管(guan)道(dao)在(zai)熱(re)態下工(gong)作(zuo)時,由(you)于熱(re)脹的(de)(de)作(zuo)用,管(guan)系中各承(cheng)(cheng)重(zhong)點的(de)(de)基(ji)本(ben)荷(he)(he)(he)載(zai)不(bu)僅會發生(sheng)再分配,同時還(huan)將使(shi)約束位(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)的(de)(de)支(zhi)承(cheng)(cheng)點遭受位(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)荷(he)(he)(he)載(zai),即對管(guan)系重(zhong)直位(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)有阻(zu)礙(ai)的(de)(de)支(zhi)承(cheng)(cheng)點將承(cheng)(cheng)受重(zhong)直位(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)荷(he)(he)(he)載(zai),對管(guan)道(dao)水平位(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)有陽(yang)礙(ai)的(de)(de)支(zhi)承(cheng)(cheng)點(如(ru)(ru)固(gu)定(ding)支(zhi)架、止推(tui)支(zhi)架、導向(xiang)支(zhi)架等)和(he)端點(如(ru)(ru)與設(she)備的(de)(de)連接點等),將承(cheng)(cheng)受水平位(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)荷(he)(he)(he)載(zai),在(zai)各滑動支(zhi)架處,由(you)于管(guan)道(dao)與支(zhi)架之間存在(zai)相(xiang)對運動,因此(ci)還(huan)會產生(sheng)摩(mo)擦力,也就是說(shuo),此(ci)類支(zhi)架還(huan)將承(cheng)(cheng)受摩(mo)擦力,除此(ci)之外(wai),對某些形(xing)式的(de)(de)支(zhi)架和(he)邊界條件(jian),它還(huan)將承(cheng)(cheng)受彎矩荷(he)(he)(he)載(zai)。
1. 位移荷載的計(ji)算(suan)
工程(cheng)上(shang)常(chang)見的(de)(de)一(yi)些形(xing)狀簡(jian)單的(de)(de)管(guan)(guan)系,如II形(xing)補償器、L形(xing)管(guan)(guan)道等,一(yi)些手冊或(huo)專著中給出了(le)簡(jian)單的(de)(de)近似(si)計(ji)算公式,或(huo)列成了(le)圖(tu)表形(xing)式,設計(ji)人(ren)員(yuan)可視管(guan)(guan)系的(de)(de)具體(ti)情況,或(huo)采(cai)(cai)取簡(jian)單計(ji)算法,或(huo)采(cai)(cai)取查閱圖(tu)表法,或(huo)采(cai)(cai)用(yong)計(ji)算機詳細分析法去(qu)求解管(guan)(guan)系對支承點或(huo)端點的(de)(de)位移(yi)荷載。
2. 摩擦力的計算
對于管(guan)(guan)(guan)系(xi)(xi)中(zhong)的(de)(de)(de)滑動(dong)承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)支(zhi)(zhi)架,當管(guan)(guan)(guan)子在此處有位移時(shi)(shi)(shi),其摩擦(ca)(ca)力(li)(li)是(shi)客觀存(cun)在的(de)(de)(de)。管(guan)(guan)(guan)系(xi)(xi)中(zhong)由(you)于各承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)點的(de)(de)(de)摩擦(ca)(ca)力(li)(li)存(cun)在可(ke)使管(guan)(guan)(guan)系(xi)(xi)對固定(ding)端的(de)(de)(de)水(shui)平(ping)(ping)(ping)位移荷(he)(he)載(zai)減(jian)少,但卻給本來不(bu)承(cheng)(cheng)(cheng)受水(shui)平(ping)(ping)(ping)荷(he)(he)載(zai)的(de)(de)(de)滑動(dong)承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)支(zhi)(zhi)架添加(jia)(jia)了一個(ge)附(fu)(fu)加(jia)(jia)力(li)(li)。一般情況下,管(guan)(guan)(guan)系(xi)(xi)中(zhong)的(de)(de)(de)摩擦(ca)(ca)力(li)(li)要比水(shui)平(ping)(ping)(ping)位移荷(he)(he)載(zai)小得多(duo),故在靜應力(li)(li)分析中(zhong),一般不(bu)計入摩擦(ca)(ca)力(li)(li)對水(shui)平(ping)(ping)(ping)位移荷(he)(he)載(zai)的(de)(de)(de)影響,這樣得到(dao)的(de)(de)(de)位移荷(he)(he)載(zai)偏(pian)大,使支(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)設計偏(pian)于保守。但在有些情況下,摩擦(ca)(ca)力(li)(li)給滑動(dong)承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)支(zhi)(zhi)架添加(jia)(jia)的(de)(de)(de)附(fu)(fu)加(jia)(jia)力(li)(li)是(shi)不(bu)可(ke)忽(hu)略的(de)(de)(de)。例如,基(ji)本荷(he)(he)載(zai)較(jiao)大的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao),或(huo)者多(duo)根管(guan)(guan)(guan)道(dao)集中(zhong)并(bing)排布置時(shi)(shi)(shi),都會(hui)對滑動(dong)承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)支(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)件產生較(jiao)大的(de)(de)(de)附(fu)(fu)加(jia)(jia)力(li)(li),此時(shi)(shi)(shi)在進行(xing)支(zhi)(zhi)吊架強度設計時(shi)(shi)(shi)應予考慮。
管(guan)道在(zai)滑動承重支架處(chu)的(de)摩(mo)擦力(li)與(yu)該點(dian)(dian)所(suo)承受的(de)垂(chui)直荷載的(de)大小成正比,力(li)的(de)方向(xiang)與(yu)管(guan)道在(zai)該點(dian)(dian)的(de)位移方向(xiang)相(xiang)反,即摩(mo)擦力(li)可以用下(xia)式表(biao)示:
當管(guan)(guan)(guan)(guan)廊上(shang)某支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)面(mian)同時(shi)支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)數根(gen)(gen)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)時(shi),熱(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)因產生的(de)(de)摩(mo)擦(ca)力(li)(li)會推動支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)梁沿(yan)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)位移(yi)(yi)方向發生變形,而(er)冷(leng)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)或位移(yi)(yi)量較小(xiao)(xiao)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)會趨于(yu)阻止支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)梁的(de)(de)這(zhe)種(zhong)變形,從而(er)抵消了一(yi)部分熱(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)摩(mo)擦(ca)力(li)(li)。這(zhe)種(zhong)由(you)(you)于(yu)同一(yi)支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)面(mian)上(shang)相鄰(lin)冷(leng)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)對(dui)熱(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)位移(yi)(yi)阻礙(ai)而(er)使熱(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)摩(mo)擦(ca)力(li)(li)減小(xiao)(xiao)的(de)(de)現象(xiang)稱(cheng)為管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)牽制。由(you)(you)于(yu)牽制作用(yong)而(er)使摩(mo)擦(ca)力(li)(li)減小(xiao)(xiao)的(de)(de)幅度用(yong)牽制系數K表示。牽制系數的(de)(de)選(xuan)取(qu)(qu)應(ying)符(fu)合下列(lie)原則:當某承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)重支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)面(mian)并排敷設(she)1~2根(gen)(gen)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)時(shi),取(qu)(qu);當某承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)重支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)面(mian)并排敷設(she)3根(gen)(gen)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)時(shi),應(ying)按表9-10選(xuan)取(qu)(qu);當某承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)重支(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)面(mian)并排敷設(she)4根(gen)(gen)及4根(gen)(gen)以上(shang)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)時(shi),牽制系數K應(ying)按圖9-63選(xuan)取(qu)(qu)。

3. 短時作(zuo)用(yong)荷載的計算(suan)
短(duan)時(shi)(shi)作(zuo)用荷(he)載(zai)包括風荷(he)載(zai)、雪(xue)荷(he)載(zai)、地震(zhen)荷(he)載(zai)、安全閥(fa)排放反力等。這些荷(he)載(zai)雖然作(zuo)用時(shi)(shi)間短(duan),但有時(shi)(shi)可(ke)能產生(sheng)較大的(de)荷(he)載(zai)值,故在支(zhi)承件(jian)強度設計時(shi)(shi)應計入。考慮這些荷(he)載(zai)同(tong)時(shi)(shi)出現的(de)可(ke)能性很(hen)小,故工(gong)程上一般不同(tong)時(shi)(shi)計入,而是根據(ju)具體情(qing)況,計入其中(zhong)的(de)較大值。
a. 風荷(he)(he)(he)載(zai)和雪荷(he)(he)(he)載(zai)的計算 一般(ban)情況下,對于(yu)較(jiao)大直徑的管道或并排多根敷(fu)設的管道才(cai)考慮(lv)風荷(he)(he)(he)載(zai)和雪荷(he)(he)(he)載(zai)的影響。風荷(he)(he)(he)載(zai)及(ji)雪荷(he)(he)(he)載(zai)可(ke)按GBJ9《建筑結構(gou)荷(he)(he)(he)載(zai)規(gui)范》進行(xing)計算。
b. 地震(zhen)荷載的計算 一(yi)般情況下,對于有地震(zhen)設防(fang)要求的管道,才考慮地震(zhen)荷載的作用。地震(zhen)荷載可按SH3039《石油(you)化工企(qi)業非(fei)埋(mai)地管道抗震(zhen)設計通則》進行(xing)計算。
c. 安(an)全閥(fa)(fa)排放反力(li)的計(ji)(ji)算 對于(yu)裝(zhuang)有安(an)全閥(fa)(fa)的管(guan)道(dao)支承點,才(cai)考(kao)慮(lv)安(an)全閥(fa)(fa)排放反力(li)的作用。安(an)全閥(fa)(fa)排放反力(li)可按(an)SH 3037《石油化工(gong)企業管(guan)道(dao)支吊架設(she)計(ji)(ji)規范》進行計(ji)(ji)算。

