埋地管道结构稳定计算表格.xlsxVIP

地埋钢管结构分析

一、基本资料

管道内径D0 0.4 m

管道壁厚σ 0.008 m

管道外径D1 0.416 m

管材重度Υg 78.5 KN/m³

管顶至设计地面的覆土高度HB 0.8 m

填埋式土压力系数Cc 1.4

开槽施工土压力系数Cd 1.2

回填土的重力密度Υg 10 KN/m³

主动土压力系数Ka 0.33

管侧土的重力密度Υs 18 KN/m³

自地面至计算截面处的深度Z 1.008 m

地下水位以下管侧土的有效重度Υs 10 KN/m³

自地面至地下水位的距离Zw 0 m

水的重力密度Υw 10 KN/m³

可变荷载

地面人群荷载F人 4 KN/m2

地面堆积荷载标准值F堆 10 KN/m2

车辆的i个车轮承担的单个轮压标准值Qvi,k 19.62 KN

i个车轮的着地分布长度ai 0.5 m

i个车轮的着地分布宽度bi 0.3 m

自行车地面至管顶的深度H 0.8 m

动力系数υd 1

车轮的总数量n 2 个

沿车轮着地分布宽度方向，相邻两个车轮间的净距dbj 1.55 m

沿车轮着地分布宽度方向的车轮排数ma 1 排

沿车轮着地分布长度方向的车轮排数mb 1 排

沿车轮着地分布长度方向，相邻两个车轮间的净距daj 2 m

轮压传递到管顶处沿管道纵向的影响长度Lp m

管道纵向承受轮压影响的有效长度Le m

压力管道在运行时出现的真空压力Fv 0.05 Mpa

二、荷载计算

1、永久荷载计算

自重标准值G1k 1.01 KN

竖向土压力标准值Fsv，k 3.99 KN

管侧土压力标准值Fep,k 6.05 KN

地下水以下管侧土压力标准值Fep,k 3.36 KN 无地下水

管道内水重标准值Fw 1.26 KN

2、可变荷载计算

可变荷载 标准值 准永久系数ΨP 准永久荷载 单位

钢管管道的设计内水压力Fwd，k 1.68 0.70 1.176 N/mm2

地面人群荷载F人 0.004 0.30 0.0012 N/mm2

地面堆积荷载标准值qik 0.01 0.50 0.005 N/mm2

车辆荷载q车 0.01 0.50 0.00 N/mm2

真空压力FV 0.05 0.00 0 N/mm2

地震荷载F地 0 1.00 0 N/mm2

浮托力Ffk 1.30 KN/m2

三、承载能力极限状态计算

管壁计算宽度bo 1000 mm

弯矩折减系数Ψ 0.7

管壁计算厚度to 6 mm

管道计算半径ro 204 mm

钢管管侧土的综合变形模量Ed 10 N/mm2

钢管管材弹性模量Ep 206000 N/mm2

钢管外壁直径D1 416 mm

自重最大弯矩系数kg 0.083

竖向压力最大弯矩系数kv 0.138

管道内水重最大弯矩系数kw 0.083

管材泊松比vp 0.3

钢管管道的闭合温差△T 25 度

钢管管材线膨胀系数α 0.000012

钢管管壁截面的设计稳定性抗力系数Kst 2

钢管两侧胸腔回填土的泊松比vs 0.15

钢管管壁失稳时的折皱波数n 2

抗浮稳定性抗力系数Kf 1.1

变形滞后效应系数DL 1.5

竖向压力作用下柔性管的竖向变形系数Kb 0.089

钢管管壁纵向截面单位长度的截面惯性矩Ip 213342351.4 mm4

1、强度计算

在荷载组合作用下钢管管壁截面上的最大环向轴力设计值N 431827.20 N

在荷载组合作用下钢管管壁截面上的最大环向弯矩设计值M 52870.23 N.mm

钢管管壁最大的环向应力σθ 80.78 Mpa

钢管管壁最大的环向应力σx 102.10 Mpa

钢管管壁截面最大组合应力σ 83.96 Mpa

应力折算系数η 0.9

管道结构重要性系数Υ0 1.1

ησθ Υ0σ 【f】 结论1 结论2

72.70 92.36 215 满足规范要求 满足规范要求

2、钢管管壁稳定验算

钢管管壁的临界压力Fcr.k 2.71 N/mm2

钢管管壁压力F 0.14 N/mm2

结论: 满足规范要求

3、抗浮稳定性验算

各种抗浮托力标准值FGK 5.00 KN

浮托力标准值Ff 1.30 KN

结论: 满足规范要求

4、刚度验算

管道在准