关于埋深和一次应力的关系以及START到底是否适合做埋地管道设计

什么是管道的一次应力?他主要计算的目的时什么?
有的START用户在进行应力分析,检查应力结果时发现一次应力不能通过,出现红色警告?

安装工况应力,主要时检查管道在重量W和压力P作用下,管道的应力状态。CJJ81并没有一次应力的概念和定义。
START软件时埋地和架空管道联合应力分析软件,分析一次应力

对于架空管道,一次应力主要时检查支架间距,控制管道挠度,防止垮塌破坏.

对于埋地管道,一次应力主要时检查管道壁厚必须满足埋深土壤压力的作用,避免管道出现压瘪现象。

 

架空管道一次应力失效,标志支架间距过大,许用补充支架。
埋地管道一次应力失效,标志埋深过大,管道有被压瘪的危险。

CJJ81对埋深和有效埋深的定义和控制,埋深和摩擦力的关系时什么?
CJJ对埋地管道土壤压力的定义如下:

根据以上两个计算土壤压力公式,我们可以看到,土壤压力和管道埋深H直接关联,管道埋得越深,土壤压力越大,是线性关系。

摩擦力计算如下:

按照CJJ81规范规定,我们可以得到,埋得越深,土壤压力越大;作用在管道上面的摩擦力越大。这个到底是正确,还是不正确?
什么时消力拱?埋地管道为何要考虑消力拱的作用和影响?
当安装结构与周围土壤之间存在刚度差异时,就会发生拱形。 如果结构比土壤更硬,则将拱形物加载到结构上。 否则,如果结构的刚度低于土壤,则将拱形物从结构上移开。
例如,如果土壤质量的刚性支撑的一部分产生,则相邻的颗粒相对于土壤质量的其余部分移动。 这种运动受到剪切应力的抵抗,该剪切应力降低了支撑件的屈服部分上的压力,同时增加了相邻刚性区域上的压力。 这种现象称为拱形效应。

 

消力拱是土壤和埋藏在土壤中的结构刚度差异,产生的一种拱形结构现象,这个消力拱阻碍
了全部埋深土壤对管道的压作用,真正作用在管道上面的是有效埋深,而不是全部埋深。
我们看一下START软件在大埋深下,考虑消力拱作用下的一次应力结果:

大埋深的地方,一次应力也通过了,考虑消力拱后,作用在管道上面的是有效埋深。
START软件到底是否适合直埋供热管道设计?
START软件是目前世界上最为先进的管道应力分析软件,在埋地管道设计和分析方面,具备完全的埋地管道应力分析能力:
 软件内置有中国CJJ81-2013设计规范。

 对于不同埋深,立管埋深自动出来,产生不同的土壤模型。

 START土壤模型,考虑聚氨酯保温,软垫和土壤对管道的约束效果。

 START软件除对锚固段(OPE和Cold工况应力分析检查)和活动段(弯头,三通等)
进行二次应力检查(控制疲劳破坏),和埋深的影响(一次应力检查)以及水压试验工况应力检查。

 支持小角度折角点斜口焊接,大弧管连接,定向钻拖管预应力弧管安装。

 START软件对埋地管道整体失稳和局部失稳做出完整的分析和判断。

 START软件还提供了埋地管道壁厚计算,保温应力计算,弧段失稳计算等各自功能。

 START还提供了三通补强计算,弯头和大小头等壁厚计算功能。

综上所述,START软件是目前最为方便和先进的埋地和架空热力管道设计软件,您想到功能有,您没有想到的功能也都有,目前国内最大的供热运行项目 山西太原古交长距离大口径管道(1400mm)直埋和架空部分完全是采用START软件分析设计完成的。

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