2020 年 6月
第
49 卷增刊施工技术 CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY
消 防 给 水 钢 管 壁 厚 的 计 算 及 应 用
那称 ，龙 前 ，夏 渊
(云南建 投第五建设有限公司 ，云南 昆明 650106 )
［摘要 ］为满足 工程对消防给水钢管最 低壁厚 的要求 ，本文介绍 环向平均应力、轴向平均应力、径向平均应力、钢管
壁厚 计算方式，管道强度修正系数及壁厚 附加值的确定，工程中确保钢管的最小管道壁厚 ，防止出现 管道壁厚 不足
影响消 防系 统安全 及壁厚 选择过大 带来材料 浪费 。
［关键词 ］消防;流体;压力;应力;计算;轴
［中图分类号 ］TU976.5 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2020 )S1-1687-03
CalculationandApplicationofWallThicknessofFire
WaterSupplySteelPipe
NACheng ，LONGQian ，XIAYuan
(YunnanConstructionInvestmentFifthConstructionCo .，Ltd .，Kunming ，Yunnan 650106 ，China )
Abstract :Inordertomeettherequirementoftheminimumwallthicknessofthefirewatersupplysteelpipe ，thecalcula-
tionmethodsoftheaveragecircumferentialstress
，theaverageaxialstress ，theaverageradialstressandthewallthickness
ofthesteelpipeareintroducedinthispaper.Thedeterminationofthestrengthcorrectioncoefficientandtheaddedvalueof
thewallthicknesscanensuretheminimumwallthicknessofthesteelpipeintheengineeringandpreventtheinsufficient
wallthicknessofthepipefromaffectingthesafetyofthefire-fightingsystemandcausingmaterialwaste.
Keywords :firefighting ;fluid ;pressure ;stress ;calculation ;axis
［作者简介 ］那 称，高级工程师 ，E-mail :754387586@qq.com ［收稿日期 ］2020-04-24
0 引言
当管道内部 存 在 压 力 流 时，管 道 内 部 的 流 体 压 力
要平均作用于管壁。并产生 1个或几个与 外 力 相 均 衡
的压力，称为内 应 力。 可 认 为 管 壁 上 所 受 压 力 是 均 匀
分布的，内应力大 小在管 道的各部 位是相同 的，内 应 力
随外力增大而增 大，随外力消失而消失。
在管 壁的任 何 一 点 上，内 力 由 互 相 垂 直 的 3个 主
应
力组成 。即由管道轴向 平 行 的 轴 向 应 力 σa，沿 管 壁
圆周切线方向 的环向 应 力 σt，沿 管 道 径 向 的 径 向 应 力
σr构成，如图 1所示 。
图 1 内压在管壁上产生应力
在工程设计 中，由于管壁厚 度的 变化，使 管 壁 内 和
管壁外的应 力发 生很大变化，壁厚 愈大，壁内 外 应 力 差
异愈大。如以管内 壁 的 应 力 作 为 计 算 依 据，管 道 不 安
全
。如以管外壁 的 应 力 作 为 计 算 依 据，不 能 充 分 发 挥
管材强度，偏 保 守。 所 以，一 般 都 不 采 用 管 道 内、外 壁
应力作为计算依 据，而 是 采 用 管 壁 平 均 应 力 作 为 计 算
依据。
1 管壁平均应力
管壁平均应力在 数值上，既不是 外壁或 内 壁 应 力，
也不是 内壁应力与外壁应力算术平均值。而 以 主应 力
线构成的面积 ，除 以 壁 厚 所 得 的 商。 管 壁 平 均 应 力 就
比单纯的内壁应力或外壁应力更具有代 表性。
1.1 环向平均应力 σtx
从图 2中可 知，环 向 平 均 应 力 σtx在 数 值 上等 于 环
向 应力主应 力线 abfe 围成的面积 除以 ef(壁厚 )所得的
商。
Aabfe =∫rw
rn
P·r2
n(1+ r2
w/r2)
r2
w－r2
n ·dr=P·rn
则 σtx=Aabfe
S =P·rn
S
因 rn=Dn
2
故 σtx=PD n
2S (1)
7 8 6 1
式中:Sef长度，即壁厚 。
图 2 在管壁上应力值变化曲线
1.2 轴向平均应力 σax
由于轴向应 力 在 管 壁 厚 度 上 是 均 布 的，所 以 轴 向
平均应力 σax等于轴向应力 σa。
σax=σa=P·r2
n
r2
w－r2
no PD 2
n
D2
w－D2
消防给水钢管壁厚的计算及应用（论文）.pdf
