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供热管道的内压力为一次应力,承受内压力的最小壁厚Sm的计算:
按直管外径确定时:
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按直管内径确定时
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l 取用哪种公式计算与所选管子的生产工艺有关。对于无缝钢管,当采用热轧生产控制外径时,可按外径公式确定最小壁厚;当采用锻制生产或挤压生产控制内径时,可按内径公式确定最小壁厚。对于有纵缝焊接钢管和螺旋焊缝钢管,亦按管子外径公式确定最小壁厚。
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二、管道支吊架的跨距的计算
在确保安全运行的前提下,应尽可能扩大管道支吊架的跨距, 以节约供热管线的投资费用。管道支吊架的最大跨距(允许跨距), 通常按强度条件和刚度条件来确定。
(一)按强度条件确定管道支吊架允许跨距
供热管道支承在支吊架上,管道断面承受由内压和持续外载产生的一次应力。根据《技术规定》,管道在工作状态下,由内压和持续外载产生的轴向应力之和,同样不应大于钢材在计算温度下的基本许用应力值。
由于支承在多个支吊架的管道,可视为多跨梁。根据材料力学中 均匀载荷的多跨梁,其弯矩如图15-1所示。最大弯矩出现在活动支座处。 根据分析,均匀载荷所产生的弯曲应力,比由于内压和持续外载所产生的 轴向应力大得多。为了计算方便,本书第三版在确定支吊架跨距时只计算由均匀荷载所产生的弯曲应力,而采用一个降低了的许用应力值(称为许 用外载综合应力),管道自重弯曲应力不超过管材的许用外载综合应力值,以保证管道的安全。
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Lmax——管道支吊架最大允许跨距,M ;
q ——管道单位长度计算载荷,N/m,
q=管材重+保温重+附加重;
w——管道断面抗弯矩,cm3 ;
φ——管道横向焊缝系数,见表15-2;
[σ]t——钢管热态许用应力,MPa ,按附录15-1 确定。