(完整版)埋地塑料管结构环刚度计算.doc
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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:
式中:
S为环刚度();
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:
,,K为安全系数,取1.5.,所以%管道在组合荷载下的直径变形量可按照下面公式计算:
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;
:
基础垫层系数,当支承角2>=90°取0.1;
:
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;
:
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:
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:
。
石粉的密度为1450,重力密度为14.21单位长度上回填石粉高度为h,则其产生的竖向土压力为:
,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
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:
----管道失稳的临界压力标准值(kN/m²)
-----管顶在各种竖向压力下的标准值(kN/m²)
----管道的环向稳定抗力系数(不得低于2)
式中:
S为HDPE管的环刚度(8),为管侧土的综合弹性模量(查表知为6000),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/m³所以:
,因此,管道结构计算满足要求。
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