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埋地塑料管结构计算
塑料管环刚度表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力：
EI
S?
D3
式中：S为环刚度（kN ）；
m2
E为材料弹性模量；D为管道直径(m)；
I为管壁单位长度截面惯性矩
根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》5.3.1及《给排水结构工程师设计手册》中刚度计算公式：埋地硬聚氯乙烯排水管在外压荷载作用下，管径竖向的直径变形率应小于管材的允许变形率（5%），直径变形率为：
?? ? 5%
?? ?100(%)，?? 0，K为安全系数，取1.5.，所以?? ?3.333%
D K K
0
管道在组合荷载下的直径变形量可按照下面公式计算：
KWr3
???D 1 0
LEL?0.061Er3
d
式中：??：管道在组合荷载作用下管径竖向的直径变形量；
D ：变形滞后系数，取1.2~1.5；
L
K ：基础垫层系数，当支承角2?=90°取0.1；
1
W：管顶沿纵向单位长度总压力；
0
r：管材的计算半径；
E：管材的弹性模量；
I：管壁截面上单位长度的惯性矩；
E：管侧土的综合变形模量（根据《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程
d
技术规程》附表F-1及F-2确定；
所以管径为DN500，环刚度为8的硬聚氯乙烯塑料管结构计算为：
KWr3
???D 1 0
LSD3
?0.061Er3
d
W ????(SD3?0.061Edr3)
?3.333%?500?(8?10?6?5003?0.061?0.006?2503)
0 DKr3
L 1
1.2?0.1?2503
?0.05971kNmm2?59.71kNm
由上可知，管径为DN500环刚度为8的塑料管沿纵向单位长度可承受的最大垂直线荷载为：59.71kNm，则可承受的竖向压力为：
P?59.71D?119.42kNm2。
石粉的密度为1450kg m3，重力密度为14.21kN m3单位长度上回填石粉高
度为h，则其产生的竖向土压力为：P???
s
P
H，所以管径为DN500环刚度为8
119.42
的塑料管，回填石粉的最大高度为H?
?
s
?
14.21
?8.4m
管道结构验算：
根据04S520《埋地塑料排水管施工》：
埋地塑料管在外压作用下，管壁截面的环向稳定性计算应符合下列要求：
F
cr,k ? KF s
vk
F
cr,k
----管道失稳的临界压力标准值（kN/m2）
F 管顶在各种竖向压力下的标准值（kN/m2）
vk
K ----管道的环向稳定抗力系数（不得低于2）
2?
2?8?6?1000
1?0.452
2S?E
2S?E
1??
d
2
p
cr,k
?4?
?1387.8kNm2
式中：S为HDPE管的环刚度（8），E
d
为管侧土的综合弹性模量（查表知
为6000），?
为HDPE的泊松比，取0.45。
p
管顶的竖向压力值，覆石粉5.0米，石粉的重力密度为14.21kN/m3所以：
F ?? ?H
vk 石粉 s
?14.21?5.0?71.05
F
cr,k
F
vk
?1387.8
71.05
?19.5＞2，因此，管道结构计算满足要求。
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