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露出配管の伸縮量と推力について

伸縮管を有効に使用する為には下記を考慮してください。

1. 伸縮量の算出

伸縮量は最大温度変化幅を基に下表より求めます。

日本水道協会技術資料
WSP007
水管橋設計基準引用

地域 気温 設計温度範囲(添架管) 直射日光を受ける場合の
設計温度範囲
寒冷地域 +40 ~ -20℃ |40|+|-20|= 60℃ |61|+|-20|= 81℃
その他 +40 ~ -10℃ |40|+|-10|= 50℃ |61|+|-10|= 71℃

直射日光を受ける場合の最高温度は下式により求めます。

Tmax.=4+ 27 19 t

⊿ℓ=α・T・ℓ

⊿ℓ : 伸縮量(mm)
α : 線膨張係数
鋼管 1.2×10-5/℃
ステンレス鋼管 1.73×10-5/℃
T : 設計温度範囲(℃) 表参照
: スパンまたは考える管長(mm)
t : 40(℃)

2. 軸方向推力

伸縮管が有効に作動するためには、両端に固定点が必要です。
固定点には下記の力がかかります。

JIS
B2352「ベローズ形伸縮継手」引用

伸縮管による内圧推力:Fp(N) Fp=兀/4・Dm2・P
Dm : ベローズ有効径(mm)
P : 設計圧力(MPa)
伸縮管反力:Fx(N) Fx=K/n・⊿ℓ
K : ベローズばね常数(N/mm/山)
n : ベローズ山数(山)
固定反力:F(N) F=Fp+Fx