第十三章 水電站的壓力管道6.doc

第十三章 水電站的壓力管道6 ，課件,水工建筑學。
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第十三章水電站的壓力管道
第六節(jié) 明鋼管的管身應力分析及結構設計
一、明鋼管的荷載 明鋼管的設計荷載應根據運行條件，通過具體分析確定，一般有以下幾種： (1)內水壓力。
包括各種靜水壓力和動水壓力，水重，水壓試驗和充、放水時的水壓 力。
(2)鋼管自重。
(3)溫度變化引起的力。
(4)鎮(zhèn)墩和支墩不均勻沉陷引起的力。
(5)風荷載和雪荷載。
(6)施工荷載。
(7)地震荷載。
(8)管道放空時通氣設備造成的負壓。
鋼管設計的計算工況和荷載組合應根據工程的具體情況參照鋼管設計規(guī)范采用。

二、管身應力分析和結構設計 明鋼管的設計包括鎮(zhèn)墩、支墩和管身等部分。
前二者在上節(jié)中已經討論過，這里主 要討論管身設計問題。
明鋼管一般由直管段和彎管、岔管等異形管段組成。
直管段支承在一系列支墩上， 支墩處管身設支承環(huán)。
由于抗外壓穩(wěn)定的需要，在支承環(huán)之間有時還需設加勁環(huán)。
直管段的設計包括管壁、支承環(huán)和加勁環(huán)、人孔等附件。
支承在一系列支墩上的直管段在法向力的作用下類似一根連續(xù)梁。
根據受力特點 ，管身的應力分析可取如圖13-14所示的三個基本斷面：跨中斷面1- 1；支承環(huán)附近斷面2-2和支承環(huán)斷面3-3。
以下介紹明鋼管計算的結構力學方法。
圖13-14管身計算斷面 （一）跨中斷面（斷面1-1) 管壁應力采用的坐標系如圖13- 15所示。
以x表示管道軸向，r表示管道徑向，θ表示管道切向，這三個方向的正應 力以、 、 表之，并以拉應力為正。
圖中表明了管壁單元體的應力狀態(tài)，剪 應力r下標的
第一個符號表此剪應力所在的面（垂直x軸者稱x面，余同），
第二個符 號表示剪應力的方向，如 表示在垂直x軸的面上沿e向作用的剪應力。
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