Проектирование и расчет напорных труб

   При проектировании и расчете напорных труб следует учитывать, что анкерные ребра листового полиэтиленового покрытия ослабляют поперечное их сечение. Принимая во внимание также неупругую работу бетона и трещинообразование, при расчете трубы учитывают ступенчато-переменную жесткость продольных сечений по периметру ее поперечного сечения. Для определения жесткости радиальных продольных сечений трубы следует установить места образования трещин и расстояния между ними.

При контрольной опрессовке незасыпанного трубопровода в трубах могут образоваться трещины, которые закрываются при снятии гидростатического давления, однако сплошность бетона остается нарушенной. Сначала трещины при опрессовке появляются в местах расположения швов, образовавшихся вдоль стыков полуформ при формовании труб, затем при повышении внутреннего давления и в других местах, как правило, вдоль стержней продольной арматуры, так как последняя является концентратором напряжений. В связи с этим расстояния между трещинами можно принять равными шагу продольной арматуры.

В эксплуатационном состоянии, когда на трубопровод действует кроме внутреннего давления внешняя нагрузка (вес засыпки, боковое давление грунта, реакция основания), новые трещины, как правило, не образуются. Наибольшее раскрытие имеют трещины па уровне горизонтального диаметра. Их допустимая ширина па уровне арматуры устанавливается только с учетом коррозии арматуры, так как водонепроницаемость обеспечивается полиэтиленовым покрытием.

Поперечное сечение железобетонной трубы с внутренним полиэтиленовым покрытием замкнутый статически неопределимый контур. Усилия и перемещения в таких трубах следует определять с учетом перераспределения усилий, вызываемых неупругой работой бетона и трещинообразованием. Для этого рекомендуется использовать метод сил с перенесением лишних неизвестных в упругий центр, которые будут равны

В формулах (19)-(23): Мвр - изгибающий момент в сечении, определяемом углом 9, от нагрузок, действующих на трубу; 0 -угол, определяющий положение произвольного сечения и отсчитываемый от вертикали в направлении против хода часовой стрелки; Во- жесткость продольного сечения, принимаемая постоянной в пределах участка і-k.

По найденным из выражения значениям основных неизвестных моменты и продольные усилия в любом продольном сечении заданной системы определяют по формулам

Расчет трубы производят с учетом ступенчато-переменной жесткости. Примем, что длина участков с трещинами ограничивается ребрами полиэтиленового листа.

За пределами этих участков сечения работают без трещин, их жесткость определяется по формуле

При нахождении жесткости сечения трубы с полиэтиленовым покрытием по формуле ослабление сечения анкерными ребрами можно не учитывать, так как их влияние на результаты расчета незначительно (до I %).

Жесткость сечений на участках с трещинами

  Для определения жесткости продольных сечений трубы на участках с трещинами (I-II и III-IV) необходимо располагать значениями изгибающих моментов, но последние, в свою очередь, зависят от жесткостей сечений. Поэтому расчет следует вести итерационным методом. При первой итерации жесткости всех продольных сечений (при любом 8) принимаются одинаковыми и определяются по формуле. Изгибающие моменты, вычисленные с учетом этих значений жесткостей, используют для определения жесткостей на участках с трещинами, располагающимися в зоне горизонтального и вертикального диаметров, а также в местах установки продольных стержней. При этом, если полиэтиленовые ребра оказываются в растянутой зоне (участок I-II на рис. 27, в), то они влияют на жесткость сечения трубы, а если в сжатой (участок III-IV) -снижают жесткость, что следует учитывать при расчете.

Жесткость сечений на участках с трещинами рекомендуется рассчитывать по формуле

При расположении полиэтиленовых ребер в растянутой зоне в формуле (27) принимают /zp=0, a Z определяют по СНиП. Если же полиэтиленовые ребра находятся в сжатой зоне, то Z и хт рассчитывают по формуле.

По найденным значениям жесткостей на каждом участке і-k сечения трубы определяют новые значения коэффициентов и свободных членов канонических уравнений по формулам (20) - (23), а по ним значения лишних неизвестных (19) и моментов в заданной системе (24). Далее проверяют сходимость итерационного процесса. Если моменты, найденные при rt-f-1-й итерации, отличаются от моментов при л-й итерации не более, чем на 5 %, то приступают к определению продольных сил по формуле. В противном случае расчет повторяется до получения требуемой точности. Из блок-схемы расчета, видна последовательность необходимых операций, которые целесообразно производить на ЭВМ.

Расчетная схема и методика расчета труб с полиэтиленовым покрытием

  Сравнение результатов расчета труб с полиэтиленовым покрытием, выполненного без учета влияния трещинообразования и неупругой работы бетона, с результатами расчета по приведенной методике, где указанные факторы учитываются, показало, что они существенно снижают жесткость на участках с трещинами и значительно перераспределяют внутренние усилия. Так, например, при расчете трубы на вертикальную нагрузку отношение моментов по упругому расчету (Mti) к моментам (М) с учетом переменной жесткости сечений, оказались равными: в сечении А-MAei/MA = 0,88; в сечении В - Мвеі/Мв=ї,3. Таким образом, упругий расчет превышает значения изгибающих моментов в расчетном горизонтальном сечении В и, наоборот, занижает - сечении А (шелыге).

Расчетная схема и методика расчета труб с полиэтиленовым покрытием подтверждена экспериментальными исследованиями, выполненными в Донецком Промстройниипроекте.

Было испытано 15 железобетонных труб диаметром 600 мм с внутренним полиэтиленовым покрытием на действие внутреннего давления, вертикальной нагрузки вдоль образующей и их комбинаций. Сопоставление экспериментальных значений радиальных перемещений в зоне горизонтального диаметра с теоретическими показало, что значительное снижение жесткости труб, вызванное трещинообразованием, увеличивают перемещения в 1.5...3 раза по сравнению с их значениями, вычисленными по упругому расчету. Расчет же труб с учетом перераспределения усилий обеспечивает удовлетворительную сходимость опытных и теоретических значений.

Опыты показали, что при внешней нагрузке и внутреннем гидростатическом давлении наибольшее раскрытие получили трещины в зоне горизонтального диаметра. На внешней поверхности труб этой зоны растягивающие усилия от обоих видов воздействий суммируются. Ширина раскрытия трещин па наружной поверхности труб в 1,5...2 раза больше, чем на уровне арматуры, расположенной посередине сечения.

( см. книгу - здесь только текстовые отрывки)   

UP

Ваше имя:

Комментарий:

Введите код, который Вы видите на изображении выше (чувствителен к регистру). Для обновления изображения нажмите на него.

• Расчет стоимости ремонта квартиры
• Соединительные детали к металлополимерным трубам
• Трубы металлополимерные
• Трубы стеклобазальтопластиковые для горячего водоснабжения и теплоснабжения и соединительные детали к ним
• Опоры для трубопроводов