(довідковий)
Рисунок В.1 - Номограма для визначення втрат напору в трубах діаметром 6 мм - 100 мм
(при Ке= 0,00002)
Рисунок В.2 - Номограма для визначення втрат напору в трубах діаметром 100 мм - 1200 мм
(при Ке= 0,00002)
Рисунок В.З - Номограма для визначення поправкового коефіцієнта kt на температуру води
при розрахунку труб діаметром 6 мм - 100 мм
Рисунок В.4- Номограма для визначення поправкового коефіцієнта kt на температуру води при розрахунку труб діаметром 100 мм - 1200 мм
(довідковий)
Рисунок Г.1 - Номограма для визначення діаметра каналізаційного трубопроводу
(обов'язковий)
Розрахунок на міцність трубопроводів із полімерних матеріалів, прокладених у землі, базується на дотриманні нерівності:
- для напірних трубопроводів
- для самопливних трубопроводів
- для дренажних трубопроводів
де- максимальне значення деформації розтягу матеріалу в стінці труби через овальність
її поперечного перерізу під дією ґрунтів ( , МПа) і транспортних навантажень ( , МПа);
- ступінь розтягу матеріалу стінки труби від внутрішнього тиску води в трубопроводі;
- ступінь стиску матеріалу стінки труби від впливу зовнішніх навантажень на трубо
провід;
- гранично припустиме значення деформації розтягу матеріалу в стінці труби, що
відбувається в умовах релаксації напруження;
- гранично припустима деформація розтягу матеріалу в стінці труби в умовах повзучості;
- коефіцієнт запасу, що враховує вид перфорації в стінках труби, який можна прийняти
при круговому отворі в трубі з гладкою стінкою - 2,3; щілинному отворі з округленими
кутами (співвідношення сторін 8:1, наприклад, 25 на 3) - 1,3; для інших умов величина
повинна приводитися в нормативних документах, що затверджені у встановленому порядку. Значення може бути визначене за формулою:
де - коефіцієнт постелі ґрунту для згинальних напружень, що враховує якість ущільнення,
його можна приймати: при ретельному контролі - 0,75, при періодичному контролі -1,0, при відсутності контролю- 1,5;
- коефіцієнт запасу на овальність поперечного перерізу труби, приймається рівним:
1,0 - для напірних і самопливних трубопроводів і 2 - для дренажних трубопроводів;
- відносне вкорочення вертикального діаметра труби в ґрунті, встановлюється як
гранично припустиме значення
де - відносне вкорочення вертикального діаметра труби під дією ґрунтового наванта-
ження;
- те саме, під дією транспортних навантажень;
- відносне вкорочення вертикального діаметра труби, що утворилося в процесі
складування, транспортування й монтажу. Його можна приблизно приймати за
таблицею Д.1:
Таблиця Д.1
|
Короткочасна кільцева жорсткість одношарових труб G0 труби, МПа |
при ступені ущільнення ґрунту |
||
|
до 0,85 |
0,85-0,95 |
більше 0,95 |
|
|
До 0,276 |
0,06 |
0,04 |
0,03 |
|
0,276 - 0,290 |
0,04 |
0,03 |
0,02 |
|
Більше 0,290 |
0,02 |
0,02 |
0,01 |
де - коефіцієнт, що враховує затримку у часі при овалізації поперечного перерізу труби
в залежності від типу ґрунту, ступеня його ущільнення, гідрогеологічних умов, геометрії траншеї, може приймати значення від 1 до 1,5;
- коефіцієнт прогину, що враховує якість підготовки постелі й ущільнення, його можна
приймати: при ретельному контролі - 0,09, при періодичному - 0,11, при безконтроль-
ному веденні робіт - 0,13;
- коефіцієнт, що враховує вплив ґрунту засипання на овальність поперечного перерізу
трубопроводу, його можна приймати рівним 0,06;
- модуль деформації ґрунту в пазухах траншеї, МПа;
- коефіцієнт, що враховує вплив кільцевої твердості оболонки труби на овальність
поперечного перерізу трубопроводу, його можна приймати рівним 0,15;
де- питома вага ґрунту, Н/м3;
- глибина засипання трубопроводу, залежно від поверхні землі до рівня горизонталь
ного діаметра, м;
- короткочасна кільцева жорсткість одношарової труби, МПа, згідно з формулами А.9
або Д.8:
де - короткочасний модуль пружності при розтягу матеріалу труби, МПа;
- момент інерції перерізу труби на одиницю довжини, що визначається за формулою:
- коефіцієнт Пуассона матеріалу труби, приводиться в нормативній документації;
Примітка. Для труб зі структурованими стінками (типу А та типу В згідно з ДСТУ Б В.2.5-32) та спіральновитих (стільникових) значення короткочкасної кільцевої жорсткості визначаються згідно з А.6.
де - коефіцієнт ущільнення ґрунту;
- транспортне навантаження, прийняте за довідковим даними для гусеничного,
колісного й іншого транспорту, МПа;
- коефіцієнт, що враховує глибину закладення трубопроводу, при Н < 1 n = 0,5;
- коефіцієнт, що враховує процес округлення овалізованої труби під дією внутрішнього
тиску води у водопроводі (Р, МПа)
де - сумарне зовнішнє навантаження на трубопровід, МПа;
де - короткочасна розрахункова міцність при розтягу матеріалу труби, МПа;
- коротко- і довгострокове значення модуля пружності при розтягу матеріалу труби на кінець терміну служби експлуатації трубопроводу, МПа.
де - коефіцієнт запасу для даного виду труб згідно з чинними нормативними документами.
Якщо в результаті розрахунків значення лівої частини виразу (Д.1) буде більше 1, то слід повторити розрахунки при інших характеристиках матеріалу труб або укладання трубопроводу.
Далі перевіряють стійкість оболонки труби до дії сполучення навантажень: для напірних мереж - ґрунтові й транспортні , від ґрунтових вод, , а також можливого виникнення вакууму
у трубопроводі, для самопливних мереж - , для дренажних мереж - за формулою:
де - коефіцієнт, що враховує вплив засипання ґрунту на стійкість оболонки, можна
прийняти 0,5, а для співвідношення - рівним 0,07;
-коефіцієнт, що враховує овальність поперечного перерізу трубопроводу, при
- коефіцієнт запасу на стійкість оболонки до дії зовнішніх навантажень, можна
прийняти рівним 3;
- тривала кільцева жорсткість одношарової труби труби, МПа, що визначається
за формулою:
Примітка. Для труб зі структурованими стінками (типу А та типу В згідно з ДСТУ Б В.2.5-32) та спіральновитих (стільникових) значення довгострокової кільцевої жорсткості визначаються згідно з А.6.
Приклад розрахунку на міцність підземного каналізаційного трубопроводу
Дано. Труби одношарові із поліетилену ПЕ 80, із зовнішнім діаметром = 1200 мм, з товщиною стінки = 46,2 мм укладаються в траншею на глибину = 5 м у мережі самопливної каналізації. В умовах будівництва по поверхні над трубопроводом можливе переміщення важкого транспорту з тиском на ґрунт = 0,01 МПа. Висота ґрунтових вод - 1 м від поверхні землі. Потрібно підібрати ґрунт для засипання.
Рішення. Для засипання на місці будівництва приймаємо ґрунт із питомою вагою = 18 кН/м3. Значення коротко- і довгострокового модулів пружності
Визначаємо ґрунтове навантаження
Визначаємо загальне навантаження
Визначаємо короткочасну кільцеву жорсткість оболонки труби (за Д.8, Д.9)
4. Визначаємо відносне вкорочення вертикального діаметра труби під дією ґрунтового наван
таження (за Д.6) при Кок= 1
приймаємо - як середнє значення, рівним 1,25;
- з урахуванням періодичного контролю, рівним 0,11;
- рівним 0,15;
- рівним 0,06;
- рівним 5 МПа (для середніх умов).
5. Визначаємо вкорочення вертикального діаметра труби під дією транспортного навантаження
(за Д. 10)
6. Визначаємо відносне вкорочення вертикального діаметра труби (за Д.5), приймаючи
(для і ступеня ущільнення ґрунту 0,85-0,95 за таблицею Д.1)
7. Визначаємо максимальне значення ступеня розтягу матеріалу в стінці труби через оваль
ність поперечного перерізу трубопроводу під дією навантажень (за Д.4) при = 1 м
8. Визначаємо ступінь стиску матеріалу стінки труби, що відбувається під дією зовнішніх
навантажень на трубопровід (за Д.14)
9. Визначаємо припустимий ступінь розтягу матеріалу в стінці труби, що відбувається в умовах
релаксації (за Д.15) при = 25 МПа
10. Визначаємо припустимий ступінь розтягу матеріалу в стінці труби, що відбувається в умовах
повзучості (за Д.16)
11. Перевіряємо міцність (за Д.2)
Таким чином, прийняті дані щодо ґрунту засипання і його ущільнення задовольняють вимоги до міцності для даного трубопроводу.
(обов'язковий)
отриманих __________________________________________________________________________
найменування організацїї одержувача
Труби (фасонні вироби, деталі з'єднувальні) отримані для систем ____________________________
____________________________________________________________________________________
водопровід, каналізація й ін.
тиском МПа.
Ми, що нижче підписалися, комісія в складі: представники
____________________________________________________________________________________
організація замовника, посада, П.І.ПБ
____________________________________________________________________________________
організація підрядника, посада, П.І.ПБ
____________________________________________________________________________________
експлуатуюча організація, посада, П.І.ПБ
провели вхідний контроль партії труб (фасонних виробів, деталей з'єднувальних) №
діаметром мм, довжиною м (шт.),
поставлених
найменування фірми, дата
з полімеру типу
Партія складається з
шт., бухт або барабанів (ящиків фасонних виробів, деталей з'єднувальних)
і відповідає
НД (національному стандарту, ТУ У, Технічному свідоцтву)
Кількість труб шт., довжиною м
(маркування по стандарту)
Кількість деталей шт. шт.
(маркування по НД)
Дані про супровідний сертифікат
Результат: партія труб (фасонних виробів, деталей з'єднувальних) відповідає (не відповідає) НД (національному стандарту, ТУ У, Технічному свідоцтву) і супровідним сертифікатам і може (не може) бути допущена до монтажу.
Дата підпису
Від замовника
Від підрядника
Від експлуатуючої організації
(довідковий)
СН 478-80 "Инструкция по проектированию и монтажу сетей водоснабжения и канализации из пластмассовых труб"
СП 40-102-2000 "Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования"
СП 40-107-2003 "Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование, монтаж и строительство систем внутренней канализации из полипропиленовых труб"
СП 40-101-96 "Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена "рандом-сопо-лимер"
DIN 16961 -2(2010-03) Pipes and fittings of thermoplastics materials with profiled wall and smooth pipe inside - Part 2: Technical delivery specifications (Труби й фітинги з термопластів із профільованими стінками й гладкою внутрішньою поверхнею. Технічні умови постачання)
Код УКНД: 91.140.60, 93.025, 93.030
Ключові слова: полімерні матеріали, проектування, водопроводи, каналізація, труби, фасонні вироби, розрахунки, монтаж.
55
