压力钢管结构计算和抗外压稳定校核

压力钢管结构计算和抗外压稳定校核

1.计算原则：

① 钢管结构在弹性状态下工作；

② 除对钢管结构进行强度计算外，还要对钢管进行抗外压稳定校核； ③ 计算中不计地震力及弯段水流的离心力； ④ 钢材为普通碳素钢，即主炉3号镇定钢（A 3）； ⑤ 焊接系数采用0.9，超声波检查率为100%； ⑥ 管壁厚度计算中，钢管允许应力为0.55σs ×75%。 2. 计算工况： （1）计算荷载：

① 2180.0m 正常蓄水位时静水压力；

② 2180.0m 正常蓄水位时机组丢弃全部负荷的正水锤压力; ③ 钢管的自重; ④ 管内的水重; ⑤ 温度荷载;

⑥ 管道放空时通气设备造成的负压。 （2）荷载组合：

工况一：①＋②＋③＋④＋⑤ 工况二：⑥

3. 钢管管壁厚度的计算 ① 管壁厚度按锅炉公式计算：

式中 δ—管壁厚度（mm ）

H —包括水击压力值的设计水头 （m ）；

[]ϕ

σδHD

50=

D —钢管内径（m）；

[σ] —钢材允许应力，[σ]=0.55σs×75% （kg/cm2）,

σs=2400kg/cm2;

φ—接缝坚固系数，φ取0.9。

②由上式计算得到的管壁计算厚度，在满足钢管抗外压稳定的条件下，

再加上2mm的锈蚀及磨损厚度，即为钢管管壁选用厚度。计算成果见表1.3.2。

钢管管壁厚度计算成果表

表1.3.2

项目管段设计水头

（m）

钢管内径

（mm）

计算壁厚

（mm）

选用壁厚

（mm）

取水口~M段53.088 1500 4.5 14

M~M1段87.287 1500 7.3 14

M1~N1段119.434 1500 10.05 14 N1~机组导叶前120.752 1250 8.5 12 4．管壁抗外压稳定校核

钢管管壁厚度除应满足强度要求外，还需满足稳定性要求，管壁维持

稳定的最小厚度为：

对于φ1500管径对于φ1250管径

130

D

≥

δ

54

.

11

130

1500

14=

≥

=

δ

62

.9

130

1250

12=

≥

=

δ

故壁厚均满足抗外压稳定要求，即钢管在外部压力作用，若管内出现负压也不会失稳。