原版输水管道结构计算

管道规格：800×14管道工作压力Fwk=0.80Mpa管道设计内水压力Fwd，k=1.30Mpa钢管管壁最大环向应力σθ=可变荷载组合系数φc=0.90荷载分项系数γQ=1.40管道工作水压力Fwk=0.60Mpa设计内水压力Fwd，k=1.10Mpa管道计算半径r0=406.00mm管壁计算宽度b0=1000.00mm管壁计算厚度t0=12.00mmN=562716.00N562.72KN弯矩折减系数φ=1.00结构自重分项系数γG1=1.20土压力分项系数γG，sv=1.27管内水重分项系数γGw=1.20国标图集《自承式平直形架空钢管》05S506-1选用，管道支墩间距≤20.00m，管N/b0×t0＋6M/b0×t02管道结构计算根据岩土工程勘察报告(达州市建筑设计研究院)，管道支墩、管道基础、流量计(阀门)井可以采用粉质粘土、卵石、强风化泥岩或强风化砂岩作为持力层，其承载力特征值fak≥120kPa。管道跨越州河、明月江及架空段采用钢管，其余埋地管道采用球墨铸铁管，承插式柔性接口，橡胶圈止水。架空管道支墩间距参照道强度计算、稳定性、刚度验算详国标《自承式平直形架空钢管》05S506-1一、埋地钢管道1、管道强度计算图集。φcγQFwd，kr0b0可变作用组合系数ψc=0.90自重最大弯矩系数kgm=0.102土压力最大弯矩系数kvm=0.157水重最大弯矩系数kwm=0.102结构自重标准值G1k=2.81KN/m2810.42N/m土压力标准值Fsv，k=108.80KN/m108799.20N/m管内水重标准值Gwk=5.02KN/m5024.00N/m土的综合变形模量Ed=5.00N/mm2管材弹性模量Ep=206000.00N/mm2M=9196876.870.00001838728.83M=5448081.05N.mmσθ=206.97＜215N/mm2强度满足要求当土的综合变形模量Ed=3.00当管顶覆土深度为6.00当土的综合变形模量Ed=3.50当管顶覆土深度为6.40当土的综合变形模量Ed=4.00当管顶覆土深度为6.70当土的综合变形模量Ed=4.50当管顶覆土深度为7.00当土的综合变形模量Ed=5.00当管顶覆土深度为7.30管壁截面临界压力Fcr≥稳定性抗力系数KST=2.00土压力标准值Fsv，k=108.80N/mm管道真空压力Fvk=0.05Mpaφ(γG1kgmG1k＋γG,svkvmFsv，k＋γGwkwmGwk）r0b0÷（1＋（0.732Ed÷Ep）（r0÷t0）3)2、稳定性验算KST(Fsv,k/2r0+Fvk+qik)地面车辆、堆积荷载qik=0.01Mpa管壁截面临界压力Fcr,k=Fcr,k=1.85＞0.39Fcr,k=4.04Fcr,k=7.38Fcr,k=11.74变形滞后效应系数DL=1.50kb=0.096可变作用准永久系数φq=0.50单位长度截面惯性矩Ip=144.00mm3最大竖向变形ωd,max=21.72＜24.84浮力标准值Ffw,k=3.85KN/m结构自重标准值G1k=2.42KN/m填土重标准值Fsv，k=4.00KN/m（浮容重）抗浮稳定性抗力系数Kf=1.67＞1.10管顶最小填土厚度hmin=0.30m浮力标准值Ffw,k=5.38KN/m结构自重标准值G1k=2.81KN/m单位长度浮力标准值Ffw,k=2.57KN/m管内水重标准值Gwk=5.03KN/m1、设计参数当n=5时3、刚度验算2Ep(n2-1)(t/D0)3/3(1-vp2)+Ed/(2(n2-1)(1+vs))竖向压力作用下柔性管道的竖向变形系数kbDLkbr03(Fsv,k+φqqikD1)/(EpIp+0.061Edr03)二、架空钢管道支墩结构计算4、抗浮验算当n=4时当n=2时当n=3时支墩承担的浮力标准值102.97KN支墩自重250.88KN（浮重）430.08抗浮稳定性抗力系数Kf=2.44＞1.10一根抗浮锚筋承担的浮力7.21抗浮锚筋截面面积As=34.32mm2选用φ10,截面面积As=78.50mm21、设计参数混凝土重度γ=24.00KN/m3原状土重度γs=18.00KN/m3回填土重度γs1=16.00KN/m3管道工作水压力Fwk=0.60Mpa双管工作水压力Fwk=1.20管道设计内水压力Fwd,k=1.10Mpa1100.00Kpa管道直径DN=0.70m地基承载力特征值fak=120.00Kpa土壤内摩擦角φ=25.00°基底摩擦系数f=0.30管道截面外推力标准值P=423115.00423.12支墩推力合力标准值R=管道水平转角角度α=11.2522.5030.0077.00支墩推力合力标准值R=82.95165.09219.02526.79管道水平转角角度α=11.25°支墩长度L=2.00m支墩尺寸8.002*P*sin(α/2)2、支墩A结构计算三、埋地球墨铸铁管道支墩结构计算2、管道水平转角支墩结构计算KN分项系数1.414.008.00支墩高度H=1.50m支墩厚度B=0.20m支墩顶距设计地面高度h1=0.50m支墩底距设计地面高度h2=2.00m支墩自重G=43.00KN支墩计算T=179.21＞124.42管道水平转角角度α=22.50°支墩长度L=3.60m支墩高度H=1.70m支墩厚度B=0.60m支墩顶距设计地面高度h1=0.50m支墩底距设计地面高度h2=2.20m支墩自重G=88.00KN支墩计算T=392.82＞247.64管道水平转角角度α=30.00°支墩长度L=3.50m支墩高度H=2.15m支墩厚度B=0.80m支墩顶距设计地面高度h1=0.50m支墩底距设计地面高度h2=2.65m支墩自重G=82.96KN支墩计算T=550.52＞328.53管道水平转角角度α=77.00°支墩长度L=6.00m支墩高度H=2.00m支墩厚度B=0.80m支墩顶距设计地面高度h1=0.50m支墩底距设计地面高度h2=2.50m支墩尺寸支墩尺寸支墩尺寸支墩自重G=192.00KN支墩计算T=855.91＞790.19管道截面外推力标准值P=461580.00N461.58Kn管道弯头垂直力标准值N=管道弯头水平力标准值F=支墩推力合力标准值R=管道弯头垂直力标准值N=40.23KN管道弯头水平力标准值F=459.82KN管道水平转角角度α=47.00支墩推力合力标准值R=367.41KN支墩长度L=4.40m支墩高度H=1.70m支墩厚度B=支墩顶距设计地面高度h1=0.50m支墩底距设计地面高度h2=2.20m支墩自重G=308.00KNG+N=348.23KN支墩计算T=552.32＞551.11Afak1056.00＞348.23管道截面外推力标准值P=423115.00N423.12Kn管道弯头垂直力标准值N=管道弯头水平力标准值F=支墩推力合力标准值R=管道弯头垂直力标准值N=205.13KN管道弯头水平力标准值F=370.06KN管道水平转角角度α=90.00支墩推力合力标准值R=560.86KNP*cosα)2*P*sin(α/2)4、90°水平弯+29°下弯P*sinαP*cosα)3、47°水平弯+5°上弯P*sinα支墩尺寸2*P*sin(α/2)支墩长度L=5.00m支墩高度H=2.20m支墩厚度B=支墩顶距设计地面高度h1=0.50m支墩底距设计地面高度h2=2.70m支墩自重G=350.00KN支墩顶填土重W=90.00KN支墩计算T=851.03＞841.29Afak1185.60＞440.00钢筋面积As=957.27mm2选用10φ20As=2500.00mm2管道截面外推力标准值P=423115.00N423.12Kn管道弯头垂直力标准值N=管道弯头水平力标准值F=管道水平转角角度α=15.00管道弯头垂直力标准值N=109.51管道弯头水平力标准值F=14.42管道垂直上弯角度α=11.25°支墩长度L=0.80m支墩宽度B=1.20m支墩高度H=0.70m支墩顶距设计地面高度h1=0.50m支墩底距设计地面高度h2=1.20m支墩自重G=10.00KNG+N119.51KN支墩计算T=67.52＞21.63Afak226.08＞119.51支墩尺寸5、管道垂直上弯支墩结构计算P*sinαP*(1-cosα)9、管道垂直下弯支墩结构计算支墩尺寸管道截面外推力标准值P=423115.00N423.12Kn管道弯头垂直力标准值N=管道弯头水平力标准值F=管道水平转角角度α=9.0020.00管道弯头垂直力标准值N=66.19144.71管道弯头水平力标准值F=5.2125.52管道垂直下弯角度α=9.00°支墩长度L=2.00m支墩宽度B=2.00m支墩高度H=1.60m支墩顶距设计地面高度h=0.50m支墩自重G=299.50Kn支墩顶填土重W=70.20KnG+W=369.70Kn支墩计算T=91.05＞7.81Afak=528.00＞369.70钢筋面积As=308.89mm2选用8φ14As=1200.00mm2管道垂直下弯角度α=20.00°支墩长度L=3.00m支墩宽度B=2.60m支墩高度H=2.00m支墩顶距设计地面高度h=1.00m支墩自重G=374.40Kn支墩顶填土重W=70.20KnG+W=444.60Kn支墩计算T=89.97＞38.28Afak=936.00＞444.60P*sinα支墩尺寸支墩尺寸P*(1-cosα)钢筋面积As=675.33mm2选用10φ16As=2500.00mm2