管(guan)(guan)道在(zai)熱(re)態下工作時,由于(yu)熱(re)脹的(de)(de)作用,管(guan)(guan)系中各(ge)承(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)點(dian)(dian)的(de)(de)基本荷(he)載不僅會發生(sheng)再(zai)分(fen)配,同時還(huan)(huan)將使約束位移(yi)的(de)(de)支(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)點(dian)(dian)遭受(shou)位移(yi)荷(he)載,即對(dui)(dui)管(guan)(guan)系重(zhong)(zhong)直位移(yi)有阻礙的(de)(de)支(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)點(dian)(dian)將承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)重(zhong)(zhong)直位移(yi)荷(he)載,對(dui)(dui)管(guan)(guan)道水平位移(yi)有陽(yang)礙的(de)(de)支(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)點(dian)(dian)(如(ru)固定支(zhi)(zhi)架(jia)、止推支(zhi)(zhi)架(jia)、導向(xiang)支(zhi)(zhi)架(jia)等)和端點(dian)(dian)(如(ru)與設備的(de)(de)連接點(dian)(dian)等),將承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)水平位移(yi)荷(he)載,在(zai)各(ge)滑動(dong)支(zhi)(zhi)架(jia)處,由于(yu)管(guan)(guan)道與支(zhi)(zhi)架(jia)之(zhi)間存在(zai)相對(dui)(dui)運動(dong),因此還(huan)(huan)會產生(sheng)摩擦力,也就是說(shuo),此類支(zhi)(zhi)架(jia)還(huan)(huan)將承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)摩擦力,除此之(zhi)外,對(dui)(dui)某些(xie)形式的(de)(de)支(zhi)(zhi)架(jia)和邊界條件,它(ta)還(huan)(huan)將承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)彎矩荷(he)載。
1. 位移(yi)荷載的計算
工(gong)程上常見的一(yi)(yi)些(xie)形狀簡單(dan)的管(guan)系(xi),如II形補償器、L形管(guan)道等,一(yi)(yi)些(xie)手冊(ce)或(huo)(huo)(huo)專著中給出了簡單(dan)的近似計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)公式,或(huo)(huo)(huo)列成了圖(tu)表(biao)形式,設(she)計(ji)(ji)(ji)人員可視管(guan)系(xi)的具(ju)體(ti)情況,或(huo)(huo)(huo)采(cai)取(qu)簡單(dan)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)法,或(huo)(huo)(huo)采(cai)取(qu)查閱圖(tu)表(biao)法,或(huo)(huo)(huo)采(cai)用計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機詳細(xi)分析法去求解管(guan)系(xi)對(dui)支承點(dian)或(huo)(huo)(huo)端點(dian)的位移(yi)荷(he)載。
2. 摩擦力的計算
對(dui)于管(guan)(guan)(guan)系中(zhong)的(de)(de)(de)(de)滑(hua)動承(cheng)重(zhong)支(zhi)架(jia),當(dang)管(guan)(guan)(guan)子在(zai)(zai)此處(chu)有位(wei)(wei)(wei)移時,其摩擦(ca)力(li)是客(ke)觀(guan)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)。管(guan)(guan)(guan)系中(zhong)由(you)于各承(cheng)重(zhong)點的(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)力(li)存在(zai)(zai)可使管(guan)(guan)(guan)系對(dui)固定端的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)平(ping)位(wei)(wei)(wei)移荷(he)(he)載(zai)(zai)減少,但(dan)卻給(gei)本來(lai)不(bu)承(cheng)受水(shui)(shui)平(ping)荷(he)(he)載(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)滑(hua)動承(cheng)重(zhong)支(zhi)架(jia)添(tian)加(jia)(jia)了(le)一個附加(jia)(jia)力(li)。一般情況下,管(guan)(guan)(guan)系中(zhong)的(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)力(li)要(yao)比水(shui)(shui)平(ping)位(wei)(wei)(wei)移荷(he)(he)載(zai)(zai)小得(de)(de)多(duo),故在(zai)(zai)靜應(ying)力(li)分析(xi)中(zhong),一般不(bu)計(ji)入(ru)摩擦(ca)力(li)對(dui)水(shui)(shui)平(ping)位(wei)(wei)(wei)移荷(he)(he)載(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,這(zhe)樣得(de)(de)到的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)移荷(he)(he)載(zai)(zai)偏大(da)(da),使支(zhi)承(cheng)設計(ji)偏于保守。但(dan)在(zai)(zai)有些情況下,摩擦(ca)力(li)給(gei)滑(hua)動承(cheng)重(zhong)支(zhi)架(jia)添(tian)加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)附加(jia)(jia)力(li)是不(bu)可忽略的(de)(de)(de)(de)。例如(ru),基本荷(he)(he)載(zai)(zai)較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道,或者多(duo)根管(guan)(guan)(guan)道集(ji)中(zhong)并排(pai)布置時,都會對(dui)滑(hua)動承(cheng)重(zhong)支(zhi)承(cheng)件產生較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)附加(jia)(jia)力(li),此時在(zai)(zai)進行(xing)支(zhi)吊架(jia)強度設計(ji)時應(ying)予考慮(lv)。
管(guan)道在滑動承(cheng)重支架處的摩(mo)擦力(li)與該(gai)點所(suo)承(cheng)受的垂直荷載的大(da)小成正(zheng)比,力(li)的方(fang)向(xiang)與管(guan)道在該(gai)點的位(wei)移方(fang)向(xiang)相反,即摩(mo)擦力(li)可以用(yong)下式(shi)表示:
當(dang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊上(shang)(shang)某(mou)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)同(tong)時(shi)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)數根管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)時(shi),熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)因產生的(de)(de)摩(mo)(mo)(mo)擦力會推動支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)梁沿管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)位移方向發生變形,而冷(leng)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)或位移量(liang)較小(xiao)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)會趨于阻止支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)梁的(de)(de)這種變形,從而抵消了一部分熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)摩(mo)(mo)(mo)擦力。這種由(you)于同(tong)一支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)上(shang)(shang)相鄰(lin)冷(leng)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)對熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)位移阻礙而使熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)摩(mo)(mo)(mo)擦力減小(xiao)的(de)(de)現象稱為(wei)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)牽(qian)(qian)(qian)制。由(you)于牽(qian)(qian)(qian)制作(zuo)用而使摩(mo)(mo)(mo)擦力減小(xiao)的(de)(de)幅度用牽(qian)(qian)(qian)制系(xi)(xi)數K表示。牽(qian)(qian)(qian)制系(xi)(xi)數的(de)(de)選取應(ying)符合下列原則:當(dang)某(mou)承(cheng)(cheng)重(zhong)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)并排(pai)敷(fu)設(she)(she)1~2根管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)時(shi),取;當(dang)某(mou)承(cheng)(cheng)重(zhong)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)并排(pai)敷(fu)設(she)(she)3根管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)時(shi),應(ying)按表9-10選取;當(dang)某(mou)承(cheng)(cheng)重(zhong)支(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)承(cheng)(cheng)面(mian)并排(pai)敷(fu)設(she)(she)4根及4根以上(shang)(shang)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)時(shi),牽(qian)(qian)(qian)制系(xi)(xi)數K應(ying)按圖9-63選取。
3. 短(duan)時(shi)作用(yong)荷(he)載的計算
短(duan)時作用(yong)(yong)荷(he)載包括風荷(he)載、雪荷(he)載、地震荷(he)載、安全閥排放(fang)反(fan)力等。這些荷(he)載雖然(ran)作用(yong)(yong)時間短(duan),但(dan)有時可(ke)能產生(sheng)較大的(de)荷(he)載值,故在支承件強(qiang)度設計(ji)時應(ying)計(ji)入(ru)。考慮這些荷(he)載同(tong)時出現(xian)的(de)可(ke)能性(xing)很小(xiao),故工(gong)程上(shang)一般不同(tong)時計(ji)入(ru),而是根據具(ju)體(ti)情況,計(ji)入(ru)其中的(de)較大值。
a. 風荷(he)(he)載和雪荷(he)(he)載的(de)計算 一(yi)般情況下,對于較大直徑的(de)管(guan)道(dao)或(huo)并排(pai)多根(gen)敷設的(de)管(guan)道(dao)才考慮風荷(he)(he)載和雪荷(he)(he)載的(de)影響。風荷(he)(he)載及雪荷(he)(he)載可按GBJ9《建筑結構荷(he)(he)載規范》進行(xing)計算。
b. 地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)荷載的(de)計(ji)算 一般情況下,對于有地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)設防要求的(de)管道,才考慮地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)荷載的(de)作用(yong)。地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)荷載可按SH3039《石(shi)油化(hua)工企(qi)業非埋地(di)管道抗震(zhen)(zhen)(zhen)設計(ji)通則》進行計(ji)算。
c. 安全(quan)(quan)閥(fa)排放反(fan)力的(de)計算(suan)(suan) 對于(yu)裝有安全(quan)(quan)閥(fa)的(de)管道支(zhi)承點(dian),才考慮安全(quan)(quan)閥(fa)排放反(fan)力的(de)作用。安全(quan)(quan)閥(fa)排放反(fan)力可按SH 3037《石油化(hua)工(gong)企業管道支(zhi)吊架設(she)計規范》進行計算(suan)(suan)。