![GB 51160-2016 纤维增强塑料设备和管道工程技术规范](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/480/37428480/b_37428480.jpg)
6.3 结构计算
6.3.1 根据设计压力确定直管参数应符合下列规定:
1 直管的层合板单元拉伸刚度应按下式计算:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_42.jpg?sign=1734474262-rRnTTRB6BZDCnA5pdbjmZY5GO05bBPnm-0-b8e68421ffe3fb08b60768f904ae8465)
式中:Xlam——直管的层合板单元拉伸刚度(N/mm);
pd——设计压力(MPa)。
2 按本规范第4.3节的有关规定进行铺层设计获得的Xlam不应小于按式(6.3.1-1)计算的Xlam;
3 标准铺层可按表6.3.1-1选择,许用应变值为0.0018、 0.0015、0.0012、0.0009的标准铺层可按表6.3.1-2~表6.3.1-5选择;
4 根据管道制造商提供的数据,按下式计算的层合板单元拉伸刚度Xlam不应小于按式(6.3.1-1)计算的Xlam。
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_43.jpg?sign=1734474262-mtlMbP1nhVeBJfWhYN1UrzwAOMQO4kvv-0-7cf14787128f576f7e654219057e0dd3)
式中:E——管道制造商提供的环向拉伸模量(MPa);
t——管道制造商提供的管道计算壁厚(mm)。
表6.3.1-1 标准铺层
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_44.jpg?sign=1734474262-D764P7bwDiIvGIGw0XliKLx91wRjJYH2-0-68791442aa1b1eea81d67f46d6b0b61d)
注:1 Ⅰ型的铺层构成为:一层内表面毡后全部是短切原丝毡;
2 Ⅱ型的铺层构成为:一层内表面毡后,在第一层纤维布之前,不应少于1.2kg/m2的短切原丝毡,纤维布和短切原丝毡交替;
3 Ⅲ型的铺层构成为:一层表面毡后至少1.2kg/m2的短切原丝毡,再是±55°缠绕层。
表6.3.1-2 许用应变为0.0018的标准铺层选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_45.jpg?sign=1734474262-sUOR0DsVqGIcCl61w7k8DSYnitk3LmnN-0-f2af93a11466c5dba11280ea231cd160)
表6.3.1-3 许用应变为0.0015的标准铺层选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_46.jpg?sign=1734474262-Sab8JyMvO9iC3iU4SMV6y9RnlwwwpB0M-0-2733f7037478e4c4da4318d30f720241)
表6.3.1-4 许用应变为0.0012的标准铺层选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_47.jpg?sign=1734474262-pKJ7GUkrLLjKFHYJ4If5U5UsZh66ywXO-0-8d5411b99daf197786e7c1f21cf4b2c8)
表6.3.1-5 许用应变为0.0009的标准铺层选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_48.jpg?sign=1734474262-x7C8vRY2DAYKa5UD6JCNNOF37IbEduoR-0-986c96fc09c64cd5195887d6c6a9b12c)
6.3.2 直管的许用外压计算应符合下列规定:
1 直管的许用外压应按下式计算:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_49.jpg?sign=1734474262-R2b8xicXnkRSEIKK6TyniWgDy9RL2zBZ-0-be17d19fe7855e23327bd31bf094931a)
式中:Pe——许用外压(MPa);
XlamΦ——环向单元拉伸刚度(N/mm);
FS——外压安全系数,取值不应小于4。
2 当按式(6.3.2-1)计算的许用外压小于设计外压时,应采用下列方法修正设计:
1)选择更大XlamΦ规格的管道,并应按式(6.3.2-1)重新计算许用外压;
2)采用加筋环,且加筋环的间距、最小截面惯性矩应按下列公式计算:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_50.jpg?sign=1734474262-7ABlfiqZay3X7PDgTDysjEbeYlhexEYN-0-3ab094e7dc3fda9c0b8f9d575d784bea)
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_51.jpg?sign=1734474262-7j0LPtM21YTBlvsDQDg6HJCpHzhkDiA1-0-3346855d12d8aced88ef75ec1ac15a4c)
式中:J——加筋环最大间距(mm);
IJ——加筋环对自身中性轴的惯性矩(mm4);
Dna——加筋环中性轴处的直径(mm)。
3)当采用加筋环并计算加筋环惯性矩时,应按下式计算JS,且JS不得大于J:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_52.jpg?sign=1734474262-viYFpol8mGsLXBcmWIAv4o5UDF2jrXsM-0-bf524c97e269ef0faf6c2dce88c82408)
式中:JS——计算加筋环惯性矩时应计入的管身长度(mm)。
6.3.3 管道压力损失的计算应符合本规范附录H的规定。
6.3.4 水平管道弯曲强度、挠度和支撑跨距L应符合下列规定:
1 管道自重弯曲应力不应大于许用轴向应力。
2 管道自重产生的弯曲挠度应符合下列规定:
1)管道的设计挠度不应大于12.5mm,且应与L/300值比较,并应取小者;
2)装置外管道的挠度不应大于38mm;
3)敷设无坡度的蒸汽管道,其挠度不宜大于10mm;
4)当有特殊要求时,管道挠度值时应符合设计要求。
3 受轴向压缩载荷的管线,跨距或支撑间距L应符合本规范式(6.2.8-2)的规定。
6.3.5 管道支撑跨距的轴向弯曲计算应符合下列规定:
1 Ⅰ型和Ⅱ型层合板应按下列规定取值:
1)支撑跨距弯曲应力宜取许用轴向应力的25%;
2)内压轴向应力宜取许用轴向应力的50%;
3)热膨胀计算的应力宜取许用轴向应力的25%。
2 Ⅲ型层合板应按下列规定取值:
1)当采用接头式膨胀节或柔性接头时,支撑跨距的弯曲应力宜取许用轴向应力的50%;
2)当管壁承受设计内压产生的轴向力时,支撑跨距的弯曲应力宜取许用轴向应力的25%。
6.3.6 当带有坡度的管道在两支吊点间不得有积液时,管道支、吊架的间距除应符合本规范第6.3.4条的规定外,与挠度变形及坡度之间还应满足下式规定:
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_53.jpg?sign=1734474262-PrHg6PHTIdWdWT49dz5335TeepIlODBM-0-fa39edcca7ecb5a179ca884690ca4796)
式中:L——支、吊架间距(mm);
Δi——管道自重弯曲挠度变形(mm);
i——管道坡度。
6.3.7 有压力脉动的管道确定支架间距时,应计算管道固有频率。
6.3.8 管道支撑跨距可按表6.3.8-1~表6.3.8-8选用。
表6.3.8-1 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_54.jpg?sign=1734474262-wYhEryfBhyqMFYKElR5gej9FiZGmHyUJ-0-40890de064ccec48ad55859a88d716a2)
表6.3.8-2 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_55.jpg?sign=1734474262-2EKnIa6OsFBaJNSajwkowMGIVZlKGqVS-0-6990f29d7254dc635a892208d891c23e)
续表6.3.8-2
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_56.jpg?sign=1734474262-LqcYroyNPuggCq87Ib3oqhBwYb5ml6e0-0-26b6534b4fdbd85ab999899492787fa1)
表6.3.8-3 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_57.jpg?sign=1734474262-7p3LcUUGXbFJEz9heDvy4dasg85U8dO1-0-8cbaafed8aa0c5f1781e67d117b216f5)
续表6.3.8-3
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_58.jpg?sign=1734474262-mI0a4322UWh6EsgXUsSRkB9sKNic8t5C-0-da78e6a84b6c7b2a0afe05848c65c12a)
表6.3.8-4 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_59.jpg?sign=1734474262-4w2rPyJOd4vtAxDnxsW3Y1V2URTa81Bf-0-ca9b439b5ac53b67edf5355a563469c9)
续表6.3.8-4
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_60.jpg?sign=1734474262-3iFSZkhdd9fouT0tWe8LOgRuEdQH8p7Z-0-62d3b1e76b53d090a6d676fb44f39a0b)
表6.3.8-5 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_61.jpg?sign=1734474262-zsm78TKKhDr1Fob9rNEJVmgn5CRkqHux-0-fabcc799f40c02a97a67367238af9b7e)
表6.3.8-6 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_62.jpg?sign=1734474262-M8s7l0HHeZeClvXWNxv1ccFf9wiKxpBm-0-ddee81d15d2836a8576cf99c77f23d9d)
表6.3.8-7 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_63.jpg?sign=1734474262-0rNHZFSjCsfZiEOWm2l0wY6Uq5kPk8uL-0-45b1c4af48f1075a18a7e0951f83b4d3)
续表6.3.8-7
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_64.jpg?sign=1734474262-E4LnCPF4ld1suTc3fDUznB5felDPYD8j-0-a4c58e6afadefd313b65c50a5b27fb47)
表6.3.8-8 管道支撑跨距选型表
![img](https://epubservercos.yuewen.com/D99B40/19825686008873906/epubprivate/OEBPS/Images/txt006_65.jpg?sign=1734474262-lrP12qqbkqBlM9VEzgTn54UzO5AsON76-0-0646f5e4ea434ef78bd86ab1190947ca)
注:1 表6.3.8-1~表6.3.8-8是按本规范式(6.4.6-5)和式(6.4.6-6)得到连续梁中间跨的计算值,边跨可取表中数据乘以0.816;
2 表中均布载荷对于液体采用的密度为1.0×103kg/m3;
3 表中数据为建议值,对具体项目应进行相应的变形和应力计算;当有热膨胀时还应进行稳定性计算。