管材环刚度选择计算
管材环刚度选择计算之欧阳数创编
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；vkq ——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 KSV ⋅⋅=，=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H s (m)F SV ，k (KN/m) 1.0 18.0 D 1 1.5 27.0 D 1 2.0 36.0 D 1 2.5 45.0 D 1 3.0 54.0 D 1 3.5 63.0 D 1 4.0 72.0 D 1 4.5 81.0 D 1 5.090.0D 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 D112.76 D15 D11.5 11.20D18.90 D15 D12.0 7.90D16.81 D15 D12.5 5.93D15.39D15 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：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D1（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
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
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。
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算管材的结构性能是决定能否承受负载的重要参数。
这个管材参数（抗外压负载）由三个由管材材料、结构和尺寸决定的因素（Ep Ip ro）：Ep---管材短期的弹性模量（kN/m）Ip----管道纵截面每延米管壁的惯性矩（m4/m）ro----管道计算半径（管壁中性轴半径）（m）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：ε=Wd,max/D1×100% （1）ε＜5% （2）式中 Wd,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Wd,max可按下式计算：W d,max=D L〔K d（F sv,k＋Фq q vk D1）〕/（8S p＋0.061E d）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）；Фq—可变荷载准永久值系数，取0.5；q vk—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/m2）;E d—管侧土的综合变形模量（Kn/m2）。
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：F sv,k=r s*H s*D1=18*H s*D1式中：r s—回填土的重力密度，可取18Kn/m3H s—管顶至设计地面的覆土高度（m）D1—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=ζ*E eζ=1/（α1＋α2E e/E n）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D1（管外径）的比值有关的计算参数，可按附录表2确定。
钢管环刚度计算公式
钢管环刚度计算公式
钢管的环刚度（torsional rigidity）计算是根据材料和几何属性进行的。
环刚度描述了一个钢管在受到扭转力时的抗扭刚度，通常用于设计和分析结构中的钢管扭转行为。
计算钢管的环刚度需要考虑以下几个因素：
1. 材料的剪切模量（Shear Modulus）：表示材料抵抗剪切力的能力，通常用G来表示。
2. 钢管的几何属性：主要包括外径（Outer Diameter）和壁厚（Wall Thickness）。
根据这些因素，可以使用以下公式计算钢管的环刚度：
J = (pi * D^4) / 32
其中J表示钢管的极性转动惯量（Polar Moment of Inertia），D表示钢管的外径。
通过极性转动惯量，可以计算钢管的环刚度：
GJ = G * J
其中G表示剪切模量。
需要注意的是，这只是一种简化的计算方法，实际的计算可能需要考虑更多因素，如钢管的内径、材料的非线性行为等。
具体的计算方法应根据具体情况和所使用的设计标准进行确定。
建议在实际工程中，使用准确的材料和几何参数，并参考相关的设计规范和手册进行计算。
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算管材的结构性能是决定能否承受负载的重要参数。
这个管材参数（抗外压负载）由三个由管材材料、结构和尺寸决定的因素（Ep Ip ro）：Ep---管材短期的弹性模量（kN/m）Ip----管道纵截面每延米管壁的惯性矩（m4/m）ro----管道计算半径（管壁中性轴半径）（m）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：ε=Wd,max/D1×100% （1）ε＜5% （2）式中 Wd,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Wd,max可按下式计算：Wd,max =DL〔Kd（Fsv,k＋ФqqvkD1）〕/（8Sp＋0.061Ed）式中：Kd—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；DL—变形滞后效应系数，取值1.4Fsv,k—每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（Kn/m）；Фq—可变荷载准永久值系数，取0.5；qvk—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；Sp—管材环刚度（Kn/m2）;Ed—管侧土的综合变形模量（Kn/m2）。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值Fsv,k，可按下式计算：Fsv,k =rs*Hs*D1=18*Hs*D1式中：rs—回填土的重力密度，可取18Kn/m3Hs—管顶至设计地面的覆土高度（m）D1—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=ζ*E eζ=1/（α1＋α2E e/E n）式中：Ee—管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量（MPa）En—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D1（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
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。
管材环刚度符号
管材环刚度符号
什么是环刚度？熟悉管材的朋友对环刚度一定不陌生吧。
管道的环刚度是指管道所能承受的压力，一般用KN/m2来定义。
目前，环刚度这一数值指标在国际上被广泛用于表示塑料埋地排水管的抗外压
荷载能力。
环刚度检测根据国家标准GB/T9647-2003，测量环刚度的方法：在两个平行的平板间压缩一段管材，测量在管直径方向变形达到3%时的作用力F，再按照以下公式计算出管材的环刚度。
环刚度S=(0.01860.025y/d)*(F/LY)，
其中，F–相对于管材3%变形时的力值（kN）
L–试样长度（m）
Y–变形量（m）d—内径（m）
管材的环刚度怎么选择？我们一般在挑选所需求的管材时，会特别注意管材的环刚度，不同数值的环刚度代表了管材不同的抗外压负载的能力，管材的环刚度（SN）数值越大，承载力越强。
那么，是环刚度越高的管材越好吗？怎样选择管材的环刚度呢？
就以双壁波纹管为例吧，
一般来说，直径在500毫米以下塑料埋地排水管：通常要挑选环刚度8KN/m2的，只要在地质条件好又没有运送车辆负载的选用环刚度4KN/m2的。
直径在500-1200毫米的塑料埋地排水管：尽量挑选环刚度8KN/m2的，假如挑选环刚度8KN/m2以下的要通过结构规划核算，并严格控制铺设施工的质量。
管材环刚度选择计算
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。
管材环刚度
管材环刚度摘要：1.管材环刚度的定义2.管材环刚度的影响因素3.管材环刚度的计算方法4.管材环刚度在工程中的应用5.提高管材环刚度的措施正文：一、管材环刚度的定义管材环刚度是指管道在受外力作用下，产生的变形或挠曲程度。
通常用来衡量管材的刚性，是评价管道强度和稳定性的重要指标。
在工程设计中，对于不同类型的管道，其环刚度要求也有所不同，以确保管道在实际应用中能够稳定运行。
二、管材环刚度的影响因素1.材料性质：管材的环刚度受其材料性质的影响，例如弹性模量、泊松比等。
一般情况下，弹性模量越高、泊松比越低的材料，其环刚度越高。
2.几何参数：管材的环刚度还与管道的几何参数有关，如管径、壁厚等。
管径越大、壁厚越厚，管道的环刚度越高。
3.工艺条件：生产工艺对管材环刚度也有影响，如热处理、成型工艺等。
合理的工艺条件有助于提高管材的环刚度。
三、管材环刚度的计算方法管材环刚度的计算方法有多种，常见的有以下两种：1.解析法：根据管材的材料性质、几何参数等，通过公式计算得到环刚度。
2.实验法：通过实验测试管材的环刚度，通常采用压力试验、挠曲试验等方法。
四、管材环刚度在工程中的应用在工程中，环刚度是设计、选材和施工的重要依据。
设计阶段需要根据工程要求，确定管道的环刚度指标；选材阶段，需要选择环刚度满足要求的管材；施工阶段，要确保管道安装质量，以保证环刚度满足设计要求。
五、提高管材环刚度的措施1.选择高弹性模量、低泊松比的材料。
2.采用合理的成型工艺，提高管材的成型质量。
3.增加管道壁厚，提高环刚度。
4.对于长距离管道，可采用锚固、支撑等措施，减少管道的挠曲变形。
综上所述，管材环刚度是衡量管道强度和稳定性的重要指标，受材料性质、几何参数、工艺条件等因素影响。
在工程中，需要根据要求确定管道环刚度指标，选择合适的管材，并确保安装质量。
管材环刚度选择计算
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
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。
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:3DEI 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==Kε％管道在组合荷载下的直径变形量可按照下面公式计算:3301061.0r 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：33301061.0rE SD r W K D d L +=∆γ mkN mm kN r K D r E SD W L d 71.5905971.02501.02.1)250006.0061.0500108(500%333.3)061.0(2333631330==⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+⨯∆=-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 kcr 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 dk 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。
环刚度等级选择计算
环刚度选择计算公式变形滞后效应系数DL 1.5管道计算直径D 0m 1.062管道外径De m 1.124回填土的重力密度rs Kn/m 318管顶至设计地面的覆土高度Hs m 6.5作用在管道上的竖向土压力标准值F sv ，k Kn/m 131.508作用在管道上的可变作用标准值Фq qvkD 1Kn/m 0地面堆载Фq qvkD 1Kn/m 5.31管材环刚度Sp Kn/m 28管中心处沟槽宽度Br m 2.135管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量EeMPa 7α10.45984α20.52801沟槽两侧原状土的变形模量EnMPa5管侧土的综合变形模量Ed5.837935573管道直径允许变形率5%ε 4.60%注带颜色为输入变量计算管道变形系数Kd 0.1参数敷设基础中心角2α20°45°60°90°120°150°变形系数0.109 0.105 0.102 0.10.10.1覆土1 1.52 2.53 3.54 4.55 5.56城-A19.5089411.98.39 6.3 4.93000000地面堆载5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31Br/D11.899466附表2 计按表7取值按95%压实度95%砂砂卵石取值Br/D 1 1.52 2.5根据附表2内插计算a10.2520.4350.527根据附表2内插计算a20.7480.5650.428按表7取值＜5%合格也可查询表36.577.5800005.31 5.31 5.31 5.313452 2.5 2.135Br/D10.680.8380.9480.4350.5270.45984a10.320.1620.0520.5650.4280.52801a2也可查询表4内插计算公式。
给水管材 环刚度
给水管材环刚度随着经济的发展和城市化进程的加快，给水管材在建筑、市政等领域中得到了广泛的应用。
给水管材的质量和性能直接影响到给水系统的安全运行。
其中，环刚度作为衡量给水管材性能的重要指标之一，越来越受到人们的关注。
一、引言给水管材是指用于输送各种水源的管材，其作用是将水源输送到各个需要用水的地方。
环刚度是指给水管材在受到外压时，管材产生的变形程度。
环刚度越大，管材的抗压性能就越强。
因此，环刚度在给水管材中具有重要的地位。
二、给水管材的种类目前市场上常见的给水管材主要有塑料给水管材和金属给水管材两大类。
其中，塑料给水管材主要包括聚乙烯（PE）给水管、聚丙烯（PP）给水管和聚氯乙烯（PVC）给水管；金属给水管材主要包括钢管、铜管和不锈钢管。
三、环刚度的定义和计算环刚度是指给水管材在受到外压时，管材产生的变形程度。
环刚度越大，管材的抗压性能就越强。
环刚度的计算公式为：环刚度= 环刚度系数× 管材截面面积。
环刚度系数是指管材在受到外压时，单位长度的变形量。
四、环刚度与给水管材性能的关系环刚度对给水管材的性能有着重要的影响。
首先，环刚度越大，管材的抗压性能就越强。
当管材受到外压时，环刚度大的管材能够承受更大的压力，不容易发生变形。
其次，环刚度对管材的抗拉伸性能和抗弯曲性能也有影响。
环刚度大的管材在受到拉伸或弯曲时，不容易发生破裂。
五、各国对给水管材环刚度的规定各国对给水管材环刚度的规定各不相同。
我国对给水管材环刚度的规定主要包括GB/T 14823.2-2018《给水用聚乙烯（PE）管道系统第2 部分：管材》和GB/T 18477.3-2018《给水用聚丙烯（PP）管道系统第3 部分：管材》等标准。
发达国家如美国、欧洲和日本等，也有相应的给水管材环刚度规定。
六、结论总的来说，环刚度在给水管材中具有重要的地位。
各国对给水管材环刚度的规定也体现了环刚度在给水管材性能中的重要性。
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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（P 日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%。
£ < 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（
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:
式中 K d ――管道变形系数，根据管道敷设基础中心角 2a 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 ）;
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;
Sp -- 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:
Hs ――管顶至设计地面的覆土高度（m ）;
D1——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）：
即:
,max
D 1
100%
(1) (2)
K d (F
W
d,max
D L
sv,k q q vk
DJ 8S
—
© q ,
可变荷载准永久值系数，取;
q
vk
SV, K
r s H s D 1=18* H s * D i
式中 r s 回填土的重力密度，可取18KN/m 3;
表1:作用在管道上竖向土压力标准值
、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04S52Q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
1
E7
1 2 ---------
E n
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 —综合修正系数；
a 1、a 2——与B r （管中心处沟槽宽度）和D1 （管外径）的比值有关的计算参数，可按附录表2确定。
Ee
E
1 2 E
匚n
可得: Ed
即: Ed
_1 _2
现考虑BL 2时的综合变形模量E d：
D i
查附表2得：a 1= a 2=得: E
d
1
0.435 0.565 ~Er ~Er
当回填土选用中粗砂，密实度达到根据地勘资料，以及设计情况，对90%以上时，E e取值5 MPa；
E n取一保守值7MPa；
可得：E d= MPa
四、计算管道变形
根据设计图，管道埋深在〜之间, 覆土高度在〜之间，所以H s按最不利工况考虑取值；K d按2 a取90°时取值; F Sv k 取值81D1,① q*q vk*D1 取值5D1。
初选环刚度为SN8,管道的竖向变形量:
h 4 8*8-0. 061*5. 9+1000 "^
五、结论:
如果该工程地质条件，沟槽设计以及回填设计工况能够符合上述计算条件, 选用SN8级的塑钢缠绕管是可靠的。
塑料管道承受外部荷载的能力不仅取决于 管材的性能，而且很大程度上取决于管道两侧回填土的密实度， 所以在设计中要 选用能够达到规定密实度的回填材料， 在施工中要选用正确的施工方法，以保证 回填土的密实度达到设计要求。
设计时也要充分考虑现场条件以及施工质量与设 计值的差距。
W
d,max
D i
Kg Wi.s
100%=D L
8S p 0.061 E d D 1
0.096 18* H s
q q
vk
8* 8 0.061*5.9* 1000
敷设基础中心角2a 20o 450 60o 90o 120o 1500 变形系数
附表1管道变形系数Kd
B r
D7
a 1
a 2
附表2计算参数a 1及a 2
飞丁、回填土压实
\ 系数（ %）\原装土标准贯、 \
入锤击数土的类别\
85 90 95 100
4V N< 14 14V N< 24 24V N< 50 >50 砂砾、砂卵石 5 7 10 20
砂砾、砂卵石
细粒土含量不大于12%
3 5 7 14
砂砾、砂卵石
细粒土含量大于12%
1 3 5 10
黏性土或粉土（W L V50%）
砂粒含量大于25%
1 3 5 10
黏性土或粉土（W L V50%）
砂粒含量小于25%
1 3 7 附表3管侧回填土和槽侧原状土变形模量（MPa）
注：1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;。