K1试算
钢材允许应力
计算结果
压力钢管计算
B
jr
jrr
kk
ss
ss1
ss2
xx1
xx2
zr1
zr2
zr3
水 电 站 压 力 管 道 计 算
一、管径计算
SD144-85水电站压力钢管设计规范
1、经济流速
参数
计算结果
工程应用取值
设计流量
经济流速
管径
2、经验公式
钢材材料力学性能
单位Mpa
材质
<16
16~40
40~100
Q215
--
Q235
3、彭德舒公式
16~25
25~36
16Mn
设计水头
15MnT
利用材料屈服强度
二、管壁厚度计算
a、按内水压力初步计算
参 数
钢管内径
跨中总水头
钢材屈服强度
钢材材质
强度
水头
焊缝
壁厚
m
kpa
折算系数
乘数
系数
mm
工程计算取值
工程采用壁厚
b1、稳定要求管壁厚度
b2、稳定要求最小管壁厚度
c、不设加劲环，外压稳定计算
钢材弹模
内径
临界压力
抗外压稳定
是否满足
安全系数
稳定要求
c、设加劲环，外压稳定计算
钢管平均半径
加劲环间距
泊松比
临界波数
计算过程
是否满足2倍大气压值
是否
1+n2l2/3.142/r2
δ/r
n2-1
重新计算
三、钢管受力分析
参数输入区
水容重
钢材容重
平均直径
管线与 水平夹角
含附件材料重量系数
伸缩节水头
轴力计算
每米水重
每米钢重
水、管 法向分力
镇墩间钢管总跨数
钢管自重 轴线分力
填料摩擦系数
支墩摩擦 系数
伸缩节内水压力
填料摩擦力
支墩钢管摩阻
填料长度
总轴向力
套管径差
取两倍的壁厚
四、管壁应力分析
1、跨中断面(计算点θ度管壁外缘应力最大）
a、环向应力
σθ1
b、轴应力
σx1
σx
两端固结
M
c、强度校核
σ
允许应力
2、支承环旁膜应力区边缘断面(θ=180度，剪应力τxθ=0)
σx2
3、加劲环及其旁管壁
a、加劲环截面尺寸
肋高
肋宽
上翼板宽
上翼板厚
管壁等效翼缘
环重心至内壁
环重心至钢管中心距离
加劲环截面积
有效截面积
截面惯性矩
β
B1
b
单支面积
双支面积
截面惯性矩计算见截面几何性质计算软件
b、应力验算
M1
N1
σθ2
σx3
+内缘-外缘
钢管内壁应力
钢管外壁应力
最大应力值
是否满足条件
4、支承环及其旁管壁
a、支承环截面尺寸
支承板宽
支承板厚
环重心至内壁D
支承环截面积
b、环向应力
水压力σθ2
kPa
支承环TR的σθ3
计算断面θ
K1
K2
K1+B1K2
TR
σθ3
+
-
支承环M的σθ4
ZR1
ZR2
ZR3
K3
K4
MR
σθ4（kPa)
管内壁
管外壁
外环壁
轴向应力σx
内壁取正值
管外壁取负值
-m/3.14r^2δ
σx2计算表
σx2(kPa)
c1、轴力产生应力
相当应力计算表
∑σθ
∑σx
σ（kPa)
叛断
最大内外壁应力
最大外环应力
(2)+(3)
(1)+(2)
管内外壁
环外壁
钢管内外壁是否满足要求
钢管外环是否满足要求
最大应发生部位
c2、轴力弯矩产生应力
∑σθ
最大应力
叛断发生部位
管外环
计算时自行查看最大应力发生部位
应力是否满足
5、抗外压稳定分析
5.1管壁抗外压稳定分析
5.2加劲环抗外压稳定分析
p1
p2
5.3支承环抗外压稳定分析
压 力 管 道 计 算
基本资料
计算水头
流量
管壁厚
钢材材料
跨数
管线水平夹角
屈服强度
环尺寸
项目
型式
加劲环
倒T型
支承环
工字型
支承方式
侧向滚动
程序未涉及
应力计算
断面
跨中
支承环边缘
加劲环及旁管壁
支承环及旁壁
抗外压 稳 定
临界应力
管壁
制作加工最小厚度
计算依据
钢材的允许应力（折减系数）
应力区域
膜应力区
局部应力区
荷载组合
基本
特殊
产生应力的内力
轴力
轴力和弯矩
明管
地下
坝内
0.8/0.9
K1
θ
θmax
K1最小值
67.00
-.26
.00
-.24
-.50
1.50
1.00
1.00
-.24
2.00
-.24
3.00
-.24
4.00
-.24
5.00
-.24
6.00
-.24
7.00
-.24
8.00
-.24
9.00
-.24
10.00
-.24
11.00
-.24
12.00
-.24
13.00
-.24
14.00
-.24
15.00
-.24
16.00
-.24
17.00
-.24
18.00
-.24
19.00
-.24
20.00
-.24
21.00
-.24
22.00
-.24
23.00
-.24
24.00
-.25
25.00
-.25
26.00
-.25
27.00
-.25
28.00
-.25
29.00
-.25
30.00
-.25
31.00
-.25
32.00
-.25
33.00
-.25
34.00
-.25
35.00
-.25
36.00
-.25
37.00
-.25
38.00
-.25
39.00
-.25
40.00
-.25
41.00
-.25
42.00
-.26
43.00
-.26
44.00
-.26
45.00
-.26
46.00
-.26
47.00
-.26
48.00
-.26
49.00
-.26
50.00
-.26
51.00
-.26
52.00
-.26
53.00
-.26
54.00
-.26
55.00
-.26
56.00
-.26
57.00
-.26
58.00
-.26
59.00
-.26
60.00
-.26
61.00
-.26
62.00
-.26
63.00
-.26
64.00
-.26
65.00
-.26
66.00
-.26
67.00
-.26
67.00
68.00
-.26
69.00
-.26
70.00
-.26
71.00
-.26
72.00
-.26
73.00
-.26
74.00
-.26
75.00
-.26
76.00
-.26
77.00
-.26
78.00
-.26
79.00
-.26
80.00
-.26
81.00
-.26
82.00
-.26
83.00
-.26
84.00
-.26
85.00
-.26
86.00
-.26
87.00
-.25
88.00
-.25
89.00
-.25
90.00
-.25
.55
.70
.67
.85
.80
1.00
.67
.90
.67
45.00
88.00
5.00
18.00
Q235
6.00
8.00
40.00
225000.00
.30
.04
.30
.02
.40
.04
.40
.02
65870.85
111375.00
满足条件
69220.45
111375.00
满足条件
92335.96
111375.00
满足条件
171859.60
172125.00
满足条件
265.90
2.00
满足条件
255.64
2.00
满足条件
396.99
2.00
满足条件
10.00
满足要求
SD144-85水电站压力钢管设计规范
5.00
88.00
5.00
4.73
1.13
215.00
205.00
195.00
88.00
4.79
.64
.45
235.00
225.00
215.00
345.00
325.00
315.00
390.00
375.00
88.00
45.00
5.01
5.20
3.00
.14
225000.00
5.00
45.00
99000.00
.44
.80
1.25
.90
.02
9.81
2.00
3.00
.02
18.00
40.00
1000.00
130.00
2.00
.00
满足要求
不满足
不满足
10.00
1000.00
800.00
4.00
.00
1000.00
满足要求
不满足
满足要求
206000000.00
18.00
5.00
19.22
2.00
1000.00
3.00
2.00
98.10
满足
不满足
不满足
2.51
2.00
1000.00
2.00
206000000.00
.02
1000.00
8.00
.30
5.00
2.74
.50
.25
.00
265.90
2.00
12.00
1.00
2.00
2.00
2.00
1.00
3.00
26.75
1.00
2.00
2.00
2.00
2.00
7.17E-03
24.00
2.00
1.00
2.00
98.10
满足条件
不满足条件
满足条件
满足条件
否
是,需验算
否
9.81
78.50
5.02
1000.00
.02
1000.00
40.00
8.00
1.10
45.00
192.62
.25
2.00
24.41
1000.00
1330.06
6.00
721.91
2.00
.30
.10
97.35
4.00
.03
2.00
2.00
419.05
2.00
665.03
1.00
.20
-1903.34
61533.23
-6707.54
2.00
-1245.55
2.00
-7953.09
443.39
.04
65870.85
2.00
2.00
111375.00
.80
满足条件
不满足
满足条件
64161.38
1.00
-6707.54
2.00
-2490.80
2.00
-9198.34
-886.67
-.08
69220.45
2.00
2.00
111375.00
.80
满足条件
不满足
满足条件
.30
.04
.30
.02
.17
.78
2.00
.15
2.00
2.65
2.00
.02
.02
4.82E-04
.72
.91
.11
.04
.02
2.00
.03
2.00
4.29
1.00
2.00
2.00
51.89
.71
2.00
7102.91
1.00
-6707.54
-2490.80
79381.04
1.82
66914.58
2.00
2.00
92335.96
2.00
2.00
92335.96
111375.00
满足条件
不满足条件
满足条件
.40
.04
.40
.02
.17
.78
.20
2.00
2.70
2.00
.02
.04
1.00E-03
.62
.89
.11
.04
.03
2.00
.04
2.00
23440.89
1.00
.00
-.24
-1.00
2.00
1.50
.32
.04
58.96
1664.77
67.00
-.26
-1.00
2.00
1.50
.12
-.15
-204.82
-5783.47
90.00
-.25
-1.00
2.00
1.50
1.95E-17
-.25
-332.52
-9389.00
90.00
.25
1.00
2.00
1.50
1.95E-17
.25
332.52
9389.00
113.00
180.00
.26
-.12
.15
204.82
5783.47
180.00
.24
-1.00
2.00
1.50
-.32
-.04
-58.96
-1664.77
.20
.18
-.24
.00
.11
1.00
2.00
-1.50
2.00
-.07
.25
1.00
389.55
.04
77843.13
70837.25
-91854.89
67.00
-.14
1.00
2.00
-1.50
2.00
.13
.25
1.00
-499.30
.04
-99774.34
-90794.65
117733.72
90.00
-1.44E-16
1.00
2.00
-1.50
2.00
.25
.25
1.00
35.91
.04
7176.19
6530.33
-8467.90
90.00
1.44E-16
-.25
-35.91
.04
-7176.19
-6530.33
8467.90
113.00
180.00
.14
-.13
499.30
.04
99774.34
90794.65
-117733.72
180.00
-.11
.07
-389.55
.04
-77843.13
-70837.25
91854.89
-6707.54
2.00
69175.68
1.82
2490.89
.08
2.00
.00
2490.89
67.00
973.27
90.00
1.53E-13
90.00
1.53E-13
113.00
180.00
-973.27
180.00
-2490.89
.00
25105.66
-4216.65
27457.90
25105.66
36646.98
32829.89
67.00
17657.42
-5734.27
21116.79
17657.42
90.00
14051.89
-6707.54
18349.40
14051.89
90.00
32829.89
-6707.54
36646.98
32829.89
90.00
113.00
180.00
29224.37
-7680.81
33727.22
29224.37
180.00
21776.13
-9198.43
27552.08
21776.13
135675.00
满足条件
不满足条件
满足条件
满足条件
不满足条件
满足条件
90.00
.00
102948.79
95942.91
-66749.23
64959.03
-73392.32
.00
90170.26
147081.43
-66749.23
126402.59
171859.60
135391.14
67.00
-82116.93
-73137.23
135391.14
63441.41
-74909.95
.00
126402.59
74039.51
135391.14
90.00
21228.08
20582.22
5583.99
62468.14
-75883.21
.00
55016.55
87998.50
5583.99
90.00
25653.71
26299.56
41297.80
62468.14
-75883.21
.00
54386.04
91900.08
41297.80
113.00
180.00
128998.71
120019.02
-88509.36
61494.87
-76856.48
.00
111756.55
171859.60
-88509.36
180.00
-56067.00
-49061.12
113631.02
59977.25
-78374.10
.00
100516.28
68588.43
113631.02
171859.60
172125.00
171859.60
171859.60
满足条件
不满足条件
满足条件
265.90
满足条件
2001.35
3.00
255.64
2.00
98.10
满足条件
不满足
满足条件
3928.06
3.00
396.99
2.00
98.10
满足条件
不满足
满足条件
donggoucong:
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