输油管道工程设计规范 GB50253-2014：K.1 临界轴向力

责编：段思扬 2019-03-05

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K.1.1 埋地直管段开始失稳时的临界轴向力可按下列公式计算：

式中：N_cr——管道开始失稳时的临界轴向力(MN)；
K_e——土壤的法向阻力系数(MPa／m)；
I——钢管横截面惯性矩(m⁴)；
E——钢材的弹性模量(N／m²)；
D——钢管外直径(m)；
E′——回填土的变形模量(MPa)；
n_e——回填土变形模量降低系数，根据土壤中含水量的多少和土壤结构破坏程度取0.3～1.0；
μ₀——土壤的泊桑系数，砂土取0.2～0.25；坚硬的和半坚硬的黏土、亚黏土取0.25～0.30，塑性的取0.30～0.35，流性的取0.35～0.45；
j——管道的单位长度(j＝1m)；
h₀——地面(或土堤顶)至管道中心的距离(m)。

K.1.2 埋地向上凸起的弯曲管段开始失稳时的临界轴向力可按下列公式计算：

图片.png

式中：N_cr——管道开始失稳时的临界轴向力(MN)；
Q_u——管道向上位移时的极限阻力(MN／m)；当管道有压重物或锚栓锚固时，应计入压重物的重力或锚栓的拉脱力，在水淹地区应计入浮力作用；
R₀——管道的计算弯曲半径(m)；
q₀——单位长度钢管重力和管内、油品重力(MN／m)；
n₀——土壤临界支承能力的折减系数取0.8～1.0；
q₁——管道向上位移时土的临界支承能力(MN／m)；

——回填土的内摩擦角(°)；
c——回填土的黏聚力(MN／m²)。
K.1.3 铺设在土堤内的水平弯曲管段开始失稳时的临界轴向力可按下列公式计算：

式中：Q_h——管道横向位移时的极限阻力(MN／m)；
q_f——单位长度上的管道摩擦力(MN／m)；
q₂——管道横向位移时土的临界支承能力(MN／m)，取按公式(K.1.3-4)和(K.1.3-5)计算值中的较小者；
h₁——土堤顶至管底的距离(m)；
b₁——土堤顶宽(m)；
b₂——土堤底宽(m)。

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