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附录C 地下直埋直线段管道在剪切波作用下的作用效应计算

1 计算模式及公式
地下直埋管道在剪切波作用下,如图C.1.1所示,在半个视波长范围内的管段,将随波的行进处于瞬时受拉、瞬时受压状态。半个视波长内管道沿管轴向的位移量标准值(△pl)可按下式计算,即
plt·△sl
此式的计算模式系将管道视作弹性地基内的线状结构。
ζt为剪切波作用下沿管轴向土体位移传递到管道上的传递系数,原规范对传遍系数的取值系根据我国1975年海城营口地震和1976年唐山地震中承插式铸铁管的震害数据统计获得,这次修改时考虑到原规范统计数据毕竟很有限,为此对传递系数ζt值改用计算模式的理论解,即(C.1.1-3)式。
对管道位移量的计算,并非管道上各点的位移绝对值,而应是管道在半个视波长内的位移增量,这是导致管道损坏的主要因素。
2 计算参数
沿管道轴向土体的单位面积弹性抗力(K1),当无实测数据时,给定可采用0.06N/mm3,系引用日本高、中压煤气抗震设计规范所提供数据。从理论上分析,此值应与管道埋深有关,而且还应与管道外表面的构造、体型有关,很难统一取值,这里给出的采用值不是很确切的,必要时应通过试验测定。在无实测数据时,对K1推荐采用统一常数,主要考虑到埋地管体均与回填土相接触,其误差不致很大。
关于管道单个接头的设计允许位移量[Ua],系通过国内试验测定获得的。该项专题试验研究,由北京市科委给予经费资助。
3 对焊接钢管这种整体连接管道,条文规定了可以直接验算在水平地震作用下的最大应变量,同时亦可与国内外有关钢管的抗震验算取得协调。对于钢管的允许应变量,考虑到在市政工程中钢管的材质多采用Q235钢,因此条文中的允许应变量系针对Q235给出。