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(xué)。
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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(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、明鋼管的荷載 明鋼管的設(shè)計(jì)荷載應(yīng)根據(jù)運(yùn)行條件，通過具體分析確定，一般有以下幾種： (1)內(nèi)水壓力。
包括各種靜水壓力和動(dòng)水壓力，水重，水壓試驗(yàn)和充、放水時(shí)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(fēng)荷載和雪荷載。
(6)施工荷載。
(7)地震荷載。
(8)管道放空時(shí)通氣設(shè)備造成的負(fù)壓。
鋼管設(shè)計(jì)的計(jì)算工況和荷載組合應(yīng)根據(jù)工程的具體情況參照鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范采用。

二、管身應(yīng)力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 明鋼管的設(shè)計(jì)包括鎮(zhèn)墩、支墩和管身等部分。
前二者在上節(jié)中已經(jīng)討論過，這里主 要討論管身設(shè)計(jì)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(shè)支承環(huán)。
由于抗外壓穩(wěn)定的需要，在支承環(huán)之間有時(shí)還需設(shè)加勁環(huán)。
直管段的設(shè)計(jì)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(jù)受力特點(diǎn) ，管身的應(yīng)力分析可取如圖13-14所示的三個(gè)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(jì)算的結(jié)構(gòu)力學(xué)方法。
圖13-14管身計(jì)算斷面 （一）跨中斷面（斷面1-1) 管壁應(yīng)力采用的坐標(biāo)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(gè)方向的正應(yīng) 力以、 、 表之，并以拉應(yīng)力為正。
圖中表明了管壁單元體的應(yīng)力狀態(tài)，剪 應(yīng)力r下標(biāo)的
第一個(gè)符號(hào)表此剪應(yīng)力所在的面（垂直x軸者稱x面，余同），
第二個(gè)符 號(hào)表示剪應(yīng)力的方向，如 表示在垂直x軸的面上沿e向作用的剪應(yīng)力。
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