Кратковременные нагрузки

· Гололедные нагрузки. Если возможно обледенение трубопровода, то нормативное значение гололедного давления на поверхность определяется по формуле 14 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

(8.19) где b – толщина стенки гололеда, превышаемая раз в пять лет;

k – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте, для трубопроводов принимается равным единице k = 1,0;

μ₂ – коэффициент, учитывающий отношение площади элемента, подверженного обледенению, к полной площади элемента, для трубопровода μ₂ = 0,6;

- плотность льда;

.

Нормативные нагрузки от обледенения на один метр трубы вычисляются по формуле

, (8.20)

которая после подстановок может быть представлена так, как в СНиП 2.05.06-85

(8.21)

где b – толщина льда в мм;

D_н=D_из – диаметр наружный трубы или изоляции в см.

Коэффициент надежности по нагрузке для гололеда n =1,3.

· Нормативная снеговая нагрузка на горизонтальную проекцию надземного трубопровода

(8.22)

где μ – коэффициент перехода от веса снегового покрытия горизонтальной поверхности земли к снеговой нагрузке на трубопровод (μ =0,4);

S_g – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, которое выбирается по таблице 4 для соответствующего снегового района Российской Федерации;

D_ни – диаметр изоляции или наружный диаметр трубы.

Таблица 4. Нормативные значение веса снегового покрова

(таблица 4 СНиП 2.01.07-85)

Снеговые районы Российской Федерации (принимаются по карте 1 обязательного приложения 5)	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Sg, кПа (кгс/м^2)	0,8 (80)	1,2 (120)	1,8 (180)	2,4 (240)	3,2 (320)	4,0 (400)	4,8 (480)	5,6 (560)

· Ветровая нагрузка действует перпендикулярно осевой вертикальной плоскости одиночно проложенного трубопровода

(8.23)

где D_ни – наружный диаметр с учетом изоляции;

q_н^с, q_н^д – нормативное значение статической и динамической составляющих ветровой нагрузки, Н/м² (СНиП 2.01.07-85 “ Нагрузки и воздействия”).

Статическую составляющую ветровой нагрузки определяют по величине скоростного напора

(8.24)

где w₀ – нормативное значение ветрового давления;

k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

C_x – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления надземного трубопровода.

Величина скоростного напора определяется в зависимости от района расположения трубопровода (таблица 5).

Таблица 5. Нормативные значения ветровой нагрузки (таблица 5 СНиП 2.01.07-85)

Ветровые районы СССР	Ia	I	II	III	IV	V	VI	VII
w0, кПа (кгс/м^2)	0,17 (17)	0,23 (23)	0,30 (30)	0,38 (38)	0,48 (48)	0,60 (60)	0,73 (73)	0,85 (85)

В некоторых случаях нормативное значение ветрового давления w₀ допускается устанавливать на основе данных метеостанций Госкомгидромета, а также результатов обследования районов строительства с учетом опыта эксплуатации сооружений. При этом нормативное значение ветрового давления w₀, Па, следует определять по формуле

(8.25)

где v ₀ - численно равно скорости ветра, м/с, на уровне 10 м над поверхностью земли наибольший за пять лет.

Аэродинамический коэффициент Cx определяется в зависимости от числа Рейнольдса (критерий подобия в гидроаэродинамике) по диаграмме на рисунке 23.

Число Рейнольдса определяется по законам гидроаэродинамики

(8.26)

где υ – скорость ветра, м/с;

D_н – характерный линейный размер, м;

ν – кинематическая вязкость воздуха (при t=15^oC и Pатм=1000 гПа принимают ν=0,146 ^. 10^-4 м²/с).

Если число Рейнольдса Re>35 ^. 10⁵, принимают аэродинамический коэффициент C_x =0,7.

Рисунок 23. Диаграмма для определения аэродинамического коэффициента.

Динамическую составляющую ветровой нагрузки определяют по формуле

(8.27)

где – коэффициент пульсации скоростного напора (СНиП 2.01.07-85);

ξ – коэффициент динамичности, зависящий от периода колебаний участка трубопровода Т, соответствующего второй форме свободных горизонтальных колебаний и от логарифмического декремента колебаний надземного трубопровода ∂ (рисунок 24).

Рисунок 24. Диаграмма для определения коэффициента динамичности.

Если период колебаний Т<0,25 с, то динамическая составляющая не учитывается, т.е. q_н^д =0.

Логарифмический декремент колебаний д трубопровода зависит от конструктивной схемы надземного перехода и может определяться по записям виброграмм свободных затухающих колебаний (рисунок 25).

Амплитуды последовательных периодов затухающих колебаний образуют геометрическую прогрессию

(8.28)

где n – неизвестная постоянная определяемая опытным путем так же, как период колебаний Т.

Тогда логарифмический декремент колебаний будет определяться

. (8.29)

Для предварительных расчетов (пока не известны все необходимые размеры) логарифмический декремент колебаний ∂ принимается для горизонтальных колебаний ∂=0,05, а для вертикальных колебаний ∂=0,03-0,05.

Для определения периода собственных колебаний Т находят частоту собственных изгибных колебаний ν. Тогда Т=1/ν.

Рисунок 25. Диаграмма свободных затухающих колебаний.

Коэффициент надежности для ветровой нагрузки n =1,2.

· Нагрузка, вызываемая морозным растрескиванием грунта. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,2.

· Нагрузки и воздействия, возникающие при пропуске очистных устройств. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,2.

· Нагрузки и воздействия, возникающие при испытании трубопроводов. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,0.

· Воздействие селевых потоков и оползней. Коэффициент надежности по нагрузке n = 1,0.

Дата добавления: 2014-01-07