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牵强波数n应为整数，但求出的n不必定是整数，需对其取整。因而按上面的公式计算时，首要求出牵强波数n，并取整，然后用n，n-1，n+1三个数别离带入上面的公式中，求出的最小值就是临界荷载。
用公式(8-37)和(8-38)计算临界压力十分繁琐，也能够用查图表的办法求临界压力，图表是依据上述公式制作而成，见图8-29。
(二)加劲环断面的临界外压力
加劲环两端邻近的管壁与加劲环一起变形，这一有些的长度为，加劲环有用断面如图8-30所示。
加劲环断面的外压安 稳计算公式，可按照润滑管的公式计算，可是等式右边应当除以加劲环的距离l，别的参数用加劲环有用断面计算。
(8-39)
式中j——计算断面对自身中和轴的惯性矩；
rk——加劲环有用断面基地半径；
毕竟，总结一下明钢管的方案进程：(1)首要依据锅炉公式并思考锈蚀厚度初步拟定管壁厚度，但在应力和安 稳计算中，不计锈蚀厚度；(2)再由管壁厚度用润滑管外压安 稳计算公式进行外压安 稳校核，假定不安 稳可设置加劲环(也可用支承环替代)，并选定其距离；(3)依据加劲环抗外压安 稳和横断面压应力小于钢管构件抗力限值的需求，断定加劲环的规范；(4)进行强度校核，假定不满足需求则添加管壁厚度或减小加劲环距离。重复上面的进程，直到满足需求。
第八节分岔管
一、分岔管的功用、特征和需求
选用联合供水或分组供水时，即一根管道需求供给两台或更多机组用水时，需求设置分岔管，这种岔管坐落厂房上游侧，其效果是分配水流。
有时，一条压力引水道需求分红二根以上的压力管道，也是分岔管，一般坐落调压井底部或调压井轻贱。几台机组的尾水管一般在轻贱构成一条压力尾水洞，集结处也是分岔管，不过水流方向相反。上轻贱压力引水道上的分岔管一般规范较大，但内压较低。
中国现已建成的水电站岔管大多数归于地下岔管，但大多按明管方案，即不思考周围岩体分担荷载。本节首要议论厂房前的分岔管。
一般来说，岔管的水流条件较差，致使的水头扔掉较大；别的，岔管由薄壳和刚度较大的加强构件构成，管壁厚，构件规范大，有时需锻造，焊接技术需求高，造价也对比高；由于其受力条件差，且所接受的静动水压力最大，又靠近厂房，因而其安 全性十分重要。
从方案和施工来说，岔管应满足下列需求：
(1)作业安 全可靠。
(2)水流平顺，水头扔掉小，防止涡流和振荡。实验研讨说明，当水流通过岔管各断面的均匀流速靠近相等，或水流缓慢加速(分岔前断面积大于分岔后面积之和)时，可防止涡流，削减水头扔掉。分支管宜选用锥管过渡，半锥角一般是5o～10o，宜选用较小的分岔角β，常用方案是45o～60o。岔裆角γ和顺流转角θ也宜选用较小值。但这些需求有时是相互对立的，例如添加α2可减小θ，但会使γ加大，因而需求悉数思考选择。
(3)构造合理简略，受力条件好，不发作过大的应力会集和变形。
(4)制作、运送、设备便当。
(5)经济合理。
图8-30岔管示意图
以上水力学条件和构造、技术的需求也常常相互对立。例如分岔角越小对水流有利，但此时主支管相互切开的破口也越大，对构造晦气，并且会添加岔裆处的焊接艰难。关于低水头电站，应更多思考削减水头扔掉；对高水头电站，有时为了使构造合理简略，能够容许水头扔掉稍大一些。
二、岔管的安 排办法
岔管的典型安 排有以下三种，如图8-31所示。
(1)非对称y形安 排，见图8-31(a)。假定要从主管中分出一支较小的岔管，或许两条支管的轴线因故不能作对称安 排时，能够用不对称的卜形安 排。
(a)(b)(c)
图8-31岔管的安 排办法
(2)对称y形安 排，见图8-31(b)。用于主管分红二个一样的支管，如一管二机。
(3)三岔形安 排，见图8-31(c)。用于主管直接分红三个一样的支管。
若机组台数较多，可选用对称y形—非对称y形或对称y形—三岔形组合安 排。
中国已建钢岔管的安 排办法中卜形安 排居多。除因卜形安 排活络简练外，还因以往发明的钢岔管方案较小，选用贴边岔管较多，较适合于卜形安 排。岔管的主、支管基地线宜安 排在同一平面内，使构造简略。
图8-32锥管公切球
主、支管管壁的交线，称为相贯线。由于在相贯线处主支管相互切开，常常需求沿相贯线用构件加强。为了便于加强构件的制作和焊接，期望相贯线是平面曲线。能够在几许上证实，相贯线是平面曲线的必要和充分条件是主支管有一公切球，如图8-32所示。
假定主、支管的直径相差较大，或因其它原因，主、支管公切于一个球有艰难，则相贯线将位于曲面上，沿相贯线的加强构件将是一个曲面构件，计算、制作、设备等都对比艰难。
三、岔管的构造办法
(一)三梁岔管
在压力钢管的分岔处，由于管壳相互切开，不再是一个无缺的圆形，如图8-33所示。在内水压力效果下，管壁所承担的环向拉应力无法平衡。这么，在主管与支管及支管间的相贯线上，效果着主、支管壳体传来的环向拉力和轴力等杂乱外力，因而需求添加管壁厚度，并用两根腰梁和一根u梁进行加固，使之有满足的强度和刚度。以正y形对称分岔为例(见图8-33)，主管通常为圆柱管，支管为锥管。沿两支管的相贯线用u梁加强，沿主管和支管的相贯线则用腰梁加强，u梁接受较大的不平衡水压力，是梁系中的首要构件。将u梁和腰梁端部联合点做成刚性联合，构成一个薄壳和空间梁系的组合构造，其受力十分杂乱。
依据中国已建7个三梁岔管的构造试验证实，在管壁上实测的应力会集系数(实测
1-腰梁；2-主管；3-公切球；4-支管；5-u型梁
应力与主管理论膜应力之比)为1.3～2.6。其间五个岔管u梁刺进管壁内20～100cm深，应力会集系数为1.3～1.9。另两个岔管u梁未刺进管壁内，应力会集系数添加为2.4～2.6。因而，当没有计算剖析和试验资料时，考虑到u梁刺进管壁内，则有些应力会集系数能够取1.5~2.0。常用的加固梁断面为矩形或t形，在资料答应时应防止选用瘦
高型截面，以矮胖形截面为好。u梁断面标准无量，为改善其应力状况和安 顿状况，下降岔管壁的应力会集系数，u梁应适当刺进管壳内。刺进深度在腰梁联接端为零，中部断面处最大。梁内侧应修圆角，并应设导流墙。
三梁岔管的首要缺陷是梁系中的应力以弯曲应力为主，资料的强度未得到充分利用，三个曲梁(特别是u梁)常常需求无量的截面，不光浪费了资料，还加大了岔管的概括标准，而且或许需求铸造，焊接后还需求进行热处理。由于梁的刚度较大，对管壳有较强的绑缚，使梁邻近的管壳发作较大的有些应力。一起，在内压的效果下，由于相贯线的笔直变位较小，用于埋管则不能充分利用围岩的抗力。因而，三梁岔管虽有长期的方案、制作和作业的履历，但由于存在上述缺陷，不能认为是一种很志向的岔管。三梁岔管适用于内压较高、直径不大的明管道。
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