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第一章绪论（1）
第一节管道应力分析的概念（1）
一、管道（配管）设计的概念（1）
二、某管道的热拱问题工程应用（1）
三、大高差管道液击与重力流问题的工程应用（3）
四、蒸汽管道支吊架托空问题的工程应用（4）
五、管道阀门布置位置引起应力问题的工程应用（4）
六、无补偿器无伸缩缝高速列车铁轨技术在管道设计中的工程应用（4）
七、应变与应力（5）
八、笛卡尔（Descartes）坐标系（6）
九、管道的变形（6）
十、管道应力的分类与比较（9）
十一、管道应力分析中的薄壁假设（13）
第二节管道应力分析过程（13）
一、管道应力分析的目的（13）
二、管道应力分析的主要内容——静应力分析和动应力分析（15）
三、管道静力分析与动力分析的关系（16）
四、管道应力分析的工作程序和任务（16）
五、国外工程管道计算机应力分析程序（18）
六、国外工程应力分析设计文件组成（19）
七、使用计算机软件3D模型做管道布置设计的详细应力分析流程图（19）
八、管道设计与工艺专业设计条件的工程应用（19）
九、管道设计与设备专业设计条件的工程应用（20）
十、管道设计与建筑结构专业设计条件的工程应用（20）
第三节确定需要详细应力分析的管道（21）
一、详细应力分析的概念（21）
二、GB 50316对管道柔性计算的范围和方法的规定（21）
三、ASME B31.3和ASME B31.1对管道柔性计算的范围和方法的规定（21）
四、SH 3041对管道柔性计算范围和方法的规定（23）
五、HG/T 20645对管道柔性计算和应力计算的规定（23）
六、GB/T 20801对埋地管道应力分析的规定（24）
七、某炼油工程管道应力分析设计方法的工程应用（24）
第四节管道安全评定（28）
一、管道失效的形式（28）
二、ASME B31系列标准的管道应力校核准则综述（29）
三、ASME B31.3应力校核准则的分析与工程应用（29）
四、GB系列标准的管道应力校核准则的分析与工程应用（32）
五、二次应力校核准则原理（33）
六、ASME B31.1应力校核准则的分析与工程应用（34）
七、ASME B31.4应力校核准则的分析与工程应用（36）
八、ASME B31.8应力校核准则的分析与工程
九、ASME B31.5应力校核准则的分析与工程应用（39）
十、GB 50316、ASME B31.1和ASME B31.3中应力校核条件的比较（40）
十一、管道作用于设备管口的应力安全评定分析与工程应用（40）
十二、ASME B31.1 和ASME B31.3的不同点（41）
十三、某管线跨热电、化工和炼油区域安全评定分界工程实例（43）
十四、蒸汽吹扫短时操作应力校核（43）
第五节管道的物理特性理论（43）
一、线膨胀系数(Thermal Expansion Coefficient)（43）
二、弹性模量（Modulus of Elasticity）（44）
三、泊松比（Poisson Ratio）（44）
四、柔度系数（Flexibility Factor）和应力增强系数（Stress Intensification Factor）（44）
五、焊接接头系数（45）
六、蠕变和应力松弛（45）
七、四种强度理论（45）
八、弹性变形和塑性变形（46）
九、弹性体的应力与虎克定律（46）
十、应力腐蚀断裂（47）
第六节管道应力分析常用标准规范（48）
一、国家标准规范（48）
二、石油化工行业标准规范（48）
三、机械行业标准规范（48）
四、化工行业标准规范（48）
五、电力行业标准规范（48）
六、美国机械工程师学会标准规范（48）
七、美国石油学会标准规范（49）
八、NEMA标准规范（49）
九、MSS标准规范（49）
十、英国标准规范（49）
第七节管道专业设计人资质一般要求（50）
一、美国国家标准对管道设计人资质的要求（50）
二、我国国家标准对管道设计人资质的要求（50）
第二章计算机辅助应力分析软件（51）
第一节计算机辅助应力分析综述（51）
一、计算机辅助应力分析特点与假设（51）
二、计算流程（51）
三、计算机辅助应力分析注意事项（51）
四、应力分析中需要注意的边界条件（52）
第二节管道应力分析计算机软件AutoPIPE（53）
一、AutoPIPE简介（53）
二、AutoPIPE软件的应用（53）
三、模型初始化参数输入（54）
四、模型构件的建模（55）
五、模型分析和计算类型（58）
六、输出结果及安全评定（61）
第三节管道应力分析计算机软件Caesar Ⅱ（63）
一、Caesar Ⅱ简介（63）
二、Caesar Ⅱ软件的优缺点（63）
三、参数输入及建模（63）
四、程序运行（68）
五、输出结果及安全评定（69）
六、使用过程中注意的问题（71）
七、应力计算超标的解决方法（72）
第四节计算机辅助配管设计软件的选用（73）
第三章管道系统静力分析（74）
第一节管道系统静力分析基本方法（74）
一、管道系统静应力的复杂性（74）
二、静力分析方法的发展趋势（74）
三、近似计算法、图表法、矩阵解析与计算机辅助分析法（74）
四、快速管道应力分析方法（75）
第二节管道系统的热膨胀（75）
一、管道系统热膨胀的产生（75）
二、管线的热胀量（75）
三、热膨胀的应力（76）
四、空间管道的膨胀量与推力（77）
五、塔顶部管口热膨胀量的确定（77）
第三节管道柔性设计（静力分析）原理及评定标准（78）
一、管道柔性的概念（78）
二、管道柔性设计的目的（79）
三、管道柔性设计的原理（79）
四、管道柔性设计计算方法分类（80）
五、表算法应用范围（80）
六、弹性中心法应用范围（80）
七、应变能微分法应用范围（80）
八、等值刚度法应用范围（81）
九、追赶位移法应用范围（81）
十、原始参数位移法应用范围（81）
十一、有限单元法应用范围（81）
十二、管材许用应力（81）
十三、管道柔性设计计算结果（81）
十四、管道柔性设计评定标准（82）
十五、管道作用在设备或固定点上的推力和力矩计算原则（83）
十六、影响管道柔性的因素（83）
十七、增加管道柔性的方法（85）
十八、通过管道空间走向增加柔性（85）
十九、变换设备管口连接方向和使用设备管口柔性管件增加柔性（85）
二十、使用弹簧支吊架增加柔性（86）
二十一、管道柔性元件增加柔性（86）
二十二、减少管道摩擦力增加柔性（86）
二十三、增加柔性时对冷紧、设备膨胀、不均下沉等因素的考虑（87）
二十四、管道柔性设计中支架摩擦力的影响（87）
二十五、管道柔性设计时应考虑管道端点的附加位移（87）
二十六、计算机柔性设计计算要点（87）
二十七、静应力分析与柔性设计的关系（89）
二十八、应力集中（Stress Concentration）问题（89）
二十九、高温管道用较厚的管子代替较薄的管子时应注意的问题（89）
三十、某工程两设备间管道柔性布置实例（89）
三十一、SH/T 3041《石油化工管道柔性设计规范》与ASME B31.3 对柔性分析和疲劳评定的比较（90）
第四节管道柔性设计时计算温度的确定（91）
一、计算温度与计算压力的概念（91）
二、GB 50316对计算温度的规定（91）
三、SH/T 3041对计算温度的规定（92）
四、HG/T 20645对计算温度的规定（92）
五、管道柔性设计时计算温度的工程应用（92）
第五节管道柔性设计工作程序（93）
一、确定管道的基础条件（93）
二、管系的柔性设计程序（93）
第六节管道的补偿器类型及布置（94）
一、自然补偿器（94）
二、波形补偿器（95）
三、套管式或球形补偿器（96）
四、金属软管的设计及工程应用（97）
第七节冷紧（101）
一、冷紧的概念（101）
二、冷紧与一次应力和二次应力的关系（101）
三、冷紧比的概念（101）
四、冷紧的设计原则（101）
五、自冷紧的概念（101）
六、冷紧的设计（101）
七、冷紧或自冷紧时管道对固定点的推力计算（102）
八、冷紧的施工（104）
九、某高压蒸汽管道冷紧的工程应用（104）
十、所有热管道是否都可进行冷紧设计的分析与工程应用（104）
十一、冷紧比取多大值最合适的分析与工程应用（105）
第八节自然补偿器的设计与计算（105）
一、管线热补偿设计的注意事项（105）
二、弹性的概念（105）
三、L形管系长臂与短臂的补偿设计（106）
四、L形补偿器短臂长度的计算——公式法、导向悬臂法与图表法（107）
五、Z形补偿器垂直臂长度的计算——公式法（108）
六、Π形、L形、Z形补偿器臂长的Moller计算方法分析与工程应用（110）
七、必须使用非弯管补偿器的情况（111）
八、自然补偿设计时管托长度的设计（111）
九、固定点（指较长距离的管线上的固定点）的选择（111）
第九节塔管道的柔性设计（112）
一、两塔管口处于同一标高时自然补偿的管道布置设计（112）
二、两塔管口标高不同时自然补偿的管道布置设计（113）
三、三个抽出口或三个进料口的管线自然补偿设计（113）
四、塔底管线柔性设计（114）
五、塔侧进线的柔性设计（114）
六、塔顶管道自然补偿设计（114）
七、塔顶管道的柔性设计（114）
八、塔管道与邻近设备连接时柔性分析应考虑的因素及一般过程（115）
九、塔到空冷器管道柔性设计分析与工程应用（115）
十、塔顶管口与配管柔性设计分析与工程应用（115）
十一、塔顶安全阀配管柔性设计分析与工程应用（116）
第十节立式设备管道的柔性设计（117）
第十一节换热设备管道的柔性设计（117）
一、换热器管道的柔性设计（117）
二、空冷器管道的柔性设计（117）
第十二节再沸器管道的柔性设计（118）
一、再沸器支腿长度的决定因素（118）
二、可滑动再沸器的柔性设计（118）
三、尽可能不用波纹管（Bellows）缓和再沸器的热应力（119）
四、两个对称再沸器管道柔性的设计（119）
五、再沸器与塔连接情况的应力分析（120）
六、某卧式再沸器与塔管道的典型柔性连接（121）
第十三节泵管道的柔性设计（121）
一、泵管道的柔性设计要点（121）
二、泵吸入管道的柔性设计（121）
三、竖直泵管道的柔性设计（121）
四、水平泵（冷却水泵）管道的柔性设计（121）
五、蒸汽透平管道的柔性设计（121）
六、制造商离心泵合成力和合成力矩的工程应用（121）
第十四节加热炉管道的柔性设计（123）
第十五节安全阀管道的柔性设计（124）
一、蒸汽安全阀管道的柔性设计（124）
二、非蒸汽安全阀的柔性设计（125）
第十六节排放竖管的柔性设计（125）
一、小排放竖管（V.S.S.，Vent Stack Small)的柔性设计（125）
二、大排放竖管（V.S.L.，Vent Stack Large)的柔性设计（125）
第十七节蒸汽消声器管道的柔性设计（126）
第十八节罐区管道的柔性设计（126）
一、罐区围堰内管道的柔性设计（126）
二、常压罐区泵吸入口管道的柔性设计（127）
三、柔性软管和管道系统的柔性设计（127）
四、球罐管道的柔性设计（128）
五、消防泡沫液体罐管道的柔性设计（128）
第十九节管廊上管道的柔性设计（129）
一、管廊上管道的柔性设计一般要求（129）
二、管廊上管道自然补偿固定架和导向架与柔性设计（129）
三、管廊上管道波纹补偿固定架和导向架与柔性设计（130）
四、管廊上管道Π形自然补偿形式的优劣比较（130）
五、管廊管道热位移碰撞配管设计分析与工程应用（131）
第二十节两端固定的无分支管系柔性简化计算（131）
一、简化计算方法（131）
二、计算内容及结果修正（133）
第二十一节膨胀节标准体系（133）
一、波纹管膨胀节常用标准（133）
二、标准的适用范围对比（134）
三、膨胀节的结构形式比较（134）
四、不同标准膨胀节的设计准则（136）
五、不同标准稳定性设计的区别（136）
第二十二节波形膨胀节应用事故分析（137）
一、膨胀节的选型错误（137）
二、旧蒸汽管线的改造（137）
三、波形膨胀节选材错误（137）
第二十三节金属波纹管膨胀节的选型与计算（138）
一、金属波纹管膨胀节的概念和作用（138）
二、金属波纹管膨胀节技术的发展（138）
三、波纹膨胀节的附件（138）
四、金属波纹管膨胀节的分类（139）
五、金属波纹管膨胀节的结构分析及适用场合（140）
六、金属波纹管膨胀节的选用及计算（143）
七、膨胀节型号表示方法（145）
八、EJMA与ASME不同之处（146）
九、金属波纹管压力推力及固定支架作用力的计算（146）
十、金属波纹管膨胀节选用中应注意的问题（148）
十一、波纹管膨胀节的材质选用（150）
十二、金属波纹管膨胀节在安装和使用中应注意的问题（150）
十三、波纹管的稳定性概念（151）
十四、直埋式波纹补偿器的设计（152）
十五、波纹管补偿器的失效、设计疲劳寿命及可靠性（153）
十六、某炼油工程大口径波纹管事故分析（155）
第二十四节波纹膨胀节选型的工程应用（155）
一、单式膨胀节吸收管线轴向膨胀实例（156）
二、复式膨胀节吸收管线轴向膨胀实例（156）
三、膨胀节吸收带支管的管线的轴向膨胀实例（156）
四、膨胀节吸收具有异径管的管线的轴向膨胀实例（157）
五、包含Z形管段的管线上使用膨胀节的方法实例（157）
六、弯管压力平衡式膨胀节吸收管线轴向膨胀实例（157）
七、直管压力平衡式膨胀节吸收长的直管段上的轴向位移实例（157）
八、弯管压力平衡式膨胀节吸收汽轮机、泵、压缩机等设备的热膨胀实例（157）
九、单式膨胀节吸收轴向与横向组合位移的典型实例（158）
十、万能式膨胀节在Z形管道的中间管臂的应用（158）
十一、存在轴向与横向组合位移的场合使用弯管压力平衡式膨胀节实例（159）
十二、管道转角不等于90°时使用弯管压力平衡式膨胀节实例（159）
十三、工艺设备管口处弯管压力平衡式膨胀节实例（159）
十四、横向位移较大时使用万能压力平衡式膨胀节的实例（160）
十五、双铰链系统吸收单平面Z形弯管的主要热膨胀实例（160）
十六、单平面Z形弯管中的三铰系统实例（160）
十七、弯管角度不等于90°时使用铰链式膨胀节的实例（160）
十八、连接设备也产生平面位移时铰链式膨胀节的应用实例（161）
十九、设备与管道连接系统中应用铰链膨胀节的实例（161）
二十、万向铰链式膨胀节工程应用实例（161）
二十一、乙烯装置大口径火炬管道的波纹补偿器的设计工程应用（162）
第二十五节波纹管膨胀节的刚度和应力分析（162）
一、波纹管单波轴向刚度（162）
二、U形波纹管膨胀节的稳定性（163）
三、U形波纹管膨胀节的疲劳寿命计算（163）
四、波纹管的自振频率与共振防治（163）
第二十六节膨胀节管系支架的设计及受力计算（164）
一、符号说明（164）
二、膨胀节的位移（165）
三、膨胀节所受的力和力矩（166）
四、固定管架的受力计算（166）
五、膨胀节管系导向管架（167）
六、膨胀节管系其他管道支架（167）
七、几种典型管道布置方式的膨胀节选型及其管架推力计算（167）
第二十七节膨胀节性能测试（171）
一、试验目的及规则（171）
二、耐压试验（171）
三、气密试验（173）
四、应力测定（173）
五、刚度测定（173）
六、稳定性试验（174）
七、疲劳试验（175）
八、膨胀节的爆破试验（175）
第二十八节容器管口允许受力（力矩）与分析（176）
一、设备管口的允许推力和力矩的概念（176）
二、影响容器管口受力的因素（176）
三、静设备容器管口许用荷载（176）
四、Sam Kannappan容器管口弯曲刚度计算（177）
五、容器管口弯曲刚度计算实例（178）
六、没有考虑容器沉降造成管口受力超限法兰泄漏事故实例（178）
七、WRC 368对设备管口应力计算与工程应用（178）
八、WRC 107、WRC 297、EN 13445、PD5500、
有限元法局部应力分析与工程应用（179）
第二十九节离心泵管口允许受力（力矩）与
分析（181）
一、敏感转动设备管口的许用荷载应力分析与工程应用（181）
二、离心泵分类（181）
三、离心泵典型外形图（182）
四、泵管道应力的简单分析和详细分析方法的确定（183）
五、离心泵、往复泵的泵口的允许受力（力矩）（183）
六、离心泵接管管道应力计算机分析要点（185）
七、减小泵口受力的有效途径（185）
八、离心泵管道的柔性设计实例（186）
九、卧式泵泵口受力计算准则（187）
十、立式泵泵口受力计算准则（188）
十一、泵的柔性分析与管架设置工程应用实例（189）
第三十节空冷器管口允许受力（力矩）与分析（190）
一、典型空冷器布置（190）
二、空冷器管口的允许受力（力矩）（191）
第三十一节离心式压缩机管口允许受力（力矩）与分析（192）
一、典型离心压缩机的布置（192）
二、离心式压缩机、螺杆式压缩机、往复式压缩机管口的允许受力（力矩）（193）
第三十二节加热炉管口允许受力（力矩）与分析（193）
一、典型加热炉布置（193）
二、加热炉管口的允许受力（力矩）（194）
第三十三节蒸汽透平和汽轮机管口允许受力（力矩）与分析（195）
一、NEMA SM23对汽轮机管口受力的限制分析（195）
二、汽轮机和离心式压缩机管道的柔性设计（196）
三、管道法兰与转动机器法兰之间的间距、平行度和同轴度的要求（197）
第三十四节某动力管道应力分析（197）
一、基本概况（197）
二、一次应力校核（198）
三、二次应力校核（198）
第三十五节高压管道的应力分析（199）
一、高压管道的概念（199）
二、ASME B31.3内压作用下直管壁厚的计算（199）
三、高压管道应力的校核条件（199）
第三十六节夹套管的应力分析（200）
一、夹套管的结构（200）
二、HG/T 20645蒸汽夹套管端板强度的计算方法（200）
三、HG/T 20645蒸汽夹套管端板强度的计算要求（202）
四、利用计算机进行夹套管应力分析的注意事项（204）
五、某国外项目的夹套管的应力分析（204）
六、内外管热膨胀与定位板的分析与工程应用（205）
七、夹套内外管壁厚的应力计算与工程应用（206）
八、夹套管内外弯头部位热膨胀碰撞问题的分析与工程应用（207）
九、夹套管段及夹套管整体的应力校核分析与工程应用（207）
第三十七节埋地管道的应力分析（208）
一、埋地管与工艺管道应力分析的区别（208）
二、埋地输油管道的应力分析与工程应用（210）
三、埋地管垂直荷载的计算（211）
四、埋地管道的摩擦力（214）
五、直埋供热管道的一次应力、二次应力和峰值应力（215）
六、埋地管道应力分析应用实例（217）
七、大口径管道浮管事故分析与工程应用（217）
八、无补偿直埋热管道配管设计分析与工程应用（218）
九、直埋热管道实际热膨胀量的计算分析与工程应用（220）
十、直埋钢套钢蒸汽管道设计分析与工程应用（221）
十一、直埋管道敷设深度分析与工程应用（222）
十二、直埋热管道最大敷设长度分析与工程应用（223）
第三十八节衬里管道的应力分析（224）
一、衬里管道的结构（224）
二、衬里参数控制应力分析法（225）
三、当量计算应力分析法（225）
第三十九节标准法兰等级的校核（226）
一、工业装置管道法兰等级校核的原因（226）
二、HG/T 20645管道法兰等级校核的计算方法（227）
三、HG/T 20645管道法兰等级校核的计算要求（228）
四、某标准法兰等级校核计算工程应用（229）
第四十节海底管道的应力分析（229）
一、海底管道的类型及特点（229）
二、海底管道配管的应力分析与工程应用（230）
第四章管道系统动力分析（234）
第一节管道的防振设计（234）
一、管道的振动来源（234）
二、易振动的管道（234）
三、易发生管道振动的部位（234）
四、管道防振方法概述（235）
第二节振动设计的基本术语（236）
一、振动（Oscillation）和脉动（Pulsation）（236）
二、振动周期（237）
三、振动频率（237）
四、角频率（237）
五、振幅（237）
六、自由度（237）
七、振动形式（237）
八、阻尼振动（237）
九、共振（237）
十、振幅倍率（237）
十一、自由振动、受迫振动和自激振动（237）
第三节往复式压缩机的抗振设计（238）
一、往复式压缩机的振动原因（238）
二、往复式压缩机管道振动的控制标准（239）
三、往复式压缩机管道气体压力脉动和管道振动的允许值（240）
四、往复式压缩机的动不平衡而引起机身与管道的振动（242）
五、往复式压缩机的间歇吸气和排气而引起的气柱振动（243）
六、往复式压缩机气柱的压力脉动及其动能变化而激起的管道振动（248）
七、往复式压缩机管道的振动而引起的与其相连支承件的振动（251）
八、往复式压缩机管道振动设计的要点（253）
九、某合成气压缩机振动问题分析（254）
十、某厂压缩机入口管线减振分析（255）
第四节往复泵管道的抗振设计（256）
一、往复泵管道系统振动及原理（256）
二、往复泵管道系统振动原因分析和措施（257）
三、往复泵管道振动的控制标准（260）
四、往复泵管道振动的设计实例（261）
第五节两相流介质引起管道振动分析及设计（262）
一、两相流介质呈柱塞流时引起管道振动的分析（262）
二、两相流介质呈柱塞流时引起管道振动的设计（262）
三、火炬气介质管道设计分析与工程应用（262）
四、蒸汽凝液介质管道设计分析与工程应用（263）
五、水锤和汽锤的比较分析与工程应用（264）
六、柱塞流和水击的比较分析与工程应用（264）
第六节水锤引起管道振动分析及设计（264）
一、水锤的概念（264）
二、工程项目水锤事故实例（265）
三、水锤引起的管道振动因素分析（265）
四、长输管道的水锤分析（266）
五、水锤荷载的计算（266）
六、阀门开关发生水锤的条件及不平衡力的计算（267）
七、管道弥合水锤分析与控制措施的工程应用（268）
八、水锤的缓和对策（269）
九、某蒸汽管道水锤问题分析实例（270）
十、管道水锤力计算分析与工程应用（271）
第七节介质涡流引起管道振动分析及设计（272）
一、管道涡流振动的原因（272）
二、管道涡流振动的处理（272）
第八节转动机械动不平衡引起管道振动分析及设计（272）
一、转动机械动不平衡引起管道振动分析（272）
二、某转动机械动不平衡引起管道振动实例（272）
三、转动机械动不平衡引起管道振动的设计思路（272）
第九节风荷载引起管道振动分析与设计（273）
一、风载引起的管道振动分析（273）
二、风载引起的管道振动的设计（273）
第十节地震引起管道振动分析及设计（273）
一、地震荷载的特点（273）
二、地震引起管道振动的设计（273）
第十一节管道的低循环疲劳破坏及设计（274）
一、管道材料发生疲劳破坏的特点（274）
二、疲劳寿命的估算（274）
三、低循环疲劳破坏与机械振动的差别（275）
四、避免低循环疲劳破坏的设计（275）
第十二节管道阻尼器在防振设计中的应用（275）
一、阻尼器的定义（275）
二、管道阻尼器主要功能（276）
三、液压阻尼器（276）
四、脉动阻尼器（277）
第十三节弹簧减振器在防振设计中的
应用（278）
一、弹簧减振器（278）
二、弹簧减振器的选型设计（279）
第五章管道抗震设计（280）
第一节地震概念简述（280）
一、震源（280）
二、震中（280）
三、震中距（280）
四、震中区（280）
五、震源深度（280）
六、地震波（280）
七、地震震级（281）
八、地震烈度（281）
九、基本烈度和设防烈度（285）
十、中国地震烈度区划（285）
第二节地震中管道的损坏（286）
一、地上管道地震中管道损坏的特点（286）
二、地下管道地震中管道损坏的特点（286）
三、地震烈度与管道损坏程度（287）
四、管道工程的震害实例（287）
五、地震中管道破坏的原因（288）
六、地震对管道工程本身造成的震害（288）
第三节地震对管道的作用效应（289）
一、撞击作用——倒摆振动现象（289）
二、压密作用——不均匀沉降（290）
三、斜坡作用（290）
四、地基效应（291）
五、鞭击效应（291）
六、破裂作用（292）
七、抛掷效应（作用）（292）
八、强震地面效应的主要类型和特征（292）
第四节管道抗震设防的目标和设计范围（293）
一、管道抗震设防的目标（293）
二、管道抗震设防的设计范围（293）
第五节管道工程抗震设计的基本原则（293）
一、选择有利场地（294）
二、合理规划布局（294）
三、管系均匀分布（294）
四、结构的整体性（294）
五、减轻管道自重与降低管道重心（294）
六、保证施工质量（294）
七、管线远离地震断层带，不应平行于断层（294）
八、布置成多回路、环状管网（294）
九、防止位移措施（295）
十、抗震消能措施（295）
十一、其他措施（296）
第六节管道地震的设计与验算（296）
一、管道地震荷载的计算（296）
二、GB 50316、GB/T 20801、ASME B31.1
和ASME B31.3对管道地震荷载设计的对比（296）
三、地震载荷计算范围分析与工程应用（297）
四、管道抗震验算应如何进行（297）
五、水平地震力和地震弯矩的计算（298）
六、管道柔性设计和防震设计的关系（299）
七、抗震的设计应注意的问题（300）
八、储罐抗震金属软管不需设置的分析与工程应用（300）
第六章管道荷载计算（301）
第一节荷载组合准则（301）
一、管道荷载的内容（301）
二、恒荷载和活荷载（302）
三、 静力荷载和动力荷载（302）
四、支吊架零部件对不同组合荷载的设计（302）
五、最不利组合设计原则（303）
六、支吊架结构荷载效应组合的工况（303）
七、管道荷载条件依据的资料（304）
八、考虑承载的一般原则 （304）
九、埋地管道荷载组合（304）
第二节基本荷载的确定（305）
一、管道荷载计算的必要性（305）
二、管道荷载计算的常用方法（305）
三、单位长度管道的自重的计算（306）
四、单位长度管道的隔热材料重量的计算（306）
五、单位长度管道内的介质重量的计算（306）
六、单位长度管内充水重量的计算（306）
七、美国标准规范管道材料重量计算简化公式（307）
八、正常操作与水压试验时基本荷载的计算（307）
第三节基本荷载的分配（308）
一、水平直管无集中荷载（308）
二、带有集中荷载的水平直管（308）
三、带有阀门等集中荷载的水平管道基本荷载（308）
四、带有垂直段管道的集中荷载（309）
五、垂直管道的集中荷载（309）
六、 L形垂直弯管（310）
七、水平弯管（弯管两段接近相等）（310）
八、水平弯管（弯管两段不相等）（310）
九、带分支的水平管（分支在同一平面）（311）
十、带分支的水平管（分支在同一平面，带有垂直管段）（311）
十一、水平门形管道（水平单支点）（311）
十二、水平门形管道（水平双支点）（312）
十三、垂直管道垂直荷载计算（312）
第四节支架上垂直荷载的计算（312）
一、管廊上管道的一般分布（312）
二、管廊上垂直均布荷载的计算方法（313）
三、侧纵支梁上垂直均布荷载的计算方法（313）
四、管道支吊架垂直荷载计算（314）
五、管道垂直荷载简化计算表（314）
六、法兰及阀门荷载简化表（314）
第五节短时间作用荷载的计算（317）
一、短时间作用荷载不同时计入原则（317）
二、风荷载计算范围、方法与工程应用（317）
三、 GB/T 20801对风荷载的计算（320）
四、冰雪荷载的计算（323）
五、积灰荷载（323）
六、平台上活荷载的计算和实例（323）
七、其他短时间作用荷载的计算（324）
第六节安全阀排气反作用力的计算（324）
一、安全阀的开式系统与闭式系统（324）
二、安全阀管道系统柔性布置一般要求与工程应用（324）
三、开放式系统安全阀气体排放反作用力计算与工程应用（326）
四、开放式系统安全阀两相流排放反作用力计算与工程应用（327）
五、密闭排放系统安全阀反作用力计算与工程应用（327）
六、HG/T 20570、ASME B31.1与API 520安全阀排放反力计算的比较分析与工程应用（327）
七、安全阀排放反力的类别比较分析与工程应用（328）
第七节消声器反力计算（329）
一、消声器水平推力的计算（329）
二、某消声器管道支吊架设计及工程应用（331）
第八节水平荷载的计算（332）
一、管道水平荷载的产生（332）
二、位移荷载的计算（332）
三、摩擦力的计算（332）
四、 L形、Z形自然补偿热应力计算公式（334）
五、 T形自然补偿热应力计算（335）
六、固定管架上水平推力的含义（336）
七、固定管架（含摩擦力）水平推力计算公式（337）
八、轴向波形补偿器固定管架水平推力计算实例（343）
九、套筒式补偿器固定管架水平推力计算实例（344）
十、某荷载计算错误造成工程事故（346）
第九节热膨胀力的确定——格林乃尔（Grinnell）法（346）
一、格林乃尔（Grinnell）法热膨胀力的计算步骤（346）
二、格林乃尔（Grinnell）法综合系数C（347）
三、 L形管道的热膨胀力（348）
四、形等长管道的热膨胀力（348）
五、形——带不等长管道L1L2=2热膨胀力（350）
六、形——带不等长管道L1L2=4热膨胀力（351）
七、形——单边管道的热膨胀力（353）
八、空间形管道的热膨胀力（354）
九、格林乃尔（Grinnell)法热膨胀力的计算实例（356）
第十节热膨胀力的确定方法——凯洛格法（357）
一、凯洛格法来源于ASME B31.3判断公式（357）
二、ASME B31.3判断公式工程实例（357）
三、凯洛格公司热膨胀弹性力计算公式（357）
第十一节热膨胀弹性力的确定方法——图解法（358）
一、图解法使用场合（358）
二、图解法计算最大补偿量及热态和冷态对固定点推力的工程实例（358）
第十二节热膨胀弹性力的确定——其他常用方法与工程应用（359）
一、有代表性的配管热应力计算方法（359）
二、导向悬臂法热应力计算与工程应用（359）
三、弹性中心法热应力计算与工程应用（360）
第七章管道支吊架设计（364）
第一节管道支吊架的作用及分类（364）
一、管道支吊架的定义（364）
二、管道设计与支吊架设计进度关系（364）
三、管道专业管架与结构专业管架设计的分工（364）
四、管架概念不清引起的合同事故（364）
五、管道支吊架在应力分析中的影响（365）
第二节管道支吊架分类（366）
一、承重支架（366）
二、限制性管架（367）
三、减振架（368）
第三节常用支吊架型式及其选用（368）
一、常用支吊架型式标准化系列（368）
二、管卡（369）
三、吊架（370）
四、管托（370）
五、平（弯）管支托（371）
六、假管支托（373）
七、柱型钢支架（374）
八、框架型型钢支架（375）
九、悬臂支架（376）
十、摩擦减振支架（377）
十一、其他支架型式（377）
第四节弹簧支吊架（378）
一、恒力弹簧或恒力作用支架与可变弹簧架的由来（378）
二、弹簧支吊架标准系列（379）
三、可变弹簧支吊架简介及选用方法（379）
四、恒力弹簧支吊架简介及选用方法（381）
五、水平位移对弹簧支架的影响（383）
六、摩擦力对恒力架承载的影响（383）
七、某弹簧支吊架许用表的应用（384）
第五节弹簧支吊架的缺点及减少使用的方法（385）
一、弹簧支吊架的缺点（385）
二、卧式容器及换热器管道支架减少弹簧架的工程应用（385）
三、立式换热器管道支架减少弹簧架的工程应用（385）
四、Z形及L形管道支架减少弹簧架的工程应用（386）
五、立式再沸器支架减少弹簧架的工程应用（386）
六、塔顶线、塔侧线管道支吊架减少弹簧架的工程应用（387）
七、生根在大管上的支架减少弹簧架的工程应用（388）
第六节支吊架设计的原则（389）
一、支吊架设计的一般要求（389）
二、支吊架型式的一般选用原则（390）
三、管架生根点的确定（391）
四、地面生根管架基础距离储槽（罐）最小距离（391）
五、承重支吊架位置的确定（392）
六、固定支架位置的确定（392）
七、导向支架位置的确定（392）
八、限位支架位置的确定（394）
九、定值限位架的设计（394）
十、防振支架位置的确定（394）
十一、减振架的设计（395）
十二、在管道中多设弹簧支吊架的缺点（397）
十三、沿反应器布置的高温竖直管道上通常要设置弹簧支吊架（397）
十四、热力管道在不同地形的支架设计（397）
十五、管托或支耳在运行时防止滑落的设计要点（397）
十六、管道布置过程中对支架位置的考虑（398）
第七节管道跨距计算（398）
一、影响管道跨距的因素分析与工程应用（398）
二、国内外各行业水平管道跨距的计算（399）
三、管道跨距计算方法的选取（402）
四、跨距计算时挠度值的选取（402）
五、某DN2000管子跨距计算工程应用（402）
六、水平弯管的跨距（403）
七、L形弯管的承重支架间距（403）
八、水平管道末端直管的允许跨距（403）
九、水平Π形管段的最大允许外伸尺寸（403）
十、带垂直管段的Z形管段的最大允许外伸尺寸（404）
十一、有集中荷载时水平管道的基本跨距（405）
十二、垂直管道的管架间距（405）
十三、水平管道导向架间距与计算原理（406）
十四、L形弯管导向架的间距（407）
十五、考虑地震荷载影响的管道基本跨距（407）
十六、有脉动影响的管道的管架间距（408）
十七、Sch20、Sch40、Sch80无缝钢管，LG级大直径焊接钢管、STD级大直径焊接钢管、XS级大直径焊接钢管不保温管道基本跨距（408）
十八、Sch20、Sch40、Sch80无缝钢管，LG级大直径焊接钢管、STD级大直径焊接钢管、XS级大直径焊接钢管保温管道基本跨距（410）
十九、化工标准装置内不保温管道基本跨距（427）
二十、化工标准装置内保温管道基本跨距（429）
二十一、化工标准装置外不保温管道基本跨距（431）
二十二、化工标准装置外保温管道基本
跨距（433）
二十三、最大基本跨距简化表（435）
第八节管道支吊架的结构组成（436）
一、管架结构计算温度范围（436）
二、支吊架的结构组成（437）
三、附管部件（437）
四、附管部件不能与管子直接焊接的情况（437）
五、不能采用焊接附管部件而采用管卡（管箍）型附管部件时注意事项（438）
六、附管部件材质选用表（438）
七、生根部件（439）
八、中间连接件（441）
九、管架泪孔的设计（441）
第九节支吊架强度与材料选用（441）
一、管道支承件的强度（441）
二、管道支吊架承受的荷载组合（442）
三、支吊架各部件材料选取的原则（442）
四、管道支吊架生根结构的强度设计（443）
第十节支吊架材料及许用应力（444）
一、支吊架材料及许用应力（444）
二、支吊架ASTM材料及许用应力（448）
第十一节管架的加工和安装说明（452）
一、管架的加工和安装说明编制依据（452）
二、内容和深度（452）
第十二节管道支吊架的强度计算（453）
一、导向架挡铁和导向块最大承剪力的计算（453）
二、垂直管道的水平管式托架强度计算（453）
三、水平管道及弯头的底座式托架强度计算（454）
四、L形管式托架强度计算（454）
五、板式托架强度计算（454）
六、吊杆强度计算（455）
七、悬臂支架计算（455）
八、三角斜撑的强度计算（456）
九、焊缝强度的计算（459）
十、大直径薄壁管支承点局部应力计算（460）
第十三节管道支吊架结构的计算（461）
一、导向架结构的计算（462）
二、轴向限位架结构的计算（462）
三、水平管刚性吊架结构的计算（462）
四、垂直管的双刚性吊架结构的计算（463）
五、悬臂架结构的计算（463）
六、带水平斜撑的悬臂架结构的计算（463）
七、带水平支撑的悬臂架结构的计算（464）
八、双悬臂架结构的计算（464）
九、耳轴型双悬臂架结构的计算（464）
十、三角架结构的计算（465）
十一、带悬臂段三角架结构的计算（465）
十二、双三角架结构的计算（465）
十三、带水平斜撑的双三角架结构的计算（466）
十四、带悬臂段及水平斜撑的双三角架结构的计算（466）
十五、双耳轴支架结构的计算（466）
十六、管柱支架结构的计算（467）
十七、钢柱支架结构的计算（468）
十八、立管侧向支架结构的计算（468）
十九、梁上生根支架结构的计算（469）
二十、梁上生根多管支架结构的计算（470）
二十一、竖向排列多管支架结构的计算（471）
二十二、Π形支架结构的计算（471）
二十三、Γ形支架结构的计算（471）
二十四、底板的计算（472）
第十四节型钢开洞位置及大小（474）
一、热轧轻型工字钢开洞（474）
二、热轧普通工字钢开洞（474）
三、角钢开洞（475）
四、槽钢开洞（475）
第十五节各种型钢承载力（476）
一、等边角钢承载力（476）
二、槽钢承载力（478）
三、工字钢承载力（479）
第十六节非金属管道支吊架设计及工程应用（480）
一、非金属管道应力分析及支吊架设计常用参数（480）
二、非金属管道的柔性分析与支吊架设计工程应用（481）
三、非金属管道的支吊架设计及工程应用（482）
四、脆性管道的支吊架设计及工程应用（482）
五、热塑性塑料管道材料支吊架设计及工程应用（482）
六、热成型玻璃钢管道支吊架设计及工程应用（482）
七、一般塑料管道跨距的计算方法（484）
八、玻璃钢管（FRP）管道的一般跨距（484）
九、聚丙烯管道的一般跨距（484）
十、高压聚乙烯管道的一般跨距（485）
十一、硬聚乙烯管道的一般跨距（485）
十二、PVC/FRP复合管道的一般跨距（485）
十三、橡胶衬里、涂塑、钢塑等复合管道的一般跨距与计算（485）
十四、某非金属管道的设计（485）
第十七节管廊管道支吊架设计及工程应用（486）
第十八节塔管道支吊架设计及工程应用（490）
一、塔管道支吊架设计的一般要求（490）
二、塔管道支吊架设计及工程应用（491）
第十九节容器管道支吊架设计及工程应用（494）
一、容器管道支吊架设计的一般要求（494）
二、容器管道支吊架设计及工程应用（495）
第二十节泵管道支吊架设计及工程应用（496）
一、泵管道支吊架设计的一般要求（496）
二、泵管道支吊架设计与工程应用（498）
三、泵管道应力分析与支吊架设计（499）
第二十一节往复式压缩机管道支吊架设计及工程应用（501）
第二十二节离心式压缩机及汽轮机管道支吊架设计及工程应用（503）
一、离心式压缩机及汽轮机管道支吊架设计的一般要求（503）
二、离心式压缩机及透平机管道的支吊架典型图（504）
三、离心式压缩机管道的布置与支吊架设计典型图（505）
第二十三节安全阀（爆破片）管道支吊架
设计及工程应用（506）
一、安全阀管道支吊架设计的一般要求（506）
二、安全阀管道支吊架典型设计及工程应用（508）
第二十四节调节阀组管道支吊架设计及工程应用（509）
第二十五节火炬管道支吊架设计及工程应用（510）
第二十六节蒸汽伴热管支吊架设计及工程应用（511）
一、伴热管支吊架设计及工程应用（511）
二、伴热管固定支架和膨胀环的设计及工程应用（512）
第二十七节低温和高温管道支吊架设计及工程应用（513）
一、低温和高温管道支吊架设计的一般要求（513）
二、低温管道支吊架设计及工程应用（513）
三、高温管道支吊架设计及工程应用（515）
附录1常用钢材总热膨胀量（517）
附录2常用钢材平均线膨胀系数（520）
附录3常用钢材弹性模量（523）
附录4管件应力的柔度系数和应力增强
系数（525）
附录5焊接接头系数（527）
附录6常用钢管许用应力（528）
附录7非金属管道弹性模量（531）
附录8非金属管道平均线膨胀系数（531）
附录9压杆计算公式（532）
附录10框架计算公式（536）
附录11各种断面杆件受扭转的公式（539）
附录12管道应力分析常用单位换算（541）
参考文献（542）
