管道在熱(re)態下工作時,由(you)於熱(re)脹的作用,管係中各承(cheng)重點的基本(ben)荷載不僅(jin)會發生再(zai)分配(pei),同時還(huai)將(jiang)使約束位移(yi)的支承(cheng)點遭受位移(yi)荷載,即(ji)對管係重直(zhi)位移(yi)有阻(zu)礙(ai)的支承(cheng)點將(jiang)承(cheng)受重直(zhi)位移(yi)荷載,對管道水平位移(yi)有陽(yang)礙(ai)的支承(cheng)點(如固定支架、止推支架、導向支架等)和端點(如與設備的連(lian)接(jie)點等),將(jiang)承(cheng)受水平位移(yi)荷載,在各滑動(dong)支架處(chu),由(you)於管道與支架之間存在相對運動(dong),因此還(huai)會產生摩(mo)擦力,也就是說,此類支架還(huai)將(jiang)承(cheng)受摩(mo)擦力,除此之外,對某(mou)些(xie)形式的支架和邊(bian)界條件,它還(huai)將(jiang)承(cheng)受彎矩荷載。


1. 位移(yi)荷載的計算


  工程上常見(jian)的一些(xie)形狀(zhuang)簡單的管係,如II形補償器、L形管道等,一些(xie)手冊或專著中給(gei)出了簡單的近似計算公式,或列成了圖表形式,設計人員(yuan)可視(shi)管係的具(ju)體情況,或采(cai)取簡單計算法,或采(cai)取查(cha)閱圖表法,或采(cai)用計算機詳(xiang)細分析法去求(qiu)解管係對支承(cheng)點或端點的位移(yi)荷載。


2. 摩(mo)擦力的計算


  對於管係中的滑動(dong)承(cheng)重支架,當管子在此處(chu)有位移(yi)時,其摩(mo)擦力是客(ke)觀存在的。管係中由(you)於各承(cheng)重點的摩(mo)擦力存在可使管係對固定端的水平位移(yi)荷載減少(shao),但卻給(gei)本(ben)來不承(cheng)受水平荷載的滑動(dong)承(cheng)重支架添加了一個附加力。一般情況下,管係中的摩(mo)擦力要(yao)比水平位移(yi)荷載小得多,故在靜應力分析中,一般不計入摩(mo)擦力對水平位移(yi)荷載的影響(xiang),這(zhe)樣得到的位移(yi)荷載偏(pian)大(da),使支承(cheng)設計偏(pian)於保守。但在有些(xie)情況下,摩(mo)擦力給(gei)滑動(dong)承(cheng)重支架添加的附加力是不可忽(hu)略(lue)的。例如,基本(ben)荷載較大(da)的管道,或者(zhe)多根管道集中並排布置時,都會對滑動(dong)承(cheng)重支承(cheng)件產生較大(da)的附加力,此時在進行支吊架強度設計時應予考(kao)慮(lv)。


  管道在滑動(dong)承(cheng)重支架處(chu)的摩(mo)擦力與該(gai)點所承(cheng)受的垂直(zhi)荷載的大(da)小成正(zheng)比,力的方向與管道在該(gai)點的位移(yi)方向相反(fan),即(ji)摩(mo)擦力可以(yi)用下式表示:


  當管廊(lang)上某(mou)支承(cheng)麵同時支承(cheng)數根管道時,熱(re)管道因產生的摩(mo)擦力會推動(dong)支承(cheng)梁(liang)沿管道的位移(yi)方向發生變形,而冷管道或位移(yi)量(liang)較小的管道會趨於阻(zu)止支承(cheng)梁(liang)的這(zhe)種變形,從而抵(di)消了一部(bu)分熱(re)管道的摩(mo)擦力。這(zhe)種由(you)於同一支承(cheng)麵上相鄰冷管道對熱(re)管道的位移(yi)阻(zu)礙(ai)而使熱(re)管道摩(mo)擦力減小的現象稱為管道的牽製。由(you)於牽製作用而使摩(mo)擦力減小的幅(fu)度用牽製係數K表示。牽製係數的選取應符合下列原(yuan)則:當某(mou)承(cheng)重支承(cheng)麵並排敷設1~2根管道時,取;當某(mou)承(cheng)重支承(cheng)麵並排敷設3根管道時,應按表9-10選取;當某(mou)承(cheng)重支承(cheng)麵並排敷設4根及4根以(yi)上的管道時,牽製係數K應按圖9-63選取。


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3. 短時作用荷載的計算


  短時作用荷載包括風(feng)荷載、雪荷載、地震荷載、安全閥排放反(fan)力等。這(zhe)些(xie)荷載雖(sui)然作用時間短,但有時可能產生較大(da)的荷載值(zhi),故在支承(cheng)件強度設計時應計入。考(kao)慮(lv)這(zhe)些(xie)荷載同時出現的可能性很(hen)小,故工程上一般不同時計入,而是根據(ju)具(ju)體情況,計入其中的較大(da)值(zhi)。


  a. 風(feng)荷載和雪荷載的計算 一般情況下,對於較大(da)直(zhi)徑(jing)的管道或並排多根敷設的管道才(cai)考(kao)慮(lv)風(feng)荷載和雪荷載的影響(xiang)。風(feng)荷載及雪荷載可按GBJ9《建築(zhu)結構荷載規(gui)範》進行計算。


  b. 地震荷載的計算 一般情況下,對於有地震設防(fang)要(yao)求(qiu)的管道,才(cai)考(kao)慮(lv)地震荷載的作用。地震荷載可按SH3039《石油化工企業非埋地管道抗震設計通則》進行計算。


  c. 安全閥排放反(fan)力的計算 對於裝有安全閥的管道支承(cheng)點,才(cai)考(kao)慮(lv)安全閥排放反(fan)力的作用。安全閥排放反(fan)力可按SH 3037《石油化工企業管道支吊架設計規(gui)範》進行計算。






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