Прочностной расчет подземного трубоповода из термопластов.
Прочностной расчет трубопроводов из полимерных материалов, уложенных в земле, рекомендуется сводить к соблюдению неравенства (по формуле Д.1 СП 40-102-2000 ):
εр - максимальное значение деформации растяжения материала в стенке трубы из-за овальности поперечного сечения трубы под действием грунтов (qгр , МПа) и транспортных нагрузок (qт МПа);
εрр - предельно допустимое значение деформации растяжения материала в стенке трубы в услоиях релаксации напряжения
εс - степень сжатия материала стенки трубы от воздействия внешних нагрузок на трубопровод
εрп - предельно допустимое значение деформации растяжения материала в стенке трубы в услоиях ползучести
Далее проверяют устойчивость оболочки трубы против действия сочетания нагрузок: для напорных сетей — грунтовые и транспортные qc (по формуле Д.17 СП 40-102-2000 ):
Куг - коэффициент, учитывающий влияние засыпки грунта на устойчивость оболочки, принимаем 0,5
Ков - коэффициент, учитывающий овальность поперечного сечения трубопровода, принимаем 1.
Кзу –коэффицмент запасана устойчивость, принимаем равным 3.
qс - сумма внешних нагрузок на трубопровод
Qгв - нагрузка от грунтовых вод
Qвак - нагрузка от возможного возникновения вакуума
Егр - модуль деформации грунта
Gτ - длительная кольцевая жесткость оболочки трубы
Необходимо произвести оценку на прочность трубопровода из пластикак при подземной прокладке с диаметром 110 мм и SDR 11:
Обозначения, исходные данные:
Кσ
|
1
|
Коэффициент постели грунта для изгибающих напряжений, учитывающий качество уплотнения: при тщательном контроле=0,75, при периодическом контроле=1,0, при отсутствии контроля =1,5
|
К3Ψ
|
1
|
Коэффициент запаса на овальность поперечного сечения трубы, принимается равным:1 -для напорных и самотечных трубопроводов
|
Кτ
|
1,25
|
коэффициент, учитывающий запаздывание овальности поперечного сечения трубы во времении и зависящий от типа грунта. Степени уплотнения, геометрии траншеи (от1 до 1,5)
|
Кw
|
0,11
|
коэффициент прогиба, учитывающий качество подготовки ложа и уплотнения, при тщательном контроле =0,09; при периодическом = 0,11; при бесконтрольном ведении=0,13
|
Кгр
|
0,06
|
коэффициент,учитывающий влияние грунта засыпки на овальность поперечного сечения трубопровода
|
Кж
|
0,15
|
Кэффициент, учитывающий влияние кольцевой жесткости оболочки трубы на овальность поперечного сечения трубопровода
|
Егр (МПа)
|
5
|
модуль деформации грунта в пазухах траншеи
|
Нгр (м)
|
1
|
глубина засыпки трубопровода, считая от поверхности земли до уровня горизонтального диаметра
|
μ
|
0,4
|
Коэффициент Пуассона материала трубы
|
D (мм)
|
110
|
наружный диаметр
|
SDR
|
11
|
Standart Dimension Ratio – стандартный размерный коэффициент. Cоотношение внешнего диаметра к толщине стенки
|
s (мм)
|
10,0
|
толщина стенки
|
Ео (МПа)
|
800
|
коротковременный модуль упругости при растяжении материала трубы
|
I (мм3)
|
83,33
|
момент инерции сечения трубы на единицу длины
|
G0 (МПа)
|
2,690
|
кратковременная кольцевая жескость оболчки трубы
|
Куг
|
0,5
|
коэффициент, учитывающий влияние засыпки грунта на устойчивость
|
Ков
|
0,988
|
коэффициент, учитывающий овальность поперечного сечения грунта
|
Кзу
|
3
|
коэффициент запаса на устойчивость
|
Gτ (МПа)
|
1,225
|
длительная кольцевая жесткость оболочки трубы
|
qт (МПа)
|
0,0242
|
нагрузка от фундамента: бетон + щебень.
|
qгр (МПа)
|
0,0075
|
нагрузка от грунта
|
qс (МПа)
|
0,032
|
сумма внешних нагрузок ( бетон, щебен, грунт) на трубопровод по результатам расчета от строительной части
|
n
|
1
|
коэффициент, учитывающий глубину заложения трубопровода, при H < 1, n=0.5
|
Kок
|
1
|
коэффициент, учитывающий процесс округления овализированной трубы под действием внутреннего давления(Р, МПа)
|
σ0 (МПа)
|
8,0
|
кратковременная расчетная прочность при растяжении материала трубы
|
Еτ (МПа)
|
230,0
|
долговременное значение модуля упругости при растяжении материала трубы на конец службы эксплуатации
|
Kз
|
2
|
коэффициент запаса для допустимой степени растяжения, по нормативным документам
|
Результаты расчета:
Ψгр
|
0,0007
|
относительное укорочение вертикального диаметра трубы под действием грунтовой нагрузки
|
Ψт
|
0,0063
|
относительное укорочение вертикального диаметра трубы под действием фундамента
|
Ψм
|
0,01
|
относительное укорочение вертикального диаметра трубы,образовавшееся в процессе складирования, транспортировки и монтажа.
|
Ψ
|
0,0170
|
относительное укорочение вертикального диаметра трубы в грунте, устанавливается как предельно допустимое
|
εр
|
0,0066
|
максимальное значение деформации растяжения материала в стенке трубы из-за овальности поперечного сечения трубы под действием грунтов (qгр , МПа) и транспортных нагрузок (qт МПа);
|
εс
|
0,00022
|
степень сжатия материала стенки трубы от воздействия внешних нагрузок на трубопровод
|
εрр
|
0,01739
|
предельно допустимое значение деформации растяжения материала в стенке трубы в услоиях релаксации напряжения
|
εрп
|
0,0050
|
предельно допустимое значение деформации растяжения материала в стенке трубы в услоиях ползучести
|
Ψ=0,017 (1,7%) - относительное укорочение вертикального диаметра трубы в грунте
условие прочности выполнено
условие устойчивости выполнено |
Скачать 60.7 Kb.