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《北京建筑大学》 2020年
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供热管道系统的受力分析及优化

孙守江  
【摘要】:改革开放后我国经济快速发展,随着集中供热事业的扩大,集中供暖越来越受到广大民众的欢迎,居民冬季用热为主的集中供暖面积在连年递增,已经成为主要一种供暖方式。集中供热作为城市公共服务功能中重要的一项工作,对人们的生产生活起着关键的作用,供热管道的受力分析和计算,为管道施工过程中提供技术支撑,保证了管道的安全,也为今后管道系统安全运行奠定了基础。因此,对供热管道系统的受力分析以及相关设计,就成为管道工程中必不可少的环节。本文主要是对供热管道系统的受力进行分析和并探讨,并提出一种设计方法,可用于管道支架、支座的计算与校核。通过对供热管网的自然补偿、方形补偿器以及球型补偿器等多种类型的补偿形式进行了分析、研究,通过对自然补偿L型补偿进行受力分析,并且通过工程案例验证了L形和Z形补偿器的短臂计算,方形补偿器和波纹补偿器的弹性力计算。通过计算及分析,对不同补偿器以及系统不同的补偿设计布局,进行了分析探讨。通过对管道荷载进行分类和计算及活动支架在强度和刚度下间距的比较,优化管道支架及基础设计,并对供热管网的管道支架进行分类和受力分析,利用MIDAS CIVIL软件对固定支架和活动支架应力分析进行数值模拟,分析比较得出两者在相同荷载作用下其位移和弯矩是不同的。通过对供热管道设计的优化,运用MATLAB GUI设计出两个图形用户界面,一个界面是管道补偿器的查询系统,通过在此系统中输入管径和补偿量等一些其他数据就可以得到L型补偿器短臂L1和单管方形补偿器L和H的长度及L型、Z型、方形补偿器的弹性力,另一个界面是管道支架选型系统,在此系统中输入横梁长度、基本风压、标志高度等一些其他参数就可以得到管道活动支架、活动支架基础、固定支架和固定支架基础的型号,可供管道工程设计人员参考。
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