管道应力分析程序使用说明

管道应力分析程序（GLIF）使用说明

第一章概述

本程序吸收了国内管道应力计算程序和美国2010管道应力计算

程序的优点，采用结构程序设计方法，开发的符合《火力发电厂汽水

管道应力计算技术规定（SDGJ6-90）》的程序。

11功能

程序计及了内压、自重、外载、设备接口附加位移、冷紧、安全

阀排放产生的载荷、以及风载、静力地震载荷等，既能对持续荷载,

又能对临时荷载、偶然荷载进行分析计算。

程序可对正常运行条件下的热状态、冷状态，由热至冷及由冷至

热状态进行计算。其中对冷状态考虑了管道运行初期和应变达到自均

衡后两种情况。

程序可对水压试验工况进行分析计算。程序可对异常运行条件下

的安全阀排放荷载、风载、地震荷载的静力分析计算。

本程序管道结构分析和应力验算更趋于精细和合理,提高了管道

投资的经济性和运行的安全性。

12特点

程序的编制，按功能采用模块型结构,使其可读性和可维护性好。

尽量用标准语言而避免采用依赖于机型和硬件的特殊语句，使程序可

移植性好。程序功能强，使用简便，程序对管道的结构没有限制，按

管道的设计模型组织数据文件，为CAD绘图创造了良好条件。输入

灵活易学，输出集中简明。输入数据、输出成果的单位可分别选取工

程制和法定单位制。程序应力验算符合SDGJ6-90标准，为了使用户

计算方便、便于掌握程序按照定工况进行组织，可自动检查出输入数

据的错误。减少对错误题目进行运算的可能性，节省时间和费用。

13计算内容

a.管道在工作状态下，由持续荷载（即内压、自重等）作用下产

生的应力进行验算，计算持续荷载对设备或端点的推力。

b.管道在运行初期工作状态下，计算管道约束装置的荷载及管道

对设备（或端点）的推力。考虑自重、热膨胀、有效冷紧和端

点附加位移的影响。

c.管道应变自均衡后在冷状态下，计算管道刚性约束装置的荷载

及管道对设备（或端点）的推力。

d.管道由冷状态到工作状态的热位移计算，按管道沿坐标轴的全

补偿值和钢材在20C时的弹性模量计算,并考虑弹簧附加力的

影响。

e.管道热膨胀应力范围的验算。

f.管道在运行初期冷状态下，计算管道约束装置的荷载及对设备

（或端点）的推力。

g.管道由于冷紧和弹簧附加力作用下的冷位移的计算，以其作为

管道约束装置安装调整的一个依据。

h.根据各弹簧约束点的热位移和分配荷载选择弹簧，并给出弹簧

的绝对压缩值。

i.对于弹性约束可改变分配荷载。

j.（关于波形补偿器在管系中参与计算的应用。）

k.倾斜管上可设置导向约束装置。

1.直元件可给定单元坐标系下的刚度矩阵。

m.对于弹性约束点可给定弹簧约束装置的型式（含弹簧号、串联

数、约束方向）及弹簧的绝对压缩值。

n.持续荷载、临时荷载联合作用下产生的应力进行验算。

o.持续荷载、临时荷载联合作用下，计算管道约束装置的荷载及

对设备（或端点）的推力。

P.持续荷载、偶然荷载联合作用下产生的应力进行验算。

q.持续荷载、偶然荷载联合作用下，计算管道约束装置的荷载及

对设备（或端点）的推力。

r.弹性约束装置，部分刚性约束装置结构荷载参考值的计算。

14适用范围

本程序适用于低碳钢、低合金钢和高铭钢为管材的火力发电厂汽

水管道的强度计算。

本程序所计算的管道系统限于在线弹性和小变形范围内。

不限制管道的形状，可计算单分支、树形多分支和环形结构。

管系端点可为自由点、约束点（部分约束或全部约束）、附加位

移点。管系的起始点必须为固定端点。

对于管系中的刚性约束，可允许或不允许在其约束方向有一定的

位移或转角。

管道计算模型数据应控制在下列范围内：

1.计算工况＜=10；

2.弹性支吊架给定荷载点数＜400；

3.单元数＜1000;

4.三通数＜50;

5.已知位移端点数＜50;

6.冷紧点数＜50;

7.校核坐标点数＜50;

8.外部荷载点数＜50;

9.给定位移点数＜50;

10.给定荷载弹性约束点数＜50。

15基本假定

•完全弹性假定，认为管系完全由弹性材料组成，服从虎克定律。

•连续性假定，认为管道材料由连续介质组成，材料的物理量，能

够用位移坐标的连续函数来表示。

•均匀性假定，认为整个材料具有相同的弹性性质。

•多向同性假定，认为材料内任意一点的弹性性质在各个方向都是

相同的。

•小变形假定，认为管道在外载作用下而产生的变形，与管道尺寸

规格相比是微小的。

在进行管道静力计算时，管道材料应符合上述基本假定。

16程序定义

i.一般定义

力：广义力（力向量、力矩向量）；

位移：广义位移（线位移、角位移）；

数据项：由连续的字母数字组成；

记录：由一行若干个数据项组成；

文件：若干个记录的集合。

ii.荷载定义

持续荷载：由压力、自重（管道、零部件、阀件、保温结构等引

起）的荷载。

临时荷载：水压试验时的水重荷载。

偶然荷载：安全阀排放荷载、风荷载、静力地震荷载、汽锤和水

锤荷载等。

iii.结构定义

单元：独立填写结构尺寸的元件（直元件、弯元件、阀门元件等）。

端点：管系内只与一个单元相接的点。

固定点：管系中由中间固定装置限制六个方向自由度的点。

节点：单元与单元的交接点。

连接点：三个或三个以上元件的交接点。

约束点：管系中装有约束装置的节点。

管段：由计算者编号的节点间的单元组成。先编号点为其始端，后编

号点为其末端。

分支：端点与连接点之间，连接点与连接点之间，连接点与固定点之

间，固定点与固定点之间，固定点与端点之间的管道单元组成,

可能为一个单元或多个单元组成。

管系：统一进行结构分析计算的分支的集合，可由一个分支或多个分

支组成。

尺寸标法：尺寸标法有两种：一种标法是直单元长度不含弯单元弯曲

半径（见图1）;另一种标法是直单元长度包含弯单元弯曲半

径（见图2）。

iv.坐标定义

总体坐标系：管系中所有单元都遵守的统一坐标。坐标按照右手定则

确定X、Y、Z三个方向的顺序。

单元坐标系：只针对单元本身的坐标系。

设管系的总体坐标系为XYZ,单元坐标系为X1Y1ZL与管道走向

相同。

17其他辅助工具软件

本软件在电力系统应用较广,各院使用人员为本软件配套了一些

工具软件，使其应用更加灵活，形成了一个完善体系，下面简单列举

这些软件：

1.材料统计

该程序是江苏院编制的，主要功能是交互式统计材料，也可以读

取本程序的原始数据文件进行材料统计并生成报表。

2.数据检查u

该程序是广东院开发编制的，对原始数据进行减错，该软件能够

检查出大多数数据错误，为用户创造了良好的应用条件。

3.管道及支吊架一体设计软件包

该软件是由东北院机务处张越开发的，其能够由本软件的原始数

据生成立体图，也可以由本软件的分析结果文件生成立体图、平断面

图、支吊架图，并有交互式修改功能和相应的表格（以AutoCAD为

支撑）。

4.管道设计软件

该软件是由华北院，与专业软件公司联合开发的。能进行三维管

道设计，并可以和其软件包中其他专业软件建立模型合并（如土建结

构、设备等），进行碰撞检查，与本计算软件有输入输出接口，实现

了设计计算一体化（既可以由计算产生图形，也可以由图形生成计

算），具有从模型生成ISO图，平面图的功能。具有进行材料统计并

生成报表的功能。（以MICROSTATION为支撑）。

5.输出数据处理

该软件是东北院开发的，可由本软件生成辅助输出文件进行数据

处理，可进行查询（可查询某工况下力、位移、应力、推力等）、检

索（检索支吊点最大应力、反力、位移等），计算（可计算固定支吊

架的结构荷载，计算最小保证坡度，偏装等），报警（向上的支反力、

弹性支吊架位移很小、位移尺寸大等），报表等功能。

6.输入输出数据处理

该软件是江苏院开发的，可辅助用户方便地生成原始数据，并可

以由本软件生成辅助输出文件，进行数据处理。可进行查询（可查询

某工况下力、位移、应力、推力等）、检索（检索支吊点最大应力、

反力、位移等），计算（可计算固定支吊架的结构荷载，计算最小保

证坡度，偏装等），报警（向上的支反力、弹性支吊架位移很小、位

移尺寸大等），报表等功能。

以上软件都可以在微机上运行0

第二章程序工况说明

本程序按固定的十个工况进行分析，按不同条件分别进行组合，

由于工况较多，用户在使用前有必要搞清工况的计算内容。下面对不

同工况进行必要的说明：

工况1:

模拟管道运行状态，对选定的支吊架分配承重荷载，并进行一次

应力验算；其前提条件是热态吊零，为分配承重荷载，将弹性支吊架

刚度置为刚性支吊架刚度。

计算内容：分配承重荷载、计算一次应力、计算分配的承重荷载

下的端点推力。

工况2：

模拟管道运行初期由冷到热的变化过程，此时将弹性支吊架的刚

度置为零，不计自重，计入端点附加位移和2/3有效冷紧，计算结果

叠加工况1分配的荷载。

计算内容：支吊架的工作荷载，端点的初热推力。

工况3：

管道工作状态下由热到冷的过程，进行反复地弹簧选择计算，弹

性支吊架的刚度置为选定的弹簧刚度，不计自重，计入端点的附加位

移，进行二次应力验算，计算出的位移经反向输出即为热位移。

计算内容：选弹簧、热位移、松冷推力、固定支架松冷荷载（发

生松弛的管道才有）。

工况4：

模拟运行初期的冷态工况，此时将弹性支吊架的刚度置为零，计

入弹簧附加力，不计自重，计入冷紧，计算结果叠加工况1的分配荷

载。

计算内容：冷位移、初冷推力、支吊架的安装荷载和结构荷载。

工况5：

弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度，不计自重，计入偶然荷

载作用计算的荷载、推力，与工况2计算的荷载、推力叠加，作为偶

然荷载作用时的荷载、推力。计算的位移，与工况3计算的位移叠加,

作为偶然荷载作用时的位移,计算的应力与工况1计算的一次应力叠

加，进行偶然荷载作用时的应力计算与验算。

计算内容：偶然荷载作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。

工况6：

弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度，不计自重，计入地震和

风荷载作用计算的荷载、推力，与工况2计算的荷载、推力叠加，作

为地震和风荷载作用时的荷载、推力。计算的位移，与工况3计算的

位移叠加，作为地震和风荷载作用时的位移，计算的应力与工况1

计算的一次应力叠加，进行地震和风荷载作用时的应力计算与验算。

计算内容：地震和风荷载作用下的位移、推力、支吊架荷载、应

力。

工况7：

弹性支吊架的刚度置为刚性支吊架刚度，不计自重，计入超温超

压作用，进行超温超压时的应力计算与验算。

计算内容：超温超压时的应力计算与验算。

工况8：

弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度，不计自重，计入超温超

压作用，计算的超温超压荷载作为计算的荷载、推力，与工况2计算

的荷载、推力叠加，作为超温超压荷载作用时的荷载、推力。计算的

位移，与工况3计算的位移叠加，作为超温超压荷载作用时的位移,

计算的应力与工况3计算的热胀、工况7计算的应力叠加，进行超温

超压荷载作用时的应力计算与验算。

计算内容：超温超压作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。

工况9：

弹性支吊架的刚度置为刚性支吊架刚度，计入自重和水重。进行

水压试验时的应力验算。

计算内容：水压试验时的应力计算与验算。

工况10：

弹性支吊架的刚度置为0,不计自重，计入冷紧作用，计算的荷

载、推力与工况9计算的荷载、推力叠加作为水压试验时的荷载、推

力。计算的位移与工况3计算的位移叠加，作为水压试验时的位移。

计算内容：水压试验时的位移、推力、支吊架荷载。

表2.1工况计算参数表

工况0PATADALGWTH其他荷载

1Et[。]‘Pj000GWG0

2Et00Tj-ToAD2/3AL000

3Eo0To-Tj-AD00TH0

4Eo0000AL0THL0

5Etk[o],00000TH排汽等

6Etk[oF00ADd00TH风地震

7Ec[o]'Pc000GWG超压

8Ec［。口0Tc-TjADe00TH超温

9Es[。]1Ps000G水压试验

10Es00△LGWs0水压试验

表2.2工况计算成果表

工况应力位移约束点的荷载推力

1一次应力--分配荷载自重推力

2—--工作荷载初热推力

3二次应力热位移松冷荷载松冷推力

4--冷位移安装荷载初冷推力

55+15+35+25+2

66+16+36+26+2

77----—

88+3+78+38+28+2

99----—

10—1010+910+9

表2.3应力验算条件表

工况应力验算条件

12

r,P,•D.i・MA

ai<1.0[crlOL~-4-----7+0.75--------

%,,,D2_D2卬

2不进行应力验算

320

々L+0―/{1.2([CT]+匕丫J

IV

4不进行应力验算

5々+0.75/“(M)

6々+0.75^^曲］），，，

々+。・75

乙VV

7

(yL<1.0匕][,,々=T"+0.75

8制+⑸E+$/1.2佃2。+函

W

9

+0.75<0.90；

10不进行应力验算

表中符号:

E弹性模量：

Es……设计温度下的弹性模量；

Eo……20℃的弹性模量；

Ec……超温下的弹性模量；

Es……水压试验温度下的弹性模量。

。许用应力：

［。F..........设计温度下的基本许用应力；

［。］20........20℃温度下的基本许用应力；

。=0.........不进行温度验算；

k［。］*...用系数k修正的设计温度下的基本许用应力;

［a］*c.........超温下的基本许用应力；

。*s.....管材在水压试验时的屈服极限。

P压力：

Pj..........设计压力；

Pc..........超压压力

Ps..........水压试验压力；

P=0.......不计压力。

T温度：

Tj..........设计温度；

To..........20℃；

Ts..........水压试验温度；

AT温度变化:

Tj—To..........由热到冷的全温度变化；

To—Tj..........由冷到热的全温度变化；

Tc-Tj..........由热到超温的全温度变化。

AD端点附加位移：

AD=0...............无端点附加位移；

△D=AD.......有端点附加位移；

△Dd...............地震端点附加位移；

△De................由热到超温的端点附加位移。

AL冷紧：

△L=0..........无冷紧；

AL=AL........100%冷紧；

AL=2/3AL……2/3有效冷紧。

GW自重：

GW=GW.........有自重；

GW=0..............无自重；

GW=GWS.....自重加水重。

TH弹簧刚度：

TH=G..........弹簧刚度置为刚性；

TH=0...........弹簧刚度置为0；

TH=TH...........弹簧刚度置为选择的弹簧刚度;

TH=THL............弹簧刚度置为弹簧的附加力。

其他符号:

oL…-由于内压、自重和其他持续外载所产生的轴向应力之和

（N/mm2）.

oE…热胀应力范围，按全补偿值和钢材在常温时的弹性模量

计算的热胀引起的合成力矩，所产生的应力范围（N/mm?）.

Do……管子外径；

Di……管子内径；

MA-……管子自重和其他持续外载作用在管子横截面上的合成

力矩（N--m）。

W……管子截面的抗弯矩（立方毫米）。

i.....应力增强系数，0.75i^lo

k.....许用应力系数。当任何24小时连续运行时间内，偶然荷

载作用时间少于10%,k取1.15;少于1%,取1.2。

MB......安全阀或释放阀的反座推力，管内流量和压力的瞬时

变化，以及地震风荷载等偶然荷载作用在管子横截面上的合成力矩

（N-m）o

f-......应力范围的减小系数。

预期电厂在运行年限内系数f,与管道全温度周期性的交变次数

N有关。

NW2500时，f=l；

N>25oo时，f=4.78^-0-2

第三章输入数据文件

本程序的输入数据文件有5种记录，一般可分为：题头记录（文

件前四个记录），结构记录（NC<10）,辅助记录（40<NC<49）,

特性记录（60<NC<100）,节点记录（NC>200）。

题头记录；

弯单元记法记录（-1）;

弯单元记录（0）；

直单元记录（1）;

直单元（异径三通支管、接管座）记录（2）；

直单元（三通主管）记录（3）；

刚性件记录（4）;

异径管（同心异径管）记录（5）；

给定单元刚度矩阵记录（6）；

节点编号记录（10）;

管端焊点应力增强系数记录（12）；

给定支吊架运行工况记录（40）；

刚性支吊架刚度记录（41）；

刚性件刚度系数记录（42）；

蒸汽管道结构载荷记录（43）；

辅助输出文件记录（44）；

应力输出控制记录（45）；

截面特性记录（60、61）；

弯管附加记录（62）；

材料特性记录（70、77、79）；

材料名称记录（71）；

介质特性记录（90、97、99）；

水平荷载（地震、风）方向记录（81）；

地震系数记录（82）；

风荷载受风截面记录（83）；

风压记录（84）；

风荷载标高系数记录（85）；

给定原点坐标记录（100）；

附加荷载点记录（210）；

偶然荷载点记录（215）；

给定位移点记录（220）；

管道端点热位移记录（230）；

管道端点地震位移记录（236）；

管道端点超温位移记录（237）；

冷紧对口点记录（240）；

冷紧对口点记录（241）；

坐标校核点记录（250）；

给定弹簧荷载记录（260）；

点的附加输出记录（290）；

给定应力增强系数记录(300)；

三通点记录(310、320、330、340)；

三通点记录(350)；

三通点记录(360、370)；

管接座点记录(390)；

输入文件结果表识。

具体说明如下：

题头记录

记录形式：

UN,ION,ICC

ITH,KTH,RTH

NRG,NPS,NPB

f,RK5,RK6

记录内容：

UN--输入单位（UN=1工程制，IIN=O法定单位制）；

ION―-输出单位（UN=1工程制，UN=0法定单位制）；

ICC…坐标选择（ICC=1为X轴向上,ICC=2为Y轴向上,ICC=3

为Z轴向上）；

ITH-…弹簧种类（一般ITH=3,即支吊架手册弹簧，拟实现1

为管规弹簧，2为GB弹簧，9为碟簧）；

KTH…-弹簧最大串联数（一般KTH=4,表示超过一组串联4

个弹簧将采用恒力吊架。）；

RTH…-弹簧荷载变化系数（根据管规取值，一般为0.35,重要管

道可取0.25、0.15等。）；

NRG…-应规种类（NSG=2即为“90应规（SDGJ6-90）”）；

NPS…-直管验算应力的点数（一般NPS=5）；

NPB-…弯管验算应力的点数（一般NPB=6）；

f--应力范围的减小系数（按规定取值W1）；

RK5i-5工况许用应力系数（RK5=1.15或1.20）;

RK6-…6工况许用应力系数（RK5=1.15或1.20）;

缺省：

使用缺省值时，应将以上数据全部置9。

9,9,9

9,9,9

9,9,9

9,9,9

所取的缺省值为：

1,0,2

3,4,0.35

2,5,6

1,1.2,1.2

备注：

1、数据文件的前四条记录，必须是这四条记录。

2、坐标形式见例题，坐标系的选择应是右手定则。

3、ITH为弹簧种类的选择：

ITH=1老弹簧；

ITH=2DLGJ23-81管规弹簧；

ITH=3西北院汽水管道支吊架手册D-ZD83-1900弹簧;

ITH=4GB10182弹簧，新管规(DL/T5054-1996)弹簧;

ITH=5SPRINGoDB文件中的弹簧，用户可自行建立

该文件。

ITH=9拟定为碟簧。未完。

4、NRG应规的选取：

NRG=1老应规，本版只能用于90应规。

NRG=2符合90应规SDGJ6-90o

NRG=3符合美国标准ASMEB31.L本软件不包括。

5、f的选取：

预期电厂在运行年限内系数f,与管道全温度周期性的交变次数

N有关。

NW2500时，f=l；

-02

N>2500时，f=4.78?/-

6、RK5、RK6许用应力系数的选取

当任何24小时连续运行时间内，偶然荷载作用时间少于10%,k取

1.15;少于1%,取1.2O

管线填写的起点，必须是固定点或者是给定附加位移的点。否则程序

会出现“误解”。

弯单元记法记录

记录格式:

NC,IWD

记录内容：

NC=-1

IWD—弯单元记法

缺省：

IWD=1

备注：

IWD=1直单元长度不含弯单元弯曲半径;

IWD=2直单元长度含弯单元弯曲半径。

建议：一般应使用IWD=2。

IWD=2IWD=1

图3.1

弯单元记录（0）

记录形式：

NC,IS,IE,RR,RA,IA

记录内容：

NC--NC=0

IS=0…-始端无焊缝;

IS=1…-始端有焊缝；

IE=0-…末端无焊缝；

IS=1一末端有焊缝;

RR……弯曲半径，米；

RA……弯曲角度（度）；

IA一弯单元种类，1热压弯头，2弯制弯头，3焊制弯头。

缺省无，

备注：

弯单元前后必须是直单元记录，当IS=1或IE=1时管端应力

增强系数取（12）记录输入的应力增强系数。

直单元记录(1)

记录形式:

NC,IS,IE,X,Y,Z

记录内容：

IS=O--始端无焊缝;

IS=1--始端有焊缝；

IE=O--末端无焊缝；

IE=1-…始端有焊缝；

X,Y,Z---单元分别在三个坐标轴上的投影长，米。

缺省：

无

备注：

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取(12)记录输入的应

力增强系数。

直单元（异径三通支管、接管座）记录（2）

记录形式：

NC,IS,IE,X,Y,Z,Do,S,WG

记录内容：

NC=2

IS=0--始端无焊缝；

IS=1-…始端有焊缝；

IS=0--末端无焊缝；

IS=1一末端有焊缝;

X,Y,Z-单元分别在三个坐标轴上的投影长，米。

Do----外径，毫米；

S…壁厚，毫米；

WG…单位长度的管重量，kg/mo

缺省：

无

备注：

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取（12）记录输入的应

力增强系数。

当为接管座时，接管座应分两段填写（见图3.2）.

此记录为精确目的，一般可用NC=1记录。

图3.2

直单元（三通主管）记录（3）

记录形式：

NC,IS,IE,X,Y,Z,Do,S,WG

记录内容：

NC=3

IS=0--始端无焊缝;

IS=1-…始端有焊缝；

IS=0--末端无焊缝;

15=1--末端有焊缝;

X,Y,Z…单元分别在三个坐标轴上的投影长，米。

Do…-外径，毫米；

S--壁厚，毫米；

WG单位长度的管重量，kg/mo

缺省：

无

备注：

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取（12）记录输入的应

力增强系数。

当为接管座时，接管座应分两段填写（见图3.2）.

此记录为精确目的，一般可用NC=1记录。

刚性件记录（2）

记录形式：

NC,IS,IE,X,Y,Z,RLO,ALPHA

记录内容：

NC=4

IS=0--始端无焊缝;

IS=1-…始端有焊缝；

IS=0--末端无焊缝;

IS=1一末端有焊缝;

X,Y,Z…单元分别在三个坐标轴上的投影长，米。

RLO……刚性件重量，公斤；

ALPHA…-刚性件线胀系数，（10"cm/m℃,10-6/℃）o

缺省：

无

备注：

刚性件重量为总重量，不是每米长重量。

如果刚性件参加热膨胀，且取用直管的线胀系数（一般如此）

ALPHA=0,如果刚性件不参加热膨胀，ALPHA=0.000001o

刚性件是指相对管道来说刚度较大的元件（如阀门等）。

同心异径管记录（5）

记录形式：

NC,IS,IE,X,Y,Z,DI,SI,RAI,D2,S2,GW5

记录内容：

NC=5

IS--is=l始端有焊缝，IS=O始端无焊缝；

IE--IE=1末端有焊缝，IE=O末端无焊缝；

X,Y,Z为其分别在三个坐标轴上的投影长，米；

RA1…-半锥角，度；通常，12到15度。

DI,SL…分别为大端的外径、壁厚；

D2,S2--分别为小端的外径、壁厚；

GW5-…异径管重量（kg）,不是每米的重量。

无缺省

备注：见图。（略）

给定单元刚度矩阵记录（6）

记录形式:

NC,IS,IE,X,Y,Z,GW6

Kll,K12,K13,K14,K15,K16

K21,K22,K23,K24,K25,K26

K31,K32,K33,K34,K35,K36

K41,K42,K43,K44,K45,K46

K51,K52,K53,K54,K55,K56

K61,K62,K63,K64,K65,K66

记录内容：

NC=6

X,Y,Z-…该元件在三个坐标轴上的投影，米;

IS,IE--始端和末端的焊接表示；

GW6…-单元的重量，注意不是每米重量，公斤;

Ku--元件各向刚度。

缺省：无

备注：

该记录为了解决非管道弹性元件的输入（如补偿器等）;

Kll,K22,K33为在单元坐标系下X,Y,Z方向感受的线刚度，

K44,K55,K66为在单元坐标系下X,Y,Z方向感受的角刚度。

K12为在单元坐标系下Y方向有线位移时，在X方向感受的线刚

度。

K13为在单元坐标系下Z方向有线位移时，在X方向感受的线刚

度。

K21为在单元坐标系下X方向有线位移时，在Y方向感受的线刚

度。

其他依次类推。

Kll,K12,K13,K21,K22,K23,K31,K32,K33单位为

(kgf/mm,N/mm);

K41,K42,K43,K51,K52,K53,K61,K62,K63单位为(kgf.m/mm,

N.m/mm);

K14,K15,K16,K24,K25,K26,K34,K35,K36单位为(kgf/rad,

N/rad);

K44,K45,K46,K54,K55,K56,K64,K65,K66单位为(kgf.m

/rad,N.m/rad).

节点编号记录(10)

记录形式:

NC,ISN,IEN,ITY

记录内容：

NC=10

ISN—-分支始节点；

IEN-—分支末节点；

ITY——分支节点类型。

缺省：无

备注：

节点编号小于10000c

节点类型为刚性支吊点见表3-1o

节点类型为刚性支吊点见表3-1o

节点为自由点，节点类型ITY=100。

节点为固定点，节点类型ITY=177。

节点为只限制Y方向位移的刚性支吊点，节点类型ITY=120o

节点为只限制Z方向位移的刚性支吊点，节点类型ITY=130o

节点为限制YZ方向位移的导向支架，节点类型ITY=160o,

节点与支吊架为钱接，节点类型的个位为0。

固定端的节点类型ITY=100且应在230记录中说明。

节点为在工况5(排汽工况)起作用且只限制Y方向的刚性支吊点,

节点类型ITY=320；同时应在40记录中说明。

表3.1刚性支吊点节点类型表

百位百位百位十位个位

类别在规定工况起限

总体坐标系单元坐标系制作用线位移角位移

不限制位移12300

限制X向位移12311

限制Y向位移12322

限制Z向位移12333

限制XY向位移12344

限制XZ向位移12355

限制YZ向位移12366

限制XYZ向位移12377

表3.2弹性支吊点节点类型表

类别位十位个位个位备注

承担分配荷载的恒力吊架50005000

承担给定荷载的恒力吊架一一一9999

承担分配荷载的弹簧支吊架——8并联数81,82

承担给定荷载的弹簧支吊架一一9串联数91,92

管端焊点应力增强系数记录（12）

记录格式：

NC,I

记录内容：

NC--12；

I--应力增强系数。

缺省：

1=1

备注：

该记录用来说明管段两端焊接点应力增强。

该记录与1〈NC〈1O记录配合使用。

应力增强系数的计算与选用见表3.3o

表3.3焊点应力增强系数表

S36mm,6max<1.6,6avg/SWO.13（对接焊见图3.2）i=1.0

S26mm,6max^3.2,6avg/SW任何值（对接焊见图3.2）i=0.9+2.7（6avg/S）

S26inni,5max^l.6,6avg/S<0.33（对接焊见图3.2）L0〈i〈L9

角焊（见图3.4）i=2.1或1.3

扩口过渡段（见图3.3）1=1.3+0.036Do/Sn+3.68/Sn

一般，不注意按照实际接管情况填写，而笼统给L是不够确切

的，严格说，应准确填写。详见《90应力计算技术规定》。

图3.2对接焊尺寸

图3.3扩口过渡段尺寸

对接焊口应力增强系数用于管子壁厚为0.875Sn和l.lSn之间的对接

焊口,其轴向距离为(Do*Sn)厚式中，D。为管子外径，Sn为直

管公称壁厚，6avg为错边的平均值。

图3.4角焊接尺寸如下图

通过计算确定。

(a)(b)

对于套接焊管件，如焊趾与管壁过渡平滑，则应力增强系数可取1.3。

11

给定支吊架作用工况记录（40）

特殊支吊架采用，只能用一次。

记录形式：

NC,IGK5,IGK6,IGK7,IGK8,IGK9,IGK10

记录内容：

NC-40

IGKN——刚性支吊架作用工况号（5WNW10）。

缺省：无

备注：

该记录与10号记录中的节点类型项配合使用，300VITYW377,详细

说明见10号记录说明。

该记录在文件中只能出现一次（例如，40,5,0,0,0,0,0表示

管系中的300VITYW377的支吊架只能在5工况起作用，建议将该记

录置于题头记录之前。

刚性支吊架刚度记录（41）

记录形式：

NC,EG

记录内容：

NC=41

EG——支吊架刚度的方次，2WEGW90。

缺省：

EG=20为10的20次方。EG=1020O

备注：

该记录只能在文件中使用一次。一般情况下，无须使用此记录。

刚性件刚度系数记录（42）

记录形式：

NC,EG

记录内容：

NC=42

EG---刚性件刚度为直管刚度的倍数，2WEGW200。

缺省：

EG=50

备注：

该记录只能在文件中使用一次，一般情况下，无须使用此记录。

蒸汽管道结构荷载记录（43）

只对汽管起作用。

记录形式：

NC,ISW

记录内容：

NC=43

ISW一—=0管道计算结构荷载时，不需额外计入水重（水管、不做水

压试验的蒸汽管道）；

=1管道计算结构荷载时，额外计入水重（进行水压试验的蒸汽管道）。

缺省：

ISW=0

备注：

无

辅助输出文件记录（44）

不用，检查和补充时采用。

记录形式：

NC,FNME

记录内容：

NC=44

FNME——辅助输出文件名称。

缺省：

无辅助输出文件生成。

备注：

辅助输出文件的内容及格式见附录。

一般情况下，无须输出辅助文件。

应力输出控制记录（45）

详细分析时采用。

记录形式：

NC,ISS

记录内容：

NC=45

ISS=O输出最大应力

ISS=1输出所有应力

缺省：

ISS=O

备注：

一般情况下，无须使用此记录。

截面特性记录（60、61）

记录形式：

NC,Do,S,GW

记录内容：

NC-60弯单元截面特性记录。

NC-61直单元截面特性记录。

Do---管子外径（mm）;

S---管子壁厚（mm）

GW-一单位长度管道重量kgf/mo

缺省：

无

备注：

该记录影响到其后管道截面特性。

弯管附加记录（62）

记录形式:

NC,r,Sn,b,9

记录内容：

NC=62

r——管子平均半径（mm）

Sn——管子公称壁厚（mm）

b-—焊接弯管斜接段在中心的长度（mm）

。-一焊接弯管斜接轴线夹角的半角（度）。

缺省：

1.数据中的弯管不是焊接弯管。

2.计算弯管应力增强系数时，用壁厚S代替Sn。

3.取r=（Do/2-Sn）,Do一管子外径。

4.添此记录但b=0,S=0则用r和Sn计算非焊接弯管的应

力增强系数。

备注：

b,r.Sn见图3.5:

材料特性记录(70、77、79)

记录形式：

NC,o1,O2,a,El,E2

记录内容：

NC=70,设计工况材料特性记录。

o1--钢材在20℃时的许用应力(kgf/nrnT2,MPa);

。2--钢材在设计温度下的许用应力(kgf/mnT2,MPa);

a-一钢材在设计温度下的线胀系数(10"-4cm/m℃,10--6/℃)；

E1--钢材在20℃时的弹性模量(10八6kgf/cm^2,kN/mm^2);

E2--钢材在设计温度下的弹性模量(10八6kgf/cnr2,kN/mnT2)。

NC=77,超温超压工况(7、8)材料的特性记录

o1--钢材在20℃时的许用应力(kgf/mnT2,MPa);

。2--钢材在超温条件下的许用应力(kgf/mnf2,MPa);

a-—钢材在超温条件下的线胀系数(10"-4cm/m℃,10^-6/℃)；

E1--钢材在20℃时的弹性模量(10八6kgf/cnT2,kN/mnT2);

E2-—钢材在超温条件下的弹性模量(10八6kgf/cnr2,kN/mnT2)。

NC=79,水压试验工况(9、10)材料的特性记录

。1--钢材在20℃时的许用应力(kgf7mnr2,MPa);

。2—钢材在水压试验条件下的许用应力(kgf/mnT2,MPa);

a--钢材在水压试验条件下的线胀系数(10<4cm/m℃,10:6/℃)；

E1--钢材在20℃时的弹性模量(10八6kgf/cm^2,kN/mm^2);

E2--钢材在水压试验条件下的弹性模量(10八6kgf/cm^2,kN/mnT2)。

缺省：

1,2,3,4,5,6工况取用NC=70记录的材料特性，7,8工况取用

NC=77记录的材料特性，9,10工况取用NC=79记录的材料特性。程

序自动取0.9倍屈服极限作为水压试验许用应力。

备注：

本记录影响其后的管子的材料特性。

一般情况下只使用70记录，

当验算超温超压情况下的应力时使用77记录(一般超压影响比较大、

超温影响比较小而超压对应力的影响又比较好估算，所以一般情况下

不须验算超温超压情况下的应力)。

当验算水压试验情况下的应力时使用79记录(0.9［。］s表示只要管

道在水压试验时管道不发生屈服即为合格，所以一般情况下不须验算

水压试验情况下的应力)。

材料名称记录(71)

当材料库中无此数据时，德国钢材许用应力随厚度变化，最好按70条记录

直接给数，或所用数据与“管规”数据有差异时，不能采用此记录。应采用70

条记录。

记录形式：

NC,MAT

记录内容：

NC=71

MAT一一材料名或者材料文件名。

缺省：

无

备注：

用本记录查找特性后，程序每遇90,97,99记录都要进行查找，对于

10CRM0910和ST45.8,10CRM0910,A106B,A335P11,A335P22。

如果使用的不是这些管材，用户可建材料文件，此时MAT=材料文

件的建立方法见第五章。

介质特性记录(90,97,99)

此90记录应填在71记录之前，97、99记录要与90记录分开，填于71记录之

后，以防出现0作除数。

记录形式：

NC,T2,T2,P

记录内容：

NC——90设计工况介质特性记录(1、2、3、4、5、6)。

Tl=T0环境温度(一般取20℃)。

T2=TJ设计温度℃。

P=PJ设计压力(kgf/cm2,MPa)。

NC一一97超温超压工况介质特性记录(7,8)O

Tl=Ts水压试验温度℃o

T2=Ts水压试验温度℃o

P=Ps水压试验的压力(kg/cn^MPa)。

缺省：

无NC=97记录则无7,8工况。

无NC=99记录则无9,10工况。

备注：

该记录影响到其后的管道介质特性。

当使用材料名称记录(71记录)时，程序在读取该记录时自动查取

材料特性。

水平荷载(地震、风)方向记录(81)

地震则各向相同，而风荷载应按“风玫瑰”取用。

记录形式：

NC,SX,SY,SZ

记录内容：

NC=81

SX,SY,SZ一一在结构坐标系上的各方向系数。

缺省：

无

备注：

该记录影响到其后的水平荷载方向。

无地震、风荷载进无须使用此记录。

地震系数记录（82）

记录形式：

NC,KB

记录内容：

NC=82

KB——地震影响系数。

缺省：

无此记录则无地震工况（6工况）。

备注：

KB是将地震系数K和结构影响系数B综合考虑的系数。1979年我

国《工业设备抗震鉴定材料规定》地震系数K值如下表：K=0.1-

0.4,对于高空悬吊式或管系结构，结构影响系数B=1.5—2.0,一般

可取KB=0.25-0.3,详见《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》

(SDGJ6—90)。

风荷载受风截面记录（83）

记录形式：

NC,FH,FSo

记录内容：

NC=83

FH管子迎风直径（mm）。

FS一一风荷载体形系数。

缺省：

无

备注：

管道的体形系数FS=0.5-0.7o

该记录影响到以后的管道的受风面。

风压记录(84)

记录形式：

NC,W

记录内容：

NC=84

22

W-----基本风压(kgf/m,KN/m)0

缺省：

无此记录则无风荷载工况(6工况)。

备注：

本记录影响到以后管道的风压。

风荷载标高系数记录（85）

记录形式：

NC,NREC

H,HWS

（共有NREC个H,HWS）

记录内容：

NC=85

NREC一一标高系数记录个数。

H-----标图（m）o

HWS一一风压标高变化系数。

缺省：

H=0,HWS=lo

备注：

无

给定原点坐标记录（100）

记录形式：

NC,IN,XX,YY,ZZ

记录内容：

NC=100

IN-----点号。

XX,YY,ZZ一一原点坐标（m）。

缺省：

XX=0,YY=0,ZZ=0o

备注：

无

附加荷载点记录(210)

记录形式：

NC,IN,IK,FX,FY,FZ,MX,MY,MZ。

记录内容：

NC=210

IN-----点号。

IK-----工况号。

FX,FY,FZ一一附加荷载的力分量(kgf,N)。

MX,MY,MZ一一附加荷载的力矩分量(kgf*m,N*m)。

缺省：

无

备注：

该记录一般应在5工况及5工谒以后的工况使用。

偶然荷载点记录(215)

记录形式：

NC,IN,FX,FY,FZ,MX,MY,MZ

记录内容：

NC=215

IN-----点号

FX,FY,FZ一一附加荷载的力分量(kgf,N)。

MX,MY,MZ一一附加荷载的力矩分量(kgf*m,N*m)。

缺省：

无此记录则无5工况。

备注：

该记录只在5工况起作用。

给定位移点记录(220)

记录形式：

NC,IN,IK,AX,AY,AZ,9X,。Y,6Z

记录内容：

NC=220

IN-----点号。

IK-----工况号。

△X,AY,AZ一一给定的三个线位移分量(mm)。

OX,OY,9Z一一给定的三个角位移分量(rad)。

缺省：

无

备注：

该记录用以描述在选定工况下位移量为已知的支吊架。

一般情况下无须使用此记录。

管道端点热位移记录(230)

记录形式：

NC,IN,AX,AY,AZ,9X,OY,9Z

记录内容：

NC=230

IN-----点号。

△X,AY,AZ一—工作时管道端点的三个线位移分量(mm)。

9X,9Y,ez一—工作时管道端点的三个角位移分量(rad)。

缺省：

无

备注：

该记录用以描述管与设备连接处由冷态到热态变化时对管道的强制

位移。

对应的节点在节点说明记录(10记录)中用ITY=100描述。

管道端点地震位移记录（236）

记录形式：

NC,IN,AX,AY,AZ,9X,9Y,9Z

记录内容：

NC=236

IN-----点号。

AX,AY,AZ一一地震工况（6工况）管道端点的三个线位移分量

（mm）o

ex,eY,ez——地震工况（6工况）管道端点的三个角位移分量

（rad）o

缺省：

236记录只在6工况起作用，无地震不填写此记录。如果230记录中

考虑了地震情况，则可不填写236记录。

备注：

该记录用以描述管与设备连接处地震工况（6工况）设备对管道的强

制位移。

对应的节点在节点说明记录（10记录）中用ITY=100描述。

管道端点超温位移记录（237）

记录形式：

NC,IN,AX,AY,AZ,9X,9Y,9Z

记录内容：

NC=237

IN-----点号。

AX,AY,AZ一一超温工况（8工况）管道端点的三个超温附加线

位移分量（mm）。

9X,9Y,9Z——超温工况（8工况）管道端点的三个超温附加角

位移分量（rad）。

缺省：

237记录只在8工况超作用，无超温不填写此记录。

备注：

该记录用以描述管与设备连接处超温工况（8工况）设备对管道的强

制位移。

对应的节点在节点说明记录（10记录）中用ITY=100描述。

冷紧对口点记录(240)

记录形式：

NC,IN,AX,AY,AZ

记录内容：

NC=240

IN-----点号。

△X,AY,AZ一一冷紧对口点的三个方向冷紧值(mm)。

缺省：

当管系中有241记录时，则该记录仅起口前口后位移计算作用，不起

下料作用。当管系中无241记录时，则该记录既起口前口后位移计算

作用，又起下料作用。

备注：

冷紧值的方向按总体坐标系填写，设冷紧口末端固定，冷紧使冷紧口

始端发生位移，紧口始端位移的方向即为冷紧值的方向。其方向与总

体坐标系坐标轴的方向相同为正，相反为负。冷紧口不能设在管系紧

邻起始点的单元。

冷紧对口记录（241）

作用有限，实际下料不用此记录解决。

记录形式：

NC,IN,AL

记录内容：

NC=241

IN-----点号。

AL一一冷紧下料冷紧值（mm）。

缺省：

当管系中无此记录时，则241记录既起口前口后位移计算作用，又起

下料作用。当管系中有此记录时，则241记录仅起口前口后位移计算

作用，不起下料作用。

备注：

该记录中的冷紧值的方向与总体坐标系坐标轴的方向相无关;缩短下

料为负，增长下料为正。冷紧口不能设在管系紧邻起点的单元。

坐标校核点记录(250)

很重要。

记录形式：

NC,IN,AX,AY,AZ

记录内容：

NC=250

IN-----点号。

△X,AY,AZ一一校核点的坐标(m)。

缺省：

无

备注：

该记录可用以校核管系中任意点的坐标。

给定弹簧荷载记录(260)

记录形式：

NC,IN,FZ

记录内容：

NC=250

IN-----点号。

FZ一一给定弹簧工作状态下垂直方向荷载值(kgf,N)。

缺省：

无

备注：

该记录与10记录中的ITY=91、ITY=92节点类型配合使用，使得

选定的弹簧支吊架点在工作状态不承担分配荷载而承担该记录给定

的荷载。该记录与10记录中的ITY=99节点类型配合使用，使得选

定的恒力弹簧支吊架点在工作状态不承担分配荷载而承担该记录给

定的荷载。

点的附加输出记录（290）

分段计算时，可以近似采用。

记录形式：

NC,IN

记录内容：

NC=290

IN-----点号。

缺省：

无

备注：

在输出文件中附加输出该点每一工况下的位移和内力等。

一般情况下无须使用此记录。

给定应力增强系数记录（300）

只要单独计算应力增强系数，此记录很实用，可免去不少数据的添入。

记录形式：

NC,IN,i

记录内容：

NC=300

IN-----点号