Применение труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом для надземной прокладки напорных трубопроводов различного назначения (стр. 2 )

4.2.4 От воздействия внутреннего давления в стенке трубы возникаю. т кольцевые напряжения, определяемые по формуле

,

(4.4)

где

Р0 – внутреннее давление воды, МПа;

D0 – внутренний диаметр трубы, см;

h – толщина стенки трубы, см.

4.2.5 Кроме напряжений поперечного изгиба и окружных нормальных напряжений от внутреннего давления в трубе возникают еще окружные нормальные напряжения от поперечных моментов M2 на опорах.

4.2.6 На рис. 4.2 показана расчетная схема трубопровода на отдельных опорах, которые его обхватывают снизу на протяжении дуги с центральным углом . Расстояние между опорами равно l, а ширина опор в направлении вдоль оси трубопровода равна а.

Суммарную нагрузку на единицу длины трубы обозначим через Q= Qтр + Qв , где Qтр - вес трубы, Qв – вес воды.

Рис. 4.2 Трубопровод на отдельных напорах

Изгибающие моменты от воздействия нагрузки Q в характерных сечениях кольца выражаются формулами:

.

(4.5)

где

Q – суммарная нагрузка на опору, кН;

r – срединный радиус трубы, см.

Эпюра изгибающих моментов от воздействия силы Q при опирании трубы на плоскость приведена в табл. 4.3.

Таблица 4.3 Значения коэффициентов и для различных нагрузок, действующих на трубопровод круглого сечения, опертый на нижнюю бразующую

4.2.7 Моменты от опорных реакций на опорах определяются из табл. 4.4 в зависимости от коэффициентов при опирании трубы на плоскость и спрофилированные фундаментные бетонные опоры с углом охвата трубы 2α=00…1200.

Таблица 4.4 Значения коэффициентов и для опорных реакций трубопровода на фундаменте

4.2.8 Расчетные изгибающие моменты на опорах опредедяются алгебраическим сложением моментов от внешних нагрузок и опорных реакций.

Изгибающий момент в точке А (максимальный) получаем:

.

(4.6)

4.2.9 Для расчета напряжений изгиба от моментов МА используется ширина опоры а, которую принимаем равной 0,5DН.

Для определения напряжений изгиба длина участка стенки трубопровода, вводимую в расчет над опорой: [3,4]

.

(4.7)

4.2.10 Тогда величины изгибающих напряжений от воздействия МА определяются по формуле

,

(4.8)

где

.

4.2.11 Для удобства пользования Сводом Правил в табл. 4.5-4.8 приведены результаты расчетов моментов над опорами, напряжений от воздействия внутреннего давления, напряжений изгиба на опорах от поперечных моментов, суммарного напряжения от комбинированной нагрузки и коэффициенты запаса прочности трубы от воздействия этих нагрузок.

4.2.12 Критерием расчета труб по классу является неравенство К≥1, где К - коэффициент запаса прочности труб при расчетных нагрузках. При значениях К<1 необходимо применять трубу большего класса прочности, например К-10 или К-11 или увеличить ширину опор.

4.2.13 Поверочный расчет труб на жесткость и устойчивость необходимо проводить в соответствии с разделами 3.2 и 3.3 части I настоящего Свода Правил.

4.2.14 Расчет труб при других углах опирания труб на спрофилированные бетонные опоры следует проводить по методике, изложенной в данном разделе.

4.2.15 Расчет труб из ВЧШГ производиться как жестких для диаметров 80-500 мм.

Таблица 4.5 Напряжения изгиба на опорах от воздействия внешних нагрузок, МПа

№ пп	Dу, мм	а, см	b, см	W, см3	Момент над опорой, кгм	, МПа
1.	80	5,0	7,72	0,46	1,48	0,5	0,37	32,1	10,5	8,03
2.	100	6,0	9,0	0,54	2,20	0,74	0,55	40,7	13,7	10,16
3.	125	8,0	11,33	0,68	4,36	1,46	1,08	64,0	21,5	15,93
4.	150	9,0	12,64	0,76	5,95	1,99	1,48	78,0	26,15	17,90
5.	200	11,0	15,26	0,99	11,76	3,94	2,93	118,7	39,55	29,67
6.	250	14,0	18,95	1,39	21,14	7,08	5,27	152,6	50,9	37,9
7.	300	17,0	22,58	2,0	33,38	10,88	8,08	161,9	54,4	40,4
8.	350	19,0	25,23	2,5	52,02	17,41	13,0	208,1	69,6	61,93
9.	400	21,0	28,26	3,06	69,76	23,35	17,41	227,9	76,3	56,9
10.	500	27,0	34,94	4,72	126,87	42,46	31,67	287,0	90,0	67,0

Примечание: В соответствии с табл. ширина опоры b принимается для труб всех диаметров равной 40 см.

Таблица 4.6 Напряжения в лотке раструбных труб от совместного воздействия моментов на опорах и внутреннего давления

№ пп	Dу, мм	, МПа; Р = 0,6 МПа	, МПа; Р = 1,6 МПа
1.	80	36,4	14,9	12,33	43,5	21,9	19,4
2.	100	40,6	19,0	15,46	54,8	27,83	24,3
3.	125	70,6	28,1	22,53	81,6	39,1	33,53
4.	150	85,9	34,05	25,80	99,6	47,21	38,96
5.	200	128,7	47,45	39,64	145,3	66,14	53,26
6.	250	164,0	62,39	49,40	183,24	81,54	68,54
7.	300	175,3	67,82	53,82	197,0	89,5	75,5
8.	350	222,2	83,7	76,03	245,7	107,2	99,53
9.	400	243,2	91,54	72,14	268,6	116,99	102,5
10.	500	304,2	107,13	84,2	332,6	135,6	112,67

Таблица 4.7 Коэффициенты запаса прочности раструбных труб при комбинированной нагрузке на опорах