明管结构计算书Excel.xls
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1、使使用用说说明明1、本表格遵照水电站压力钢管设计规范(SL281-2003)编写,单位为Nmm制;2、你只需要在着色的单元格中输入数据即可自动计算,未着色处不可编辑。输入数据时注意 提示;大少爷编制版权所有复制必究2003/10/6 15:20压力钢管(明管)结构计算书1 设计依据及参考资料(1)设计依据:水电站压力钢管设计规范(SL2812003)(2)参考资料:水电站建筑物(王树人 董毓新主编)、水电站(成都水力发电学校主编)2 设计基本资料设计引用流量 Q= 16.000m/s钢材的弹性模量 E= 206000N/mm钢材的泊松比= 0.3钢材的重度 s= 0.0000785N/mm水的
2、重度 w= 0.0000098N/mm钢管内径 D= 2000mm钢管轴线倾角= 44.000镇墩间距L1= 64000mm支墩间距 L= 16000mm加径环间距 l= 4000mm伸缩节与上镇墩的距离L2= 2000mm伸缩节止水盘根沿管轴向长度b1= 300mm伸缩节止水填料与钢管的摩擦系数 1= 0.3支座对管壁的摩擦系数 f= 0.1焊缝系数 =0.953 初估管壁厚度t(1)根据末跨的主要荷载(内水压力)并考虑将钢材的允许应力降低15%,按锅炉公式初估管壁厚度t:计算公式:式中:钢管管壁钢材屈服点 s= 235.000N/mm末跨跨中截面管道中心内水压力 H= 56250mm钢管管
3、壁厚度t初估计算表wHDst(mm)0.00000985625020002350.95129.255.3 s55. 0 15. 012HDtw取计算管壁厚度t= 8mm再考虑2mm的锈蚀裕量,管壁结构厚度初定t= 10mm(2)复核管壁结构厚度是否满足考虑制造工艺、安装、运输等要求,保证必须的刚度的最小厚度要求:计算公式:则t应满足: t6.5mm实际选用管壁厚度t=10mm,满足要求。4 钢管应力分析4.1 跨中管壁断面应力分析4.1.1 荷载计算(1)径向内水压力P计算公式:式中:计算截面管道中心内水压力 H= 56250mm则:0.551N/mm(2)垂直管轴方向的力(法向力) 钢管自重
4、分力Qs计算公式: (每跨钢管自重) (单位管长钢管自重,考虑刚性环等附件的附加重量约为钢管自重的25)钢管自重分力Qs计算表DtsLqs(N/mm)Qs(N)2000100.000078544.000160006.16570956 钢管中水重分力Qw计算公式: (每跨管内水重) (单位管长管内水重)钢管中水重分力Qw计算表DwLqw(N/mm)Qw(N)20000.000009844.0001600030.788354353(3)轴向力A 钢管自重轴向分力A1计算公式: wHPwHP4800/ DtcosLqQssssDtq25. 1cosLqQwwwwDq225. 0sin31LqAs式中
5、:伸缩节至计算截面处的钢管长度L3= 54000mm钢管自重轴向分力A1计算表qsL3A1(N)44.0006.16554000231259 套筒式伸缩节端部的内水压力A5计算公式: 式中:伸缩节端部管道中心内水压力H= 7890mm伸缩节内套管外径D1= 2020mm伸缩节内套管内径D2= 2000mm套筒式伸缩节端部的内水压力A5计算表D1D2wHP(N/mm2)A5(N)202020000.000009878900.0774862 温升时套筒式伸缩节止水填料的摩擦力A6计算公式: 温升时套筒式伸缩节止水填料的摩擦力A6计算表D1b11PA6(N)20203000.30.07743978
6、温升时支座对钢管的摩擦力A7计算公式: 式中:计算截面以上支座的个数 n= 3个温升时支座对钢管的摩擦力A7计算表nqsqwLfA7(N)36.16530.788160000.144.000127592 轴向力的合力A计算公式: 轴向力合力A计算表A1A5A6A7A(N)231259486243978127592407691PDDA222154wHPPbDA1116 coscos7LfqqnfqLAws7651AAAAA4.1.2 跨中管壁断面应力计算(1)径向内水压力P在管壁中产生的环向应力1计算公式: 式中:为计算点半径与管中心铅垂线的夹角:=0为管顶点;=90为管水平轴线处;=180为管
7、底处。跨中环向应力1计算表DrPtH1(N/mm2)0200010000.55185625044.00068.02590200010000.55185625044.00068.906180200010000.55185625044.00069.787(2)轴向力A在横断面上产生的轴向应力x1(以拉力为+)计算公式: 跨中轴向应力x1计算表Artx1(N/mm2)40769110008-8.111(3)法向力在横断面上产生的轴向应力x2计算公式: 跨中轴向应力x2计算表qsqwLMrtx2(N/mm2)06.16530.7881600044.00068049314910008-27.076906
8、.16530.7881600044.0006804931491000801806.16530.7881600044.0006804931491000827.076(4)内水压力P在管壁产生的径向应力r计算公式: coscos1Pr1Hrt2Dr rtAx21cos22trMxcos)(1012LqqMws)coscos(rHPwr跨中径向应力r计算表wHrr(N/mm2)00.000009856250100044.000-0.544900.000009856250100044.000-0.5511800.000009856250100044.000-0.5584.1.3 跨中管壁断面各计算点应
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