一根12m長的管道，兩端固定，管內充滿水。在重力作用下，兩端的固定點是否會受到軸向力的作用？您的回答一定是肯定的。但我建議您用常用的管道應力分析軟件算一下看看軟件計算結果和您想的是否一樣。

您計算完可能會發現，上述情況兩端固定點所受軸向力軟件計算結果竟然為0。這是為什么呢？因為您所使用的軟件不具備P-Delta分析功能，無法考慮管道的真實受力情況。

什么是P-Delta效應？

P-Delta是一種幾何非線性效應，在建筑結構上通常稱為重力二階效應，即：建筑結構在水平風荷載或水平地震作用下產生側移，重力荷載由于該側移而引起附加效應。P-Delta效應可使結構的位移和內力增加，甚至導致結構失穩。

對于管道系統，同樣存在二階效應。對于豎直管道，其情況與建筑結構類似。對于水平管道，靠近彎頭的管道存在橫向位移，管道溫度、壓力、摩擦等荷載產生的軸向荷載由于該位移也會引起附加效應。

影響管道二階效應的主要因素是管道的橫向剛度和軸向荷載。如果不考慮P-Delta效應，計算模型中的平衡方程針對管道未變形的形狀考慮。此時，管道的荷載—變形關系是線性的，程序使用未變形的幾何形狀形成平衡方程。如果考慮P-Delta效應，計算模型中的平衡方程將考慮管道的變形形狀。此時，管道中存在較大應力，以初始形狀和較小變形后的幾何形狀來形成的平衡方程都會存在很大差異。其中，拉力趨向于抵抗單元的轉動和使結構剛化，壓力趨向于增加單元的轉動和使結構失穩。

建筑結構設計在十幾年前即考慮P-Delta效應，而管道行業至今還沒有重視。比如，當問到你知道PΔ效應嗎？有的工程師會回答，你是說ΔP（壓降）嗎？我認為這主要是由于我們常用的管道應力分析軟件不具備該功能，且沒有明確提醒該效應的影響，導致管道應力工程師在最初就不知道軟件的算法并沒有考慮PΔ效應。這在一些情況下將產生較大差異的應力、位移和受力結果，讓管道結構存在隱患。

對于本文提到的算例，如果考慮PΔ效應，我們看到固定點將受到1268N的軸向力。

CSiPlant管道應力分析軟件由于其采用SAP2000同樣的求解器，其幾何非線性分析不僅能考慮PΔ效應，也能考慮大位移效應，能夠更真實地計算管道的實際狀態。

CSiPlant具有通用有限元軟件的屈曲分析功能和基于規范的局部屈曲校核，能夠對埋地管道進行整體應力校核、整體屈曲校核和局部屈曲校核。一次計算即可完成上述全部校核。

CSiPlant可以進行多方案比選和參數敏感性分析。

CSiPlant可以建立公司級或項目級應力分析模板，更進一步確保分析效率和分析質量。

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