COADE CAESARII埋地管道计算原理

COADE CAESARII埋地管道计算原理：

CII将土壤的约束转化为双线形约束，我们首先计算出管道沿轴向Fax，横向Ftr的最大单位长度摩擦力，考虑管道推土壤的位移的效果，按经验值，管道在推动土壤的位移如果超过埋深和管径之和的0.015长度，土壤开始失效。我们将该值称为屈服位移Yd。

我们用该单位长度的轴向和横向最大磨擦力除以该屈服位移，我们得到管道轴向和横向的最大刚度。我们依据管道完全锚固段（zone3），过渡段（zone2）和横向变形区（zone1）段的不同将管道重新分段，然后，按节点临近的长度取出管道的长度，按长度乘以上面计算的单位长度刚度计算该节点的刚度（我们将一段管道的轴向，横向刚度当量成一个节点的轴向，横向刚度）。

软件自动添加新的土壤约束后，用户可以重新调整和修改模型，调整约束，添加锚固墩。我们首先计算出各个节点的位移，用该位移乘以对应该节点的刚度，我们就计算出该点的轴向，横向力，这些点的轴向力的叠加就可计算出相应锚固墩点的推力。

轴向单位长度最大摩擦力计算如下：该计算考虑了管道上面的土壤，介质重量，管道重量引发的管道上面和下面的摩擦力的总和：

轴向单位长度最大摩擦力计算如下：该计算考虑到回填的作用效果。计算结果见计算书。

土壤的屈服位移为：屈服位移一般取埋深的0.015（屈服位移系数）计算结果见计算书。由上面的值我们计算得出单位长度的刚度：计算结果见计算书。

Node 120 的轴向刚度是Kx2=Kax×L（该段长度）=3000mm*13.1N/cm/mm=39300N/cm

CII软件计算结果Kx2 刚度35790 N/cm

其他节点140，150，160的刚度同样方法计算得出。

软件是如何计算处节点120，140，150，160点的轴向摩擦力的哪？

我们用刚度乘以位移得到该点的轴向摩擦力：Kx2*该点位移＝35790×2.797mm/10= 10011N

Node 120 的衡向刚度是Kz2=Ktr×L（该段长度）=3000mm*498N/cm/mm=39300N/cm

CII软件计算结果Kx2 刚度411879 N/cm

问题的关键在于CAESARII的计算是考虑了方方面面的真实效果计算出来的。这种计算比较准确真实。我们为此也反复和外方联系落实软件的准确性和可靠性，我们得到的答案是肯定的。

目前，针对国内《城镇直埋供热管道工程技术规程》的计算方法，结果和我们的出入比较大。主要的原因是：

✓是国内认为管道全段都具有相等的摩擦力，其实靠近锚固墩附近点是静止的，没有位移，摩擦力离锚固墩越远，摩擦力越大。

✓是没有考虑土壤屈服位移的影响，认为土壤的作用是一贯的。其实，土壤是有屈服极限的，如果位移超过该值，土壤发生塑性变形，摩擦力也会发生变化。

如何处理该问题？到底相信那个计算结果，CAESARII软件是国际软件，经过许多软件认证和比较。我们是充分相信其正确性的。至于国内规范的计算结果，我们认为他是相对保守的。

如果用户希望我们的计算结果和手工的计算结果接近，CII十分容易达到该效果。

1．用户可以改变土壤的摩擦系数，通过加大摩擦系数。

2．改变屈服位移系数，通过降低该数值，增大土壤的刚度

至于用户到底相信谁的问题，有待实践检验。