環剛度:管壁單位變形所需要的力。當管壁局部在外力作用下產生變形,這個變形是管在整體的環形組合抵抗作用下產生的變形,而非管局部獨立抵抗作用,所以計算管壁變形要采用環剛度。
環剛度是塑料埋地排水管抗外壓負載能力的綜合參數,單位為KN每平方米。
埋地鋪設塑料管有兩類,一類是內部有壓力的,習慣稱為‘壓力管道’,如輸送水或燃氣的管道;一類是內部是沒有壓力(或很低壓力)的,稱為‘無壓管道Non-pressure Pipe ’。
壓力管道的承受的負載有內部壓力和外部的壓力。通常內部壓力產生的應力是造成管材破壞的主要因素,破壞的形式是管壁內的拉應力造成的變形過大和破裂(塑料管通常是由蠕變造成)。設計時一般先按承受內壓負載進行設計計算,選擇材料和結構數據(如壁厚),然后再考慮外壓負載進行設計驗算,必要時修改結構數據。
無壓管道承受外壓負載(通常內壓負載忽略不計)。破壞的形式是外壓負載造成管材變形過大或壓屈失穩(Buckling)。設計時按照外壓負載進行設計計算,選擇材料和結構數據。本文討論的塑料埋地排水管是指無壓管道。
外壓負載比較復雜,主要包括土壤重量和地面產生的靜負載,以及運輸車輛經過時產生的動負載。塑料埋地排水管承受負載的機理也比較復雜,因為塑料管屬于柔性管(Flexible Pipe),在外壓負載下管材和周圍的土壤(回填材料)產生‘管土共同作用’。換句話說,是管材和周圍土壤(回填材料)共同來承受外壓負載。希望我的回答對你有所幫助
塑料管材鋼度是指管材經過圓整的環剛度的數值,表明管材環剛度要求的最小值。
為了保證塑料埋地排水管在外壓負載下安全工作,環剛度的選擇是設計中的關鍵之一。如果管材的環剛度太小,管材可能發生過大變形或出現壓屈失穩破壞。反之,如果環剛度選擇得太高,必然采用過大的截面慣性矩,將造成用材料太多,成本過高。環剛度選擇是一個很復雜的過程。因為塑料埋地排水管承受外壓負載的機理是‘管土共同作用’,是管材承受負載的能力(環剛度)和管道周圍土壤(回填材料)承受負載的能力兩方面結合決定的。所以環剛度的選擇不僅取決于外壓負載的情況還取決于鋪設后管道周圍土壤(回填材料)的情況(變形量公式中的數值Ed—管側土綜合彈性模量(kN/m),Ed又取決于回填材料的種類、壓實程度、槽側原狀土情況等)。