埋地塑料管结构环刚度计算
管材环刚度选择计算
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埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定:埋地塑钢缠绕管在外压力作用下,其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即:%1001max ,´=D W d e (1)ε< 5% (2)式中式中 W W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量(m )。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算:可按下式计算:dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max,++=f ((3) 式中式中 K K d ——管道变形系数,根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用;选用;D L ——变形滞后效应系数,取值1.4 F SV SV,,k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值(KN/m KN/m)); φq ,——可变荷载准永久值系数,取0.5;vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值; S p ——管材环刚度(kN/m 2); E d ——管侧土的综合变形模量(kN/m 2)。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ,k ,可按下式计算:1D H r Fs s KSV ××=,=18* H s * D 1式中式中 r r s ——回填土的重力密度,可取18KN/m 3;H s ——管顶至设计地面的覆土高度(——管顶至设计地面的覆土高度(m m );D 1——管道的外径(——管道的外径(m m )。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1:作用在管道上竖向土压力标准值管顶覆土厚度H s (m) F SV SV,,k (KN/m)1.0 18.0 D 1 1.5 27.0 D 12.0 36.0 D 1 2.5 45.0 D 13.0 54.0 D 1 3.5 63.0 D 1 4.0 72.0 D 1 4.5 81.0 D 15.090.0 D 1二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值,地面车辆荷载标准值按城-B 级考虑(参照04S520,埋地塑料排水管道施工标准图集),作用在管道上的可变作用标准值见表2:表2:作用在管道上的可变作用标准值H s (m) 城-AΦq *q vk*D1(KN/m) 城-BΦq *q vk*D1(KN/m) 地面堆载Φq *q vk*D1(KN/m)1.0 18.37 D 1 12.76 D 1 5 D 1 1.5 11.20D 1 8.90 D 1 5 D 1 2.0 7.90D 1 6.81 D 1 5 D 1 2.5 5.93D 1 5.39D 1 5 D 13.04.64 D 14.38 D 15 D 1 3.5 5 D 1 4.0 5 D 1 4.5 5 D 1 5.05 D 1三、计算管侧土的综合变形模量E d21a ar B 565.0435.0附表1 管道变形系数Kd 附表2 2 计算参数α计算参数α1及α21D B r 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 α1 0.252 0.435 0.572 0.680 0.838 0.948 α20.748 0.565 0.428 0.320 0.162 0.052 附表3 3 管侧回填土和槽侧原状土变形模量(管侧回填土和槽侧原状土变形模量(管侧回填土和槽侧原状土变形模量(MPa MPa MPa))回填土压实回填土压实系数(系数(%%)原装土标准贯原装土标准贯 入锤击数N 63.5土的类别土的类别859095100 4<N 4<N≤≤1414<N 14<N≤≤2424<N 24<N≤≤50>50砂砾、砂卵石砂砾、砂卵石5 7 10 20 砂砾、砂卵石砂砾、砂卵石 细粒土含量不大于12%35714砂砾、砂卵石砂砾、砂卵石 细粒土含量大于12% 13510黏性土或粉土(黏性土或粉土(W W L <50%<50%))砂粒含量大于25% 1 3 5 10 黏性土或粉土(黏性土或粉土(W W L <50%<50%))砂粒含量小于25%137注:注:1 1 1 表中数值适用于表中数值适用于10m 以内覆土;当覆土超过10m 时,表中数值偏低;时,表中数值偏低;敷设基础中心角2α20º 45º 60º 90º 120º 150º 变形系数变形系数0.109 0.105 0.102 0.096 0.089 0.083 。
HDPE环刚度的计算(解密版)325
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湖塘路HDPE^刚度的计算、计算依据:《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规范》CECS 164;2004二、环刚度概念:管道抵抗环向变形的能力。
三、计算公式:W/max=D(K D(F sV,K+ © q Q k Dl)/(8S p+0.061E d))式中Wmax ------------- 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量( m) K D――管道变形系数,取0.109.D L――变形滞后效应系数,根据管道胸腔回填密实度取 1.5.F SV,K――每延米管道管顶的竖向压力标准值。
(F SV,K=YHD=回填土密度X覆土厚度X管道外径=18X4X0.716=51.55(KN/m))© q ---------- 可变荷载永久值系数,取0.5。
E d――管侧土的综合变形模量(KN/m),四、判定条件£ = W.max/ D 1X100%<5%五、计算过程:( 1)计算管侧土的综合变形模量E d:根据附录C, B r/D1=(0.4+0.4+0.716 )/0.716=2.1173,曰 &=7/2.5=2.8 , E =0.52 则E d= E E e=0.52X7=3.64(2)计算竖向变形量2(1) 环刚度=8 KN/m2W d.max=D L(K D(F sV,K+© q Q vk D1)/(8s p+0.061E d))=1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.60)/ (8X8+0.061X3.64X1000))=0.03118 (m)£= W d.max/ D 1X100%=0.03118/0.6=0.52>5%,不满足要求。
( 2) (1) 环刚度=12.5KN/m2W d.max=D L(K D(F sV,K+© q Q vk D1)/(8s p+0.061E d))=1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.6)/ (8X12.5+0.061X3.64X1000))=0.0277(m)£ = W d.max/ D 1X100%=0.0277/0.6=4.6>5%,满足要求。
管材环刚度选择计算
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埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据埋地聚乙烯(PE )排水管道工程技术规程规定:埋地塑钢缠绕管在外 压力作用下,其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率 5%。
即:;=汪^ 100%( i )D 1s< 5%式中W d,max --------- 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量 (m )。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算:F SV , K = r s H s D 1=18* H s * D 1式中r s ――回填土的重力密度,可取18KN/m 3; H s ――管顶至设计地面的覆土高度 (m ); D 1——管道的外径(m )。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值((2)W d,max皿"8S p 0.061E d(3)式中 K d ――管道变形系数,根据管道敷设基础中心角2 a 按附录表i 选用;D L ――变形滞后效应系数,取值1.4F sv, k ---------- 每延米管道上管顶的竖向土压力标准值(KN/m );Q vk可变荷载准永久值系数,取0.5;单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值 ;S p ――管材环刚度(kN/m 2);E d ――管侧土的综合变形模量(kN/m 2 )。
、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F sv , k ,可按下式计算:见表1 :作用在管道上竖向土压力标准值二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值,地面车辆荷载标准值按城-B级考虑(参照04S520 ,埋地塑料排水管道施工标准图集),作用在管道上的可变作用标准值见表2:表2 :作用在管道上的可变作用标准值H s (m)城-A ① q *q vk*D1(KN/m) 城-B ① q *q vk*D1(KN/m) 地面堆载① q *q vk*D1(KN/m)1.0 18.37 D 1 12.76 D 1 5 D 1 1.5 11.20D 1 8.90 D 1 5 D 1 2.0 7.90D 1 6.81 D 1 5 D 1 2.5 5.93D 1 5.39D 1 5 D 13.04.64 D 14.38 D 15 D 1 3.55 D 14.05 D 1 4.55 D 15.05 D 1三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d ,可按下列公式计算:式中 E e ――管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量 (MPa );E n ――沟槽两侧原状土的变形模量 (MPa ); Z —合修正系数;a i 、a 2 与B r (管中心处沟槽宽度)和D i (管外径)的比值有关的计算参数,可按附录表2确定E dE e:1Ee现考虑岂=2时的综合变形模量E d :D iEe当回填土选用中粗砂,密实度达到90%以上时,艮取值5 MPa ; 根据地勘资料,以及设计情况,对E n 取一保守值7 MPa ;可得:E d =5.96 MPa四、计算管道变形根据设计图,管道埋深在1.3m 〜3.0m 之间,覆土高度在1.0m 〜2.7m 之 间,所以H s 按最不利工况考虑取值2.7m ; K d 按2 a 取90°寸取值0.096; F sv , k 取值 81D1,①q *q vk*D1 取值 5D1。
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埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据埋地聚乙烯(PE )排水管道工程技术规程规定:埋地塑钢缠绕管在外压力作用下,其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即:%1001max ,⨯=D W d ε (1)ε< 5% (2)式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量(m )。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算:dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ (3)式中 K d ——管道变形系数,根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用;D L ——变形滞后效应系数,取值F SV ,k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值(KN/m );φq ,——可变荷载准永久值系数,取;vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值;S p ——管材环刚度(kN/m 2);E d ——管侧土的综合变形模量(kN/m 2)。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ,k ,可按下式计算:1D H r F s s K SV ⋅⋅=,=18* H s * D 1式中 r s ——回填土的重力密度,可取18KN/m 3; H s ——管顶至设计地面的覆土高度(m );D 1——管道的外径(m )。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1:作用在管道上竖向土压力标准值二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值,地面车辆荷载标准值按城-B级考虑(参照04S520,埋地塑料排水管道施工标准图集),作用在管道上的可变作用标准值见表2:表2:作用在管道上的可变作用标准值三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d ,可按下列公式计算:e d E E ⋅=ζneE E211ααζ+=式中 E e ——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量(MPa );E n ——沟槽两侧原状土的变形模量(MPa );ζ——综合修正系数;α1、α2——与B r (管中心处沟槽宽度)和D 1(管外径)的比值有关的计算参数,可按附录表2确定。
埋地塑料管结构环刚度计算
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埋地塑料管结构环刚度计算埋地塑料管结构计算塑料管环刚度表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力:EI S,3DkN式中:S为环刚度(); 2mE为材料弹性模量;D为管道直径(m);I为管壁单位长度截面惯性矩根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》5.3.1及《给排水结构工程师设计手册》中刚度计算公式:埋地硬聚氯乙烯排水管在外压荷载作用下,管径竖向的直径变形率应小于管材的允许变形率(5%),直径变形率为:,,5%,0,,,,3.333,,K为安全系数,取1.5.,所以%管,,100(%),,KKD0 道在组合荷载下的直径变形量可按照下面公式计算:3KWr10,,D L,3EL,0.061Erd式中: ,:管道在组合荷载作用下管径竖向的直径变形量; ,:变形滞后系数,取1.2~1.5; DL, :基础垫层系数,当支承角2>=90?取0.1; K1W:管顶沿纵向单位长度总压力; 0r :管材的计算半径;E:管材的弹性模量;I: 管壁截面上单位长度的惯性矩;E :管侧土的综合变形模量(根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程d技术规程》附表F-1及F-2确定;所以管径为DN500,环刚度为8的硬聚氯乙烯塑料管结构计算为:3KWr10,,D L,33SD,0.061Erdin advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military 33633,,,(SD,0.061Er)3.333%,500,(8,10,500,0.061,0.006,250)d,W,,033DKr1.2,0.1,2501L2,0.05971kNmm,59.71kNm由上可知,管径为DN500环刚度为8的塑料管沿纵向单位长度可承受的最大垂直线荷载为:,则可承受的竖向压力为:59.71kNm259.71。
管材环刚度选择计算(图表相关)
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埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据埋地聚乙烯(PE )排水管道工程技术规程规定:埋地塑钢缠绕管在外压力作用下,其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即:%1001max ,⨯=D W d ε (1)ε< 5% (2)式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量(m )。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算:dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ (3)式中 K d ——管道变形系数,根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用;D L ——变形滞后效应系数,取值1.4F SV ,k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值(KN/m );φq ,——可变荷载准永久值系数,取0.5;vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值;S p ——管材环刚度(kN/m 2);E d ——管侧土的综合变形模量(kN/m 2)。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ,k ,可按下式计算:1D H r F s s K SV ⋅⋅=,=18* H s * D 1式中 r s ——回填土的重力密度,可取18KN/m 3; H s ——管顶至设计地面的覆土高度(m );D 1——管道的外径(m )。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1:作用在管道上竖向土压力标准值管顶覆土厚度Hs (m) FSV,k(KN/m)1.0 18.0 D11.5 27.0 D12.0 36.0 D12.5 45.0 D13.0 54.0 D13.5 63.0 D14.0 72.0 D14.5 81.0 D15.0 90.0 D1二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值,地面车辆荷载标准值按城-B级考虑(参照04S520,埋地塑料排水管道施工标准图集),作用在管道上的可变作用标准值见表2:表2:作用在管道上的可变作用标准值H s (m)城-AΦq*q vk*D1(KN/m)城-BΦq*q vk*D1(KN/m)地面堆载Φq*q vk*D1(KN/m)1.0 18.37 D112.76 D15 D11.5 11.20D18.90 D15 D12.0 7.90D1 6.81 D15 D1 2.5 5.93D1 5.39D15 D13.04.64 D14.38 D15 D13.5 5 D14.0 5 D14.5 5 D15.0 5 D1三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d ,可按下列公式计算:e d E E ⋅=ζneE E211ααζ+=式中 E e ——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量(MPa );E n ——沟槽两侧原状土的变形模量(MPa );ζ——综合修正系数;α1、α2——与B r (管中心处沟槽宽度)和D 1(管外径)的比值有关的计算参数,可按附录表2确定。
埋地塑料排水管环刚度设计
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::给水排水工程Water Supply&Drain a ge Engin e eri n g埋地塑料排水管环刚度设计黄雯I,肖唐俊2(1.湖北省环境科学研究院,湖北武汉430072;2.博天环境集团股份有限公司,湖北武汉430060)摘要:针对埋地塑料排水管的设计,总结出管道环刚度的计算公式,并得出管侧土综合变形模量对环刚度计算结果影响大的结论。
因此认为,工程设计中应通过分析地勘报告选取合适的参数计算环刚度。
关键词:塑料排水管;环刚度;计算公式;综合变形模量中图分类号:TU992;TU532.61文献标志码:B文章编号:1009-7767(2019)02-0178-02The Ring Stiffness Design of Buried Plastic Drain PipeHuang Wen,Xiao Tangjun塑料排水管以其质量轻、耐腐蚀,施工难度低等优点在工程中得到越来越广泛的应用。
塑料排水管一般包括硬聚乙烯(PVC-U)、聚乙烯(PE)、玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPM)等。
埋地塑料排水管的一个关键参数是环刚度巴它是指管道抵抗变形的能力,是抗外压负载能力的综合参数。
国标ISO13966中规定公称环刚度SN分级为:2、(2.5)、4、(6.3)、8、(12.5)、16、32。
环刚度选择过低,管材可能会发生过大变形或出现压屈,环刚度选择过高将增加工程成本。
因此对管道环刚度的选择非常重要。
目前,在工程设计中,设计人员往往根据我国现有结构壁管设计规程推荐的数值直接选取环刚度大于或等于8kN/m2o从实践看该值比较高,使用中可以满足要求,但应用在大量的排水工程中,则容易造成浪费。
因此,建议以计算为依据确定管道的环刚度。
1管材环刚度计算公式塑料管与环刚度有关的结构计算一般包括组合荷载作用下的变形计算和管壁截面的环向稳定性计算,塑料管的环刚度应同时满足这2个条件。
下面分别推导这2个条件下的环刚度计算公式。
管材环刚度选择计算
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创作编号:BG7531400019813488897SX 创作者: 别如克*埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定:埋地塑钢缠绕管在外压力作用下,其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即:%1001max ,⨯=D W d ε (1)ε< 5% (2)式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量(m )。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算: dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ (3)式中 K d ——管道变形系数,根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用;D L ——变形滞后效应系数,取值1.4F SV ,k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值(KN/m );φq ,——可变荷载准永久值系数,取0.5;vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值;S p ——管材环刚度(kN/m 2);E d ——管侧土的综合变形模量(kN/m 2)。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ,k ,可按下式计算:1D H r F s s K SV ⋅⋅=,=18* H s * D 1式中 r s ——回填土的重力密度,可取18KN/m 3; H s ——管顶至设计地面的覆土高度(m );D 1——管道的外径(m )。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1:作用在管道上竖向土压力标准值二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值,地面车辆荷载标准值按城-B级考虑(参照04S520,埋地塑料排水管道施工标准图集),作用在管道上的可变作用标准值见表2:表2:作用在管道上的可变作用标准值三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d ,可按下列公式计算:e d E E ⋅=ζneE E211ααζ+=式中 E e ——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量(MPa );E n ——沟槽两侧原状土的变形模量(MPa );ζ——综合修正系数;α1、α2——与B r (管中心处沟槽宽度)和D 1(管外径)的比值有关的计算参数,可按附录表2确定。
HDPE环刚度的计算(解密版)325
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湖塘路HDPE 环刚度的计算一、计算依据:《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规范》CECS 164;2004二、环刚度概念:管道抵抗环向变形的能力。
三、计算公式:W d.max =D L (K D (F SV,K +φq Q vk D 1)/(8S p +0.061E d ))式中W d.max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量(m )。
K D ——管道变形系数,取0.109.D L ——变形滞后效应系数,根据管道胸腔回填密实度取1.5.F SV,K ——每延米管道管顶的竖向压力标准值。
(F SV,K =Y s H s D 1=回填土密度X 覆土厚度X 管道外径=18X4X0.716=51.55(KN/m ))φq ——可变荷载永久值系数,取0.5。
E d ——管侧土的综合变形模量(KN/m 2),四、判定条件ε= W d.max / D 1X100%<5%五、计算过程:(1)计算管侧土的综合变形模量E d :根据附录C ,B r /D 1=(0.4+0.4+0.716)/0.716=2.1173,E e / E n =7/2.5=2.8,ξ=0.52则E d =ξE e =0.52X7=3.64(2)计算竖向变形量(1)环刚度=8 KN/m 2W d.max =D L (K D (F SV,K +φq Q vk D 1)/(8S p +0.061E d ))=1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.60)/(8X 8+0.061X3.64X1000))=0.03118(m )ε= W d.max / D 1X100%=0.03118/0.6=0.52>5%,不满足要求。
(2)(1)环刚度=12.5KN/m 2W d.max =D L (K D (F SV,K +φq Q vk D 1)/(8S p +0.061E d ))=1.5(0.109(51.55+0.5X10X0.6)/(8X 12.5+0.061X3.64X1000))=0.0277(m )ε= W d.max / D 1X100%=0.0277/0.6=4.6>5%,满足要求。
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埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定:埋地塑钢缠绕管在外压力作用下,其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即:%1001max ,⨯=D W d ε (1)ε< 5% (2)式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量(m )。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算:dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ (3)式中 K d ——管道变形系数,根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用;D L ——变形滞后效应系数,取值1.4F SV ,k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值(KN/m );φq ,——可变荷载准永久值系数,取0.5;vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值;S p ——管材环刚度(kN/m 2);E d ——管侧土的综合变形模量(kN/m 2)。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ,k ,可按下式计算:1D H r F s s K SV ⋅⋅=,=18* H s * D 1式中 r s ——回填土的重力密度,可取18KN/m 3; H s ——管顶至设计地面的覆土高度(m );D 1——管道的外径(m )。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1:作用在管道上竖向土压力标准值二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值,地面车辆荷载标准值按城-B级考虑(参照04S520,埋地塑料排水管道施工标准图集),作用在管道上的可变作用标准值见表2:表2:作用在管道上的可变作用标准值三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d ,可按下列公式计算:e d E E ⋅=ζneE E211ααζ+=式中 E e ——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量(MPa );E n ——沟槽两侧原状土的变形模量(MPa );ζ——综合修正系数;α1、α2——与B r (管中心处沟槽宽度)和D 1(管外径)的比值有关的计算参数,可按附录表2确定。
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埋地塑料管结构计算
塑料管环刚度表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力:
3D EI S =
式中:S 为环刚度(2m kN );
E 为材料弹性模量;
D 为管道直径(m);
I 为管壁单位长度截面惯性矩
根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》5.3.1及《给排水结构工程师设计手册》中刚度计算公式:埋地硬聚氯乙烯排水管在外压荷载作用下,管径竖向的直径变形率应小于管材的允许变形率(5%),直径变形率为:
(%)1000⨯∆=D γε,K 0εε=,K 为安全系数,取1.5.,所以333.3%5==K
ε%管道在组合荷载下的直径变形量可按照下面公式计算:
33
01061.0r
E EL r W K D d L +=∆γ 式中: γ∆:管道在组合荷载作用下管径竖向的直径变形量;
L D :变形滞后系数,取1.2~1.5;
1K :基础垫层系数,当支承角2∂>=90°取0.1;
0W :管顶沿纵向单位长度总压力;
r :管材的计算半径;
E :管材的弹性模量;
I : 管壁截面上单位长度的惯性矩;
d E :管侧土的综合变形模量(根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》附表F-1及F-2确定;
所以管径为DN500,环刚度为8的硬聚氯乙烯塑料管结构计算为:
333
01061.0r
E SD r W K D d L +=∆γ
m
kN mm kN r K D r E SD W L d 71.5905971.02501.02.1)250006.0061.0500108(500%333.3)
061.0(23
33631330==⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+⨯∆=-γ 由上可知,管径为DN500环刚度为8的塑料管沿纵向单位长度可承受的最大垂直线荷载为:m kN 71.59,则可承受的竖向压力为:
242.11971.59m kN D P ==。
石粉的密度为14503m kg ,重力密度为14.213m kN 单位长度上回填石粉高度为h ,则其产生的竖向土压力为:H P s ⨯='γ,所以管径为DN500环刚度为8的塑料管,回填石粉的最大高度为m P H s
4.821.1442.119===
γ
管道结构验算:
根据04S520《埋地塑料排水管施工》:
埋地塑料管在外压作用下,管壁截面的环向稳定性计算应符合下列要求: s vk k
cr K F F ≥,
k cr F ,----管道失稳的临界压力标准值(kN/m ²)
vk F -----管顶在各种竖向压力下的标准值(kN/m ²)
s K ----管道的环向稳定抗力系数(不得低于2)
222,8.138745
.0110006824124m kN E S F p d
k cr =-⨯⨯⨯⨯=-⨯=υ 式中:S 为HDPE 管的环刚度(8),d E 为管侧土的综合弹性模量(查表知为6000),p υ为HDPE 的泊松比,取0.45。
管顶的竖向压力值,覆石粉5.0米,石粉的重力密度为14.21kN/m ³所以: 05.710.521.14H s =⨯=⨯=石粉γvk F
25.1905.718.1387F ,>==vk
k
cr F ,因此,管道结构计算满足要求。