管道应力分析与管道设计技术技术手.pdf

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1、GLIF 管道应力分析 与管道设计技术 技术手册 黄增宏 2004 年 5 月东北电力设计院出版发行资料中国长春1 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

2、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

3、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

4、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。2 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

5、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

6、.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 计算工况数 10 2 弹性支吊架给定荷载点数 400 3 单元数 1000 4 三通数 50 5 已知位移端点数 50 6 冷紧点

7、数 50 7 校核座标点数 50 8 外部荷载点数 50 9 给定位移点数 50 10 给定荷载弹性约束点数 50 3 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 假定条件 说明 1 完全弹性 认为管系完全 由弹性材料组成，服从虎克定律 2 连续性 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 3 均匀性 认为整个材料 具有相同的弹性性质 4 各向同性 认为材料内任一点的弹性性质，在各方向都是相同的 5 小变形 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术语名词定义 1.6.1 一般定义序号 定义

8、名称 定义说明 1 力广义力（力向量，力矩向量）2 位移广义位移（线位移，角位移）3 数据项由连续的字母数字组成 4 记录由一行若干个数据项组成 5 文件是若干个记录的集合 1.6.2 荷载定义序号 定义名称 定义说明 1 持续荷载 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 2 临时荷载 水压试验时的水量荷载 3 偶然荷载 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 4 集中荷载 集中在管系某一处较大荷载 5 均布荷载 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 6 波动荷载 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

9、等 4 1.6.3 结构定义序号 定义名称 定义说明 1 单元 独立填写结构尺寸的元件（直元件、弯元件、阀门元件等）2 端点 管系内只与一个单元相接的点3 固定点 管系中由中间固定装置限制六个方向自由度的点4 节点 单元与单元的交接点5 连接点 三个或三个以上元件的相交点6 约束点 管系中装有约束装置的节点7 管段 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8 分支 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9 管系 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1.6

10、.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

11、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。5 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G

12、LIF 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

13、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

14、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

15、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。6 2.工况说明GLIF 按固定的十个工况进行

16、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

17、 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

18、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。7 不计自重，计入偶然荷载作

19、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

20、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

21、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。8 工 况 计 算 参 数 表 表 2.1 弹性模量 应力 压力 温差 位移 冷紧值 重力荷载 弹簧 荷载 工况 序号 E P T D L GW TH F/M 1 Et t Pj N/A N

22、/A N/A GW G 自重荷载2 Et N/A N/A Tj-To D 2/3LN/AN/A工作荷载 3 Eo t，20 N/ATo-Tj-D N/AN/ATH 松冷荷载 4 Eo N/AN/A N/A N/A L N/ATHL 安装荷载/结构荷载 5 Et KtN/AN/AN/AN/AN/ATH 排汽等 6 Et KtN/A N/A Dd N/A N/A TH 风载、地震7 Ec CtPc N/A N/A N/A GW G 超压 8 Ec CtN/A Tc-Tj Dc N/A N/A TH 超温 9 Es stPs N/A N/A N/A GWs G 水压试验 10 Es N/AN/A T

23、s-To N/A L N/A N/A 水压试验 工 况 计 算 成 果 表 表 2.2 工况 应 力 位 移 约束点的荷载 设备端口推力 1 一次应力 N/A分配荷载 自重推力 2 N/AN/A工作荷载 初热推力 3 二次应力 热位移 松冷荷载 松冷推力 4 N/A冷位移 安装荷载 初冷推力 5 5+1 偶然荷载应力 +一次应力 5+3 偶然荷载位移 +热位移 5+2 偶然荷载 +工作荷载 5+2 偶然荷载推力 +初热推力 6 6+1 地震风荷载应力 +一次应力 6+3 地震风荷载位移 +热位移6+2 地震风荷载 +工作荷载 6+2 地震风荷载推力 +初热推力 7 7 超温超压一次应力 N/A

24、N/AN/A8 8+3+7 超温超压二次应力 +二次应力+超温超压一次应力 8+3 超温超压位移 +热位移 8+2 超温超压荷载 +工作荷载 8+2 超温超压推力 +初热推力 9 9 水压试验应力一次应力 N/A9 水压试验分配荷载9 水压试验自重推力10 N/A10 水压试验位移 10+9 水压试验分配荷载 +冷紧作用荷载10+9 水压试验自重推力 +冷紧作用推力9 应 力 验 算 条 件 表 表 2.3 工况 应 力 验 算 条 件 1 tL0.1WMiDDDPAioijL+-=75.02222 不进行应力验算 3)2.1(20tELff+WMicE=4 不进行应力验算 5)(75.0tB

25、LKWMi+6)(75.0tBLKWMi+)(275.0tBLKWMi+7 tL0.1WMiDDDPAioicL+-=75.02228)(2.1(20tccELfWMif+9 tsAioisWMiDDDP9.075.0222+-10 不进行应力验算 表中符号：E 弹性模量 Et 设计温度下的弹性模量 Eo 20的弹性模量 Ec 超温下的弹性模量 Es 水压试验温度下的弹性模量 许用应力 t设计温度下的基本许用应力 2020的基本许用应力=0 不进行应力验算 Kt用系数 K修正的设计温度下的基本许用应力 ct超温下的基本许用应力 ts管材在水压试验时的屈服极限 10 P压力 Pj 设计压力 Pc

26、 超压压力 Ps 水压试验压力 P=0 不计压力 T温度 Tj 设计温度 To 20 Tc 超温温度 Ts 水压试验温度 T=0 不计温度变化 T 温度变化 Tj-To 由热到冷的全温度变化 To-Tj 由冷到热的全温度变化 Tc-Tj 由热到超温的温度变化 D 端点附加位移 D=0 无端点附加位移 D=D 有端点附加位移 Dd 地震端点附加位移 Dc 由热到超温的端点附加位移 L 冷紧 L=0 无冷紧 L=L 100%冷紧 L=2/3L 2/3 有效冷紧 GW 自重 GW=GW 有自重 GW=0 无自重 GW=GWs 自重加水重 TH弹簧刚度TH=G 弹簧刚度置为刚性 TH=0 弹簧刚度置为

27、0 TH=TH 弹簧刚度置为选择的弹簧刚度 TH=THL 弹簧的附加力 11 应力 L 由于内压，自重和其它持续外载所产生的轴向应力之和（MPa）E 热胀应力范围 （MPa）管径 D0管道外径（mm）Di管道内径（mm）力矩 MA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）MB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）MC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）弯矩 W 管道截面抗弯矩（mm3）系数 i 应力增加系数0.75i 1.0 K 许用应力系数 当任何 24h 连续运行时

28、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。f 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 N2500时，f=4.78N-0.23.用户定义数据格式输入数据有5 种记录：序号 记录 说明 备注 1 题头记录 文件的前四个记录行 唯一，管道分析计算条件设置 2 结构记录 NC10 多个，管道基本元件，直单元、弯单元、三通单元等3 辅助记录 40NC49 唯一，控制输出选项 4 特性记录 60NC200 节点约束条件 6 文件结束标识 10,1,1,1 结束标识 12 GLIF4

29、.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

30、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。13 题头记录 记录形式 IIIIIINNN，IIIOOO UUU，III CCC CCCIIITT THH H，KK KTT THH H，RR RTT THH HNN NRR RGG G，NN NPP PSS S，NN NPP PBB BFFF，RRR KKK 555，RRR KKK 666记录项目 推荐缺省值 记录对象 IIN 0 输入单位（IIN=1工程制，IIN=0

31、法定单位制）IOU 0 输出单位（IOU=1 工程制，IOU=0 法定单位制）ICC 3 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）ITH 3 弹簧种类（一般ITH=3 即支吊架手册弹簧）KTH 4 弹簧最大串联数（一般KTH=4）RTH 5 弹簧荷载变化系数（一般RTH=0.35或 RTH=0.25 RTH=0.1）NRG 2 应规种类（NRG=2即新应规 SDGJ6-2000）NPS 5 直管验算应力内点数（一般NPS=5）NPB 6 弯管验算应力内点数（一般NPB=6）f 1 应力范围的减小系数（RSC1.0）RK5 1.2 5 工况许用应力

32、系数（RK5=1.15 或 RK5=1.20）RK6 1.2 6 工况许用应力系数（RK6=1.15 或 RK6=1.20）备注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

33、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 6、RK5排汽反力工况（5工况）许用应力系数RK51.0 RK6地震、风工况（6 工况）许用应力系数RK61.0.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 1.2014 结构记录（NC10）共10 类，10 种 记录编号

34、记录对象 记录编号记录对象 12 管端焊点应力增强系数记录（12）0弯单元记录（0）10 节点编号记录（10）1 直单元记录（1）-1 弯单元记法记录（-1）2 直单元（异径三通支管、接管座）记录（2）3 直单元（三通主管）记录（3）4 刚性件记录（4）5 大小头记录（5）（同心大小头）6 给定单元刚度矩阵记录（6）辅助记录（40NC49）共6 类，6 种 记录编号 记录对象 记录编号 记录对象 40 给定支吊架作用工况记录（40）43 蒸汽管道结构荷载记录（43）41 刚性支吊架刚度记录（41）44 辅助输出文件记录（44）42刚性件刚度系数记录（42）45 应力输出控制记录（45）管道特性

35、及管道附加特性记录（60NC200）共16 类，20 种 记录编号 记录对象 记录编号 记录编号 210 附加荷载点记录（210）300 给定应力增强系数记录（300）215 偶然荷载点记录（215）310,三通点记录（310）无加强 220 给定位移点记录（220）320 三通点记录（320）锻制 230 管道端点热位移记录（230）330 三通点记录（330）单筋加强 236 管道端点地震位移记录（236）340 三通点记录（340）蝶式加强 237 管道端点超温位移记录（237）350 三通点记录（350）热压 240 冷紧对口点记录（240）360 三通点记录（370）鞍板加强 241

36、 冷紧对口点记录（241）370 三通点记录（370）披肩加强 250 坐标校核点记录（250）380 260 给定弹簧荷载记录（260）390 管接座点记录（390）290 点的附加输出记录（290）15 弯单元记法记录（-1）记录格式：NNN CCC,IIIWWW DDD记录项目记录对象NC-1 IWD 弯单元记法 缺省 IWD=2直单元长度包含弯单元弯曲半径 备注 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 16 弯单元记录（0）记录格式：NN NCC C，IIISSS

37、，IIIEEE，RRRRRR，AAAnnngggllleee，AAA记录项目缺省单位记录对象NC 0 IS 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 m 弯曲半径 Angle 度 弯曲角度 Angle=180-IA A 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 17 直单元记录（1）记录格式：NN NCC C，II ISS S，II IEE E，XX X，YY Y，ZZ Z记录项目缺省单位记录对象N

38、C 1 IS 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 m 单元分别在三个坐标轴上的投影长 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 18 直单元（异径三通支管、接管座）记录（2）记录格式：NNN CCC，IIISSS，IIIEEE，XXX，YYY，ZZZ，OOODDD，SS S，WWWGG G记录项目缺省单位记录对象NC 2 IS 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 m 单元分别在三个坐标轴上的投影长 OD mm 外径 S mm 壁厚 WG kg/m 单位长管重 备

39、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 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 19 直单元（三通主管）记录（3）记录格式：NN NCC C，IIISS S，IIIEE E，XX X，YY Y，ZZ Z，OO ODD D，SS S，WW WGG G记录项目缺省单位记录对象NC 3 IS 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 m 单元分别在三个坐标轴上的投影长 OD mm 外径 S mm 壁厚 WG kg/m 单位长管重 备注 当 IS=1 或 IE=1 时管端应力增强系数取

40、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。20 刚性件记录（4）记录格式：NN NCC C，IIISS S，IIIEE E，XX X，YY Y，ZZ Z，RR RLL LOO O，AA ALL LPP PHH HAA A记录项目缺省单位记录对象NC 4 IS 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 m 刚性件在三个坐标轴上的投影 RLO kg 刚性件重量 ALPHA 10-4cm/m 10-6/刚性件线胀系数 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

41、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）21 大小头记录（5）（同心大小头）记录格式：NNN CCC，IIISSS，IIIEEE，XXX，YYY，ZZZ，DDD 111，SSS111，RRR AAA 111，DDD 222，SSS 222，GGG WWW 555记录项目缺省单位记录对象NC 5 IS 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 m 分别在三个座标轴上的投影长 D1,D2 mm 始端外径,末端外径 S1,S2 mm

42、 始端壁厚,末端壁厚 GW5 kg 大小头重量（注意不是每米重）RA1度半锥角 RA1=Angle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。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 22 给定单元刚度矩阵记录（6）记录格式：NN NCC C，IIISS S，IIIEE E，XX X，YY Y，ZZ Z，GG GWW W66 6KKK 111111，KKK111 222，KKK 111 333，KKK 111 444，KKK 111555，KKK 111 666KKK 222111，KKK222 222，KKK

43、 222 333，KKK 222 444，KKK 222555，KKK 222666KK K33 311 1，KK K33 322 2，KK K33 333 3，KK K33 344 4，KK K33 355 5，KK K33 366 6KK K44 411 1，KK K44 422 2，KK K44 433 3，KK K44 444 4，KK K44 455 5，KK K44 466 6KKK 555111，KKK555 222，KKK 555 333，KKK 555 444，KKK 555555，KKK 555666KKK666111，KKK666222，KKK666333，KKK6664

44、44，KKK666555，KKK666666记录项目缺省单位记录对象NC 6 IS 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 m 该元件在三个坐标轴上的投影 GW6 kg 单元的重量（注意不是每米重）K 单元在各向的刚度 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。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。K1

45、3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、Nm/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、Nm/rad）23 节点编号记录（10）记录格式：NNN

46、 CCC，IIISSS NNN，IIIEEENNN，IIITTTYYY记录项目缺省单位记录对象NC 10 ISN 始端节点号 IEN 未端节点号 ITY 节点类型 备注 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 节点类型 备注 自由节点100不受任何约束，无须声明 接口端点100在 230 记录中说明冷紧口 100在 240/241 记录中说明固定点（固定支架）177所有线位移、角位移都受到约束 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 节点类型 备注 限位 110 只限制 X方向线位移

47、，一个方向 限位 120 只限制 Y方向线位移，一个方向 限位 130 只限制 Z 方向线位移，一个方向 限位 140 限制 XY方向线位移，两个方向限位 150 限制 XZ方向线位移，两个方向限位 160 限制 YZ方向线位移，两个方向限位 170 限制 XYZ方向线位移，三个方向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 节点类型 备注 限位 310 只限制 X方向线位移，一个方向 限位 320 只限制 Y方向线位移，一个方向 限位 330 只限制 Z 方向线位移，一个方向 限位 340 限制 XY方向线位移，两个方向限位 350 限制 XZ方向

48、线位移，两个方向限位 360 限制 YZ方向线位移，两个方向限位 370 限制 XYZ方向线位移，三个方向24 表 3.1 刚性支吊节点类型表 数位 百位 十位 个位 种类方向限制位移总体坐标系 单元坐标系在规定工况起限制作用线位移 角位移 自由节点 1 2 3 0 0 限制 X方向位移 1 2 3 1 1 限制 Y方向位移 1 2 3 2 2 限制 Z方向位移 1 2 3 3 3 限制 XY方向位移 1 2 3 4 4 限制 XZ方向位移 1 2 3 5 5 限制 YZ方向位移 1 2 3 6 6 限制 XYZ方向位移 1 2 3 7 7 刚性支吊架节点类型示例：节点限制说明（线位移）总体坐

49、标系 单元坐标系 特殊工况 或者 指定工况自由节点 10,1001,1005,100N/AN/A 限制 X方向位移 10,1001,1005,11010,1001,1005,21010,1001,1005,310限制 Y方向位移 10,1001,1005,12010,1001,1005,22010,1001,1005,320限制 Z方向位移 10,1001,1005,13010,1001,1005,23010,1001,1005,330限制 XY方向位移 10,1001,1005,14010,1001,1005,24010,1001,1005,340限制 XZ方向位移 10,1001,1005

50、,15010,1001,1005,25010,1001,1005,350限制 YZ方向位移 10,1001,1005,16010,1001,1005,26010,1001,1005,360限制 XYZ方向位移 10,1001,1005,17010,1001,1005,27010,1001,1005,370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