管道结构的功能要求包括以下几个方面:
- 输送液体、气体或松散固体:管道必须能防漏和耐受所输送物质的温度、压力、腐蚀和磨损作用。如输送原油和重油管道要求能耐约100°C的温度,输送蒸汽管道要耐约150°C的温度。给水管道的工作内压约为0.5~1.0兆帕,压缩空气和蒸汽管道约为0.8~1.3兆帕。
- 承受外荷载:管道结构还要承受其自重、输送物料重和各种外荷载,如土荷载、水荷载、风和由风产生的振动荷载(见风荷载)、人群、车辆和施工机械所产生的荷载以及温度作用和地震作用等。
- 保持管道系统的密闭性:管道结构应保证管道系统内的压力保持在允许的范围内,防止管道内的物料泄漏出去,同时防止外界的物质进入管道系统内部。
- 耐久性:管道必须能够在周期性的内压和外压作用下保持完整,并且在正常的使用寿命内保持安全稳定。此外,管道还应具有防震、防腐和防漏等性能。
- 安全性:管道结构应具有足够的强度和刚度,以承受内压、外压和地震等外力作用下的变形和振动,保证管道系统的安全运行。
- 经济性:管道结构设计应考虑到经济性原则,选择合适的材料和工艺,以最少的投入获得最大的经济效益。同时,还要考虑到管道系统的安全性和可靠性,以及运行维护的方便性和经济性。