ar-net.ru , (5.35)
где - атмосферное давление при образовании в трубопроводе вакуума, принимаемое равным 0,1 МПа.
5.5.5 Предельная раздавливающая внешняя нагрузка , действующая на подземный трубопровод, определяется исходя из условий, что при эквивалентном двухлинейном нагружении приведенными силами изгибающий момент равен
. (5.36)
5.5.6 Нормальные напряжения, возникающие в опасном сечении (лотке), равны
. (5.37)
Тогда
, (5.38)
где R - расчетная прочность, равная 300 МПа;
m - коэффициент условий работы материала труб, равный единице при доверительной вероятности ;
- коэффициент упругого отпора грунта, определяемый расчетом.
5.6 Расчет на устойчивость круговой формы поперечного сечения
5.6.1 Определение необходимой несущей способности труб из условия устойчивости круговой формы поперечного сечения следует проводить по формуле с учетом состояния напорного трубопровода
, (5.39)
где - предельная величина внешнего равномерного давления, МПа, которую труба из ВЧШГ способна выдержать без потери устойчивости круговой формы поперечного сечения;
- расчетная внешняя приведенная нагрузка, кН/м;
- величина возможного вакуума на расчетном участке трубопровода, МПа; при отсутствии конкретных данных следует принимать равной 0,1 МПа;
- внешнее гидростатическое давление грунтовых вод на трубопровод, МПа, определяется по формуле (5.25).
5.7 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении
5.7.1 При расчете на жесткость исходным служит условие, чтобы относительное уменьшение вертикального диаметра f/D не превышало, %:
а) 5 - для труб с антикоррозионным полимерным внутренним покрытием;
б) 4 - для труб с цементно-полимерным покрытием;
в) 3 - для труб с цементно-песчаным внутренним покрытием.
5.7.2 Эти условия выражаются неравенствами:
; (5.40)
; (5.41)
, (5.42)
где - коэффициент, учитывающий влияние отпора грунта;
- коэффициент, зависящий от схемы распределения нагрузок и опорной реакции, с учетом активного влияния бокового давления грунта. При угле опирания ; . Для практических расчетов величину можно принимать равной 1,0. Более точные значения коэффициента можно получить в таблице 9.17 [4].
5.7.3 Критическая величина внешнего давления определяется по формулам:
при ; (5.43)
при , (5.44)
где - жесткость трубы, МПа, по М. Леви;
- жесткость грунта, определяемая по формуле
, (5.45)
здесь - модуль деформации грунта засыпки, МПа.
5.8 Расчет на прочность труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления
5.8.1 При совместном воздействии внешних приведенных нагрузок Q и внутреннего гидравлического давления зависимость между ними является прямолинейной. При работе материала трубы в упругой стадии напряжения от этих нагрузок суммируются, см. [1], [8], [9].
В общем случае эта зависимость выражается формулой
, (5.46)
где - величина внутреннего давления при , МПа;
- несущая способность трубы на внутреннее гидростатическое давление, МПа;
- несущая способность трубы на внешнюю приведенную нагрузку от грунта и транспорта, кН/м;
- величина приведенной внешней нагрузки, кН/м
. (5.47)
5.8.2 Значения определяются по формуле
, (5.48)
где - расчетная прочность, равная 300 МПа;
- внутренний радиус трубы, см;
h - толщина стенки трубы, см.