管材环刚度选择计算
管材环刚度选择计算之欧阳数创编
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即：%1001max ,⨯=D W d ε（1）ε< 5%（2）式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m ）。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max可按下式计算：dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ （3）式中 K d ——管道变形系数，根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用；D L ——变形滞后效应系数，取值1.4F SV ，k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m ）；φq ，——可变荷载准永久值系数，取0.5；vkq ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值；S p ——管材环刚度（kN/m 2）；E d ——管侧土的综合变形模量（kN/m 2）。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ，k ，可按下式计算：1D H r F s s KSV ⋅⋅=，=18*H s *D 1式中 r s ——回填土的重力密度，可取18KN/m 3； H s ——管顶至设计地面的覆土高度（m ）；D 1——管道的外径（m ）。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1：作用在管道上竖向土压力标准值管顶覆土厚度H s (m)F SV ，k (KN/m) 1.0 18.0 D 1 1.5 27.0 D 1 2.0 36.0 D 1 2.5 45.0 D 1 3.0 54.0 D 1 3.5 63.0 D 1 4.0 72.0 D 1 4.5 81.0 D 1 5.090.0D 1二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B级考虑（参照04S520，埋地塑料排水管道施工标准图集），作用在管道上的可变作用标准值见表2：表2：作用在管道上的可变作用标准值H s (m)城-AΦq*q vk*D1(KN/m)城-BΦq*q vk*D1(KN/m)地面堆载Φq*q vk*D1(KN/m)1.0 18.37 D112.76 D15 D11.5 11.20D18.90 D15 D12.0 7.90D16.81 D15 D12.5 5.93D15.39D15 D13.04.64 D14.38 D15 D13.5 5 D14.0 5 D14.5 5 D15.0 5 D1三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d，可按下列公式计算：式中 E e——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量（MPa）；E n——沟槽两侧原状土的变形模量（MPa）；ζ——综合修正系数；α1、α2——与B r（管中心处沟槽宽度）和D1（管外径）的比值有关的计算参数，可按附录表2确定。
管材环刚度选择计算之欧阳音创编
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即：%1001max ,⨯=D W d ε（1）ε< 5%（2）式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m ）。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算：dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ （3）式中 K d ——管道变形系数，根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用；D L ——变形滞后效应系数，取值1.4F SV ，k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m ）；φq ，——可变荷载准永久值系数，取0.5；vkq ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值；S p ——管材环刚度（kN/m 2）；E d ——管侧土的综合变形模量（kN/m 2）。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ，k，可按下式计算：1D H r F s s KSV ⋅⋅=，=18*H s *D 1式中 r s ——回填土的重力密度，可取18KN/m 3；H s ——管顶至设计地面的覆土高度（m ）；D 1——管道的外径（m ）。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1：作用在管道上竖向土压力标准值管顶覆土厚度H s (m)F SV ，k (KN/m) 1.0 18.0 D 1 1.5 27.0 D 1 2.036.0 D 12.5 45.0 D13.0 54.0 D13.5 63.0 D14.0 72.0 D14.5 81.0 D15.0 90.0D1二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B 级考虑（参照04S520，埋地塑料排水管道施工标准图集），作用在管道上的可变作用标准值见表2：表2：作用在管道上的可变作用标准值H s (m)城-AΦq*q vk*D1(KN/m)城-BΦq*q vk*D1(KN/m)地面堆载Φq*q vk*D1(KN/m)1.0 18.37 D112.76 D15 D11.5 11.20D18.90 D15 D12.0 7.90D16.81 D15 D12.5 5.93D15.39D15 D13.04.64 D14.38 D15 D13.5 5 D14.0 5 D14.5 5 D15.0 5 D1三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d ，可按下列公式计算：式中 E e ——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量（MPa ）；E n ——沟槽两侧原状土的变形模量（MPa ）；ζ——综合修正系数；α1、α2——与B r （管中心处沟槽宽度）和D 1（管外径）的比值有关的计算参数，可按附录表2确定。
管材环刚度最大直径
管材环刚度最大直径管材环刚度是指管材在受到外力作用时，能够抵抗变形和挠曲的能力。
在工程设计中，管材的环刚度是一个重要的参数，它直接影响到管材的使用寿命和安全性能。
而管材环刚度最大直径是指在一定条件下，管材能够达到最大环刚度的直径。
管材环刚度最大直径的计算是基于材料的力学性质和其几何尺寸的。
一般来说，管材的环刚度与其截面形状和尺寸有关。
常见的管材截面形状有圆形、矩形、椭圆形等，而在工程中，圆形截面的管材是最常用的。
因此，本文将以圆形截面的管材为例，来探讨管材环刚度最大直径的计算方法。
我们需要了解管材的环刚度的定义和计算公式。
环刚度通常用弯曲刚度(Elasticity Modulus)来表示，它是指单位长度管材在受到单位力作用时的挠曲程度。
对于圆形截面的管材，其环刚度的计算公式为：E = (π/64) × (D^4 - d^4) / D × L其中，E为管材的环刚度，D为管材的外径，d为管材的内径，L为管材的长度。
通过对上述计算公式的分析，我们可以得出一些结论。
首先，环刚度与管材的外径的四次方成正比，因此，管材的环刚度最大直径应当是管材的外径最大值。
其次，管材的内径对环刚度的影响是负向的，即内径越大，环刚度越小。
最后，管材的长度对环刚度的影响是正向的，即长度越长，环刚度越大。
在实际工程设计中，我们通常会根据具体的使用要求来确定管材的环刚度最大直径。
一般来说，当管材需要承受较大的外力或者需要具有较高的刚度时，我们会选择外径较大的管材。
而当管材需要具有较大的内空间或者需要降低重量时，我们会选择内径较大的管材。
除了上述因素外，还有一些其他因素也会对管材的环刚度最大直径产生影响。
例如，管材的材料性质、工作温度、工作压力等因素都会对环刚度产生影响。
因此，在实际工程中，我们还需要综合考虑这些因素，来确定合适的管材环刚度最大直径。
管材环刚度最大直径是管材在一定条件下能够达到最大环刚度的直径。
它是基于管材的力学性质和几何尺寸来计算的。
5系列说埋地缠绕结构壁管材的环刚度(一)
5系列说埋地缠绕结构壁管材的环刚度（一）
（声明：系列属于个人观点，欢迎同行探讨与斧正。
）
对于埋地排水用的缠绕结构壁管材来说，由于其运行于无压（或者部分低压）状态，且一般工作状态下，处于非满管流（设计正常运行状态一般为70%流通截面），所以，管道对于抗外压（静、动荷载之和）要求非常严谨，作为抗外压的主要指标---环刚度就显得比较重要。
为此，有必要对该指标有一个正确的认识，将分次探讨相关易混淆的命题。
本次先看环刚度理论计算公式：
S=E*I/D³
公式中：S----管材环刚度（KN/m²）
E----管材成型体短期弹性模量（KPa）
I----管材轴截面每延米管壁惯性矩（m³）
D----管材壁轴截面形心位置圆周直径（m）
命题一：E---为制作管材用的原材料（如PE、PVC、PP等）的弹性模量。
此命题误处在于公式中的E并非直接等同于生产管材采用的原材料的弹性模量E。
，而应该是原材料（或者材料组合体）经加工管材成型后的母体弹性模量，因此，此数值除了与生产用原材料的弹性模量E。
有关外，还与不同牌号的原材料配伍、成型后的不同种牌号或者不同种性质的材料分布是否均匀、如何分布、加工工艺（挤出、压铸等）、加工工艺参数（如温度、压力
等）的设定等都有牵连，因此采用相同牌号、相同质量、相同性质的材料、相同的材料配伍、制作相同口径的管材，如果在加工成型时以上所述的这些相关因素不同，其结果管材成型体的弹性模量也会不同，从而导致管材环刚度结果的不同。
管材环刚度
管材环刚度摘要：1.管材环刚度的定义2.管材环刚度的重要性3.管材环刚度的测量方法4.影响管材环刚度的因素5.提高管材环刚度的方法正文：一、管材环刚度的定义管材环刚度是指管道在受到外力作用时，管道变形的抵抗能力。
通常用来衡量管道的强度和稳定性，是管道工程设计、施工及验收中的重要指标。
二、管材环刚度的重要性环刚度是衡量管材质量的重要标准，对于保证管道工程的稳定性和安全性至关重要。
足够的环刚度可以确保管道在承受压力、温度变化等外力时不易变形，从而避免泄漏、破裂等安全事故。
三、管材环刚度的测量方法环刚度的测量通常采用三种方法：试验法、计算法和经验法。
1.试验法：通过实验设备对管材进行环刚度测试，得出实际环刚度值。
2.计算法：根据管材的材质、尺寸、结构等因素，运用相关公式计算得出环刚度。
3.经验法：依据类似工程的实际经验数据，对新工程的环刚度进行预测。
四、影响管材环刚度的因素环刚度受多种因素影响，主要包括：1.管材材质：不同材质的管材其环刚度差异较大，如钢铁、塑料、玻璃纤维等。
2.管材尺寸：管材的直径、壁厚等尺寸参数对环刚度有直接影响。
3.管材结构：如管材的连接方式、管道的支撑方式等也会影响环刚度。
4.环境因素：如温度、湿度、土壤稳定性等。
五、提高管材环刚度的方法提高环刚度可以从以下几个方面着手：1.选择高环刚度的材质：在满足工程需求的前提下，选择环刚度较高的材质。
2.优化管材结构设计：合理设计管材的尺寸、连接方式等，提高环刚度。
3.采取适当的支撑方式：确保管道施工过程中有足够的支撑，防止管道变形。
4.加强施工质量控制：严格按照施工规范进行，确保管道质量。
波纹管环刚度计算
波纹管环刚度计算波纹管是一种常见的柔性管道连接件，具有较高的延展性和耐压性能。
它常用于工业领域的热交换设备、管道连接系统等。
在设计和使用波纹管时，了解和计算其环刚度是非常关键的。
波纹管的环刚度是指波纹管在环向方向上抵抗变形和扭转的能力。
环刚度的计算可以帮助我们了解波纹管在各种工况下的性能以及其受力情况，从而指导我们在设计和选择波纹管时的合理使用。
首先，我们需要了解波纹管环刚度的计算公式。
一般情况下，可以采用以下公式进行计算：K = (E * h^3) / (12(1 - v^2)L)其中，K为波纹管的环刚度，E为波纹管的弹性模量，h为波纹管的厚度，v为波纹管的泊松比，L为波纹管的波纹距离。
根据上述公式，我们可以看到波纹管环刚度与波纹管的弹性模量、厚度、泊松比以及波纹距离等参数有关。
在实际应用中，我们可以根据具体的工程要求和材料性能选择合适的参数进行计算。
在计算波纹管环刚度时，还需要注意以下几点：首先，要正确选择波纹管的弹性模量。
弹性模量是衡量材料刚性的一个指标，不同材料具有不同的弹性模量。
在计算环刚度时，要根据波纹管的材料特性来选择适当的弹性模量。
其次，要准确测量波纹管的厚度和波纹距离。
这些参数是计算环刚度的关键数据，测量时要注意精确度和准确性。
此外，波纹管的泊松比也是影响环刚度的重要因素。
泊松比是材料在受力时横向收缩与纵向伸长的比值，不同材料具有不同的泊松比。
在计算环刚度时，要根据实际情况选择合适的泊松比。
最后，计算完波纹管的环刚度后，还需要与实际工况进行比较和分析。
通过对比计算结果和实际工况，我们可以进一步评估波纹管的性能和适用范围，以及是否需要进行优化或调整。
综上所述，波纹管的环刚度计算是非常重要的，可以为我们提供可靠的指导和依据。
在进行计算时，要注意选择适当的参数，并确保测量数据的准确性，以提高计算结果的可靠性。
同时，需要将计算结果与实际工况进行比较和分析，从而确保波纹管在使用过程中的性能和安全性。
给水管材 环刚度
给水管材环刚度
环刚度是用来描述给水管材料的柔软程度和耐压能力的一个参数。
它通常表示为K值，单位为N/mm²。
环刚度越大，给水
管材料的柔软性越差，但其耐压能力越强。
在给水管材料的选择上，需要根据实际应用的环境和需求来选择合适的环刚度。
一般来说，城市给水管道系统中使用的管材要求具有较高的环刚度，以保证在高压力下不会发生破裂或变形，同时要具有一定的柔软性，以便于安装和维修。
而在农村地区或低压力水管系统中，可以选择环刚度较低的管材，以降低成本和便于施工。
常见的给水管材料有铸铁管、钢管、塑料管等，它们的环刚度不同。
一般来说，铸铁管和钢管的环刚度较高，适用于高压力的给水系统；塑料管的环刚度较低，适用于低压力的给水系统。
根据需要选择合适的给水管材和环刚度是确保给水系统正常运行和安全可靠的关键。
因此，在选购给水管材料时，需要根据实际情况综合考虑材料的环刚度、耐压能力、柔软性等参数。
给水管材 环刚度
给水管材环刚度随着经济的发展和城市化进程的加快，给水管材在建筑、市政等领域中得到了广泛的应用。
给水管材的质量和性能直接影响到给水系统的安全运行。
其中，环刚度作为衡量给水管材性能的重要指标之一，越来越受到人们的关注。
一、引言给水管材是指用于输送各种水源的管材，其作用是将水源输送到各个需要用水的地方。
环刚度是指给水管材在受到外压时，管材产生的变形程度。
环刚度越大，管材的抗压性能就越强。
因此，环刚度在给水管材中具有重要的地位。
二、给水管材的种类目前市场上常见的给水管材主要有塑料给水管材和金属给水管材两大类。
其中，塑料给水管材主要包括聚乙烯（PE）给水管、聚丙烯（PP）给水管和聚氯乙烯（PVC）给水管；金属给水管材主要包括钢管、铜管和不锈钢管。
三、环刚度的定义和计算环刚度是指给水管材在受到外压时，管材产生的变形程度。
环刚度越大，管材的抗压性能就越强。
环刚度的计算公式为：环刚度= 环刚度系数× 管材截面面积。
环刚度系数是指管材在受到外压时，单位长度的变形量。
四、环刚度与给水管材性能的关系环刚度对给水管材的性能有着重要的影响。
首先，环刚度越大，管材的抗压性能就越强。
当管材受到外压时，环刚度大的管材能够承受更大的压力，不容易发生变形。
其次，环刚度对管材的抗拉伸性能和抗弯曲性能也有影响。
环刚度大的管材在受到拉伸或弯曲时，不容易发生破裂。
五、各国对给水管材环刚度的规定各国对给水管材环刚度的规定各不相同。
我国对给水管材环刚度的规定主要包括GB/T 14823.2-2018《给水用聚乙烯（PE）管道系统第2 部分：管材》和GB/T 18477.3-2018《给水用聚丙烯（PP）管道系统第3 部分：管材》等标准。
发达国家如美国、欧洲和日本等，也有相应的给水管材环刚度规定。
六、结论总的来说，环刚度在给水管材中具有重要的地位。
各国对给水管材环刚度的规定也体现了环刚度在给水管材性能中的重要性。
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埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算
根据埋地聚乙烯（PE ）排水管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外 压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率 5%。
即：；=汪^ 100%
（ i ）
D 1
s< 5%
式中
W d,max --------- 管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量 （m ）。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量
W d,max 可按下式计算:
F SV , K = r s H s D 1=18* H s * D 1
式中
r s ――回填土的重力密度，可取18KN/m 3; H s ――管顶至设计地面的覆土高度 （m ）; D 1——管道的外径（m ）。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值
（
(2)
W d,max
皿"
8S p 0.061E d
(3)
式中 K d ――管道变形系数，根据管道敷设基础中心角
2 a 按附录表i 选用；
D L ――变形滞后效应系数，取值1.4
F sv, k ---------- 每延米管道上管顶的竖向土压力标准值
(KN/m );
Q vk
可变荷载准永久值系数，取0.5;
单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值 ；
S p ――管材环刚度（kN/m 2）;
E d ――管侧土的综合变形模量（kN/m 2 ）。
、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值
F sv , k ,可按下式计算：
见
表1 ：作用在管道上竖向土压力标准值
二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B级考虑（参照04S520 ,埋地塑料排水管道施工标准图集），作用在管道上的可变作用标准值见表2:
表2 :作用在管道上的可变作用标准值
H s (m)
城-A ① q *q vk*D1(KN/m) 城-B ① q *q vk*D1(KN/m) 地面堆载
① q *q vk*D1(KN/m)
1.0 18.37 D 1 1
2.76 D 1 5 D 1 1.5 11.20D 1 8.90 D 1 5 D 1 2.0 7.90D 1 6.81 D 1 5 D 1 2.5 5.93D 1 5.39D 1 5 D 1
3.0
4.64 D 1
4.38 D 1
5 D 1 3.5
5 D 1
4.0
5 D 1 4.5
5 D 1
5.0
5 D 1
三、计算管侧土的综合变形模量E d
管侧土的综合变形模量E d ,可按下列公式计算：
式中 E e ――管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量 （MPa ）;
E n ――沟槽两侧原状土的变形模量 （MPa ）; Z —合修正系数；
a i 、a 2 与B r （管中心处沟槽宽度）和D i （管外径）的比值有关
的计算参数，可按附录表2确定
E d
E e
:1
Ee
现考虑岂=2时的综合变形模量E d ：
D i
Ee
当回填土选用中粗砂，密实度达到90%以上时，艮取值5 MPa ； 根据地勘资料，以及设计情况，对E n 取一保守值7 MPa ；
可得：E d =5.96 MPa
四、计算管道变形
根据设计图，管道埋深在1.3m 〜3.0m 之间，覆土高度在1.0m 〜2.7m 之 间，所以H s 按最不利工况考虑取值2.7m ; K d 按2 a 取90°寸取值0.096; F sv , k 取值 81D1，①q *q vk*D1 取值 5D1。
初选环刚度为SN8，管道的竖向变形量：
c __0* 096 (18^2. 7+5) =2 仃锵v 确
8怖4). 061*5+ 9*1000 J
五、结论:
如果该工程地质条件，沟槽设计以及回填设计工况能够符合上述计算条 件，选
可得: Ed
Ee
E e
即：
Ed
查附表2得：a i =0.435 a =0.565 得:
E d
1 0.435 0.565 W
d,max
D 1
100%= D L
K d (F sv,k
q q vk
DJ 「0.09618* H s Jq vk
=1.5—
8S p 0.061E d D 1
8* 8 0.061* 5.9* 1000
用SN8级的塑钢缠绕管是可靠的。
塑料管道承受外部荷载的能力不仅取决于管材的性能，而且很大程度上取决于管道两侧回填土的密实度，所以在设计中要选用能够达到规定密实度的回填材料，在施工中要选用正确的施工方法，以保证回填土的密实度达到设计要求。
设计时也要充分考虑现场条件以及施工质量与设计值的差距。
附表1管道变形系数Kd
附表2 计算参数i及aa。