管道(dao)(dao)在(zai)熱(re)態(tai)下(xia)工作(zuo)時,由(you)于(yu)熱(re)脹的(de)作(zuo)用,管系中(zhong)各承(cheng)(cheng)重(zhong)點(dian)(dian)的(de)基本荷載(zai)不僅會發(fa)生(sheng)再(zai)分配(pei),同時還(huan)將使約束位(wei)移的(de)支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)點(dian)(dian)遭受位(wei)移荷載(zai),即對(dui)(dui)管系重(zhong)直位(wei)移有阻礙的(de)支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)點(dian)(dian)將承(cheng)(cheng)受重(zhong)直位(wei)移荷載(zai),對(dui)(dui)管道(dao)(dao)水平位(wei)移有陽礙的(de)支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)點(dian)(dian)(如固定支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)、止推支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)、導向支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)等)和端點(dian)(dian)(如與(yu)設備的(de)連接(jie)點(dian)(dian)等),將承(cheng)(cheng)受水平位(wei)移荷載(zai),在(zai)各滑動(dong)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)處(chu),由(you)于(yu)管道(dao)(dao)與(yu)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)之(zhi)間存在(zai)相對(dui)(dui)運動(dong),因此(ci)還(huan)會產(chan)生(sheng)摩擦力,也就是說,此(ci)類支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)還(huan)將承(cheng)(cheng)受摩擦力,除此(ci)之(zhi)外,對(dui)(dui)某些形式的(de)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)和邊界(jie)條件,它還(huan)將承(cheng)(cheng)受彎矩荷載(zai)。
1. 位(wei)移荷載的計算(suan)
工(gong)程上常見的(de)一些形(xing)狀簡(jian)單的(de)管系,如II形(xing)補償器、L形(xing)管道等,一些手冊或(huo)專著中給出(chu)了簡(jian)單的(de)近似計(ji)算(suan)(suan)公式,或(huo)列(lie)成了圖表形(xing)式,設計(ji)人(ren)員可視管系的(de)具體情(qing)況,或(huo)采取簡(jian)單計(ji)算(suan)(suan)法(fa),或(huo)采取查閱圖表法(fa),或(huo)采用(yong)計(ji)算(suan)(suan)機詳細分(fen)析法(fa)去求解(jie)管系對支(zhi)承(cheng)點或(huo)端點的(de)位(wei)移荷(he)載。
2. 摩(mo)擦力的計(ji)算
對(dui)于管(guan)(guan)系(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)滑動承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)支架(jia),當(dang)管(guan)(guan)子(zi)在(zai)此(ci)處有位(wei)(wei)移(yi)時(shi),其(qi)摩(mo)擦(ca)力(li)是客(ke)觀存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)。管(guan)(guan)系(xi)(xi)中由(you)于各承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)點的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦(ca)力(li)存(cun)在(zai)可(ke)使管(guan)(guan)系(xi)(xi)對(dui)固定(ding)端(duan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)平(ping)位(wei)(wei)移(yi)荷(he)載(zai)減少,但卻(que)給(gei)本來不(bu)承(cheng)(cheng)(cheng)受水(shui)平(ping)荷(he)載(zai)的(de)(de)(de)(de)滑動承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)支架(jia)添加(jia)(jia)了(le)一個附(fu)(fu)加(jia)(jia)力(li)。一般(ban)(ban)情(qing)況下,管(guan)(guan)系(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦(ca)力(li)要比(bi)水(shui)平(ping)位(wei)(wei)移(yi)荷(he)載(zai)小得多,故在(zai)靜應(ying)力(li)分析中,一般(ban)(ban)不(bu)計入摩(mo)擦(ca)力(li)對(dui)水(shui)平(ping)位(wei)(wei)移(yi)荷(he)載(zai)的(de)(de)(de)(de)影響,這樣得到的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)移(yi)荷(he)載(zai)偏(pian)大(da),使支承(cheng)(cheng)(cheng)設計偏(pian)于保守。但在(zai)有些情(qing)況下,摩(mo)擦(ca)力(li)給(gei)滑動承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)支架(jia)添加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)附(fu)(fu)加(jia)(jia)力(li)是不(bu)可(ke)忽略(lve)的(de)(de)(de)(de)。例(li)如,基本荷(he)載(zai)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)道,或者(zhe)多根管(guan)(guan)道集中并(bing)排布置時(shi),都會對(dui)滑動承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)支承(cheng)(cheng)(cheng)件(jian)產生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)附(fu)(fu)加(jia)(jia)力(li),此(ci)時(shi)在(zai)進行支吊架(jia)強度設計時(shi)應(ying)予考慮。
管(guan)道在滑動承(cheng)(cheng)重支架(jia)處的摩擦(ca)(ca)力(li)與該點所承(cheng)(cheng)受的垂直荷載的大小成(cheng)正(zheng)比,力(li)的方向與管(guan)道在該點的位移方向相反,即摩擦(ca)(ca)力(li)可以用下式(shi)表(biao)示:
當(dang)管(guan)(guan)(guan)廊上(shang)某(mou)(mou)支(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)(mian)同時(shi)支(zhi)承(cheng)(cheng)數根管(guan)(guan)(guan)道(dao)時(shi),熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)道(dao)因(yin)產(chan)生(sheng)的(de)(de)摩擦(ca)力(li)(li)會推動支(zhi)承(cheng)(cheng)梁沿管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)位移方向(xiang)發生(sheng)變形(xing),而冷管(guan)(guan)(guan)道(dao)或(huo)位移量較小(xiao)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao)會趨(qu)于(yu)阻止支(zhi)承(cheng)(cheng)梁的(de)(de)這種變形(xing),從而抵消(xiao)了一部(bu)分熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)摩擦(ca)力(li)(li)。這種由于(yu)同一支(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)(mian)上(shang)相(xiang)鄰冷管(guan)(guan)(guan)道(dao)對熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)位移阻礙而使熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)道(dao)摩擦(ca)力(li)(li)減(jian)小(xiao)的(de)(de)現象稱(cheng)為管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)牽(qian)制(zhi)。由于(yu)牽(qian)制(zhi)作用(yong)而使摩擦(ca)力(li)(li)減(jian)小(xiao)的(de)(de)幅度(du)用(yong)牽(qian)制(zhi)系數K表示。牽(qian)制(zhi)系數的(de)(de)選(xuan)取應符合下列原則:當(dang)某(mou)(mou)承(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)支(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)(mian)并排敷(fu)設1~2根管(guan)(guan)(guan)道(dao)時(shi),取;當(dang)某(mou)(mou)承(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)支(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)(mian)并排敷(fu)設3根管(guan)(guan)(guan)道(dao)時(shi),應按(an)表9-10選(xuan)取;當(dang)某(mou)(mou)承(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)支(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)(mian)并排敷(fu)設4根及4根以(yi)上(shang)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao)時(shi),牽(qian)制(zhi)系數K應按(an)圖9-63選(xuan)取。

3. 短時作用荷載(zai)的計算
短(duan)時(shi)作用荷載(zai)包括風荷載(zai)、雪荷載(zai)、地(di)震荷載(zai)、安全閥排放反力等(deng)。這(zhe)些(xie)(xie)荷載(zai)雖然作用時(shi)間短(duan),但有時(shi)可能產生(sheng)較大的荷載(zai)值(zhi),故在支(zhi)承件強度設(she)計(ji)時(shi)應計(ji)入(ru)。考慮這(zhe)些(xie)(xie)荷載(zai)同(tong)時(shi)出現的可能性很(hen)小,故工(gong)程上一般(ban)不同(tong)時(shi)計(ji)入(ru),而是根(gen)據具體情況(kuang),計(ji)入(ru)其中的較大值(zhi)。
a. 風(feng)(feng)荷載和雪(xue)(xue)荷載的計算 一般情況下,對于較大直徑的管道或并排多根敷設的管道才考(kao)慮風(feng)(feng)荷載和雪(xue)(xue)荷載的影響。風(feng)(feng)荷載及雪(xue)(xue)荷載可按GBJ9《建筑結構荷載規(gui)范》進行計算。
b. 地(di)(di)震(zhen)荷(he)(he)載的計算 一般情況下,對于有地(di)(di)震(zhen)設防要求的管道,才考慮地(di)(di)震(zhen)荷(he)(he)載的作用。地(di)(di)震(zhen)荷(he)(he)載可按SH3039《石油(you)化工企業(ye)非埋地(di)(di)管道抗震(zhen)設計通(tong)則》進行(xing)計算。
c. 安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)排放反(fan)力(li)的(de)計(ji)算(suan) 對(dui)于裝有(you)安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)的(de)管道(dao)支承點,才考慮安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)排放反(fan)力(li)的(de)作用。安(an)全(quan)(quan)(quan)閥(fa)排放反(fan)力(li)可按SH 3037《石油化(hua)工(gong)企(qi)業管道(dao)支吊(diao)架設計(ji)規范》進行(xing)計(ji)算(suan)。

