Приложение Г. Примеры расчета на прочность и устойчивость

Приложение Г

Примеры расчета на прочность и устойчивость

1 Определение необходимой величины балластировки

1.1 Балластировка пригрузами

Исходные данные.

Газопровод диаметром  м; материал ПЭ 80, SDR 17,6, рабочее давление р = 0,3 МПа; температура эксплуатации - 0°С, температурный перепад t = -20°С, проектируемый срок эксплуатации - 50 лет, радиус упругого изгиба газопровода = 13,5 м, угол поворота оси газопровода = 0,262 рад.; вес одного пригруза  Н, плотность материала пригруза ; плотность воды с учетом растворенных в ней солей .

Определяем величины , , и соответственно по графику на рисунке 3 и формулам (6), (13) и (3).

В нашем случае

,

значит при температуре эксплуатации 0°С =330 МПа;

;

,

.

Расстояние между пригрузами согласно условиям (11) и (12) должно быть:

м,

,

согласно требованиям 5.68 принимаем = 3,8 м.

1.2 Балластировка грунтом обратной засыпки, закрепляемым НСМ

Исходные данные.

По газопроводу - такие же, как в примере 1.1, по грунту: грунт - песок средней крупности; плотность частиц грунта , удельное сцепление грунта засыпки ; коэффициент пористости грунта засыпки е = 0,45; угол внутреннего трения грунта = 40°.

Определяем величины , a, b и с для формулы (15):

;

;

,

.

Необходимая высота грунта, закрепляемого НСМ, согласно формуле (15) должна быть:

.

На основании 5.70 глубина заложения газопровода в данном случае определяется требованиями подраздела "Подземные газопроводы" СНиП 42-01. Схема его балластировки приведена на рисунке Г.1.

2 Определение величины овализации газопровода и устойчивости круглой формы поперечного сечения

Исходные данные.

Газопровод диаметром  м; материал ПЭ 80; SDR 11; рабочее давление р = 0,3 МПа; температура эксплуатации - 0°С; проектируемый срок эксплуатации - 50 лет; глубина заложения  м; укладка - на плоское основание; ширина траншеи В = 1 м; грунт - суглинок; плотность грунта ; модуль деформации грунта засыпки = 3 МПа; высота столба грунтовых вод над верхней образующей газопровода  м; плотность воды с учетом растворенных в ней солей ; интенсивность нагрузки на поверхности грунта ; нагрузка от транспортных средств - нерегулярное движение автотранспорта согласно рисунку 7, .

2.1 Определение величины овализации

Определяем параметр жесткости сечения газопровода по формуле (18) и полную погонную эквивалентную нагрузку по формуле (17).

Для определения величины D по графику на рисунке 3 определяем . В нашем случае

,

значит при температуре эксплуатации 0°С = 400 МПа, тогда:

;

+

+.

Величина овализации по формуле (16) равна:

,

следовательно, условие обеспечения допустимой величины овализации соблюдается.

2.2 Обеспечение устойчивости круглой формы поперечного сечения

Определяем по формулам (25), (26) критические величины внешнего давления:

;

.

Согласно условию (24) имеем:

,

следовательно, условие обеспечения устойчивости круглой формы поперечного сечения соблюдается.