带加劲环埋教材藏式压力钢管的抗外压稳定性分析.pdf

第22 卷 第2 期 浙江水利水电专科学校学报 Vol .22 No .2 2010 年6 月 J .Zhej iang Wat .Cons Hydr .College Jun .2010 带 加 劲 环 埋 藏 式 压 力钢 管 的抗 外 压 稳 定 性 分 析 1 2 1 周 挺 , 郑林仙 , 陈亚君 ( 1 . 浙江省 水利 水 电工 程局( 浙 江省水 利水 电技术 咨询 中心) , 浙江 杭 州 310020 ; 2 . 浙 江省 水利水 电建 筑监理 公司, 浙 江 杭州 310020) 摘 要: 水电站压力钢管作为一种薄壳结构, 在承 受外压 时易发生压屈 而失稳, 成为某些水电站压力 管道钢衬设计 的控制 因素. 目前规范采 用明管抗外压 的米赛斯公 式计算埋藏式加劲环压力钢 管的临界外压, 将外 包混凝土衬砌 对管壁的径 向约束作 用作为安全储备, 安全 系数略予降低. 为量化这种 必然使 钢管临界外压 增大的混凝土衬砌径 向约束作 用, 首先利用非线性屈 曲分析按 明管定量分析加 劲环式压力钢 管的临界外压, 进 而再通过在外包 混凝土 衬砌和钢衬 间设置接触单元考虑混凝土衬砌对管壁的径 向约束作 用, 按埋管分析加劲环式压 力钢管 的临界 外压, 然后与按米赛斯公 式和赖华金等所推导的公 式计算的临界外压进行对比. 表 明即使混凝土衬砌和钢 管间有均 匀分 布的缝隙, 外包混凝土衬砌的径 向约束作 用也会使环 间管壁的临界屈 曲外压 明显提高, 提 高幅度可高达50 % 以上. 关键词: 埋藏式压力钢管; 径 向约束; 非线性屈 曲分析; 临界外压 中图分类号:TV732 .4 + 4 文献标志码:A 文章编号:1008 - 536X( 2010) 02-0035- 05 Buckli ng Capacit y Anal ysi s on Embedded St eel Penst ock wit h Stiff ener Ri ng 1 2 1 ZHOU Ti ng , ZHENG Li n-xian ,CHEN Ya-j un ( 1.Zhej i ang Water Conservancy and Hydropower Bureau , Hangzhou 310020 , China ; 2 . Zhej iang Water Conservancy and Hydropower Constructi on Supervision Company , Hangzhou 310020 , Chi na) Abstract :The steel penstock at hydroelectric station , as a kind of thi n shell structure , encounters bucki ng fail ure easily under ex- ternal pressure , whi ch has become the control factor i n the desi gn . At present , Mises Formul a is adoptedto cal