Страница 3: ДСТУ-Н Б EN 1993-4-3:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 4-3. Трубопроводи (59346)

Рисунок

1.5 −

Межі нерівномірного осідання з рекомендованими величинами

Figure

5.1 −

Figure Limits on differential settlements with recommended values

(7) Осадка при будівництві не повинна перевищувати значення, очікуване при звичайній практиці будівництва трубопроводу, при яких не вживають спеціальних заходів.

(7) The construction settlement should not exceed the values expected in normal pipeline construction practice, in which no special measures have been taken.

(8) Трубопровід не повинен перетинати площини потенційного розвитку тріщини або осідання ґрунту.

(8) The pipeline should not cross potential fracture planes or areas of mining subsidence.

(9) Переріз трубопроводу не повинен мати вигинів з радіусом менше, ніж .

(9) The pipeline section involved should not include bends with a radius smaller than .

Примітка. Величина може бути встановлена ​​в Національному додатку. Рекомендованою величиною є: = 20 мм.

NOTE: The value for may be given in the National Annex. The following value is recommended: = 20.

(10) Максимальна різниця між температурою при монтажі і максимальною або мінімальною температурою експлуатації трубопроводу, в залежності від обставин, не повинна перевищувати .

(10) The maximum difference between the installation temperature and the maximum or minimum service temperature of the pipeline, as applicable, should not exceed .

Примітка. Величина може бути встановлена ​​в Національному додатку. Рекомендованою величиною є: = 35°С.

NOTE: The value for may be given in the National Annex. The following value is recommended: = 35ºC.

(11) Повний інтервал температур повинен знаходитися між і . У разі підняття ґрунту при промерзанні посилаються на EN 1594.

(11) The overall temperature range should lie between and . In the case of frost heave, reference should be made to
EN 1594.

Примітка. Величини і можуть бути встановлені в Національному додатку. Рекомендованими величинами є: = -40 ° С і
= +60 ° С.

NOTE: The values for and may be given in the National Annex. The following values are recommended: = - 40ºC and = + 60ºC

(12) У разі використання вигинів з радіусом менше, ніж y , необхідно, щоб виконувалися наступні критерії:

- Для трубопроводів з діаметром , що не перевищує , і з горизонтальними вигинами максимальна різниця між температурою при монтажі і максимальною або мінімальною температурою не повинна перевищувати .

- Для трубопроводів з відстань між горизонтальними вигинами повинна перевищувати .

(12) In the case where bends with a radius smaller than y are used, the following criteria should be satisfied:

- For pipelines with diameters not greater than and with horizontal bends, the maximum difference between the installation temperature and the maximum or minimum temperature should not exceed .

- For pipelines with , the distance between horizontal bends should be greater than .

Примітка. Величини , , і можуть бути встановлені в Національному додатку. Рекомендованими величинами є: ;
= 20 ° С; = 300 мм; = 450 мм і = 2,0 м.

NOTE: The values for , , and may be given in the National Annex. The following values are recommended: ; = 20 ºC; = 300 mm;
= 450 mm and = 2,0 m.

(13) Для перетинів, прокладених за допомогою буріння або піднімання домкратом з використанням будівельних поглиблень і застосуванням вигинів з радіусом менше, ніж z D_e в будівельному поглибленні, необхідно, щоб виконувалися наступні критерії:

- При обчисленні товщини стінки вигинів використовують коефіцієнт навантаження (як для перетину).

- Для мм вигин повинен бути розташований у більшої сторони будівельного поглиблення.

- Для прямих труб відношення має відповідати:

(13) For crossings that are installed by means of boring or jacking, using building pits and where bends with a radius less than z D_e are applied in the building pit, the following criteria should be satisfied:

- in the wall thickness calculation of bends a load factor should be used (as for the crossing).

- for mm the bend should be located at the field side of the building pit.

- for straight pipes the ratio should satisfy:

для (for) N/mm²_: вел (val) 240 (5.5)

для (for) N/mm²_:вел (val) 360 (5.6)

для (for) N/mm²_:вел (val) 415 (5.7)

для (for) N/mm²: вел (val) 480 (5.8)

Примітка. Величини , , та можуть бути встановлені в Національному додатку. Рекомендованими величинами є z = 20; = 1,82; = 450 mm; вел 240 = 57; вел 360 = 61;
вел 415 = 70; вел 480 =81.

NOTE: The values for , , and may be given in the National Annex. The following values are recommended. Z = 20; = 1,82; = 450 mm;
val 240 = 57; val 360 = 61; val 415 = 70; val 480 =81.

5.1.2 Метод аналізу у випадку, якщо умови методу спрощеного обчислення не дотримані

5.1.2 Method of analysis if the conditions for the simplified calculation method are not met

(1) Підземні трубопроводи повинні бути створені за зразком балок, підтримуваних просторовою конфігурацією. При моделюванні пружини повинні імітувати властивості ґрунту, як встановлено на рисунку 5.2:

(1) Buried pipelines should be modelled as beams supported by a three – dimensional configuration. In the modelling the springs should represent the properties of the soil, as indicated in Figure 5.2:

(а) поперечна вертикальна пружина ґрунту

(a) lateral vertical earth spring

(b) поперечна горизонтальна пружина ґрунту

(b) lateral horizontal earth spring

(с) поздовжня фрикційна пружина ґрунту (також фрикційна пружина ґрунту, працююча на кручення)

(с) longitudinal frictional earth spring (also torsional frictional earth spring)

Рисунок

5.2 −

Схематичне зображення трубопроводу з «пружинами ґрунту»

Figure

5.2 −

Schematic view of a pipeline with «earth springs»

(2) При аналізі слід врахувати нелінійний характер різних пружин ґрунту.

(2) In the analysis, account should be taken of the non – linear character of the various earth springs.

Примітка. Як правило, для даної системи необхідний аналіз методом скінченних елементів.

NOTE: In general, a finite element analysis is needed for this system.

(3) Вихідними даними для аналізу повинні бути властивості ґрунту, властивості трубопроводу, осідання (переміщення) та інші впливи.

(3) The input data for the analysis should be the soil properties, the properties of the pipeline, the imposed settlements (displacements), and other actions.

Примітка. Необхідні характеристики трубопроводу відносяться до діаграми згинальний момент – викривлення і, при виникненні кручення, діаграми крутний момент – обертання. Формули для отримання даних діаграм наведені у додатку А.

NOTE: The required properties of the pipeline relate to the bending moment – curvature diagram and, where torsion occurs, the torsion moment – rotation diagram. Expressions to obtain these diagrams are given in
annex A.

(4) З вище встановленого просторового аналізу балки визначають наступні величини на кожному поперечному перерізі трубопроводу:

- Згинаючий момент і викривлення;

- Крутний момент і обертання;

- Нормальна сила і подовження або зменшення довжини;

- Сила зсуву і деформація зсуву;

- Тиск ґрунту і переміщення;

- Тертя ґрунту і відповідні переміщення.

(4) From the above three – dimensional beam analysis, the following values should be determined at every cross – section of the pipeline:

- bending moment and curvature;

- torsional moment and rotation;

- normal force and lengthening or shortening;

- shear force and shear deformation;

- earth pressure and displacements;

- earth friction and corresponding displacements.

(5) Більш повні перевірки всієї сукупності деформацій можна провести, використовуючи всебічний пружнопластичної аналіз поперечного перерізу, як встановлено в додатку А.

(5) More complete checks of the complete set of deformations may be made using a comprehensive elastic – plastic cross section analysis as set out in annex A.

Примітка. Подальші вказівки та інформацію щодо розрахунку граничного стану підземних трубопроводів можна отримати з додатку А або з «Розрахунка підземних трубопроводів з урахуванням пластичних деформацій в областях осідання» Греснігт А.М., HERON, том 31, ч. .4, 1986; або іншихпублікацій, як встановлено в додатку С.

NOTE: Further guidance and information on limit state design of buried pipelines can be obtained from either annex A; or Gresnigt, A.M. «Plastic Design of Buried Pipelines in Settlement Areas», HERON, Vol. 31, No.4, 1986; or other publications as given in annex C.

5.2 Перевірка граничного стану по міцності

5.2 Ultimate limit state verification

5.2.1 LS1: Розрив

5.2.1 LS1: Rupture

(1) Напруження, що виникають при аналізі, повинні відповідати умові пластичності Мізеса:

(1) The stresses resulting from the analysis should satisfy the von Mises yield criterion:

(5.9)

5.2.2 LS2: Обмеження пластичних деформацій

5.2.2 LS2: Plastic strain limitation

(1) Максимальна деформація при розтягуванні не повинна перевищувати граничну деформацію встановлену в частині 3.4.

(1) The maximum tensile strain should not exceed the limit strain defined in Section 3.4.

(2) Слід наочно показати, що стінка труби з зонами зварних швів і допустимими розривами має здатність до деформації (граничну деформацію), необхідну для аналізу конструкції.

(2) It should be demonstrated that the pipe wall with weld zones and allowed
discontinuities has the strain capacity (limit strain) required for the structural analysis.

5.2.3 LS3: Деформація

5.2.3 LS3: Deformation

(1) Для запобігання поздовжнього вигину поперечного перерізу внаслідок втрати стійкості необхідно обмежити надмірне викривлення поперечного перерізу у вигляді втрати круглої форми перерізу.

(1) To prevent snap-through buckling of the cross-section, excessive cross-sectional distortion in the form of ovalisation should be limited.

(2) Параметр втрати круглої форми перерізу , який визначається наступним чином:

(2) The ovalisation parameter , given by:

(5.10)

повинен бути обмежений до величини , яка визначається наступним чином:

should be limited to the value given by:

(5.11)

Примітка. Величина може бути встановлена ​​в Національному додатку. Рекомендованою величиною є: = 0,05.

NOTE: The value for may be given in the National Annex. The following value is recommended:
= 0,05.

(3) Місцевий поздовжній вигин оцінюють, використовуючи критичну деформацію . Для оцінки в першу чергу необхідно оцінити втрату круглої форми перерізу внаслідок нерівномірного тиску ґрунту, використовуючи параметр , де – половина зміни в діаметрі, викликаної тиском ґрунту. Величину потім використовують для визначення радіуса місцевого викривлення в найбільш стислих частинах кола, див. рисунок 5.3. Тиск вважають позитивним у випадку внутрішнього тиску і негативним у разі зовнішнього тиску.

(3) Local buckling should be assessed using the critical strain . To evaluate , the ovalisation due to non – uniform earth pressure should first be evaluated using the parameter , where is half of the change in the diameter caused by earth pressure. The value of should then be used to determine the local radius of curvature at the most compressed part of the circumference, see figure 5.3. The pressure should be taken as positive in the case of internal pressure and negative in the case of external pressure.

(3) Критичну величину деформації при стисканні отримують з наступної формули:

(4) The critical value of the compressive strain should be obtained from the following:

(5.12)

(5.13)

в якій (in which):

(5.14)

(5) Необхідно показати, що:

(5) It should be shown that:

(5.15)

Рисунок

5.3 −

Радіус в поперечному перерізі з втратою круглої форми

Figure

5.3 −

Radius in an ovalised cross section

(6) У трубопроводах при зовнішньому тиску необхідно досліджувати можливе сплющування поперечного перерізу, використовуючи положення EN 1993-1-6.

(6) In pipelines under external pressure, the possible collapse (implosion) of the cross – section should be investigated, using the provisions of EN 1993-1-6.

(7) При наявній можливості загальної втрати стійкості при згині проект оцінюють, використовуючи положення EN 1993-1-1.

(7) Where there is potential for overall flexural buckling, the design should be assessed using the provisions of EN 1993-1-1.

5.2.4 LS4: Втома

5.2.4 LS4: Fatigue

(1) Проект повинен відповідати EN 1993-1-9.

(1) The design should satisfy EN 1993-1-9.

Примітка. На інші істотні стандарти по втомному навантаженню може бути наведене посилання в Національному додатку.

NOTE: Other relevant standards for fatigue loading may be referred to in the National Annex.

5.2.5 LS5: Витік

5.2.5 LS5: Leakage

(1) При проектуванні необхідно врахувати наслідки можливого витоку вмісту трубопроводу внаслідок причин, відмінних від розриву стінки труби (наприклад, _а бездок недостатньої герметичності з’єднань або внаслідок корозії або дій третьої особи).

(1) The consequences of possible leakage of the contents of the pipeline, due to causes other than rupture of the pipe wall (e.g. due to insufficient tightness in the connections, or due to corrosion or third party activities) should be taken into account in design.

(2) Посилаються на відповідні стандарти, на які наведено посилання.

(2) Reference should be made to the relevant reference standards.

5.3 Перевірка граничного стану по придатності до експлуатації

5.3 Serviceability limit state verifications

(1) Перевірка граничного стану по придатності до експлуатації LS6, LS7 і LS8 повинна задовольняти критеріям придатності до експлуатації, що відносяться до втрати круглої форми, відхилення, вібрації і витоку.

(1) The verification of the serviceability limit states LS6, LS7 and LS8 should satisfy the serviceability criteria concerning ovalisation, deflection, vibration and leakage.

(2) Посилаються на відповідні стандарти, на які наведено посилання.

(2) Reference should be made to the relevant reference standards.

(3) Критерії для кожного граничного стану по придатності до експлуатації (наприклад, щодо вимог до внутрішнього очищення скребком) можуть бути встановлені за узгодженням між проектувальником і замовником.

(3) Criteria for each serviceability limit state (e.g. in relation to pigging requirements) may be agreed between the designer and the client.

(4) Спеціальні межі витоку можуть бути встановлені за узгодженням між проектувальником, замовником та відповідним органом влади залежно від умов проектування (наприклад, характер трубопроводу, його вміст і навколишнє середовище).

(4) Special limits on leakage may be agreed between the designer, the client and the relevant authority, depending on the design conditions (e.g. the nature of the pipeline and its contents and the environment).

6 АСПЕКТИ ПРОЕКТУВАННЯ, ВИГОТОВЛЕННЯ ТА МОНТАЖУ КОНСТРУКЦІЙ

6 STRUCTURAL DESIGN ASPECTS OF FABRICATION AND ERECTION

(1) Повинні виконуватися вимоги відповідних застосовуваних стандартів.

(1) The requirements of the relevant application standards should be met.

(2) До виготовлення та монтажу застосовують відповідні пункти EN 1090-2.

(2) For fabrication and erection the relevant clauses of EN1090 – 2 apply.