管道应力分析与管道设计技术技术手册

GLIF管道应力分析 与管道设计技术

技术手册

黄增宏

2004年5月

中国 长春

东北电力设计院出版发行资料

1. 概 述

GLIF管道应力分析软件,吸取了国内管道应力计算程序,以及美国2010应力计算管道程序的优点,采用模块化、结构化程序设计方法,符合中国电力标准《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》(SDGJ6-2000)。

1.1 软件功能

1.1.1包括内压,自重,外部荷载,热胀,设备接口附加位移,冷紧,安全阀排放产生的荷载,以及风载,静力地震荷载等。即能对持续荷载,又能对临时荷载,偶然荷载进行分析计算。

1.1.2能够对正常运行条件下的热状态、冷状态,由热至冷及由冷至热状态进行计算,其中对冷状态考虑了管道运行初期和应变达到自均衡后两种情况。 1.1.3能够对水压试验工况进行分析计算。

1.1.4能够对异常运行条件下的安全门排放荷载、风载、静力地震等荷载的静分析计算。

1.1.5能够使管道结构分析和应力验算更趋于精细和合理,提高了管道投资的经济性和运行的安全性。

1.2 软件特点

1.2.1程序语言编写按功能采用模块型结构,使其可读性和可维护性好,尽量用标准结构化语言,尽量避免采用依赖于计算机机型和硬件的特殊语句,使程序可移植性好。

1.2.2对管道的结构形式没限制,按管道的设计模型组织数据文件,输入简便、灵活易学,输出集中简明、格式统一。

1.2.3输入数据,输出成果的单位可分别选取为工程制或国家法定单位制。 1.2.4应力验算符合中国应规SDGJ6-2000标准为使用户计算方便,易于掌握。

1.2.5程序按定工况进行组织可自动检查出一部分输入数据错误,减少对错误题目进行运算的可能性,节省时间和费用。 1.2.6输出数据处理:

可进行分类查询和检索,以及按用户定制,进行结果打印输出。 查询(某工况下某点的力、内力、位移、应力推力等); 检索(检索架点最大的应力,反力、位移等);

计算(可算固定支架等的结构荷载,计算最小保证坡度、偏装等); 报警(向上的支反力、弹性支吊架位移很小,位移尺寸大等); 报表(分类报表打印)。

1.3 软件分析计算内容

1.3.1管道在工作状态下,由持续荷载(即内压、重量等)作用下产生的应力进行验算,计算持续荷载对设备(或端点)的推力。

1.3.2管道在运行初期工作状态下,计算管道约束装置的荷载及管道对设备(或端点)的推力。考虑自重,热膨胀,有效冷紧和端点附加位移的影响。

1.3.3管道应变自均衡后在冷状态下,计算管道刚性约束装置的荷载及对设备(或端点)的推力。 1.3.4管道由冷状态到工作状态的热位移的计算,按管道沿坐标轴的全补偿值和钢材在20℃时的弹性模量计算,并考虑弹簧附加力的影响。

1.3.5管道热膨胀应力范围的验算。

1.3.6管道在运行初期冷状态下,计算管道约束装置的荷载及对设备(或端点)的推力。

1.3.7管道由于冷紧和弹簧附加力作用下的冷位移的计算。以其作为管道约束装置安装调整的一个依据。 1.3.8根据各弹簧约束点的热位移和分配荷载选择其弹簧,并给出弹簧绝对压缩值。 1.3.9对于弹性约束可改变分配荷载。 1.3.10倾斜管上可设置导向约束装置。

1.3.11直元件可给定单元坐标系下的刚度矩阵。

1.3.11对于弹性约束点可给定弹簧约束装置型式(含弹簧号,串并联数和约束方向)及弹簧的绝对压缩值。 1.3.12持续荷载,临时荷载同时作用下产生的应力进行验算。

1.3.13持续荷载,临时荷载同时作用下,计算管道约束装置的荷载及对设备(或端点)的推力。 1.3.14弹性约束装置,部分刚性约束装置结构荷载参考值的计算。

1.4 软件适用范围

1.4.1适用于以低碳钢、低合金钢和高铬钢为管材的火力发电厂汽水管的强度计算。 1.4.2所计算的管道系统限于在线弹性和小变形范围内。

1.4.3不限制管道的管系结构形式,可计算单分支、树形多分支,以及环形结构管系。 1.4.4管系端点可为自由点,约束点(部分约束或全约束),附加位移点。 1.4.5管系的起始点规定为起始端点。

1.4.6对于管系中的刚性约束,可允许或不允许在其约束方向有一定的位移或转角。 1.4.7管道计算模型数据应控制在下列范围内:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

计算工况数

弹性支吊架给定荷载点数 单元数 三通数

已知位移端点数 冷紧点数 校核座标点数 外部荷载点数 给定位移点数 给定荷载弹性约束点数

≤10

1.5 管道材料性能基本假定

在进行管道静力计算时,管道材料应符合以下基本假定: 序号 1 2 3 4 5

1.6 术语名词定义 1.6.1 一般定义 序号 1 2 3 4 5

1.6.2 荷载定义 序号 1 2 3 4 5 6

定义名称 持续荷载 临时荷载 偶然荷载 集中荷载 均布荷载 波动荷载

定义说明

由压力、管道、管道零总部件、阀门,保温结构材料重量等引起的荷载 水压试验时的水量荷载

安全阀排放荷载、风荷载、雪荷载、静力地震荷载、汽锤荷载、水锤荷载等 集中在管系某一处较大荷载

认为分布比较均匀的荷载,比如管道重量荷载、保温材料重量荷载等 与时程相关的变化荷载,比如振动荷载、流体运动的冲击荷载等

定义名称 力 位移 数据项 记录 文件

定义说明

广义力(力向量,力矩向量) 广义位移(线位移,角位移) 由连续的字母数字组成 由一行若干个数据项组成 是若干个记录的集合

假定条件 完全弹性 连续性 均匀性 各向同性 小变形

说明

认为管系完全由弹性材料组成,服从虎克定律

认为管道材料由连续介质组成,材料的物理量,能够用位置座标的连续函数来表示 认为整个材料具有相同的弹性性质

认为材料内任一点的弹性性质,在各方向都是相同的

认为管道在外载作用下而产生的变形,与管道的尺寸规格相比是微小的

1.6.3 结构定义 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1.6.4 尺寸标记法有两种计法: SPOOL格式和DISTANCE格式

(1)SPOOL格式:一种为直单元长度不含弯单元弯曲半径; (2)DISTANCE格式:另一种为直单元长度含弯单元弯曲半径。

1.6.5 坐标定义

总体座标系:管系中所有单元都遵守的统一坐标,一般用XYZ定义

单元座标系:只针对单元本身的坐标系,一般用x1y1z1定义。

管系总体坐标系为XYZ,单元坐标系为x1y1z1。

对于任意单元,x1轴总是与管道走向相同。 对于弯头,y1轴与弯头末端走向趋势一致,并与x1正交,z1轴通过右手定则,根据x1y1方向确定,并且z1轴与x1y1平面正交; 对于三通,y1轴与三通支管走向趋势一致,并与x1正交,z1轴通过右手定则,根据x1y1方向确定,并且z1轴与x1y1平面正交; 对于其他与单元,y1轴始终与该管道单元径

向方向一致,即y1轴与x1轴方向正交,z1轴通过右手定则,根据x1y1方向确定,并且z1轴与x1y1平面正交。

单元坐标系主要用于处理特殊单元模型计算,比如补偿器,或者空间斜管道上以单元自身坐标系约束限位的限位支吊架,一般情况,建议用户布置管道时,尽量不采用空间斜管道布置的方式,或者尽量在其上加装单元坐标系下的限位支吊架。

定义名称 单元 端点 固定点 节点 连接点 约束点 管段 分支 管系

定义说明

独立填写结构尺寸的元件(直元件、弯元件、阀门元件等) 管系内只与一个单元相接的点

管系中由中间固定装置限制六个方向自由度的点 单元与单元的交接点 三个或三个以上元件的相交点 管系中装有约束装置的节点

由计算者编号的节点间的单元组成,先编号点为其始端,后编号点为其末端 端点与连接点间,连接点与连接点间,连接点与固定点间,固定点与固定点间,固定点与端点间的管道单元组成,可能为一个单元或多个单元的集合 统一进行结构分析计算的分支的集合。可由一个分支或多个分支组成

1.7 其它辅助工具软件

GLIF应用行业较多,范围较广,一些长期使用GLIF的用户,结合工程应用,开发出一些针对GLIF前处理数据和后处理数据的接口软件,使其工程应用范围更加广泛,效率大大提高。 1.7.1 GLIF2AutoCAD接口软件

该软件能由GLIF原始数据生成管线立体计算简图,也可由分析成果文件生成ISO图,直接用于施工图设计。同时附有各种设计相关的数据表格,比如应力分析条件表、支吊架一览表、管道数据表、冷紧接口位移表、端点接口位移表、端点接口推力表、应力分析结果表等。此软件已在东北电力设计院国内外工程设计中实践应用多年,极大地提高了工程设计效率。 1.7.2 PDMS2GLIF接口软件

该软件能够从PDMS三维设计系统中提取GLIF进行管道应力分析的原始数据,直接用于GLIF的分析计

算。该软件已在多个电力设计院的实际工程中应用,节省了用户数据输入的时间,减少了因人工输入数据而造成的差错,极大地提高了设计效率和质量。 1.7.3 GLIF内嵌接口功能 1.7.3.1.管道数据库

管道设计数据库包括《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》(GD2000)(可以包括常用阀门库)中的管道零件数据,用户可以直接选择调用数据库中的管道数据,同时可以完成管道零件的统计汇总。 1.7.3.2.管道口径和壁厚设计

用户可以给出设计条件,比如管道介质流量、设计温度、设计压力,根据管道规范,帮助用户计算管道口径和壁厚选择的最佳范围,同时能够向用户推荐管道数据库中相应的管道等级和规格。还可以包括超温超压工况下管道壁厚强度的校核功能。 1.7.3.3.管道坡切

管道设计时,如果考虑管道疏水坡度的问题,可以根据用户选择的管道疏水坡度方向,以及管道坡切设计的规范,考虑管道应力分析计算得出的支吊架的上下冷位移方向和大小,计算出管道的最小疏水坡度,以及弯头的坡切角度,同时给出管道坡切下料的长度尺寸,以及每个坡切口的坡切焊接详图。 1.7.3.4.管道保温计算及水平管道支吊架最大间距计算

通过管道设计条件,用户可以选择相应的保温材料,根据保温规范,能够计算出管道的经济保温厚度,以及保温材料的总量,同时给出水平管道支吊架的最大间距,并且能够检查用户设置支吊架的间距是否超限。 1.7.3.5.管道设计CAD接口

1.7.3.5.1能够从PDMS三维设计系统中抽取管道的几何尺寸数据,包括支吊架点的位置信息,用户可以免去输入大部分管道数据的过程。

1.7.3.5.2能够输出与其他CAD图形平台接口的dxf交换文件,用户可以大大简化管道施工图的设计过程。Dxf文件中的信息包括管道ISO图,管道设计相关的数据表格,应力分析结果的数据表格等。 1.7.3.6.管道设计帮助

系统缺省包括四大管道的设计规范(比如东北电力设计院企业标准),同时向用户开放自定义帮助,以添加用户管道设计时,需要考虑的一些特殊注意事项。

2. 工况说明

GLIF按固定的十个工况进行分析,按不同条件分别计算组合。由于工况较多,用户在使用前有必要搞清各个工况的计算内容。

工况1:分配自重荷载工况 模拟管道运行状态。

对选定的支吊架分配重量荷载并进行一次应力验算,其前提条件是热态吊零。 为分配重量荷载将弹性支吊架刚度置为刚性支吊架刚度。

计算内容:分配重量荷载、计算一次应力、分配重量荷载下的端点推力。

工况2:初热工况(热态工况,也可以说工作工况,或者运行工况) 模拟管道运行初期由冷到热的变化过程。 此时将弹性支吊架的刚度置为0。

不计自重,计入端点附加位移和2/3有效冷紧,计算的结果叠加1工况分配的荷载,即为工作荷载。

计算内容:支吊架的工作荷载、端点的初热推力。

工况3:松冷工况

模拟管道工作状态下由热到冷的变化过程。

进行反复的弹簧选择计算,弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。 不计自重,计入端点附加位移,进行二次应力验算。 计算出的位移经反向输出即为热位移。

计算内容:选弹簧、热位移、松冷推力(发生松弛比较明显的管道),固定支架松冷荷载。

特殊说明:对于端点推力没有松冷工况的情况,可以用初冷工况即冷态工况代替。端点推力不出现松冷工况,可以认为松冷工况的端点推力值小于初冷工况;如果出现松冷工况,则认为松冷工况端点推力值大于初冷工况。实际上,在不出现松冷工况的时候,考虑端点推力对接口的影响时,只考虑初热工况和初冷工况即可(也就是热态工况和冷态工况)。

当管道设计温度在420oC及以上时,按照应力规范,管道应该有发生松弛的现象。而在一些设计温度远远高于420oC的蒸汽管道应力分析中,没有松冷工况出现,虽然设计温度是使管道发生松弛的一个原因,但是当整个计算管系柔性特别大时,不足以使管道自身发生松弛,所以端点推力也就没有松冷工况。

工况4:初冷工况(冷态工况) 模拟运行初期的冷态工况。

此时将弹性支吊架的刚度置为零,计入弹簧附加力。

不计自重,计入冷紧,计算的结果叠加1工况分配的荷载,即为安装荷载。

计算内容:冷位移,初冷推力,支吊架的安装荷载、结构荷载。

工况5:偶然荷载工况(偶然荷载包括排汽反力,水锤,汽锤) 弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。

不计自重,计入偶然荷载作用。

计算的荷载、推力与2工况计算的荷载、推力叠加作为偶然荷载作用时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为偶然荷载作用时的位移。

计算的应力与1工况计算的一次应力叠加进行偶然荷载作用时的应力计算与验算。

计算内容:偶然荷载作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。

工况6:地震或风载工况

弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。 不计自重,计入地震或风荷载作用。

计算的荷载、推力与2工况计算的荷载、推力叠加作为地震或风荷载作用时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为地震或风荷载作用时的位移。

计算的应力与1工况计算的一次应力叠加进行地震或风荷载作用时的应力计算与验算。

计算内容:地震或风荷载作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。

工况7:超温超压工况

弹性支吊架的刚度置为刚性支吊架刚度。 计入自重,计入超温超压作用。 进行超温超压时的应力计算与验算。

计算内容:超温超压时的应力计算与验算。

工况8:超温超压工况

弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。 不计自重,计入超温超压作用。

计算的荷载、推力与2工况计算的荷载、推力叠加作为超温超压作用时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为超温超压作用时的位移。

计算的应力与3工况计算的热胀应力、7工况计算的应力叠加进行超温超压作用时的应力计算与验算。

计算内容:超温超压作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。 工况9:水压试验工况

弹性支吊架的刚度置为刚性支吊架刚度。 计入自重和水重。

进行水压试验时的应力计算与验算。

计算内容:水压试验时的应力计算与验算。 工况10:水压试验工况 弹性支吊架的刚度置为0。 不计自重,计入冷紧作用。

计算的荷载、推力与9工况计算的荷载、推力叠加作为水压试验时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为水压试验时的位移。

计算内容:水压试验时的位移、推力、支吊架荷载。

工 况 计 算 参 数 表 表2.1

工况 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

弹性模量

应力

压力

温差

位移

冷紧值

重力荷载

弹簧

荷载

E Et Et Eo Eo Et Et Ec Ec Es Es

σ [σ]t

P Pj

△T △D △L GW GW

TH G

F/M

自重荷载 工作荷载 松冷荷载 安装荷载/ 结构荷载

N/A

Tj-To To-Tj

N/A

△D -△D

N/A

2/3△L

N/A

[σ]t,[σ]20

N/A N/A N/A N/A N/A

Pc

N/A N/A N/A N/A N/A

GW

N/A

TH THL TH TH G TH G

N/A

△L

N/A

K[σ] K[σ]t [σ]C [σ]C [σ]s

tttt

N/A N/A N/A N/A

Tc-Tj

N/A N/A

△Dd

N/A N/A N/A N/A N/A

△L

排汽等 风载、地震

超压 超温 水压试验 水压试验

N/A

△Dc

N/A

Ps

N/A

GWs

N/A

Ts-To

N/A N/A

N/A N/A N/A N/A

工 况 计 算 成 果 表 表2.2

工况 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

应 力 一次应力

位 移

约束点的荷载 分配荷载 工作荷载 松冷荷载 安装荷载

5+2

偶然荷载 + 工作荷载

6+2

地震风荷载 + 工作荷载

设备端口推力 自重推力 初热推力 松冷推力 初冷推力

5+2

偶然荷载推力 + 初热推力

6+2

地震风荷载推力 + 初热推力

N/A N/A 热位移 冷位移

5+3

偶然荷载位移 + 热位移

6+3

地震风荷载位移 + 热位移

N/A 二次应力

N/A

5+1

偶然荷载应力 + 一次应力

6+1

地震风荷载应力 + 一次应力

7

超温超压一次应力

8+3+7

超温超压二次应力 + 二次应力

+ 超温超压一次应力

9

水压试验应力一次应力

N/A

8+3

超温超压位移 + 热位移

N/A

8+2

超温超压荷载 + 工作荷载

N/A

8+2

超温超压推力 + 初热推力

N/A 10

水压试验位移

9

水压试验分配荷载

10+9

水压试验分配荷载 + 冷紧作用荷载

9

水压试验自重推力

10+9

水压试验自重推力 + 冷紧作用推力

N/A

应 力 验 算 条 件 表 表2.3

表中符号: E 弹性模量 Et Eo Ec Es

σ许用应力 [σ]t [σ]20 σ=0 K[σ]t [σ]c σts

t

设计温度下的弹性模量 20℃的弹性模量 超温下的弹性模量 水压试验温度下的弹性模量

设计温度下的基本许用应力 20℃的基本许用应力 不进行应力验算

用系数K修正的设计温度下的基本许用应力 超温下的基本许用应力 管材在水压试验时的屈服极限

P压力 Pj Pc Ps P=0 T温度 Tj To Tc Ts △T=0 △T温度变化 Tj-To To-Tj Tc-Tj

由热到冷的全温度变化 由冷到热的全温度变化 由热到超温的温度变化 设计温度 20℃ 超温温度 水压试验温度 不计温度变化 设计压力 超压压力 水压试验压力 不计压力

△D端点附加位移 △D=0 △D=△D △Dd △Dc △L冷紧 △L=0 △L=△L △L=2/3△L GW自重 GW=GW GW=0 GW=GWs

TH弹簧刚度 TH=G TH=0 TH=TH TH=THL

弹簧刚度置为刚性 弹簧刚度置为0

弹簧刚度置为选择的弹簧刚度 弹簧的附加力 有自重 无自重 自重加水重

无冷紧 100%冷紧 2/3有效冷紧 无端点附加位移 有端点附加位移 地震端点附加位移 由热到超温的端点附加位移

应力 σL σE 管径 D0 Di 力矩 MA MB MC 弯矩 W 系数 i

应力增加系数0.75i≥1.0 许用应力系数

K

当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间少于10%,K取1.15, 当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间少于1%, K取1.20。 应力范围的减小系数

f

预期电厂在运行年限内,系数f与管道全温度周期性的交变次数N有关 N2500时,f=4.78N-0.2 管道截面抗弯矩(mm3)

由于自重和其它持续外载作用在管子横截面上的合成力矩(N.m)

安全阀或释放阀的反坐推力,管内流量和压力的瞬时变化及地震、风等偶然荷载作用在管子横截面上的合成力矩(N.mm)

按全补偿值和钢材在20℃时的弹性模量计算的,热胀引起的合成力矩(N.mm) 管道外径(mm) 管道内径(mm)

由于内压,自重和其它持续外载所产生的轴向应力之和(MPa) 热胀应力范围 (MPa)

3. 用户定义数据格式

输入数据有5种记录: 序号 1 2 3 4 5 6

记录 题头记录 结构记录 辅助记录 特性记录 节点记录 文件结束标识

说明

文件的前四个记录行 NC200 10,1,1,1

备注

唯一,管道分析计算条件设置

多个,管道基本元件,直单元、弯单元、三通单元等唯一,控制输出选项

多个,定义管道结构尺寸、管道材质特性参数、风载地震条件 节点约束条件 结束标识

GLIF4.0新增特性:

1.增加用户注释行记录:1000,此目的是增加用户原始数据的可读性,方便用户填写和查询数据; 2.调整用户自定义管道材质与GLIF内嵌管道材质特性数据库的优先顺序,即用户自定义的管道材质优先级高于GLIF内嵌管道材质特性数据库中定义的管道材质。也就是说,用户如果定义了自己的管道材质特性数据文件,那么GLIF优先选用用户自定义的管道材质,查取管道许用应力、弹性模量、线胀系数。 3.增加管道支吊架弹簧库

3.1 增加德国Lisega公司支吊架弹簧库。由于目前Lisega公司支吊架以及弹簧实行中国国内本地化,同时国内大型发电机组的四大管道趋向采用Lisega公司管道支吊架技术及产品,因此应广大用户的强烈要求,此次借GLIF全面升级的良好时机,适时加入具有国际先进技术和水平的德国Lisega公司弹簧数据库 3.2 增加弹簧库的记录18,即根据用户需求,可以同时引用多个弹簧库,选择不同种类的弹簧。

题头记录

IIIIIICC,UO,NCC,UO,N记录形式 II

HTR,HTK,HTIIIHTR,HTK,HTHTR,HTK,HT

BPN,SPN,GRNBPN,SPN,GRNBPN,SPN,GRN

6KR,5KR,F6KR,5KR,F6 KR,5KR,F

记录项目 IIN IOU ICC ITH KTH RTH NRG NPS NPB f RK5 RK6

推荐缺省值 0 0 3 3 4 5 2 5 6 1 1.2 1.2

记录对象

输入单位(IIN=1工程制,IIN=0法定单位制) 输出单位(IOU=1工程制,IOU=0法定单位制)

坐标选择(ICC=1为X轴向上,ICC=2为Y轴向上,ICC=3为Z轴向上) 弹簧种类(一般ITH=3即支吊架手册弹簧) 弹簧最大串联数(一般KTH=4)

弹簧荷载变化系数(一般RTH=0.35或RTH=0.25 RTH=0.1) 应规种类(NRG=2即新应规SDGJ6-2000) 直管验算应力内点数(一般NPS=5) 弯管验算应力内点数(一般NPB=6) 应力范围的减小系数(RSC

5工况许用应力系数(RK5=1.15或RK5=1.20) 6工况许用应力系数(RK6=1.15或RK6=1.20)

1、 数据文件的前四条记录必须是这四条记录。

2、 坐标系的选择须为右手系(如图三种形式),推荐Z轴向上,与三维工厂设计系统坐标系一致。

3、 ITH为弹簧种类的选取

ITH=1 老弹簧。

ITH=2 管规弹簧DLGJ23-81。

ITH=3 支吊架手册弹簧D-ZD83-9100。推荐使用支吊架弹簧 ITH=4 国标弹簧 GB10182-1988。

ITH=5 SPRING。DB文件中的弹簧。用户可自行建立该文件。 4、 NRG应规的选取

NRG=1 老应规SDGJ6—1978(本版程序只能用新应规) NRG=2 新应规SDGJ6—2000

NRG=3 美国应规B31.1(本版程序只能用新应规) 5、 f为应力范围的减小系数

预期电厂在运行年限内,系数f与管道全温度周期性的交变次数N有关。

当N2500时f=4.78N

-0.2

备注

6、 RK5排汽反力工况(5工况)许用应力系数RK5>1.0

RK6地震、风工况(6工况)许用应力系数RK6>1.0.

当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间少于10%时,RK5,RK6取1.15 当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间小于1%时,RK5,RK6取1.20

结构记录(NC

辅助记录(40

管道特性及管道附加特性记录(60

节点特性记录(NC>200) 共16类,20种 记录编号 210 215 220 230 236 237 240 241 250 260 290

记录对象

附加荷载点记录(210) 偶然荷载点记录(215) 给定位移点记录(220) 管道端点热位移记录(230) 管道端点地震位移记录(236)管道端点超温位移记录(237)冷紧对口点记录(240) 冷紧对口点记录(241) 坐标校核点记录(250) 给定弹簧荷载记录(260) 点的附加输出记录(290)

300 310, 320 330 340 350 360 370 380 390

记录编号

记录编号

给定应力增强系数记录(300) 三通点记录(310)无加强 三通点记录(320)锻制 三通点记录(330)单筋加强 三通点记录(340)蝶式加强 三通点记录(350)热压 三通点记录(370)鞍板加强 三通点记录(370)披肩加强

管接座点记录(390)

记录对象

截面特性记录(60,61) 弯管附加记录(62) 材料特性记录(70,77,79) 材料名称记录(71) 介质特性记录(90,97,99) 给定原点坐标记录(100)

81 82 83 84 85

记录编号

记录对象

水平荷截(地震、风)方向记录(81)地震系数记录(82) 风荷载受风截面记录(83) 风压记录(84)

风荷载标高系数记录(85)

记录对象

给定支吊架作用工况记录(40)43 刚性支吊架刚度记录(41) 刚性件刚度系数记录(42)

44 45

记录编号

记录对象

蒸汽管道结构荷载记录(43) 辅助输出文件记录(44) 应力输出控制记录(45)

记录对象

管端焊点应力增强系数记录(12) 节点编号记录(10) 弯单元记法记录(-1)

记录编号0 1 2 3 4 5 6

记录对象

弯单元记录(0) 直单元记录(1)

直单元(异径三通支管、接管座)记录(2)直单元(三通主管)记录(3) 刚性件记录(4)

大小头记录(5)(同心大小头) 给定单元刚度矩阵记录(6)

弯单元记法记录(-1)

II,,DWCN记录格式: D WCN记录项目NC IWD 缺省 备注

记录对象-1

弯单元记法

IWD=2直单元长度包含弯单元弯曲半径

IWD=1直单元长度不含弯单元弯曲半径,即SPOOL尺寸记法格式 IWD=2直单元长度包含弯单元弯曲半径,即DISTANCE尺寸记法格式 推荐使用IWD=2

记录格式: 记录项目NC IS

llIIIICNA,egnA,RR,E,S,CNA,egnA,RR,E,S,CN缺省单位

记录对象0

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

RR Angle A

m 度

弯曲半径

弯曲角度Angle=180-IA 弯单元种类: A=1热压弯头 A=2弯制弯管 A=3焊制弯管)

备注

弯单元前后必须是直单元记录,因为理论上是不允许弯头直接对接的 当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数

记录格式: 记录项目NC IS

IIIIZ,Y,X,E,S,CNZ,Y,X,E,S,CN缺省单位

记录对象1

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z 备注

m

单元分别在三个坐标轴上的投影长

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数

直单元(异径三通支管、接管座)记录(2)

记录格式: 记录项目NC IS

IIIIGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,CNGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,CN缺省单位

记录对象2

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z OD S WG 备注

m mm mm kg/m

单元分别在三个坐标轴上的投影长 外径 壁厚 单位长管重

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数 当为接管座时,接管座应分为两段填写 此记录为精确目的,一般可用NC=1记录

直单元(三通主管)记录(3)

IIIIGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,CNGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象3

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z OD S WG 备注

m mm mm kg/m

单元分别在三个坐标轴上的投影长 外径 壁厚 单位长管重

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。 此记录为精确目的,一般可用NC=1记录。

IIIIAHPLA,OLR,Z,Y,X,E,S,CNAHPLA,OLR,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象4

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z RLO ALPHA

m kg 10-4cm/m℃10-6/℃

备注

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。 刚性件重量为总重量,不是每米长重量。

如果刚性件参加热胀且取用直管的线胀系数(一般如此)ALPHA=0。 如果刚性件不参加热胀ALPHA=0·0000001。

刚性件是指相对管道来说刚度较大的元件(如阀门等)

刚性件在三个坐标轴上的投影 刚性件重量 刚性件线胀系数

IIII WG,2S,2D,1AR,1S,1D,Z,Y,X,E,S,CN55WG,2S,2D,1AR,1S,1D,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象5

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z D1, D2 S1, S2 GW5 RA1 备注

m mm mm kg 度

分别在三个座标轴上的投影长 始端外径, 末端外径 始端壁厚, 末端壁厚

大小头重量(注意不是每米重) 半锥角RA1=Angle

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。

D1,S1为始端外径和壁厚 D2,S2为末端外径和壁厚

RA1为角度,而不是弧度

给定单元刚度矩阵记录(6)

IIII6WG,Z,Y,X,E,S,CN6WG,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N

61K,51K,41K,31K,21K,11K61K,51K,41K,31K,21K,11K61K,51K,41K,31K,21K,11K

62K,52K,42K,32K,22K,12K62K,52K,42K,32K,22K,12K62K,52K,42K,32K,22K,12K

63K,53K,43K,33K,23K,13K63K,53K,43K,33K,23K,13K63K,53K,43K,33K,23K,13K

64K,54K,44K,34K,24K,14K64K,54K,44K,34K,24K,14K64K,54K,44K,34K,24K,14K

65K,55K,45K,35K,25K,15K65K,55K,45K,35K,25K,15K65K,55K,45K,35K,25K,15K

66K,56K,46K,36K,26K,16K66K,56K,46K,36K,26K,16K66K,56K,46K,36K,26K,16K

记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象6

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z GW6 K 备注

m kg

该元件在三个坐标轴上的投影 单元的重量(注意不是每米重) 单元在各向的刚度

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。 该记录用来解决非管道弹性元件的输入(如补偿器等)。

K11,K22,K33为在单元坐标系下X,Y,Z方向感受的线刚度。K44,55,K66为在单元坐标系下X,Y,Z方向感受的角刚度。K12为在单元坐标系下Y方向有线位移时在X方向感受的线刚度。K13为在单元坐标系下Z方向有线位移时在X方向感受的线刚度。K21为在单元坐标系下X方向有线位移时在Y方向感受的线刚度。其它可类推。

K11,K12,K13,K21,K22,K23,K31,K32,K33单位(kgf/mm、N/mm) K41,K42,K43,K51,K52,K53,K61,K62,K63单位(kgf·m/mm、N·m/mm) K14,K15,K16,K24,K25,K26,K34,K35,K36单位(kgf/rad、N/rad) K44,K45,K46,K54,K55,K56,K64,K65,K66单位(kgf·m/rad、N·m/rad)

节点编号记录(10)

IIIIIIYT,NE,NS,CNYT,NE,NS,C记录格式: N记录项目 NC ISN IEN ITY 备注

缺省单位

记录对象10 始端节点号 未端节点号 节点类型

节点编号小于10000。

节点类型为刚性支吊点见表3.1。 节点类型为弹性支吊点见表3.2。

特殊节点类型:

节点约束形式 自由节点 接口端点 冷紧口

固定点(固定支架)

节点为刚性支吊点:(支吊架为铰接,节点类型ITY的个位为0) 节点约束形式 限位 限位 限位 限位 限位 限位 限位

节点为在指定工况起作用的刚性支吊点,支吊架为铰接(比如5工况的排汽工况) 节点约束形式 限位 限位 限位 限位 限位 限位 限位 节点类型 310 320 330 340 350 360 370

备注

只限制X方向线位移,一个方向 只限制Y方向线位移,一个方向 只限制Z方向线位移,一个方向 限制XY方向线位移,两个方向 限制XZ方向线位移,两个方向 限制YZ方向线位移,两个方向 限制XYZ方向线位移,三个方向

节点类型 110 120 130 140 150 160 170

备注

只限制X方向线位移,一个方向 只限制Y方向线位移,一个方向 只限制Z方向线位移,一个方向 限制XY方向线位移,两个方向 限制XZ方向线位移,两个方向 限制YZ方向线位移,两个方向 限制XYZ方向线位移,三个方向 节点类型 100 100 100 177

备注

不受任何约束,无须声明 在230记录中说明 在240/241记录中说明

所有线位移、角位移都受到约束

表3.1 刚性支吊节点类型表

刚性支吊架节点类型示例: 节点限制说明(线位移) 自由节点 限制X方向位移 限制Y方向位移 限制Z方向位移 限制XY

方向位移 限制XZ方向位移 限制YZ方向位移 限制XYZ方向位移

总体坐标系

单元坐标系

特殊工况或者指定工况

10,1001,1005, 100 10,1001,1005, 110 10,1001,1005, 120 10,1001,1005, 130 10,1001,1005, 140 10,1001,1005, 150 10,1001,1005, 160 10,1001,1005, 170

N/A

10,1001,1005, 210 10,1001,1005, 220 10,1001,1005, 230 10,1001,1005, 240 10,1001,1005, 250 10,1001,1005, 260 10,1001,1005, 270

N/A

10,1001,1005, 310 10,1001,1005, 320 10,1001,1005, 330 10,1001,1005, 340 10,1001,1005, 350 10,1001,1005, 360 10,1001,1005, 370

当单元坐标系与总体坐标系一致时,一般使用总体坐标系表示方法,如果当单元坐标系与总体坐标系不一致,并且用户需要对其进行限位时,用户可以选择单元坐标系表示节点类型。比如在空间斜管道上设置限位支架时,考虑正确的支吊架形式,与选择正确的单元坐标系节点类型,有直接的关系。

表3.2 弹性支吊点节点类型表 已经建成的管道的分析校核,或者老电厂管道支吊架的调整设计。

管端焊点应力增强系数记录(12)

ii,CN,C

记录格式: N记录项目 NC i 缺省 备注

缺省单位 i=1.0

该记录用来说明管段两端焊接点应力增强。 该记录与1≤NC<10记录配合使用。 应力增强系数的计算与选取见下表

焊点应力增强系数表1:对接焊 记录对象12

应力增加系数

说明: S管道壁厚

δ管道错边量(根据管道焊接验收规范,错边量δ不大于1mm) δmax管道最大错边量 δavg管道平均错边量 δ%=δavg/S管道错边百分比 Sn为管道公称壁厚 OD为管道外径

0.5

对接焊口应力增强系数用于管子壁厚为0.875Sn和1.1Sn之间的对接焊口,其轴向距离为(ODSn)

S≥6mm

δmax ≤1.6mm ≤1.6mm ≤3.2mm

δ%=δavg/S ≤0.13 ≤0.33 =Any

i(应力增加系数)

i=1.0

i=0.9+2.7δ% 1.0≤i≤1.9

焊点应力增强系数表

2:角焊

凸面等边角焊

凹面等边角焊

i=2.1

i=2.1

凸面不等边角焊

凹面不等边角焊

i=1.3

对于套接焊管件,若焊趾与管壁过渡平滑,则应力增强系数可以取用1.3

i=2.1

焊点应力增强系数表

3:扩口过渡段

根据管道焊接验收规范,错边量δ不大于1mm

i应力增加系数

i = 1.3 + 0.0036(OD/Sn)+ 3.6(δ/Sn) i≤1.9

一般针对阀门,或者设备端口等,对接壁厚差别较大时,考虑这种接口焊接的特殊情况

给定支吊架作用工况记录(40)

IIIIIIIIIIII01KG,9KG,8KG,7KG,6KG,5KC,CN01KG,9KG,8KG,7KG,6KG,5KC,C记录格式: N记录项目 NC ICK5 ICK6 ICK7 ICK8 ICK9 ICK10 备注

缺省单位

记录对象40

刚性支吊架作用工况号5 刚性支吊架作用工况号6 刚性支吊架作用工况号7 刚性支吊架作用工况号8 刚性支吊架作用工况号9 刚性支吊架作用工况号10

该记录与10号记录中的节点类型项配合使用,300<ITY≤377详细说明见10号记录说明。

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录;

(例如:40,5,0,0,0,0,0表示管系中的300<ITY≤377的支吊架只在5工况起作用。建议将该记录置于题头记录之后其它记录之前)。

刚性支吊架刚度记录(41) GE,CNGE,C记录格式: N记录项目 NC EG 缺省 备注

缺省单位

记录对象41

支吊架刚度的方次,2≤EG≤90

EG=20 表示刚性支吊架的刚度1020

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录。

EG的数值越大支吊架刚度越大。一般情况下无须使用此记录

刚性件刚度系数记录(42) GE,CNGE,C记录格式: N记录项目 NC EG 缺省 备注

缺省单位 EG=50

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录。

EG的数值越大刚性件刚度越大。一般情况下无须使用此记录

记录对象42

刚性件刚度为直管刚度的倍数,2≤EG≤200

蒸汽管道结构荷载记录(43) IIWS,CNWS,C记录格式: N记录项目 NC ISW

缺省单位

记录对象43

ISW=0管道计算结构荷载时不额外计入水重

ISW=1管道计算结构荷载时额外计入水重(蒸汽管道做水压试验)

缺省 备注

ISW=0

ISW=0 一般为水管、不做水压试验的蒸汽管道 ISW=1一般为做水压试验蒸汽管道

辅助输出文件记录(44) EMNF,CNEMNF,C记录格式: N记录项目 NC FNME 缺省 备注

缺省单位

记录对象44

辅助输出文件名称

无辅助输出文件生成

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录

辅助输出文件的内容及格式见附录,一般情况下无须辅助输出文件

应力输出控制记录(45) IISS,CNSS,C记录格式: N记录项目 NC ISS

缺省单位

记录对象45

ISS=0 输出最大应力 ISS=1 输出所有应力

缺省 备注

ISS=0

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录 一般情况下无须使用此记录

截面特性记录(60,61) ,, ,,WG,SDOCNWG,SDOC记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象NC=60弯单元截面特性记录。 NC=61直单元截面特性记录

OD S GW 缺省 备注

mm mm kg/m 无

该记录影响到其后管道截面特性。 注意60,61应该成对同时使用,比如: 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 。。。。。。

在每个数据文件题头记录之后,管道结构走向几何尺寸数据之前,必须有关于管道截面特性的记录,才能保证应力分析结果的正确性。

管道外径 管道壁厚 单位长管重

弯管附加记录(62)

记录格式: 记录项目 NC r Sn b θ 缺省 备注

θ,b,nS,r,CNθ,b,nS,r,CN缺省单位 mm mm mm 度

填此记录但b=0,θ= 0,则表示管道直接对接

如果应用此种弯头弯单元0记录中的弯单元种类,应为焊制弯管,即3 一般在实际工程中,很少应用这种焊接弯管,推荐采用热压弯头,或弯制弯管 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 62,381,28,200,22.5 0,1,1,0.381,90,3 。。。。。。

如果需要取消焊制弯管对后面热压弯头或者中频弯制弯管的影响,可以将弯单元记录的类型标记改为1,或者2 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 0,1,1,0.381,90,1 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 0,1,1,1.37,90,2 。。。。。。

记录对象62

管道平均半径r=(OD-Sn)/2 管道公称壁厚

焊接弯管斜接段在中心线的长度b=2R*tg(θ) 焊接弯管斜接轴线夹角的半角

材料特性记录(70,77,79)

2E,1E,α,2σ,1σ,CN2E,1E,α,2σ,1σ,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象70,77,79

NC——70设计工况材料特性记录。

σ1

kgf/mm MPa

2

σ1=[σ]钢材在20℃时的许用应力 σ2=[σ]t钢材在设计温度下的许用应力 α=αt钢材在设计温度下的线胀系数 E1=E0钢材20℃时的弹性模量

σ2

kgf/mm MPa

2

E2=ET钢材在设计温度下的弹性模量

NC——77超温超压工况(7,8)材料特性记录。 σ1=[σ]0钢材在20℃时的许用应力

α

-4

10cm/m℃ -6

10/℃

σ2=[σ]C钢材在超温时的许用应力 α=αt钢材在超温时的线胀系数 E1=E0钢材在20℃时的弹性模量 E2=Ec钢材在超温时的弹性模量

E1

10kg/cm kN/mm2

62

NC——79水压试验工况(9,10)材料特性记录。 σ1=[σ]钢材在20℃时的屈服极限 σ1=[σ]钢材在试验温度下的屈服极限

E2

10kg/cm kN/mm2

62

α=αt钢材在试验温度下的线胀系数 E1=E0钢材在20℃时的弹性模量 E2=Es钢材在试验温度下的弹性模量

缺省 1,2,3,4,5,6工况取用NC=70记录的材料特性。 7,8工况取用NC=77记录的材料特性; 9,10工况取用NC=79记录的材料特性。 计算自动取0.9[σ]s为水压试验工况的许用应力

备注 本记录影响其后的管子的材料特性。

当GLIF管道材质库中,或者用户自定义管道材质库中,没有所需管道材质时,用户可直接给定设计工况、或者超温朝压、或者水压试验工况下的管道材质特性。

对于材料库中已有的管道材质,或者用户自定义的管道材质,用户可以直接通过71记录声明材质,同时根据用户需要引用90,97,99记录即可,而不再需要用户引用70,77,79记录,因为软件自身能够通过71,90,97,99记录自动查取相应的材质特性。

当验算超温超压情况下的应力时使用77记录

(一般超压影响比较大、超温影响比较小而超压对应力的影响又比较好估算,所以一般情况下不须验算超温超压情况下的应力)。

当验算水压试验情况下的应力时使用79记录

(0.9[σ]s表示只要管道在水压试验时管道不发生屈服即为合格,所以一般情况下不须验算水压试验情况下的应力)

材料名称记录(71) TAM,CNTAM,C记录格式: N记录项目 NC MAT

缺省单位

记录对象71

材料名或者材料文件名(当软件内部材料中没有时,到用户所给的材料文件查找相应的材料特性数据)

缺省 备注

无辅助输出文件生成

用本记录查找特性后,每遇90,97,99记录都要进行查找;

对于10CRMO910和ST45.8等德国管材每遇60,61记录还要重新查找。

程序中已装入一些常用材料特性,并可用其名称查找。

如10,20,12CR1MOV,A3,16MNG,ST45.8,10CRMO910,A106B,A335P11,A335P22。 注意:在填写数据时,一定注意材料名必须为大写字母,包括用户所给材料文件名。

如果使用的不是这些管材,用户可建材料文件,此时MAT=材料文件名,材料文件的建立方法见第五章,其定义格式必须严格按照GLIF的标准定义格式

对于材料库中已有的管道材质,或者用户自定义的管道材质,用户可以直接通过71记录声明材质,同时根据用户需要引用90,97,99记录即可,而不再需要用户引用70,77,79记录,因为软件自身能够通过71,90,97,99记录自动查取相应的材质特性。

如果用户直接给定的材质特性,比如70,77,79记录,就不需要71再次声明,但是90,97,99记录是必要的

介质特性记录(90,97,99) P,2T,1T,CNP,2T,1T,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象90,97,99

NC——90设计工况介质特性记录(1,2,3,4,5,6)。 T1=T0环境温度℃(一般取20℃)。

T1

T2=TJ设计温度℃。

。 P=PJ设计压力(kgf/cm,MPa)

NC——97超温超压工况介质特性记录(7,8)。

T2

T1=TJ设计温度,℃。 T2=TC超温时的温度℃。

。 P=Pc超温时的压力(kgf/cm,MPa)

NC——99水压试验工况介质特性记录(9,10)。

P

kg/cm MPa

2

2

2

T1=T0环境温度℃(一般取20℃) T2=Ts水压试验温度℃。

P=Ps水压试验的压力(kg/cm2,MPa)。

缺省 无NC=97记录则无7,8工况。 无NC=99记录则无9,10工况

备注 该记录影响到其后的管道介质特性。

当使用材料名称记录(71记录)时,程序在读取该记录时自动查取材料特性

建议:对于管道材质特性记录和管道内介质特性记录,应该遵守从小记录到大记录,先材质记录后介质特性记录的顺序规则。比如: 举例1 ……

71,12Cr1MoVG 90,20,450,9.81 97,450,455,10 99,20,30,15 ……

举例2 ……

70, 203,203,13.32,211,193.29 77, 。。。。。。 79, 。。。。。。 90,20,450,9.81 97,450,455,10 99,20,50,15 ……

在每个数据文件题头记录之后,管道结构走向几何尺寸数据之前,必须有至少一条管道材质特性记录,一条介质特性记录,才能保证应力分析结果的正确性。

水平荷截(地震、风)方向记录(81) ZS,YS,XS,CNZS,YS,XS,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象81

在结构坐标系上的各方向系数

SX,SY,SZ 缺省 备注

该记录影响到其后的水平荷载方向,一般一个数据文件出现一次 无地震、风荷载时无须使用此记录

地震系数记录(82) BK,CNBK,C记录格式: N记录项目 NC KB 缺省 备注

缺省单位

记录对象82

地震影响系数

无此记录则无地震工况(6工况)

KB是将地震系数K和结构影响系数B综合考虑的系数,一般一个数据文件出现一次 1979年我国《工业设备抗震鉴定材料》规定地震系数K值如下表: K=0.1-0.4,对于高空悬吊式或管系结构,结构影响系数B=1.5-2.0。 一般可取KB=0.25-0.3;

详见《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》(SDGJ6-2000)

风荷载受风截面记录(83) SF,HF,CNSF,HF,C记录格式: N记录项目 NC FH FS 缺省 备注

缺省单位 mm 无

该记录影响到以后的管道的受风面,此记录根据管道外径变化情况,可出现多次

记录对象83

管子迎风直径

风荷载体形系数FS=0.5-0.7

风压记录(84) W,CNW,C记录格式: N记录项目 NC W

缺省单位 kgf/m2 KN/m

缺省 备注

无此记录则无风荷载工况(6工况)

本记录影响到以后管道的风压,此记录根据实际情况,可出现多次

当管道进入厂房内时,风压记录可以修改为0,即认为厂房内的管道没有风载;当管道从厂房内出来时,风压记录可以修改为正确的值,即此时认为管道受到风载作用

2

记录对象84 基本风压

风荷载标高系数记录(85) CERN,CNCERN,C记录格式: N

SWH,HSWH,HSWH,H 。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。

)SWH,CER有共()SWH,H个CERN有共()SWH,H个HC个ERN有N共(

记录项目 NC NREC H HWS 缺省 备注

根据应力规范,地震优先于风载,也就是说,风载和地震不会同时出现。

当考虑风载时,就认为不需要考虑地震;同样当考虑地震时,就认为风载的作用可以不考虑。 比如: 地震 。。。。。。 81,1,0,0 82,0.3 。。。。。。

风载 。。。。。。 81,1,0,0 83,828,0 84,0.4225 85,7 50,1.67 40,1.56 30,1.42 20,1.25 15,1.14 10,1 5,0.8 。。。。。。

在每个数据文件题头记录之后,管道结构走向几何尺寸数据之前,如果考虑地震或者风载,应该有上面的记录,才能保证应力分析结果的正确性。另外,

对于管道受风截面记录(83),可以根据管道外径的变化,随时修改管道受风截面记录;

对于风压记录(84),可以根据管道是否在厂房内或者厂房外的情况,随时进行风压记录的修改。

缺省单位 m

H=0,HWS=1

具体定义,请参考《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》DL/T5095-1999

记录对象85

标高系数记录个数 标高

风压标高变化系数

给定原点坐标记录(100) ZZ,YY,XX,CNZZ,YY,XX,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象100 原点坐标

XX,YY,ZZ m 缺省 备注

XX=0,YY=0,ZZ=0

记录输入格式缺省为第一个起始节点,用户可以根据需要定义自己的原点坐标 此记录在一个数据文件中,是唯一的

附加荷载点记录(210)

IIIIZM,YM,XM,ZF,YF,XF,K,N,CNZM,YM,XM,ZF,YF,XF,K,N,C记录格式: N记录项目 NC IN IK

缺省单位

记录对象210 节点号 工况号

附加荷载的力分量

FX,FY,FZ Kgf

N

MX,MY,MZ kgf.m

N.m

缺省 备注

附加荷载的力矩分量

该记录一般应在5工况及5工况以后的工况使用

偶然荷载点记录(215)

IIZM,YM,XM,ZF,YF,XF,N,CNZM,YM,XM,ZF,YF,XF,N,C记录格式: N记录项目 NC IN

缺省单位

记录对象215 节点号

偶然荷载的力分量

FX,FY,FZ kgf

N

MX,MY,MZ Kgf.m

N.m

缺省 备注

给定位移点记录(220) 记录格式: 记录项目 NC IN IK

偶然荷载的力矩分量

无此记录则无5工况

该记录只在5工况起作用,偶然荷载点节点类型应为100

IIIIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,K,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,K,N,CN缺省单位

记录对象220 节点号 工况号

给定的三个线位移分量 给定的三个角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省 备注

该记录用以描述在选定工况下位移量为已知的刚性约束的支吊架。 一般情况下无须使用此记录

管道端点热位移记录(230) 记录格式: 记录项目 NC IN

IIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CN缺省单位

记录对象230 节点号

工作时管道端点的三个线位移分量 工作时管道端点的三个角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省 备注

该记录用以描述管道与设备连接处由冷态到热态变化时设备对管道的强制位移。 对应的节点在节点说明记录(10记录)中用ITY=100描述 当管道端点为自由端点时,不能用230记录声明

管道端点地震位移记录(236) 记录格式: 记录项目 NC IN

IIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CN缺省单位

记录对象236 节点号

地震工况(6工况)管道端点的三个线位移分量 地震工况(6工况)管道端点的三个角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省

236记录只在6工况起作用,无地震不填写此记录; 如果230记录中考虑了地震情况,则可不填写236记录

备注 该记录用以描述管与设备连接处地震工况(6工况)设备对管道的强制位移。 对应的节点在节点说明记录(10记录)中用ITY=100描述 当管道端点为自由端点时,不能用236记录声明

管道端点超温位移记录(237) 记录格式: 记录项目 NC IN

IIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CN缺省单位

记录对象237 节点号

超温工况(8工况)管道端点的三个超温附加线位移分量 超温工况(8工况)管道端点的三个超温附加角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省 备注

237记录只在8工况起作用,无超温不填写此记录

该记录用以描述管与设备连接处超温工况(8工况)设备对管道的强制位移; 对应的节点在节点说明记录(10记录)中用ITY=100描述 当管道端点为自由端点时,不能用237记录声明

记录格式:

记录项目

NC

IN IIZ△,Y△,X△,N,CNZ△,Y△,X△,N,CN缺省单位 记录对象240 节点号

冷紧对口点的三个方向冷紧值 △X,△Y,△Z mm

缺省 当管系中有241记录时,则该记录仅起口前口后位移计算作用,不起下料作用。

当管系中无241记录时,则该记录既起口前口后位移计算作用,又起下料作用

备注 冷紧值的方向按总体坐标系填写。 设冷紧口末端固定,冷紧使冷紧口始端发生位移,紧口始端位移的方向即为冷紧值的方向。

其方向与总体坐标系坐标轴的方向相同为正,相反为负。

冷紧口不能设在管系紧邻起始点的单元

冷紧对口点记录(241)

记录格式:

记录项目

NC

IN

△L

缺省 IIL△,N,CNL△,N,CN缺省单位 mm 记录对象241 节点号 冷紧下料冷紧值 当管系中无此记录时,则240记录既起口前口后位移计算作用,又起下料作用。

当管系中有此记录时,则240记录仅起口前口后位移计算作用,不起下料作用

备注 该记录中的冷紧值的方向与总体坐标系坐标轴的方向相无关;

缩短下料为负,增长下料为正。 冷紧口不能设在管系紧邻起始点的单元

坐标校核点记录(250)

记录格式:

记录项目

NC

IN IIZ△,Y△,X△,N,CNZ△,Y△,X△,N,CN缺省单位 记录对象250 节点号

校核点的坐标,相对于给定原点(100记录)的绝对坐标 △X,△Y,△Z m

缺省

备注 该记录可用以校核管系中任意点的坐标

记录格式:

记录项目

NC

IN

FZ IIZF,N,CNZF,N,CN缺省单位 Kgf

N

缺省 备注 该记录与10记录中的ITY=91、ITY=92节点类型配合使用,使得选定的弹簧支吊架点在工

作状态下承担分配荷载而承担该记录给定的荷载。

该记录与10记录中的ITY=99节点类型配合使用,使得选定的恒力弹簧支吊架点在工作状

态不承担分配荷载而承担该记录给定的荷载

点的附加输出记录(290)

记录格式:

记录项目

NC

IN

缺省 备注 IIN,CNN,CN缺省单位 在输出文件中附加输出该点在每一工况下的位移和内力等。

一般情况下无须使用此记录

点的附加输出记录总数不超过10个

给定应力增强系数记录(300)

记录格式:

记录项目

NC

IN

i

缺省

备注

iiII,N,CN,N,CN缺省单位 该记录可用以给定三通点或管系中任一点的应力增强系数 记录对象300 节点号 应力增强系数 记录对象290 节点号 记录对象260 节点号 给定弹簧工作状态下垂直方向荷载值

三通点记录(310,320,330,340)

记录格式:

记录项目

NC IIbnS,bmr,nS,r,N,CNbnS,bmr,nS,r,N,CN缺省单位 记录对象NC=310无加强三通。

NC=320锻制三通。

NC=330 单筋加强三通。

NC=340 蝶式加强三通。

IN

r

Sn

rmb

Snb

缺省

备注

mm mm mm mm 节点号 主管平均半径r=(OD-Sn)/2 主管公称壁厚 支管平均半径rmb=(od-sn)/2 支管公称壁厚

三通点记录(350)

记录格式:

记录项目

NC

IN

r

Sn

rmb

Snb

R

缺省

备注 ,, ,, ,, ,,IIRbnSbmrnSr,N,CNRbnSbmrnSr,N,CN缺省单位 mm mm mm mm mm 记录对象NC=350热挤压三通 节点号 主管平均半径r=(OD-Sn)/2 主管公称壁厚 支管平均半径rmb=(od-sn)/2 支管公称壁厚 热挤压三通过渡区外半径

记录格式:

记录项目

NC ,, ,, ,, ,,IIrSbnSbmrnSr,N,CNrSbnSbmrnSr,N,CN缺省单位 记录对象NC=360 鞍板加强焊接三通

NC=370 披肩加强焊接三通

IN

r

Sn

rmb

Snb

Sr

缺省

备注

mm mm mm mm mm 节点号 管子平均半径r=(OD-Sn)/2 管子公称壁厚 支管平均半径rmb=(od-sn)/2 支管公称壁厚 鞍板或披肩加强元件的厚度Sr=Thickness

记录格式:

记录项目

NC

IN

r

Sn

rmb

Snb

rp

缺省

备注 ,, ,, ,, ,,IIprbnSbmrhnShmr,N,CNprbnSbmrhnShmr,N,CN缺省单位 mm mm mm mm mm 记录对象NC=390 节点号 主管平均半径r=(OD-Sn)/2 主管公称壁厚 支管平均半径r=(od-sn)/2 支管公称壁厚 管接座加强段的外半径

对于管系中的三通或接管座,必须填写三通或接管座记录(300,310,320,330,340,350,360,370,380,390),而且只能是其中之一。同时还应该为了精确计算,配合使用2,3记录。

输入文件结束标识

10,1,1,1

10,1,1,1

连续两个10记录表示输入文件结束。

输出文件说明

4.1 PIPE DATA 管道数据表

在此标题下输出的是用户填写的原始数据。单元中括号内不是用户输入的而是程序整理的单元始、末端节点编号,其中大于10000的编号为程序对节点进行的编号小于10000的编辑为用户编号。

括号里的编号与TATOL MAX STRESS TABLE最大应力表中的编号对应。根据最大应力表中单元始、末端节点编号可在本表中的括号内查到对应单元。

4.2 PIPE PARAMETERS 管道参数表 NO

OD

WT

TJ

TO

PJ SIGMAO [σ]20

SIGMAT [σ] t

EO

ET ALPHA

WG

4.3 REACTION OF PIPING ON ANCHORS CASE NO:1 管端推力表

一工况的管端推力表中的推力为分配荷载的自重推力。此推力不用作推力是否合格的判据,只用以与其他工况的推力对比以进行分析。

POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz, X, Y, Z

MX,My, MZ, X, Y, Z

4.4 REACTION OF PIPING ON ANCHORS(WOKK-INITIAL)CASE No:2 初热推力表

二工况的管端推力表中的推力为初热推力,此推力用作推力是否合格的判据。

POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz,X, Y, Z

MX, My, Mz, X, Y, Z

端点编号 端点类型 方向的力 方向的力矩 端点编号 端点类型(也是端点编号) 方向的力 方向的力矩 管道编号(该管道编号与最大应力表中的管道编号No——对应) 外径(mm) 壁厚(mm) 设计温度(℃) 环境温度(℃) 设计压力(MPa) 20℃的基本许用应力 设计温度下的基本许用应力 20℃的弹性模量 设计温度下的弹性模量 线膨胀系数 管重(kg/m)

三工况的管端推力表中的推力为松冷推力,此推力用作推力是否合格的判据。 START END

CR-SCALE

POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz

MX, My, Mz, X, Y, Z

4.6 CW-DISPLACEMENT(cold/work status)支吊架节点位移、弹簧类型表

POINT(NUMBER)

TYPE(KIND)

P

S

N-SP

P-SP

Dcx、Dcy、Dcz

Dwx、Dwy,Dwz

SP-Set

SP-Press

4.7 STRUCTURE LOAD OF RESTRAINTS 支吊架节点荷载表

POINT

TYPE

IC-LOAD

IN-LOAD WK-LOAD

CR-LOAD/SCALE

WT-LOAD

ST-LOAD 节点编号 节点类型 分配荷载(1工况) 安装荷载 工作荷载 松冷荷载/结构荷载系数 水荷载 结构荷载 节点编号 节点类型 弹簧并联数 弹簧串联数 弹簧号 弹簧总预压缩值 冷位移 热位移 弹簧组合 弹簧压缩值 是选取松驰系数的单元始、末端节点号 松驰系数 端点编号 端点类型(也是端点编号) X,Y,Z方向的力 方向的力矩

固定支架、限位支架的荷载输出六个力和力矩的分量(由来Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz区分),此类支架在S-SCALE(荷载系数/松冷荷载)栏目下输出的是松冷荷载;其结构荷载没有考虑磨擦力之类的附加力。

4.8 COLD SPRING JOINT 冷紧对口点表

POINT

TYPE

DFx,DFy, DFz

DBx, DBy, DBz 节点编号 节点类型 冷紧口前位移值 冷紧口后位移值

四工况的管端推力表中的推力为初冷推力,此推力用作推力是否合格的判据。 POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz

MX, My, MZ

4.10 TATOL MAX STRESS TABLE 最大应力表 1

3

5

6

7

8

9

No

CASE

START

END 工况列出的是一次应力表 工况列出的最二次应力表 工况列出的是偶然荷载下的应力表 工况列出的是地震/风荷载下的应力表 工况列出的是超压下的应力表 工况列出的是超温下的应力表 工况列出的是水压试验荷载下的应力表 管道编号(该管道编号与管道参数表中的管道编号No—对应) 工况号 单元始节点编号 单元末节点编号

单元始、末端节点编号程序自动按照大于10000的为程序对节点进行的编号

用户可根据单元始、末端节点编号在PIPE DATA管道数据表中查到括号内对应单元始、末端节点编号,从而确定验算的单元

IJ 单元分段验算内点

IJ单元分段验算内点号是由题头记录中的NPS(直管验算应力内点数)和NPB(弯管验算应力内点数)决定的,

例如NPS=5,IJ=0为直单元始端,IJ=5为直单元末端

例如NPB=6,IJ=0为弯单元始端,IJ=6为弯单元末端

i

f/k

STRESS-C

STRESS-A

-ok-

*****

应力增强系数 应力范围减小系数/许用应力系数 计算应力 许用应力 表示应力验算合格 表示应力验算不合格 端点编号 端点类型 X,Y,Z方向的力 X,Y,Z方向的力矩

4.11 DISPLACEMENT OF RESTRAINTS CASE No:5 支吊架节点位移表 5工况列出的是偶然荷载下的支吊架节点位移表。 POINT

TYPE

Dx、Dy,Dz,X,Y,Z

Sx、Sy,Sz,X,Y,Z

4.12 LOAD OF RESTRAINTS CASE No:5 支吊架节点荷载表 5工况列出的是偶然荷载下的支吊架节点荷载表。 POINT

TYPE

Fx,Fy,Fz,X,Y,Z

Mx,My,Mz,X,Y,Z

4.13 REACTION OF PIPING ON ANCHORS CASE No:5 管端推力表 5工况列出的是偶然荷载下的管端推力表。 POINT

TYPE

Fx,Fy,Fz,X,Y,Z

Mx,My,Mz,X,Y,Z

4.14 DISPLACEMENT OF RESTRAINTS CASE No:6 支吊架节点位移表 6工况列出的是地震/风荷载下的支吊架节点位移表。 POINT

TYPE

Dx,Dy,Dz,X,Y,Z

Sx、Sy,Sz,X,Y,Z

4.15 LOAD OF RESTRAINTS CASE No:6 支吊架节点荷载表 6工况列出的是地震/风荷载下的支吊架节点荷载表。 POINT

TYPE

Fx,Fy,Fz,X,Y,Z

Mx,My,Mz,X,Y,Z

节点编号 节点类型 方向的力 方向的力矩 节点编号 节点类型 方向的线位移 方向的角位移 节点编号 节点类型 方向的力 方向的力矩 节点编号 节点类型 方向的力 方向的力矩 节点编号 节点类型 方向的线位移 方向的角位移

GLIF管道应力分析 与管道设计技术

技术手册

黄增宏

2004年5月

中国 长春

东北电力设计院出版发行资料

1. 概 述

GLIF管道应力分析软件,吸取了国内管道应力计算程序,以及美国2010应力计算管道程序的优点,采用模块化、结构化程序设计方法,符合中国电力标准《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》(SDGJ6-2000)。

1.1 软件功能

1.1.1包括内压,自重,外部荷载,热胀,设备接口附加位移,冷紧,安全阀排放产生的荷载,以及风载,静力地震荷载等。即能对持续荷载,又能对临时荷载,偶然荷载进行分析计算。

1.1.2能够对正常运行条件下的热状态、冷状态,由热至冷及由冷至热状态进行计算,其中对冷状态考虑了管道运行初期和应变达到自均衡后两种情况。 1.1.3能够对水压试验工况进行分析计算。

1.1.4能够对异常运行条件下的安全门排放荷载、风载、静力地震等荷载的静分析计算。

1.1.5能够使管道结构分析和应力验算更趋于精细和合理,提高了管道投资的经济性和运行的安全性。

1.2 软件特点

1.2.1程序语言编写按功能采用模块型结构,使其可读性和可维护性好,尽量用标准结构化语言,尽量避免采用依赖于计算机机型和硬件的特殊语句,使程序可移植性好。

1.2.2对管道的结构形式没限制,按管道的设计模型组织数据文件,输入简便、灵活易学,输出集中简明、格式统一。

1.2.3输入数据,输出成果的单位可分别选取为工程制或国家法定单位制。 1.2.4应力验算符合中国应规SDGJ6-2000标准为使用户计算方便,易于掌握。

1.2.5程序按定工况进行组织可自动检查出一部分输入数据错误,减少对错误题目进行运算的可能性,节省时间和费用。 1.2.6输出数据处理:

可进行分类查询和检索,以及按用户定制,进行结果打印输出。 查询(某工况下某点的力、内力、位移、应力推力等); 检索(检索架点最大的应力,反力、位移等);

计算(可算固定支架等的结构荷载,计算最小保证坡度、偏装等); 报警(向上的支反力、弹性支吊架位移很小,位移尺寸大等); 报表(分类报表打印)。

1.3 软件分析计算内容

1.3.1管道在工作状态下,由持续荷载(即内压、重量等)作用下产生的应力进行验算,计算持续荷载对设备(或端点)的推力。

1.3.2管道在运行初期工作状态下,计算管道约束装置的荷载及管道对设备(或端点)的推力。考虑自重,热膨胀,有效冷紧和端点附加位移的影响。

1.3.3管道应变自均衡后在冷状态下,计算管道刚性约束装置的荷载及对设备(或端点)的推力。 1.3.4管道由冷状态到工作状态的热位移的计算,按管道沿坐标轴的全补偿值和钢材在20℃时的弹性模量计算,并考虑弹簧附加力的影响。

1.3.5管道热膨胀应力范围的验算。

1.3.6管道在运行初期冷状态下,计算管道约束装置的荷载及对设备(或端点)的推力。

1.3.7管道由于冷紧和弹簧附加力作用下的冷位移的计算。以其作为管道约束装置安装调整的一个依据。 1.3.8根据各弹簧约束点的热位移和分配荷载选择其弹簧,并给出弹簧绝对压缩值。 1.3.9对于弹性约束可改变分配荷载。 1.3.10倾斜管上可设置导向约束装置。

1.3.11直元件可给定单元坐标系下的刚度矩阵。

1.3.11对于弹性约束点可给定弹簧约束装置型式(含弹簧号,串并联数和约束方向)及弹簧的绝对压缩值。 1.3.12持续荷载,临时荷载同时作用下产生的应力进行验算。

1.3.13持续荷载,临时荷载同时作用下,计算管道约束装置的荷载及对设备(或端点)的推力。 1.3.14弹性约束装置,部分刚性约束装置结构荷载参考值的计算。

1.4 软件适用范围

1.4.1适用于以低碳钢、低合金钢和高铬钢为管材的火力发电厂汽水管的强度计算。 1.4.2所计算的管道系统限于在线弹性和小变形范围内。

1.4.3不限制管道的管系结构形式,可计算单分支、树形多分支,以及环形结构管系。 1.4.4管系端点可为自由点,约束点(部分约束或全约束),附加位移点。 1.4.5管系的起始点规定为起始端点。

1.4.6对于管系中的刚性约束,可允许或不允许在其约束方向有一定的位移或转角。 1.4.7管道计算模型数据应控制在下列范围内:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

计算工况数

弹性支吊架给定荷载点数 单元数 三通数

已知位移端点数 冷紧点数 校核座标点数 外部荷载点数 给定位移点数 给定荷载弹性约束点数

≤10

1.5 管道材料性能基本假定

在进行管道静力计算时,管道材料应符合以下基本假定: 序号 1 2 3 4 5

1.6 术语名词定义 1.6.1 一般定义 序号 1 2 3 4 5

1.6.2 荷载定义 序号 1 2 3 4 5 6

定义名称 持续荷载 临时荷载 偶然荷载 集中荷载 均布荷载 波动荷载

定义说明

由压力、管道、管道零总部件、阀门,保温结构材料重量等引起的荷载 水压试验时的水量荷载

安全阀排放荷载、风荷载、雪荷载、静力地震荷载、汽锤荷载、水锤荷载等 集中在管系某一处较大荷载

认为分布比较均匀的荷载,比如管道重量荷载、保温材料重量荷载等 与时程相关的变化荷载,比如振动荷载、流体运动的冲击荷载等

定义名称 力 位移 数据项 记录 文件

定义说明

广义力(力向量,力矩向量) 广义位移(线位移,角位移) 由连续的字母数字组成 由一行若干个数据项组成 是若干个记录的集合

假定条件 完全弹性 连续性 均匀性 各向同性 小变形

说明

认为管系完全由弹性材料组成,服从虎克定律

认为管道材料由连续介质组成,材料的物理量,能够用位置座标的连续函数来表示 认为整个材料具有相同的弹性性质

认为材料内任一点的弹性性质,在各方向都是相同的

认为管道在外载作用下而产生的变形,与管道的尺寸规格相比是微小的

1.6.3 结构定义 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1.6.4 尺寸标记法有两种计法: SPOOL格式和DISTANCE格式

(1)SPOOL格式:一种为直单元长度不含弯单元弯曲半径; (2)DISTANCE格式:另一种为直单元长度含弯单元弯曲半径。

1.6.5 坐标定义

总体座标系:管系中所有单元都遵守的统一坐标,一般用XYZ定义

单元座标系:只针对单元本身的坐标系,一般用x1y1z1定义。

管系总体坐标系为XYZ,单元坐标系为x1y1z1。

对于任意单元,x1轴总是与管道走向相同。 对于弯头,y1轴与弯头末端走向趋势一致,并与x1正交,z1轴通过右手定则,根据x1y1方向确定,并且z1轴与x1y1平面正交; 对于三通,y1轴与三通支管走向趋势一致,并与x1正交,z1轴通过右手定则,根据x1y1方向确定,并且z1轴与x1y1平面正交; 对于其他与单元,y1轴始终与该管道单元径

向方向一致,即y1轴与x1轴方向正交,z1轴通过右手定则,根据x1y1方向确定,并且z1轴与x1y1平面正交。

单元坐标系主要用于处理特殊单元模型计算,比如补偿器,或者空间斜管道上以单元自身坐标系约束限位的限位支吊架,一般情况,建议用户布置管道时,尽量不采用空间斜管道布置的方式,或者尽量在其上加装单元坐标系下的限位支吊架。

定义名称 单元 端点 固定点 节点 连接点 约束点 管段 分支 管系

定义说明

独立填写结构尺寸的元件(直元件、弯元件、阀门元件等) 管系内只与一个单元相接的点

管系中由中间固定装置限制六个方向自由度的点 单元与单元的交接点 三个或三个以上元件的相交点 管系中装有约束装置的节点

由计算者编号的节点间的单元组成,先编号点为其始端,后编号点为其末端 端点与连接点间,连接点与连接点间,连接点与固定点间,固定点与固定点间,固定点与端点间的管道单元组成,可能为一个单元或多个单元的集合 统一进行结构分析计算的分支的集合。可由一个分支或多个分支组成

1.7 其它辅助工具软件

GLIF应用行业较多,范围较广,一些长期使用GLIF的用户,结合工程应用,开发出一些针对GLIF前处理数据和后处理数据的接口软件,使其工程应用范围更加广泛,效率大大提高。 1.7.1 GLIF2AutoCAD接口软件

该软件能由GLIF原始数据生成管线立体计算简图,也可由分析成果文件生成ISO图,直接用于施工图设计。同时附有各种设计相关的数据表格,比如应力分析条件表、支吊架一览表、管道数据表、冷紧接口位移表、端点接口位移表、端点接口推力表、应力分析结果表等。此软件已在东北电力设计院国内外工程设计中实践应用多年,极大地提高了工程设计效率。 1.7.2 PDMS2GLIF接口软件

该软件能够从PDMS三维设计系统中提取GLIF进行管道应力分析的原始数据,直接用于GLIF的分析计

算。该软件已在多个电力设计院的实际工程中应用,节省了用户数据输入的时间,减少了因人工输入数据而造成的差错,极大地提高了设计效率和质量。 1.7.3 GLIF内嵌接口功能 1.7.3.1.管道数据库

管道设计数据库包括《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》(GD2000)(可以包括常用阀门库)中的管道零件数据,用户可以直接选择调用数据库中的管道数据,同时可以完成管道零件的统计汇总。 1.7.3.2.管道口径和壁厚设计

用户可以给出设计条件,比如管道介质流量、设计温度、设计压力,根据管道规范,帮助用户计算管道口径和壁厚选择的最佳范围,同时能够向用户推荐管道数据库中相应的管道等级和规格。还可以包括超温超压工况下管道壁厚强度的校核功能。 1.7.3.3.管道坡切

管道设计时,如果考虑管道疏水坡度的问题,可以根据用户选择的管道疏水坡度方向,以及管道坡切设计的规范,考虑管道应力分析计算得出的支吊架的上下冷位移方向和大小,计算出管道的最小疏水坡度,以及弯头的坡切角度,同时给出管道坡切下料的长度尺寸,以及每个坡切口的坡切焊接详图。 1.7.3.4.管道保温计算及水平管道支吊架最大间距计算

通过管道设计条件,用户可以选择相应的保温材料,根据保温规范,能够计算出管道的经济保温厚度,以及保温材料的总量,同时给出水平管道支吊架的最大间距,并且能够检查用户设置支吊架的间距是否超限。 1.7.3.5.管道设计CAD接口

1.7.3.5.1能够从PDMS三维设计系统中抽取管道的几何尺寸数据,包括支吊架点的位置信息,用户可以免去输入大部分管道数据的过程。

1.7.3.5.2能够输出与其他CAD图形平台接口的dxf交换文件,用户可以大大简化管道施工图的设计过程。Dxf文件中的信息包括管道ISO图,管道设计相关的数据表格,应力分析结果的数据表格等。 1.7.3.6.管道设计帮助

系统缺省包括四大管道的设计规范(比如东北电力设计院企业标准),同时向用户开放自定义帮助,以添加用户管道设计时,需要考虑的一些特殊注意事项。

2. 工况说明

GLIF按固定的十个工况进行分析,按不同条件分别计算组合。由于工况较多,用户在使用前有必要搞清各个工况的计算内容。

工况1:分配自重荷载工况 模拟管道运行状态。

对选定的支吊架分配重量荷载并进行一次应力验算,其前提条件是热态吊零。 为分配重量荷载将弹性支吊架刚度置为刚性支吊架刚度。

计算内容:分配重量荷载、计算一次应力、分配重量荷载下的端点推力。

工况2:初热工况(热态工况,也可以说工作工况,或者运行工况) 模拟管道运行初期由冷到热的变化过程。 此时将弹性支吊架的刚度置为0。

不计自重,计入端点附加位移和2/3有效冷紧,计算的结果叠加1工况分配的荷载,即为工作荷载。

计算内容:支吊架的工作荷载、端点的初热推力。

工况3:松冷工况

模拟管道工作状态下由热到冷的变化过程。

进行反复的弹簧选择计算,弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。 不计自重,计入端点附加位移,进行二次应力验算。 计算出的位移经反向输出即为热位移。

计算内容:选弹簧、热位移、松冷推力(发生松弛比较明显的管道),固定支架松冷荷载。

特殊说明:对于端点推力没有松冷工况的情况,可以用初冷工况即冷态工况代替。端点推力不出现松冷工况,可以认为松冷工况的端点推力值小于初冷工况;如果出现松冷工况,则认为松冷工况端点推力值大于初冷工况。实际上,在不出现松冷工况的时候,考虑端点推力对接口的影响时,只考虑初热工况和初冷工况即可(也就是热态工况和冷态工况)。

当管道设计温度在420oC及以上时,按照应力规范,管道应该有发生松弛的现象。而在一些设计温度远远高于420oC的蒸汽管道应力分析中,没有松冷工况出现,虽然设计温度是使管道发生松弛的一个原因,但是当整个计算管系柔性特别大时,不足以使管道自身发生松弛,所以端点推力也就没有松冷工况。

工况4:初冷工况(冷态工况) 模拟运行初期的冷态工况。

此时将弹性支吊架的刚度置为零,计入弹簧附加力。

不计自重,计入冷紧,计算的结果叠加1工况分配的荷载,即为安装荷载。

计算内容:冷位移,初冷推力,支吊架的安装荷载、结构荷载。

工况5:偶然荷载工况(偶然荷载包括排汽反力,水锤,汽锤) 弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。

不计自重,计入偶然荷载作用。

计算的荷载、推力与2工况计算的荷载、推力叠加作为偶然荷载作用时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为偶然荷载作用时的位移。

计算的应力与1工况计算的一次应力叠加进行偶然荷载作用时的应力计算与验算。

计算内容:偶然荷载作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。

工况6:地震或风载工况

弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。 不计自重,计入地震或风荷载作用。

计算的荷载、推力与2工况计算的荷载、推力叠加作为地震或风荷载作用时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为地震或风荷载作用时的位移。

计算的应力与1工况计算的一次应力叠加进行地震或风荷载作用时的应力计算与验算。

计算内容:地震或风荷载作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。

工况7:超温超压工况

弹性支吊架的刚度置为刚性支吊架刚度。 计入自重,计入超温超压作用。 进行超温超压时的应力计算与验算。

计算内容:超温超压时的应力计算与验算。

工况8:超温超压工况

弹性支吊架的刚度置为选出的弹簧刚度。 不计自重,计入超温超压作用。

计算的荷载、推力与2工况计算的荷载、推力叠加作为超温超压作用时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为超温超压作用时的位移。

计算的应力与3工况计算的热胀应力、7工况计算的应力叠加进行超温超压作用时的应力计算与验算。

计算内容:超温超压作用下的位移、推力、支吊架荷载、应力。 工况9:水压试验工况

弹性支吊架的刚度置为刚性支吊架刚度。 计入自重和水重。

进行水压试验时的应力计算与验算。

计算内容:水压试验时的应力计算与验算。 工况10:水压试验工况 弹性支吊架的刚度置为0。 不计自重,计入冷紧作用。

计算的荷载、推力与9工况计算的荷载、推力叠加作为水压试验时的荷载、推力。 计算的位移与3工况计算的位移叠加作为水压试验时的位移。

计算内容:水压试验时的位移、推力、支吊架荷载。

工 况 计 算 参 数 表 表2.1

工况 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

弹性模量

应力

压力

温差

位移

冷紧值

重力荷载

弹簧

荷载

E Et Et Eo Eo Et Et Ec Ec Es Es

σ [σ]t

P Pj

△T △D △L GW GW

TH G

F/M

自重荷载 工作荷载 松冷荷载 安装荷载/ 结构荷载

N/A

Tj-To To-Tj

N/A

△D -△D

N/A

2/3△L

N/A

[σ]t,[σ]20

N/A N/A N/A N/A N/A

Pc

N/A N/A N/A N/A N/A

GW

N/A

TH THL TH TH G TH G

N/A

△L

N/A

K[σ] K[σ]t [σ]C [σ]C [σ]s

tttt

N/A N/A N/A N/A

Tc-Tj

N/A N/A

△Dd

N/A N/A N/A N/A N/A

△L

排汽等 风载、地震

超压 超温 水压试验 水压试验

N/A

△Dc

N/A

Ps

N/A

GWs

N/A

Ts-To

N/A N/A

N/A N/A N/A N/A

工 况 计 算 成 果 表 表2.2

工况 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

应 力 一次应力

位 移

约束点的荷载 分配荷载 工作荷载 松冷荷载 安装荷载

5+2

偶然荷载 + 工作荷载

6+2

地震风荷载 + 工作荷载

设备端口推力 自重推力 初热推力 松冷推力 初冷推力

5+2

偶然荷载推力 + 初热推力

6+2

地震风荷载推力 + 初热推力

N/A N/A 热位移 冷位移

5+3

偶然荷载位移 + 热位移

6+3

地震风荷载位移 + 热位移

N/A 二次应力

N/A

5+1

偶然荷载应力 + 一次应力

6+1

地震风荷载应力 + 一次应力

7

超温超压一次应力

8+3+7

超温超压二次应力 + 二次应力

+ 超温超压一次应力

9

水压试验应力一次应力

N/A

8+3

超温超压位移 + 热位移

N/A

8+2

超温超压荷载 + 工作荷载

N/A

8+2

超温超压推力 + 初热推力

N/A 10

水压试验位移

9

水压试验分配荷载

10+9

水压试验分配荷载 + 冷紧作用荷载

9

水压试验自重推力

10+9

水压试验自重推力 + 冷紧作用推力

N/A

应 力 验 算 条 件 表 表2.3

表中符号: E 弹性模量 Et Eo Ec Es

σ许用应力 [σ]t [σ]20 σ=0 K[σ]t [σ]c σts

t

设计温度下的弹性模量 20℃的弹性模量 超温下的弹性模量 水压试验温度下的弹性模量

设计温度下的基本许用应力 20℃的基本许用应力 不进行应力验算

用系数K修正的设计温度下的基本许用应力 超温下的基本许用应力 管材在水压试验时的屈服极限

P压力 Pj Pc Ps P=0 T温度 Tj To Tc Ts △T=0 △T温度变化 Tj-To To-Tj Tc-Tj

由热到冷的全温度变化 由冷到热的全温度变化 由热到超温的温度变化 设计温度 20℃ 超温温度 水压试验温度 不计温度变化 设计压力 超压压力 水压试验压力 不计压力

△D端点附加位移 △D=0 △D=△D △Dd △Dc △L冷紧 △L=0 △L=△L △L=2/3△L GW自重 GW=GW GW=0 GW=GWs

TH弹簧刚度 TH=G TH=0 TH=TH TH=THL

弹簧刚度置为刚性 弹簧刚度置为0

弹簧刚度置为选择的弹簧刚度 弹簧的附加力 有自重 无自重 自重加水重

无冷紧 100%冷紧 2/3有效冷紧 无端点附加位移 有端点附加位移 地震端点附加位移 由热到超温的端点附加位移

应力 σL σE 管径 D0 Di 力矩 MA MB MC 弯矩 W 系数 i

应力增加系数0.75i≥1.0 许用应力系数

K

当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间少于10%,K取1.15, 当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间少于1%, K取1.20。 应力范围的减小系数

f

预期电厂在运行年限内,系数f与管道全温度周期性的交变次数N有关 N2500时,f=4.78N-0.2 管道截面抗弯矩(mm3)

由于自重和其它持续外载作用在管子横截面上的合成力矩(N.m)

安全阀或释放阀的反坐推力,管内流量和压力的瞬时变化及地震、风等偶然荷载作用在管子横截面上的合成力矩(N.mm)

按全补偿值和钢材在20℃时的弹性模量计算的,热胀引起的合成力矩(N.mm) 管道外径(mm) 管道内径(mm)

由于内压,自重和其它持续外载所产生的轴向应力之和(MPa) 热胀应力范围 (MPa)

3. 用户定义数据格式

输入数据有5种记录: 序号 1 2 3 4 5 6

记录 题头记录 结构记录 辅助记录 特性记录 节点记录 文件结束标识

说明

文件的前四个记录行 NC200 10,1,1,1

备注

唯一,管道分析计算条件设置

多个,管道基本元件,直单元、弯单元、三通单元等唯一,控制输出选项

多个,定义管道结构尺寸、管道材质特性参数、风载地震条件 节点约束条件 结束标识

GLIF4.0新增特性:

1.增加用户注释行记录:1000,此目的是增加用户原始数据的可读性,方便用户填写和查询数据; 2.调整用户自定义管道材质与GLIF内嵌管道材质特性数据库的优先顺序,即用户自定义的管道材质优先级高于GLIF内嵌管道材质特性数据库中定义的管道材质。也就是说,用户如果定义了自己的管道材质特性数据文件,那么GLIF优先选用用户自定义的管道材质,查取管道许用应力、弹性模量、线胀系数。 3.增加管道支吊架弹簧库

3.1 增加德国Lisega公司支吊架弹簧库。由于目前Lisega公司支吊架以及弹簧实行中国国内本地化,同时国内大型发电机组的四大管道趋向采用Lisega公司管道支吊架技术及产品,因此应广大用户的强烈要求,此次借GLIF全面升级的良好时机,适时加入具有国际先进技术和水平的德国Lisega公司弹簧数据库 3.2 增加弹簧库的记录18,即根据用户需求,可以同时引用多个弹簧库,选择不同种类的弹簧。

题头记录

IIIIIICC,UO,NCC,UO,N记录形式 II

HTR,HTK,HTIIIHTR,HTK,HTHTR,HTK,HT

BPN,SPN,GRNBPN,SPN,GRNBPN,SPN,GRN

6KR,5KR,F6KR,5KR,F6 KR,5KR,F

记录项目 IIN IOU ICC ITH KTH RTH NRG NPS NPB f RK5 RK6

推荐缺省值 0 0 3 3 4 5 2 5 6 1 1.2 1.2

记录对象

输入单位(IIN=1工程制,IIN=0法定单位制) 输出单位(IOU=1工程制,IOU=0法定单位制)

坐标选择(ICC=1为X轴向上,ICC=2为Y轴向上,ICC=3为Z轴向上) 弹簧种类(一般ITH=3即支吊架手册弹簧) 弹簧最大串联数(一般KTH=4)

弹簧荷载变化系数(一般RTH=0.35或RTH=0.25 RTH=0.1) 应规种类(NRG=2即新应规SDGJ6-2000) 直管验算应力内点数(一般NPS=5) 弯管验算应力内点数(一般NPB=6) 应力范围的减小系数(RSC

5工况许用应力系数(RK5=1.15或RK5=1.20) 6工况许用应力系数(RK6=1.15或RK6=1.20)

1、 数据文件的前四条记录必须是这四条记录。

2、 坐标系的选择须为右手系(如图三种形式),推荐Z轴向上,与三维工厂设计系统坐标系一致。

3、 ITH为弹簧种类的选取

ITH=1 老弹簧。

ITH=2 管规弹簧DLGJ23-81。

ITH=3 支吊架手册弹簧D-ZD83-9100。推荐使用支吊架弹簧 ITH=4 国标弹簧 GB10182-1988。

ITH=5 SPRING。DB文件中的弹簧。用户可自行建立该文件。 4、 NRG应规的选取

NRG=1 老应规SDGJ6—1978(本版程序只能用新应规) NRG=2 新应规SDGJ6—2000

NRG=3 美国应规B31.1(本版程序只能用新应规) 5、 f为应力范围的减小系数

预期电厂在运行年限内,系数f与管道全温度周期性的交变次数N有关。

当N2500时f=4.78N

-0.2

备注

6、 RK5排汽反力工况(5工况)许用应力系数RK5>1.0

RK6地震、风工况(6工况)许用应力系数RK6>1.0.

当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间少于10%时,RK5,RK6取1.15 当任何24h连续运行时间内偶然荷载作用时间小于1%时,RK5,RK6取1.20

结构记录(NC

辅助记录(40

管道特性及管道附加特性记录(60

节点特性记录(NC>200) 共16类,20种 记录编号 210 215 220 230 236 237 240 241 250 260 290

记录对象

附加荷载点记录(210) 偶然荷载点记录(215) 给定位移点记录(220) 管道端点热位移记录(230) 管道端点地震位移记录(236)管道端点超温位移记录(237)冷紧对口点记录(240) 冷紧对口点记录(241) 坐标校核点记录(250) 给定弹簧荷载记录(260) 点的附加输出记录(290)

300 310, 320 330 340 350 360 370 380 390

记录编号

记录编号

给定应力增强系数记录(300) 三通点记录(310)无加强 三通点记录(320)锻制 三通点记录(330)单筋加强 三通点记录(340)蝶式加强 三通点记录(350)热压 三通点记录(370)鞍板加强 三通点记录(370)披肩加强

管接座点记录(390)

记录对象

截面特性记录(60,61) 弯管附加记录(62) 材料特性记录(70,77,79) 材料名称记录(71) 介质特性记录(90,97,99) 给定原点坐标记录(100)

81 82 83 84 85

记录编号

记录对象

水平荷截(地震、风)方向记录(81)地震系数记录(82) 风荷载受风截面记录(83) 风压记录(84)

风荷载标高系数记录(85)

记录对象

给定支吊架作用工况记录(40)43 刚性支吊架刚度记录(41) 刚性件刚度系数记录(42)

44 45

记录编号

记录对象

蒸汽管道结构荷载记录(43) 辅助输出文件记录(44) 应力输出控制记录(45)

记录对象

管端焊点应力增强系数记录(12) 节点编号记录(10) 弯单元记法记录(-1)

记录编号0 1 2 3 4 5 6

记录对象

弯单元记录(0) 直单元记录(1)

直单元(异径三通支管、接管座)记录(2)直单元(三通主管)记录(3) 刚性件记录(4)

大小头记录(5)(同心大小头) 给定单元刚度矩阵记录(6)

弯单元记法记录(-1)

II,,DWCN记录格式: D WCN记录项目NC IWD 缺省 备注

记录对象-1

弯单元记法

IWD=2直单元长度包含弯单元弯曲半径

IWD=1直单元长度不含弯单元弯曲半径,即SPOOL尺寸记法格式 IWD=2直单元长度包含弯单元弯曲半径,即DISTANCE尺寸记法格式 推荐使用IWD=2

记录格式: 记录项目NC IS

llIIIICNA,egnA,RR,E,S,CNA,egnA,RR,E,S,CN缺省单位

记录对象0

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

RR Angle A

m 度

弯曲半径

弯曲角度Angle=180-IA 弯单元种类: A=1热压弯头 A=2弯制弯管 A=3焊制弯管)

备注

弯单元前后必须是直单元记录,因为理论上是不允许弯头直接对接的 当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数

记录格式: 记录项目NC IS

IIIIZ,Y,X,E,S,CNZ,Y,X,E,S,CN缺省单位

记录对象1

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z 备注

m

单元分别在三个坐标轴上的投影长

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数

直单元(异径三通支管、接管座)记录(2)

记录格式: 记录项目NC IS

IIIIGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,CNGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,CN缺省单位

记录对象2

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z OD S WG 备注

m mm mm kg/m

单元分别在三个坐标轴上的投影长 外径 壁厚 单位长管重

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数 当为接管座时,接管座应分为两段填写 此记录为精确目的,一般可用NC=1记录

直单元(三通主管)记录(3)

IIIIGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,CNGW,S,DO,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象3

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z OD S WG 备注

m mm mm kg/m

单元分别在三个坐标轴上的投影长 外径 壁厚 单位长管重

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。 此记录为精确目的,一般可用NC=1记录。

IIIIAHPLA,OLR,Z,Y,X,E,S,CNAHPLA,OLR,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象4

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z RLO ALPHA

m kg 10-4cm/m℃10-6/℃

备注

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。 刚性件重量为总重量,不是每米长重量。

如果刚性件参加热胀且取用直管的线胀系数(一般如此)ALPHA=0。 如果刚性件不参加热胀ALPHA=0·0000001。

刚性件是指相对管道来说刚度较大的元件(如阀门等)

刚性件在三个坐标轴上的投影 刚性件重量 刚性件线胀系数

IIII WG,2S,2D,1AR,1S,1D,Z,Y,X,E,S,CN55WG,2S,2D,1AR,1S,1D,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象5

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z D1, D2 S1, S2 GW5 RA1 备注

m mm mm kg 度

分别在三个座标轴上的投影长 始端外径, 末端外径 始端壁厚, 末端壁厚

大小头重量(注意不是每米重) 半锥角RA1=Angle

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。

D1,S1为始端外径和壁厚 D2,S2为末端外径和壁厚

RA1为角度,而不是弧度

给定单元刚度矩阵记录(6)

IIII6WG,Z,Y,X,E,S,CN6WG,Z,Y,X,E,S,C记录格式: N

61K,51K,41K,31K,21K,11K61K,51K,41K,31K,21K,11K61K,51K,41K,31K,21K,11K

62K,52K,42K,32K,22K,12K62K,52K,42K,32K,22K,12K62K,52K,42K,32K,22K,12K

63K,53K,43K,33K,23K,13K63K,53K,43K,33K,23K,13K63K,53K,43K,33K,23K,13K

64K,54K,44K,34K,24K,14K64K,54K,44K,34K,24K,14K64K,54K,44K,34K,24K,14K

65K,55K,45K,35K,25K,15K65K,55K,45K,35K,25K,15K65K,55K,45K,35K,25K,15K

66K,56K,46K,36K,26K,16K66K,56K,46K,36K,26K,16K66K,56K,46K,36K,26K,16K

记录项目 NC IS

缺省单位

记录对象6

0 始端无焊缝 1 始端有焊缝

IE

0 未端无焊缝 1 末端有焊缝

X,Y,Z GW6 K 备注

m kg

该元件在三个坐标轴上的投影 单元的重量(注意不是每米重) 单元在各向的刚度

当IS=1或IE=1时管端应力增强系数取12记录输入的应力增强系数。 该记录用来解决非管道弹性元件的输入(如补偿器等)。

K11,K22,K33为在单元坐标系下X,Y,Z方向感受的线刚度。K44,55,K66为在单元坐标系下X,Y,Z方向感受的角刚度。K12为在单元坐标系下Y方向有线位移时在X方向感受的线刚度。K13为在单元坐标系下Z方向有线位移时在X方向感受的线刚度。K21为在单元坐标系下X方向有线位移时在Y方向感受的线刚度。其它可类推。

K11,K12,K13,K21,K22,K23,K31,K32,K33单位(kgf/mm、N/mm) K41,K42,K43,K51,K52,K53,K61,K62,K63单位(kgf·m/mm、N·m/mm) K14,K15,K16,K24,K25,K26,K34,K35,K36单位(kgf/rad、N/rad) K44,K45,K46,K54,K55,K56,K64,K65,K66单位(kgf·m/rad、N·m/rad)

节点编号记录(10)

IIIIIIYT,NE,NS,CNYT,NE,NS,C记录格式: N记录项目 NC ISN IEN ITY 备注

缺省单位

记录对象10 始端节点号 未端节点号 节点类型

节点编号小于10000。

节点类型为刚性支吊点见表3.1。 节点类型为弹性支吊点见表3.2。

特殊节点类型:

节点约束形式 自由节点 接口端点 冷紧口

固定点(固定支架)

节点为刚性支吊点:(支吊架为铰接,节点类型ITY的个位为0) 节点约束形式 限位 限位 限位 限位 限位 限位 限位

节点为在指定工况起作用的刚性支吊点,支吊架为铰接(比如5工况的排汽工况) 节点约束形式 限位 限位 限位 限位 限位 限位 限位 节点类型 310 320 330 340 350 360 370

备注

只限制X方向线位移,一个方向 只限制Y方向线位移,一个方向 只限制Z方向线位移,一个方向 限制XY方向线位移,两个方向 限制XZ方向线位移,两个方向 限制YZ方向线位移,两个方向 限制XYZ方向线位移,三个方向

节点类型 110 120 130 140 150 160 170

备注

只限制X方向线位移,一个方向 只限制Y方向线位移,一个方向 只限制Z方向线位移,一个方向 限制XY方向线位移,两个方向 限制XZ方向线位移,两个方向 限制YZ方向线位移,两个方向 限制XYZ方向线位移,三个方向 节点类型 100 100 100 177

备注

不受任何约束,无须声明 在230记录中说明 在240/241记录中说明

所有线位移、角位移都受到约束

表3.1 刚性支吊节点类型表

刚性支吊架节点类型示例: 节点限制说明(线位移) 自由节点 限制X方向位移 限制Y方向位移 限制Z方向位移 限制XY

方向位移 限制XZ方向位移 限制YZ方向位移 限制XYZ方向位移

总体坐标系

单元坐标系

特殊工况或者指定工况

10,1001,1005, 100 10,1001,1005, 110 10,1001,1005, 120 10,1001,1005, 130 10,1001,1005, 140 10,1001,1005, 150 10,1001,1005, 160 10,1001,1005, 170

N/A

10,1001,1005, 210 10,1001,1005, 220 10,1001,1005, 230 10,1001,1005, 240 10,1001,1005, 250 10,1001,1005, 260 10,1001,1005, 270

N/A

10,1001,1005, 310 10,1001,1005, 320 10,1001,1005, 330 10,1001,1005, 340 10,1001,1005, 350 10,1001,1005, 360 10,1001,1005, 370

当单元坐标系与总体坐标系一致时,一般使用总体坐标系表示方法,如果当单元坐标系与总体坐标系不一致,并且用户需要对其进行限位时,用户可以选择单元坐标系表示节点类型。比如在空间斜管道上设置限位支架时,考虑正确的支吊架形式,与选择正确的单元坐标系节点类型,有直接的关系。

表3.2 弹性支吊点节点类型表 已经建成的管道的分析校核,或者老电厂管道支吊架的调整设计。

管端焊点应力增强系数记录(12)

ii,CN,C

记录格式: N记录项目 NC i 缺省 备注

缺省单位 i=1.0

该记录用来说明管段两端焊接点应力增强。 该记录与1≤NC<10记录配合使用。 应力增强系数的计算与选取见下表

焊点应力增强系数表1:对接焊 记录对象12

应力增加系数

说明: S管道壁厚

δ管道错边量(根据管道焊接验收规范,错边量δ不大于1mm) δmax管道最大错边量 δavg管道平均错边量 δ%=δavg/S管道错边百分比 Sn为管道公称壁厚 OD为管道外径

0.5

对接焊口应力增强系数用于管子壁厚为0.875Sn和1.1Sn之间的对接焊口,其轴向距离为(ODSn)

S≥6mm

δmax ≤1.6mm ≤1.6mm ≤3.2mm

δ%=δavg/S ≤0.13 ≤0.33 =Any

i(应力增加系数)

i=1.0

i=0.9+2.7δ% 1.0≤i≤1.9

焊点应力增强系数表

2:角焊

凸面等边角焊

凹面等边角焊

i=2.1

i=2.1

凸面不等边角焊

凹面不等边角焊

i=1.3

对于套接焊管件,若焊趾与管壁过渡平滑,则应力增强系数可以取用1.3

i=2.1

焊点应力增强系数表

3:扩口过渡段

根据管道焊接验收规范,错边量δ不大于1mm

i应力增加系数

i = 1.3 + 0.0036(OD/Sn)+ 3.6(δ/Sn) i≤1.9

一般针对阀门,或者设备端口等,对接壁厚差别较大时,考虑这种接口焊接的特殊情况

给定支吊架作用工况记录(40)

IIIIIIIIIIII01KG,9KG,8KG,7KG,6KG,5KC,CN01KG,9KG,8KG,7KG,6KG,5KC,C记录格式: N记录项目 NC ICK5 ICK6 ICK7 ICK8 ICK9 ICK10 备注

缺省单位

记录对象40

刚性支吊架作用工况号5 刚性支吊架作用工况号6 刚性支吊架作用工况号7 刚性支吊架作用工况号8 刚性支吊架作用工况号9 刚性支吊架作用工况号10

该记录与10号记录中的节点类型项配合使用,300<ITY≤377详细说明见10号记录说明。

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录;

(例如:40,5,0,0,0,0,0表示管系中的300<ITY≤377的支吊架只在5工况起作用。建议将该记录置于题头记录之后其它记录之前)。

刚性支吊架刚度记录(41) GE,CNGE,C记录格式: N记录项目 NC EG 缺省 备注

缺省单位

记录对象41

支吊架刚度的方次,2≤EG≤90

EG=20 表示刚性支吊架的刚度1020

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录。

EG的数值越大支吊架刚度越大。一般情况下无须使用此记录

刚性件刚度系数记录(42) GE,CNGE,C记录格式: N记录项目 NC EG 缺省 备注

缺省单位 EG=50

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录。

EG的数值越大刚性件刚度越大。一般情况下无须使用此记录

记录对象42

刚性件刚度为直管刚度的倍数,2≤EG≤200

蒸汽管道结构荷载记录(43) IIWS,CNWS,C记录格式: N记录项目 NC ISW

缺省单位

记录对象43

ISW=0管道计算结构荷载时不额外计入水重

ISW=1管道计算结构荷载时额外计入水重(蒸汽管道做水压试验)

缺省 备注

ISW=0

ISW=0 一般为水管、不做水压试验的蒸汽管道 ISW=1一般为做水压试验蒸汽管道

辅助输出文件记录(44) EMNF,CNEMNF,C记录格式: N记录项目 NC FNME 缺省 备注

缺省单位

记录对象44

辅助输出文件名称

无辅助输出文件生成

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录

辅助输出文件的内容及格式见附录,一般情况下无须辅助输出文件

应力输出控制记录(45) IISS,CNSS,C记录格式: N记录项目 NC ISS

缺省单位

记录对象45

ISS=0 输出最大应力 ISS=1 输出所有应力

缺省 备注

ISS=0

该记录在一个数据文件中是唯一声明记录 一般情况下无须使用此记录

截面特性记录(60,61) ,, ,,WG,SDOCNWG,SDOC记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象NC=60弯单元截面特性记录。 NC=61直单元截面特性记录

OD S GW 缺省 备注

mm mm kg/m 无

该记录影响到其后管道截面特性。 注意60,61应该成对同时使用,比如: 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 。。。。。。

在每个数据文件题头记录之后,管道结构走向几何尺寸数据之前,必须有关于管道截面特性的记录,才能保证应力分析结果的正确性。

管道外径 管道壁厚 单位长管重

弯管附加记录(62)

记录格式: 记录项目 NC r Sn b θ 缺省 备注

θ,b,nS,r,CNθ,b,nS,r,CN缺省单位 mm mm mm 度

填此记录但b=0,θ= 0,则表示管道直接对接

如果应用此种弯头弯单元0记录中的弯单元种类,应为焊制弯管,即3 一般在实际工程中,很少应用这种焊接弯管,推荐采用热压弯头,或弯制弯管 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 62,381,28,200,22.5 0,1,1,0.381,90,3 。。。。。。

如果需要取消焊制弯管对后面热压弯头或者中频弯制弯管的影响,可以将弯单元记录的类型标记改为1,或者2 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 0,1,1,0.381,90,1 。。。。。。

60,273,28,305 61,273,32,315 0,1,1,1.37,90,2 。。。。。。

记录对象62

管道平均半径r=(OD-Sn)/2 管道公称壁厚

焊接弯管斜接段在中心线的长度b=2R*tg(θ) 焊接弯管斜接轴线夹角的半角

材料特性记录(70,77,79)

2E,1E,α,2σ,1σ,CN2E,1E,α,2σ,1σ,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象70,77,79

NC——70设计工况材料特性记录。

σ1

kgf/mm MPa

2

σ1=[σ]钢材在20℃时的许用应力 σ2=[σ]t钢材在设计温度下的许用应力 α=αt钢材在设计温度下的线胀系数 E1=E0钢材20℃时的弹性模量

σ2

kgf/mm MPa

2

E2=ET钢材在设计温度下的弹性模量

NC——77超温超压工况(7,8)材料特性记录。 σ1=[σ]0钢材在20℃时的许用应力

α

-4

10cm/m℃ -6

10/℃

σ2=[σ]C钢材在超温时的许用应力 α=αt钢材在超温时的线胀系数 E1=E0钢材在20℃时的弹性模量 E2=Ec钢材在超温时的弹性模量

E1

10kg/cm kN/mm2

62

NC——79水压试验工况(9,10)材料特性记录。 σ1=[σ]钢材在20℃时的屈服极限 σ1=[σ]钢材在试验温度下的屈服极限

E2

10kg/cm kN/mm2

62

α=αt钢材在试验温度下的线胀系数 E1=E0钢材在20℃时的弹性模量 E2=Es钢材在试验温度下的弹性模量

缺省 1,2,3,4,5,6工况取用NC=70记录的材料特性。 7,8工况取用NC=77记录的材料特性; 9,10工况取用NC=79记录的材料特性。 计算自动取0.9[σ]s为水压试验工况的许用应力

备注 本记录影响其后的管子的材料特性。

当GLIF管道材质库中,或者用户自定义管道材质库中,没有所需管道材质时,用户可直接给定设计工况、或者超温朝压、或者水压试验工况下的管道材质特性。

对于材料库中已有的管道材质,或者用户自定义的管道材质,用户可以直接通过71记录声明材质,同时根据用户需要引用90,97,99记录即可,而不再需要用户引用70,77,79记录,因为软件自身能够通过71,90,97,99记录自动查取相应的材质特性。

当验算超温超压情况下的应力时使用77记录

(一般超压影响比较大、超温影响比较小而超压对应力的影响又比较好估算,所以一般情况下不须验算超温超压情况下的应力)。

当验算水压试验情况下的应力时使用79记录

(0.9[σ]s表示只要管道在水压试验时管道不发生屈服即为合格,所以一般情况下不须验算水压试验情况下的应力)

材料名称记录(71) TAM,CNTAM,C记录格式: N记录项目 NC MAT

缺省单位

记录对象71

材料名或者材料文件名(当软件内部材料中没有时,到用户所给的材料文件查找相应的材料特性数据)

缺省 备注

无辅助输出文件生成

用本记录查找特性后,每遇90,97,99记录都要进行查找;

对于10CRMO910和ST45.8等德国管材每遇60,61记录还要重新查找。

程序中已装入一些常用材料特性,并可用其名称查找。

如10,20,12CR1MOV,A3,16MNG,ST45.8,10CRMO910,A106B,A335P11,A335P22。 注意:在填写数据时,一定注意材料名必须为大写字母,包括用户所给材料文件名。

如果使用的不是这些管材,用户可建材料文件,此时MAT=材料文件名,材料文件的建立方法见第五章,其定义格式必须严格按照GLIF的标准定义格式

对于材料库中已有的管道材质,或者用户自定义的管道材质,用户可以直接通过71记录声明材质,同时根据用户需要引用90,97,99记录即可,而不再需要用户引用70,77,79记录,因为软件自身能够通过71,90,97,99记录自动查取相应的材质特性。

如果用户直接给定的材质特性,比如70,77,79记录,就不需要71再次声明,但是90,97,99记录是必要的

介质特性记录(90,97,99) P,2T,1T,CNP,2T,1T,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象90,97,99

NC——90设计工况介质特性记录(1,2,3,4,5,6)。 T1=T0环境温度℃(一般取20℃)。

T1

T2=TJ设计温度℃。

。 P=PJ设计压力(kgf/cm,MPa)

NC——97超温超压工况介质特性记录(7,8)。

T2

T1=TJ设计温度,℃。 T2=TC超温时的温度℃。

。 P=Pc超温时的压力(kgf/cm,MPa)

NC——99水压试验工况介质特性记录(9,10)。

P

kg/cm MPa

2

2

2

T1=T0环境温度℃(一般取20℃) T2=Ts水压试验温度℃。

P=Ps水压试验的压力(kg/cm2,MPa)。

缺省 无NC=97记录则无7,8工况。 无NC=99记录则无9,10工况

备注 该记录影响到其后的管道介质特性。

当使用材料名称记录(71记录)时,程序在读取该记录时自动查取材料特性

建议:对于管道材质特性记录和管道内介质特性记录,应该遵守从小记录到大记录,先材质记录后介质特性记录的顺序规则。比如: 举例1 ……

71,12Cr1MoVG 90,20,450,9.81 97,450,455,10 99,20,30,15 ……

举例2 ……

70, 203,203,13.32,211,193.29 77, 。。。。。。 79, 。。。。。。 90,20,450,9.81 97,450,455,10 99,20,50,15 ……

在每个数据文件题头记录之后,管道结构走向几何尺寸数据之前,必须有至少一条管道材质特性记录,一条介质特性记录,才能保证应力分析结果的正确性。

水平荷截(地震、风)方向记录(81) ZS,YS,XS,CNZS,YS,XS,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象81

在结构坐标系上的各方向系数

SX,SY,SZ 缺省 备注

该记录影响到其后的水平荷载方向,一般一个数据文件出现一次 无地震、风荷载时无须使用此记录

地震系数记录(82) BK,CNBK,C记录格式: N记录项目 NC KB 缺省 备注

缺省单位

记录对象82

地震影响系数

无此记录则无地震工况(6工况)

KB是将地震系数K和结构影响系数B综合考虑的系数,一般一个数据文件出现一次 1979年我国《工业设备抗震鉴定材料》规定地震系数K值如下表: K=0.1-0.4,对于高空悬吊式或管系结构,结构影响系数B=1.5-2.0。 一般可取KB=0.25-0.3;

详见《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》(SDGJ6-2000)

风荷载受风截面记录(83) SF,HF,CNSF,HF,C记录格式: N记录项目 NC FH FS 缺省 备注

缺省单位 mm 无

该记录影响到以后的管道的受风面,此记录根据管道外径变化情况,可出现多次

记录对象83

管子迎风直径

风荷载体形系数FS=0.5-0.7

风压记录(84) W,CNW,C记录格式: N记录项目 NC W

缺省单位 kgf/m2 KN/m

缺省 备注

无此记录则无风荷载工况(6工况)

本记录影响到以后管道的风压,此记录根据实际情况,可出现多次

当管道进入厂房内时,风压记录可以修改为0,即认为厂房内的管道没有风载;当管道从厂房内出来时,风压记录可以修改为正确的值,即此时认为管道受到风载作用

2

记录对象84 基本风压

风荷载标高系数记录(85) CERN,CNCERN,C记录格式: N

SWH,HSWH,HSWH,H 。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。

)SWH,CER有共()SWH,H个CERN有共()SWH,H个HC个ERN有N共(

记录项目 NC NREC H HWS 缺省 备注

根据应力规范,地震优先于风载,也就是说,风载和地震不会同时出现。

当考虑风载时,就认为不需要考虑地震;同样当考虑地震时,就认为风载的作用可以不考虑。 比如: 地震 。。。。。。 81,1,0,0 82,0.3 。。。。。。

风载 。。。。。。 81,1,0,0 83,828,0 84,0.4225 85,7 50,1.67 40,1.56 30,1.42 20,1.25 15,1.14 10,1 5,0.8 。。。。。。

在每个数据文件题头记录之后,管道结构走向几何尺寸数据之前,如果考虑地震或者风载,应该有上面的记录,才能保证应力分析结果的正确性。另外,

对于管道受风截面记录(83),可以根据管道外径的变化,随时修改管道受风截面记录;

对于风压记录(84),可以根据管道是否在厂房内或者厂房外的情况,随时进行风压记录的修改。

缺省单位 m

H=0,HWS=1

具体定义,请参考《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》DL/T5095-1999

记录对象85

标高系数记录个数 标高

风压标高变化系数

给定原点坐标记录(100) ZZ,YY,XX,CNZZ,YY,XX,C记录格式: N记录项目 NC

缺省单位

记录对象100 原点坐标

XX,YY,ZZ m 缺省 备注

XX=0,YY=0,ZZ=0

记录输入格式缺省为第一个起始节点,用户可以根据需要定义自己的原点坐标 此记录在一个数据文件中,是唯一的

附加荷载点记录(210)

IIIIZM,YM,XM,ZF,YF,XF,K,N,CNZM,YM,XM,ZF,YF,XF,K,N,C记录格式: N记录项目 NC IN IK

缺省单位

记录对象210 节点号 工况号

附加荷载的力分量

FX,FY,FZ Kgf

N

MX,MY,MZ kgf.m

N.m

缺省 备注

附加荷载的力矩分量

该记录一般应在5工况及5工况以后的工况使用

偶然荷载点记录(215)

IIZM,YM,XM,ZF,YF,XF,N,CNZM,YM,XM,ZF,YF,XF,N,C记录格式: N记录项目 NC IN

缺省单位

记录对象215 节点号

偶然荷载的力分量

FX,FY,FZ kgf

N

MX,MY,MZ Kgf.m

N.m

缺省 备注

给定位移点记录(220) 记录格式: 记录项目 NC IN IK

偶然荷载的力矩分量

无此记录则无5工况

该记录只在5工况起作用,偶然荷载点节点类型应为100

IIIIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,K,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,K,N,CN缺省单位

记录对象220 节点号 工况号

给定的三个线位移分量 给定的三个角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省 备注

该记录用以描述在选定工况下位移量为已知的刚性约束的支吊架。 一般情况下无须使用此记录

管道端点热位移记录(230) 记录格式: 记录项目 NC IN

IIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CN缺省单位

记录对象230 节点号

工作时管道端点的三个线位移分量 工作时管道端点的三个角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省 备注

该记录用以描述管道与设备连接处由冷态到热态变化时设备对管道的强制位移。 对应的节点在节点说明记录(10记录)中用ITY=100描述 当管道端点为自由端点时,不能用230记录声明

管道端点地震位移记录(236) 记录格式: 记录项目 NC IN

IIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CN缺省单位

记录对象236 节点号

地震工况(6工况)管道端点的三个线位移分量 地震工况(6工况)管道端点的三个角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省

236记录只在6工况起作用,无地震不填写此记录; 如果230记录中考虑了地震情况,则可不填写236记录

备注 该记录用以描述管与设备连接处地震工况(6工况)设备对管道的强制位移。 对应的节点在节点说明记录(10记录)中用ITY=100描述 当管道端点为自由端点时,不能用236记录声明

管道端点超温位移记录(237) 记录格式: 记录项目 NC IN

IIZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CNZθ,Yθ,Xθ,Z△,Y△,X△,N,CN缺省单位

记录对象237 节点号

超温工况(8工况)管道端点的三个超温附加线位移分量 超温工况(8工况)管道端点的三个超温附加角位移分量

△X,△Y,△Z mm θX,θY,θZ rad 缺省 备注

237记录只在8工况起作用,无超温不填写此记录

该记录用以描述管与设备连接处超温工况(8工况)设备对管道的强制位移; 对应的节点在节点说明记录(10记录)中用ITY=100描述 当管道端点为自由端点时,不能用237记录声明

记录格式:

记录项目

NC

IN IIZ△,Y△,X△,N,CNZ△,Y△,X△,N,CN缺省单位 记录对象240 节点号

冷紧对口点的三个方向冷紧值 △X,△Y,△Z mm

缺省 当管系中有241记录时,则该记录仅起口前口后位移计算作用,不起下料作用。

当管系中无241记录时,则该记录既起口前口后位移计算作用,又起下料作用

备注 冷紧值的方向按总体坐标系填写。 设冷紧口末端固定,冷紧使冷紧口始端发生位移,紧口始端位移的方向即为冷紧值的方向。

其方向与总体坐标系坐标轴的方向相同为正,相反为负。

冷紧口不能设在管系紧邻起始点的单元

冷紧对口点记录(241)

记录格式:

记录项目

NC

IN

△L

缺省 IIL△,N,CNL△,N,CN缺省单位 mm 记录对象241 节点号 冷紧下料冷紧值 当管系中无此记录时,则240记录既起口前口后位移计算作用,又起下料作用。

当管系中有此记录时,则240记录仅起口前口后位移计算作用,不起下料作用

备注 该记录中的冷紧值的方向与总体坐标系坐标轴的方向相无关;

缩短下料为负,增长下料为正。 冷紧口不能设在管系紧邻起始点的单元

坐标校核点记录(250)

记录格式:

记录项目

NC

IN IIZ△,Y△,X△,N,CNZ△,Y△,X△,N,CN缺省单位 记录对象250 节点号

校核点的坐标,相对于给定原点(100记录)的绝对坐标 △X,△Y,△Z m

缺省

备注 该记录可用以校核管系中任意点的坐标

记录格式:

记录项目

NC

IN

FZ IIZF,N,CNZF,N,CN缺省单位 Kgf

N

缺省 备注 该记录与10记录中的ITY=91、ITY=92节点类型配合使用,使得选定的弹簧支吊架点在工

作状态下承担分配荷载而承担该记录给定的荷载。

该记录与10记录中的ITY=99节点类型配合使用,使得选定的恒力弹簧支吊架点在工作状

态不承担分配荷载而承担该记录给定的荷载

点的附加输出记录(290)

记录格式:

记录项目

NC

IN

缺省 备注 IIN,CNN,CN缺省单位 在输出文件中附加输出该点在每一工况下的位移和内力等。

一般情况下无须使用此记录

点的附加输出记录总数不超过10个

给定应力增强系数记录(300)

记录格式:

记录项目

NC

IN

i

缺省

备注

iiII,N,CN,N,CN缺省单位 该记录可用以给定三通点或管系中任一点的应力增强系数 记录对象300 节点号 应力增强系数 记录对象290 节点号 记录对象260 节点号 给定弹簧工作状态下垂直方向荷载值

三通点记录(310,320,330,340)

记录格式:

记录项目

NC IIbnS,bmr,nS,r,N,CNbnS,bmr,nS,r,N,CN缺省单位 记录对象NC=310无加强三通。

NC=320锻制三通。

NC=330 单筋加强三通。

NC=340 蝶式加强三通。

IN

r

Sn

rmb

Snb

缺省

备注

mm mm mm mm 节点号 主管平均半径r=(OD-Sn)/2 主管公称壁厚 支管平均半径rmb=(od-sn)/2 支管公称壁厚

三通点记录(350)

记录格式:

记录项目

NC

IN

r

Sn

rmb

Snb

R

缺省

备注 ,, ,, ,, ,,IIRbnSbmrnSr,N,CNRbnSbmrnSr,N,CN缺省单位 mm mm mm mm mm 记录对象NC=350热挤压三通 节点号 主管平均半径r=(OD-Sn)/2 主管公称壁厚 支管平均半径rmb=(od-sn)/2 支管公称壁厚 热挤压三通过渡区外半径

记录格式:

记录项目

NC ,, ,, ,, ,,IIrSbnSbmrnSr,N,CNrSbnSbmrnSr,N,CN缺省单位 记录对象NC=360 鞍板加强焊接三通

NC=370 披肩加强焊接三通

IN

r

Sn

rmb

Snb

Sr

缺省

备注

mm mm mm mm mm 节点号 管子平均半径r=(OD-Sn)/2 管子公称壁厚 支管平均半径rmb=(od-sn)/2 支管公称壁厚 鞍板或披肩加强元件的厚度Sr=Thickness

记录格式:

记录项目

NC

IN

r

Sn

rmb

Snb

rp

缺省

备注 ,, ,, ,, ,,IIprbnSbmrhnShmr,N,CNprbnSbmrhnShmr,N,CN缺省单位 mm mm mm mm mm 记录对象NC=390 节点号 主管平均半径r=(OD-Sn)/2 主管公称壁厚 支管平均半径r=(od-sn)/2 支管公称壁厚 管接座加强段的外半径

对于管系中的三通或接管座,必须填写三通或接管座记录(300,310,320,330,340,350,360,370,380,390),而且只能是其中之一。同时还应该为了精确计算,配合使用2,3记录。

输入文件结束标识

10,1,1,1

10,1,1,1

连续两个10记录表示输入文件结束。

输出文件说明

4.1 PIPE DATA 管道数据表

在此标题下输出的是用户填写的原始数据。单元中括号内不是用户输入的而是程序整理的单元始、末端节点编号,其中大于10000的编号为程序对节点进行的编号小于10000的编辑为用户编号。

括号里的编号与TATOL MAX STRESS TABLE最大应力表中的编号对应。根据最大应力表中单元始、末端节点编号可在本表中的括号内查到对应单元。

4.2 PIPE PARAMETERS 管道参数表 NO

OD

WT

TJ

TO

PJ SIGMAO [σ]20

SIGMAT [σ] t

EO

ET ALPHA

WG

4.3 REACTION OF PIPING ON ANCHORS CASE NO:1 管端推力表

一工况的管端推力表中的推力为分配荷载的自重推力。此推力不用作推力是否合格的判据,只用以与其他工况的推力对比以进行分析。

POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz, X, Y, Z

MX,My, MZ, X, Y, Z

4.4 REACTION OF PIPING ON ANCHORS(WOKK-INITIAL)CASE No:2 初热推力表

二工况的管端推力表中的推力为初热推力,此推力用作推力是否合格的判据。

POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz,X, Y, Z

MX, My, Mz, X, Y, Z

端点编号 端点类型 方向的力 方向的力矩 端点编号 端点类型(也是端点编号) 方向的力 方向的力矩 管道编号(该管道编号与最大应力表中的管道编号No——对应) 外径(mm) 壁厚(mm) 设计温度(℃) 环境温度(℃) 设计压力(MPa) 20℃的基本许用应力 设计温度下的基本许用应力 20℃的弹性模量 设计温度下的弹性模量 线膨胀系数 管重(kg/m)

三工况的管端推力表中的推力为松冷推力,此推力用作推力是否合格的判据。 START END

CR-SCALE

POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz

MX, My, Mz, X, Y, Z

4.6 CW-DISPLACEMENT(cold/work status)支吊架节点位移、弹簧类型表

POINT(NUMBER)

TYPE(KIND)

P

S

N-SP

P-SP

Dcx、Dcy、Dcz

Dwx、Dwy,Dwz

SP-Set

SP-Press

4.7 STRUCTURE LOAD OF RESTRAINTS 支吊架节点荷载表

POINT

TYPE

IC-LOAD

IN-LOAD WK-LOAD

CR-LOAD/SCALE

WT-LOAD

ST-LOAD 节点编号 节点类型 分配荷载(1工况) 安装荷载 工作荷载 松冷荷载/结构荷载系数 水荷载 结构荷载 节点编号 节点类型 弹簧并联数 弹簧串联数 弹簧号 弹簧总预压缩值 冷位移 热位移 弹簧组合 弹簧压缩值 是选取松驰系数的单元始、末端节点号 松驰系数 端点编号 端点类型(也是端点编号) X,Y,Z方向的力 方向的力矩

固定支架、限位支架的荷载输出六个力和力矩的分量(由来Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz区分),此类支架在S-SCALE(荷载系数/松冷荷载)栏目下输出的是松冷荷载;其结构荷载没有考虑磨擦力之类的附加力。

4.8 COLD SPRING JOINT 冷紧对口点表

POINT

TYPE

DFx,DFy, DFz

DBx, DBy, DBz 节点编号 节点类型 冷紧口前位移值 冷紧口后位移值

四工况的管端推力表中的推力为初冷推力,此推力用作推力是否合格的判据。 POINT

TYPE

Fx, Fy, Fz

MX, My, MZ

4.10 TATOL MAX STRESS TABLE 最大应力表 1

3

5

6

7

8

9

No

CASE

START

END 工况列出的是一次应力表 工况列出的最二次应力表 工况列出的是偶然荷载下的应力表 工况列出的是地震/风荷载下的应力表 工况列出的是超压下的应力表 工况列出的是超温下的应力表 工况列出的是水压试验荷载下的应力表 管道编号(该管道编号与管道参数表中的管道编号No—对应) 工况号 单元始节点编号 单元末节点编号

单元始、末端节点编号程序自动按照大于10000的为程序对节点进行的编号

用户可根据单元始、末端节点编号在PIPE DATA管道数据表中查到括号内对应单元始、末端节点编号,从而确定验算的单元

IJ 单元分段验算内点

IJ单元分段验算内点号是由题头记录中的NPS(直管验算应力内点数)和NPB(弯管验算应力内点数)决定的,

例如NPS=5,IJ=0为直单元始端,IJ=5为直单元末端

例如NPB=6,IJ=0为弯单元始端,IJ=6为弯单元末端

i

f/k

STRESS-C

STRESS-A

-ok-

*****

应力增强系数 应力范围减小系数/许用应力系数 计算应力 许用应力 表示应力验算合格 表示应力验算不合格 端点编号 端点类型 X,Y,Z方向的力 X,Y,Z方向的力矩

4.11 DISPLACEMENT OF RESTRAINTS CASE No:5 支吊架节点位移表 5工况列出的是偶然荷载下的支吊架节点位移表。 POINT

TYPE

Dx、Dy,Dz,X,Y,Z

Sx、Sy,Sz,X,Y,Z

4.12 LOAD OF RESTRAINTS CASE No:5 支吊架节点荷载表 5工况列出的是偶然荷载下的支吊架节点荷载表。 POINT

TYPE

Fx,Fy,Fz,X,Y,Z

Mx,My,Mz,X,Y,Z

4.13 REACTION OF PIPING ON ANCHORS CASE No:5 管端推力表 5工况列出的是偶然荷载下的管端推力表。 POINT

TYPE

Fx,Fy,Fz,X,Y,Z

Mx,My,Mz,X,Y,Z

4.14 DISPLACEMENT OF RESTRAINTS CASE No:6 支吊架节点位移表 6工况列出的是地震/风荷载下的支吊架节点位移表。 POINT

TYPE

Dx,Dy,Dz,X,Y,Z

Sx、Sy,Sz,X,Y,Z

4.15 LOAD OF RESTRAINTS CASE No:6 支吊架节点荷载表 6工况列出的是地震/风荷载下的支吊架节点荷载表。 POINT

TYPE

Fx,Fy,Fz,X,Y,Z

Mx,My,Mz,X,Y,Z

节点编号 节点类型 方向的力 方向的力矩 节点编号 节点类型 方向的线位移 方向的角位移 节点编号 节点类型 方向的力 方向的力矩 节点编号 节点类型 方向的力 方向的力矩 节点编号 节点类型 方向的线位移 方向的角位移


相关文章

  • 华东电力设计院汽水管道支吊架设计手册
  • 华东电力设计院汽水管道支吊架手册 使用说明 总则 支吊架的整体结构通常是由"管部"."连接件"和"根部"三个部分所组成,管部.连接件和根部的结构型式均以标号方式表达其名称.结构型式 ...查看


  • 供热直埋管道的应用
  • 聚氨酯直埋保温管的应用 周 蓉 (长岭炼油化工有限责任公司石化设计院) 摘 要 通过对长岭花园生活小区集中空调系统管网采用聚氨酯直埋保温管与砖砌地沟岩棉保温管的施工工艺.寿命周期费用的比较,确定了采用聚氨酯直埋保温管是最佳敷设方式,并对该种 ...查看


  • Ochwsg注册公用设备工程师考试(动力)参考书
  • 生命中,不断地有人离开或进入.于是,看见的,看不见的:记住的,遗忘了.生命中,不断地有得到和失落.于是,看不见的,看见了:遗忘的,记住了.然而,看不见的,是不是就等于不存在?记住的,是不是永远不会消失? 注册公用设备工程师(动力) 执业资格 ...查看


  • 天然气输送管道选材分析
  • 44 石 油 规 划 设 计 2007 年 7 月 刘银春* 刘 王登海 常志波 西安长庆科技工程有限责任公司 徐海翔 四川天驰建设工程有限责任公司 刘 银 春 等 . 天 然 气 输 送 管 道 选 材 分 析 . 石 油 规 划 设 计 ...查看


  • 液压千斤顶系统设计
  • 毕 业 设 计 题 系 专 班 姓 学 指导 日 目 液压千斤顶系统设计 别 机电系 业 机电一体化技术 级 机电0505 名 号 教师 期 2007年12月 设计任务书 设计题目: 液压千斤顶系统设计 设计要求: 1.分析研究液压千斤顶结 ...查看


  • 管道的固定支架设计计算
  • 空调.热力或采暖管道的设计安装必须重视热胀冷缩的问题,为使管道保持稳定和安全,减少管道热胀冷缩时产生的应力,管道的伸缩量应考虑补偿,工程中常采用自然补偿或补偿器.当采用补偿器补偿管道的冷热伸缩量时,管道必须设置固定支架.导向支架及滑动支架等 ...查看


  • 撬装底盘设计(槽钢)
  • 压缩机撬装底盘设计 1 金属结构概述 金属结构,是由轧制型钢和钢板作为基本元件,按照一定的结构组成规则用栓接.铆接.焊接的方法连接起来用于承受载荷的结构物. 在压缩机成套设备开发实践中,金属结构部件主要有容器.管道及支撑.气缸支撑.撬装底盘 ...查看


  • 压力管道技术-1
  • 第一章 绪 论 1996年劳动部以"劳部发[1996]140号"文发出"关于颁发<压力管道安全管理与监察规定>(以下简称<监察规定>)的通知",标志着我国压力管道的管理进入了法 ...查看


  • 热力管道无补偿直埋敷设的可行性[优质文档]
  • 热力管道无补偿直埋敷设的可行性 2008-07-25 10:06 来源: 1 引言 集中供热系统的供热管网是由将热媒从热源输送和分配到各热用户的管线所组成.在供热管线敷设的多种形式中,无沟直埋敷设因其不影响市容和交通,而又便于施工和节省投资 ...查看


热门内容