Расчет трубы
Требуется рассчитать железобетонную напорную трубу диаметром (Dy) 1000 мм с предварительно-напряженной спиральной и продольной арматурой, изготовляемую по способу виброгидропрессования из бетона марки М500.
Труба предназначается для напорного водовода с расчетным внутренним гидравлическим давлением 1 МПа.
Трубопровод укладывается в траншею открытым способом на естественное основание с улучшенным способом опирания. Глубина укладки от поверхности земли до верха трубы 2 м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 3,5 м. Грунт основания и засыпки - суглинок мягкий.
Нагрузки Н-18 или НК-80 от транспорта на поверхности земли рассчитываются на основании "Инструкции по определению нагрузок на подземные трубопроводы".
Длина трубы 5000 мм. Расстояние между анкерами продольной арматуры 5180 мм.
Соединение труб в трубопроводе - гибкое, с применением уплотни-тельных колец. Толщина стенки трубы 75 мм.
Спиральная арматура из высокопрочной стальной гладкой проволоки класса В-П (ГОСТ7346-63). Продольная арматура из проволоки высокопрочной периодического профиля класса Вр-П (ГОСТ 8480-63)( Г О С Т 6482-88)
Определяем внешние вертикальные нагрузки, действующие на трубу, согласно "Инструкции по определению нагрузок на подземные трубопроводы".
Определение расчетных вертикальных нагрузок
от давления грунта
Расчетную вертикальную нагрузку от давления грунта определяем по формулам:
а) при укладке труб в траншею
Q’в=1,2 
грHВH Ктр 
(30)
а) при укладке труб в насыпь
Q’в=1,2 грHВH Ктр (31)
Если удовлетворяется
условие BKтр > DHKH, то вместо формулы (30) следует
пользоваться формулой (31).
В данном случае 1,2 - коэффициент перегрузки; гр
=1,85 объемный вес грунта засыпки, т/м3, который принимаем по табл.
для категории грунта Г-IV; Н=2 - глубина заложения трубы,
считая от верха трубы, м (согласно заданию); DH - наружный диаметр трубы, м, равный DH= Dy + 2А = 1000 + 75x2 = 1150
мм; 5=3,13 ширина траншеи на уровне верха трубы, м, принимаемая по СНиП
Ш-30-74;
Ктр= 0,869 - коэффициент, зависящий от
отношения 
и от
категории грунта засыпки, принимаемый в соответствии с таблицей 4; Вср=4,13
- ширина траншей на уровне середины расстояния между поверхностью земли и
верхом трубы, м; -
коэффициент, учитывающий разгрузку грубы грунтом, находящимся в пазухах
между стенками траншеи и трубопроводом, определяемый по формуле:
(32)
Если коэффициент $? получается меньше
величины
, то он
принимается равным величине . В
данном случае это условие выполняется;
Кr - коэффициент, зависящий от вида грунта основания и от способа опиранжя трубы, определяемый для всех труб, кроме стальных и полиэтиленовых, при
< 0,5
таким, как при =
0,5 и > 0,5
по табл. 6 и при 0,5 << 2,5
по формуле
K’H= 1,04[KH
– 0,04 – (KH – 1)
]; (33)
где Кн =1,45 принимаем по табл. 5 для угла опирания 20=90°;
>1 в расчетах следует принимать
это значение равным единице;
ргр - параметр, характеризующий жесткость грунта засыпки, по формуле
ргр=0,125 Егр (34)
Рл - параметр, характеризующий жесткость трубопровода, определяемый по формуле:
Егр =
Егр=25- модуль деформации грунта, принимаемый по
табл, 3, ; Ек; v
- модуль
упругости и коэффициент Пуассона материала трубопровода 3,5x105 и O,17; 
- толщина стенки трубы,см; Dc- средний диаметр поперечного сечения, см;
xDн =0,0018 часть вертикального диаметра, располагаемая выше плоскости основания (дна траншеи), м, а х-коэффициент выступания трубопровода из основания.
Подставив найденные значения в формулы (31) и (32) получаем:
;
вертикальная нагрузка от давления грунта равна
Q”B=1,2x1,85x2x1,15x1,43=7,302 тс/м2.
Определение расчетной вертикальной нагрузки
от собственной массы трубопровода
и массы транспортируемой жидкости
а) От собственной массы трубопровода
QT= 1,1
тс/м2;
(36)
n=1,1 - коэффициент перегрузки;
=0,075 - толщина стенки
трубопровода, м;
DMи De - внутренний и наружный диаметры трубопровода (см. выше);
т =2,5 - объемный вес материала
трубопровода (см. табл. 14), тс/м3.
б) От массы жидкости
QT = 1,1
=0,863тс/м2 ;
(37)
В=1,0
–объемный вес воды, тс/м3.
Определение расчетных горизонтальных нагрузок на трубу от бокового давления грунта
а) При укладке труб в траншею;
т =
0,9*1,85*2*1,15*0,15 = 0,575 тс/м2 (38)
б) При укладке труб в насыпь
тс/м2;
(39)
где 
т и
п -
коэффициенты, определяемые по табл. 5.
Определение расчетной вертикальной и горизонтальной действующей на трубопровод от автомобильного и гусеничного транспорта
а) Вертикальная нагрузка
1,1*2,55*1,15*1*1,43 = 4,62тс/м2 (40)
б) Горизонтальная нагрузка
=qaDH 
=2,55*1,1
5*1*03 =0,88 тс/м2 (41)
где n =1,4 - коэффициент перегрузки для автомобильной нагрузки;
n -1, 1 - то же, для гусеничной нагрузки;
=1— динамический коэффициент, зависящий от
глубины укладки H, принимаемый равным единице для H
1,0м; q,=2,55 т/м по табл. 10,
Определяем вертикальную эквивалентную приведенную внешнюю нагрузку от давления грунта и транспорта по формуле
Pэкв.= 
QВ0,5xO,85x(4,62 +7,302) =5,125 тс/м, (42)
где =0,5 - коэффициент приведения
нагрузки, принимаемый по табл. 15;
=0,86 -
коэффициент, учитывающий боковое давление грунта, принимаемый по табл, 6.
Определяем вертикальную эквивалентную приведенную внешнюю нагрузку от собственной массы трубы и массы наполнителя по формуле
Pэкв., = 
=0,325 х
0,86 (0,863 + 0,7) =0,437 тс/м, (43)
Ю,325 -коэффициент приведения нагрузки, принимаемый по табл
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
