有些管道规范要求在持续应力(因重量、压力和其他恒定荷载产生的)中加入偶然荷载(如风或地震)产生的应力,再与许用值作比较。用户可在CAESAR II中采用下列荷载工况这种创建组合:
工况编号 |
|||
---|---|---|---|
1 |
W+P+H |
(SUS): |
持续应力 |
2 |
WIND |
(OCC): |
风荷载设置 |
3 |
U1 |
(OCC): |
地震均布 g 荷载设置 |
4 |
L1+L2 |
(OCC): |
风荷载规范应力 |
5 |
L1+L3 |
(OCC): |
地震荷载规范应力* |
* 应选用标量求和方法
如果必须在系统中模拟非线性效应,则荷载工况组合就不能这么直接。摩擦、单向约束及带间隙的双向约束均为非线性项,使得模拟变复杂。举例说明,在带导向的竖直管上施加风荷载。假设管道和导向架之间有 1 英寸的间隙。在正常操作状态下,管道向限位架移动 3/4 英寸,则使得管道一侧形成 1-3/4 的间隙,而另一侧形成 1/4 英寸的间隙。 而倘若只分析风荷载,则管道从导向架的中点向导向挡块仅能移动 1 英寸。而通常选用操作状态下的管系分析偶然荷载,由于一个方向的间隙已经变小,所以管子实际在一个方向的最大运动间隙为 1/4 英寸,而在相反方向的最大运动间隙为 1-3/4 英寸。因此系统模拟非线性效应以后,偶然挠曲(和应力)受管道运行位置的影响。
以下的 CAESAR II 荷载工况列表考虑了这一点。下面的荷载工况仅表示作用于一个方向的风荷载,即 +X。针对不同管系,最苛刻的荷载可能发生在 +/-X、+/-Z 的任意方向或 XZ 的倾斜方向。建立荷载工况的目的是确定操作状态下偶然荷载对管系的影响。从操作工况到风与操作叠加工况时,弯矩变化所产生的应力将叠加到持续工况应力中。
工况编号 |
|||
---|---|---|---|
1 |
W+T1+P1 |
(OPE): |
操作工况分析 |
2 |
W+P1 |
(SUS): |
持续应力 |
3 |
W+T1+P1+WIND1 |
(OPE): |
考虑风荷载的操作工况 |
4 |
L1-L2 |
(EXP): |
膨胀应力(代数求和) |
5 |
L3-L1 |
(OCC): |
风荷载净差值(代数求和) |
6 |
L2+L5 |
(OCC): |
风荷载规范应力(标量求和) |
工况 5 计算了单纯风荷载对操作状态下管系的影响。工况 6 将工况 5 的应力与工况 2 的持续应力进行叠加。