr1.8弯曲安全系数FSb1.5屈曲安全系数FSa2.5管材性能内压环向失效应力σ816KN/m强度层环向拉伸模量EH10786.00MPa管壁环向弯曲弹性模量E12595.00MPa管体长期环向弯曲强度Sb12‰静水压设计基准HDB6‰结构层厚度tc5.7mm内衬层厚度t11.3mm总壁厚t7mm管平均直径D408.3mm安装参数管区安装说明 沟槽原状土描述 用户已知初始回填土组描述

用户已知管道起拱线处沟槽宽度2000mm形状系数Df5.50土壤反作用模量E'4000000Pa挠曲系数Kx0.1挠曲滞后系数DL1.5覆土载荷的单位重量γs19000N/m3水的单位重量 γw 10000 N/m3.计算过程1及.计内算压结计算）计算压力等级校核?HDB?2EHtc????Pc?????FSpr??D??????经计算得:0.68MPa ≤ 1.00MPa设计压力能满足压力等级要求2 .）Pc?Pw经计算得:0.68MPa ≥ 0.63MPa压力等级能满足工作压力要求3.）Pw+PsPc?经计算得:0.68MPa ≥ 0.59MPa压力等级能满足工作压力与波动压力组合要求刚度SN?Et312D3式中：SN------管道刚度，PaE-------环向弯曲模量，MPat-------总壁厚mmD------管平均直径mm经计算得:5000Pa < 5289Pa 设计刚度能满足刚度等级要求3.根据由管的挠曲引起的最大环向弯曲同时管子的最大挠度不应大于?DYa??t?Sb????eb=Df?D??D??FSb式中：????b------挠曲引起的最大环Df------形状系数（于管区Ya----管体最大许用长期Sb------ 管体长期环向弯曲经推导公式得Sb?D2DYa ?FSb?Df ?t经计算得：依据环弯曲许用应变得 Ya= 34.64 mmDya/D=Dya/D= 8.48 %确定1).管子上的活动载荷WL指地面车辆移动载荷或临时WL=P?If(L1?L2)式中：WL--------管子上部活动载L1--------------与卡车行进方向L1=a+2tgαHL2-------------与卡车行进方向L2=b+2tgαHH---------埋深，mP---------活载荷，NIf--------冲击因子，无量纲If=1.0经计算得：L1= 0.00 mL2= 0.00 mIf= 0.00WL= 10000.00 pa2.)作用在管子上的垂直土壤载垂直土壤线载荷Wc=sH=38000pa式中：Wc-------垂直土壤静载荷,s土壤单位载荷重--H--------埋深,m挠度埋设管道的安装方式应确保外载不超过步骤3规定的极限或5%，DY/D?dd/D?Dya/DDY(DLWC+WL)KX=E'D(8EI/D3)+0.061式中：Y-----预测管子的垂直挠DL-------挠曲滞后系数Wc-------单位长度管子上承WL-------单位长度管子上承Kx-------挠曲系数E'-------土的反作用模量,经计算得：Y/D=2.34%≤δd/D≤Δ外Ya/D,载荷引起管道挠曲变形小于安装许用挠曲变形,满足要外压公式（1）管内无真空压力， 0.61m≤H≤管内有真空压力，1.2m≤H≤

公式（2）管内有真空压力且11EI2q=32RB'E'

qa=

24 SNaW3FSaD

1 xy yxqa=24SN1xyyx式中：qa-------许用屈曲压力，paFSa-------安全系数，Rw-------水的浮力系数Rw=1-0.33(hw/H)hw-------管顶以上水面高H--------埋设深度,mB'-------弹性支撑经验系数B'=11+4e0.213H经公式（1）计算得Rw=1B'=0.28qa=173160.93pa2.)标准安装条件时，屈曲要求w?hw+RwWc+Pvqa经计算得：88000Pa≤173161Pa标准安装条件许用屈曲压力大于外载荷,满足要求3.)考虑活载荷时，屈曲要求如w?hw+RwWc+WLqa1经计算得：48000Pa≤173161Pa考虑活载荷条件下许用屈曲压力大于外载荷,满足要求校核1.)按epr(1ebrc/Sb)HDBFSpr式中：εb--因最大允许挠曲产生的弯曲eb=DyatDf2Drc--回圆系数（无量纲）rc=1-Pw/3pw单位εpr---内压作用的工作应变epr=PwDEtc2HHDB-----静压设计基准经计算得: