задача 1. Задание 1 Расчет толщины стенки трубопровода из высокопрочной стали, расчет на прочность и общую устойчивость в продольном направлении этого же трубопровода

• Название: Задание 1 Расчет толщины стенки трубопровода из высокопрочной стали, расчет на прочность и общую устойчивость в продольном направлении этого же трубопровода
• Дата: 26.10.2022
• Размер: 37.73 Kb.
• Имя файла: задача 1.docx
• Тип: Документы; #756230

Задание 1

1. 
   Расчет толщины стенки трубопровода из высокопрочной стали, расчет на прочность и общую устойчивость в продольном направлении этого же трубопровода
   

При расчете практической работы использовать свод правил «Магистральные трубопроводы», СП 36.13330.2012

Данные для расчета:

Р = 6,3 МПа - рабочее давление в трубопроводе;

D_H =820 мм — наружный диаметр трубы;

Марка стали - 17ГС

1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ТРУБОПРОВОДА

Расчетную толщину стенки трубопровода δ, мм, следует определять по формуле:

(1)
где n, коэффициент надежности по нагрузке - внутреннему рабочему давлению в трубопроводе (СП 36.13330.2012 табл. 14);

Р, МПа -рабочее давление в трубопроводе;

D_H, мм — наружный диаметр трубы;

R₁ —расчетное сопротивление растяжению, определяется по формуле:

, (2)

где, m - коэффициент условий работы трубопровода (СП 36.13330.2012 табл. 1);

k₁ - коэффициент надежности по материалу (СП 36.13330.2012 табл. 10);

k_н - коэффициент надежности по по ответственности трубопровода

(СП 36.13330.2012 табл. 12);

R₁^н - нормативное сопротивление растяжению металла труб и сварных

соединений, принимается равным минимальному значению временного сопротивления σвр = R₁^н,МПа;
= 260,204

Определяем расчетную толщину стенки трубопровода:

;

= 11мм.

Полученное расчетное значение толщины стенки трубы округляется до ближайшего большего значения δн, предусмотренного государственными стандартами и техническими условиями.

2. 
   ПРОВЕРКА ОБШЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТРУБОПРОВОДА В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ
   

Проверку общей устойчивости трубопровода в продольном направлении в плоскости наименьшей жесткости системы следует производить из условия:

; (3)

где S - эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода, Н или МН;

N_кр — продольное критическое усилие, Н или МН, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода.

Эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода S следует определять от расчетных нагрузок и воздействий с учетом продольных и поперечных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики. В частности, для прямолинейных участков трубопровода и участков, выполненных упругим изгибом, при отсутствии компенсации продольных перемещений, просадок и пучения грунта S определяется по формуле:
, (4)

где град; (5)

μ=0,26-0,33 - переменный коэффициент поперечной деформации стали (коэффициент Пуассона), при расчётах можно принять 0,3;

σ_кц - кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, МПа, определяемые по формуле:

МПа; (27)

α=1,2· 10^-5 град - коэффициент линейного расширения металла трубы;

Е=2,06 ·10⁵ МПа - переменный параметр упругости (модуль Юнга);
F- площадь поперечного сечения трубы:

м²; (36)

Для прямолинейных участков подземных трубопроводов в случае пластической связи трубы с грунтом продольное критическое усилие находится по формуле:

, Н или МН; (37)

где Р₀ - сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины;

J- осевой момент инерции металла трубы, определяется по формуле:

м⁴; (38)
q_верт - сопротивление вертикальным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины, обусловленное весом грунтовой засыпки и собственным весом трубопровода, отнесенное к единице длины, Н/м:

. (39)

Сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины определяется по формуле:

; (40)