Главная страница
Навигация по странице:

  • Приложение 6 (справочное)Методика прочностного расчета трубопроводов из полимерных материалов при подземной прокладке (общие принципы)

  • Приложение 7 (справочное) Сортамент напорных труб из полиэтилена по ГОСТ 18599

    		•

    НСИП. СН РК 4.01.-05-2002. Plastic pipes water supply and sewerage networks design and installation instruction


    Скачать 3.13 Mb.
    НазваниеPlastic pipes water supply and sewerage networks design and installation instruction
    Дата16.10.2022
    Размер3.13 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаСН РК 4.01.-05-2002.doc
    ТипИнструкция
    #737191
    страница6 из 23
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

    Номограмма для определения диаметра канализационного трубопровода


    из полимерных материалов


    Рисунок 1 - Номограмма для определения диаметра канализационного трубопровода
    Приложение 6

    (справочное)
    Методика прочностного расчета трубопроводов из полимерных материалов

    при подземной прокладке (общие принципы)

    1 Прочностной расчет трубопроводов из поли­мерных материалов, уложенных в земле, рекомен­дуется сводить к соблюдению неравенства:

    для напорных трубопроводов
    (6.1)
    для самотечных трубопроводов
    (6.2)
    для дренажных трубопроводов
    (6.3)
    где ep - максимальное значение деформации растя­жения материала в стенке трубы из-за овальности поперечного сечения трубы под действием грунтов (qГР, МПа) и транспортных нагрузок (qТ, МПа);

    ε - степень растяжения материала стенки трубы от внутреннего давления воды в трубопроводе;

    εc - степень сжатия материала стенки трубы от воздействия внешних нагрузок на трубопровод;

    εpp - предельно допустимое значение деформа­ции растяжения материала в стенке трубы, происходящей в условиях релаксации напряжений;

    εpn - предельно допустимая деформация растя­жения материала в стенке трубы в условиях ползучести;

    Kзп - коэффициент запаса, учитывающий вид пер­форации в стенках трубы, который можно принять при круговом отверстии в гладкостенной трубе - 2,3; круговом отверстии в стекло- (базальто) пластиковой трубе - 3,0; щелевом отверстии со скругленными уг­лами (соотношение сторон 8:1, например, 25 на 3) - 1,3; для других условий величина Kзл должна приво­диться в нормативных документах.

    Значение εp может быть определено по формуле
    (6.4)
    где Kσ - коэффициент постели грунта для изгибающих напряжений, учитывающий качество уплотнения, его можно принимать: при тщательном контроле - 0,75, при периодическом контроле - 1,0, при отсутствии контроля - 1,5;

    ψ - относительное укорочение вертикального диаметра трубы в грунте, устанавливается как пре­дельно допустимое значение;

    Kзψ - коэффициент запаса на овальность попе­речного сечения трубы, принимается равным: 1,0 - для напорных и самотечных трубопроводов и 2 - для дренажных трубопроводов.
    (6.5)

    где ψГР - относительное укорочение вертикального диаметра трубы под действием грунтовой нагрузки;

    ψТ - то же, под действием транспортных нагрузок;

    ψМ - относительное укорочение вертикального диаметра трубы, образовавшееся в процессе складирования, транспортировки и монтажа. Его можно приближенно принимать по таблице 6.1.

    Таблица 6.1


    Кольцевая жесткость G0 оболочек трубы, Па
    ψМ при степени уплотнения грунта

    до 0,85
    0,85 - 0,95
    более 0,95

    До 276 000
    0,06
    0,04
    0,03

    276 000 - 290 000
    0,04
    0,03
    0,02

    Больше 290 000
    0,02
    0,02
    0,01


    (6.6)
    где Kt - коэффициент, учитывающий запаздывание овальности поперечного сечения трубы во времени и зависящий от типа грунта, степени его уплотнения, гидрогеологических условий, геометрии траншеи, может принимать значения от 1 до 1,5;

    KW - коэффициент прогиба, учитывающий качест­во подготовки ложа и уплотнения, можно принимать: при тщательном контроле - 0,09, при периодическом - 0,11, при бесконтрольном ведении работ - 0,13;

    KГР - коэффициент, учитывающий влияние грунта засыпки на овальность поперечного сечения трубопровода, можно принять равным 0,06;

    ЕГР - модуль деформации грунта в пазухах тран­шеи, МПа;

    KЖ - коэффициент, учитывающий влияние коль­цевой жесткости оболочки трубы на овальность по­перечного сечения трубопровода, можно принимать равным 0,15;
    (6.7)
    где Y - удельный вес грунта, Н/м3;

    НТР - глубина засыпки трубопровода, считая от поверхности земли до уровня горизонтального диа­метра, м;

    G0 - кратковременная кольцевая жесткость обо­лочки трубы, МПа;
    (6.8)
    где Е0 -кратковременный модуль упругости при растяжении материала трубы, МПа;

    I - момент инерции сечения трубы на единицу длины, определяемый по формуле
    (6.9)
    где μ - коэффициент Пуассона материала трубы, приводится в нормативной документации;
    (6.10)
    где Kу - коэффициент уплотнения грунта;

    qТ - транспортная нагрузка, принимаемая по спра­вочным данным для гусеничного, колесного и другого транспорта, МПа;

    n - коэффициент, учитывающий глубину заложе­ния трубопровода, при Н < 1 n = 0,5;

    KОК - коэффициент, учитывающий процесс округ­ления овализованной трубы под действием внутрен­него давления воды в водопроводе (Р, МПа)
    (6.11)
    где qс - суммарная внешняя нагрузка на трубопровод, МПа;
    (6.12)
    (6.13)
    9 (6.14)
    (6.15)
    где s0 - кратковременная расчетная прочность при растяжении материала трубы, МПа;

    Е0, Еt - кратко- и долговременное значения моду­ля упругости при растяжении материала трубы на ко­нец срока службы эксплуатации трубопровода, МПа.
    (6.16)
    где Kз -коэффициент запаса, должен приводиться в нормативных документах.

    Если в результате расчетов значение левой части выражения (6.1) будет больше 1, то следует повторить расчеты при других характеристиках материала труб или укладки трубопровода.

    Далее проверяют устойчивость оболочки трубы против действия сочетания нагрузок: для напорных сетей - грунтовые и транспортные qс, от грунтовых вод, QГВ, а также возможного возникновения вакуума QВАК в трубопроводе, для самотечных сетей - qГР + QГВ, для дренажных сетей - с использованием выражения
    (6.17)
    где KУГ -Коэффициент, учитывающий влияние засып­ки грунта на устойчивость оболочки, можно принять 0,5, а для соотношения QГВ : qТ = 4 : 1 - равным 0,07;

    KОВ - коэффициент, учитывающий овальность поперечного сечения трубопровода, при 0 ≤ ψ ≤. 0,05 KОВ = 1 - 0,7 ψ;

    Kзу - коэффициент запаса на устойчивость обо­лочки на действие внешних нагрузок, можно принять равным 3;

    Gτ - длительная кольцевая жесткость оболочки трубы, МПа, определяется по формуле
    (6.18)
    6.2 Пример расчета на прочность подземного канализационного трубопровода

    Дано: Трубы с наружным диаметром 1200 мм, с толщиной стенки s = 46,2 мм (ГОСТ 18599) уклады­ваются в траншею на глубину НТР = 5 м в сети само­течной канализации. В условиях строительства по поверхности над трубопроводом возможно переме­щение тяжелого транспорта с давлением на грунт qТ = 0,01 МПа. Высота грунтовых вод - 1 м от поверх­ности земли. Требуется подобрать грунт для засыпки.

    Решение: Для засыпки на месте строительства принимаем грунт с удельным весом γ = 18 кН/м3. Значения кратко- и долговременного модулей упругости - Ео = 800 МПа и , Еτ = 200 МПа.

    1 Определяем грунтовую нагрузку qГР = γНТР = 18 • 5= 90 кН/м2 = 0,09 МПа.

    2 Определяем общую нагрузку qС = qГР + qТ = 0,09 + 0,01 = 0,1 МПа.

    3 Определяем кратковременную кольцевую жест­кость оболочки трубы по выражениям (6.8, 6.9)
    МПа.
    4 Определяем относительное укорочение верти­кального диаметра трубы под действием грунтовой нагрузки по выражению (6.6) при Кок = 1
    или 3,7 %
    Принимаем: Kt - как среднее значение, равным 1,25;

    KW - с учетом периодического контроля равным 0,11;

    KЖ - равным 0,15;

    КГР - равным 0,06;

    ЕГР - равным 5 МПа (для средних условий).

    5 Определяем укорочение вертикального диамет­ра трубы под действием транспортной нагрузки по выражению (6.10).
    или 0,3 %
    6 Определяем относительное укорочение верти­кального диаметра трубы по выражению (6.5). при­няв ψМ = 2 % (для G0 > 0,29 МПа и степени уплот­нения грунта 0,85 - 0,95 по таблице. (6.1)


    7 Определяем максимальное значение степени растяжения материала в стенке трубы из-за овальности поперечного сечения трубопровода под действием нагрузок по выражению (6.4) при Kσ = 1 м


    или 1 %

    8 Определяем степень сжатия материала стенки трубы, происходящего под действием внешних наг­рузок на трубопровод по выражению (6.14)
    или 0,16 %

    9. Определяем допустимую степень растяжения материала в стенке трубы, происходящего в усло­виях релаксации по выражению (6.15) при σ = 25МПа
    или 6,25 %

    10 Определяем допустимую степень растя­жения материала в стенке трубы, происходящего в условиях ползучести по выражению (6.16)

    или 1,6 %
    11. Проверяем прочность по выражению (6.2)

    что меньше 1, т.е. принятые данные по грунту засыпки и его уплот­нения удовлетворяют прочностным требованиям для данного трубопровода.
    Приложение 7

    (справочное)
    Сортамент напорных труб из полиэтилена по ГОСТ 18599
    Таблица 7.1 - Размеры и максимальное рабочее давление для труб из ПЭ 32


    Средний наружный диаметр, мм
    SDR 21

    S 10
    SDR13,6

    S 6,3
    SDR 9

    S 4
    SDR 6

    S 2,5

    Максимальное рабочее давление воды при 20 оС, МПа

    0,25
    0,4
    0,6
    1

    Толщина стенки, мм

    номин.
    номин.
    масса, кг
    номин.
    масса, кг
    номин.
    масса, кг
    номин.
    масса, кг

    10
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    2,0*
    0,052

    12
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    2,0
    0,065

    16
    -
    -
    -
    -
    2,0*
    0,092
    2,7
    0,116

    20
    -
    -
    -
    -
    2,3
    0,134
    3,4
    0,182

    25
    -
    -
    2,0*
    0,151
    2,8
    0,201
    4,2
    0,280

    32
    2,0*
    0,197
    2,4
    0,233
    3,6
    0,329
    5,4
    0,459

    40
    2,0*
    0,249
    3,0
    0,358
    4,5
    0,511
    6,7
    0,713

    50
    2,4
    0,376
    3,7
    0,552
    5,6
    0,798
    8,3
    1,10

    63
    3,0
    0,582
    4,7
    0,885
    7,1
    1,27
    10,5
    1,75

    75
    3,6
    0,831
    5,6
    1,25
    8,4
    1,79
    12,5
    2,48

    90
    4,3
    1,19
    6,7
    1,80
    10,1
    2,59
    15,0
    3,58

    110
    5,3
    1,78
    8,1
    2,66
    12,3
    3,84
    18,3
    5,34

    125
    6,0
    2,29
    9,2
    3,42
    14,0
    4,96
    20,8
    6,90

    140
    6,7
    2,89
    10,3
    4,29
    -
    6,24
    -
    -

    160
    7,7
    3,77
    11,8
    5,61
    -
    8,13
    -
    -


    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

    написать администратору сайта