Moderne Abwassersysteme bestehen aus Polyethylen, Polypropylen und deren Derivaten. Dank an bezahlbare PreiseAufgrund ihrer einfachen Installation, Frostbeständigkeit und langen Lebensdauer haben sie die "traditionellen" Entwässerungssysteme aus Stein, Beton, Holz und Rohren aus verschiedenen Materialien lange ersetzt.

Das Hauptelement eines solchen Systems ist ein zweischichtiges Rohr. Die äußere Schicht ist profiliert (gewellt), wodurch Rohre hohen Belastungen durch den Boden standhalten können, und die innere Schicht ist glatt, um den geringsten Widerstand gegen den Flüssigkeitsfluss zu gewährleisten.

Heutzutage werden Abwasserrohre von einer Reihe von Herstellern hergestellt, die jeweils die Einzigartigkeit ihrer Rohre und die Einzigartigkeit des Rohrprofils sicherstellen. Aber in der Tat, mit der richtigen Auswahl, Rohre verschiedene Hersteller unterscheiden sich nur im Herstellungsmaterial und in der Methode zur Messung des Durchmessers - also in Nuancen.

Die Hauptparameter für die Auswahl der Rohre sind:

Ringsteifigkeit

Die Ringsteifigkeit ist die maximale äußere Belastung, die ein Rohr ohne wesentliche Verformung aushalten kann. Bezeichnet als SN... Früher wurden Rohre mit der Ringsteifigkeit SN2, SN4 und SN6 hergestellt, jetzt werden sie jedoch nicht mehr hergestellt und SN8 wird als minimale Ringsteifigkeit angesehen. Rohre mit dieser Steifheit werden in den allermeisten Projekten verwendet. Bei sehr tiefem Vergraben von Rohren oder Besonderheiten des Bodens auf der Baustelle, die zu einer erhöhten Belastung des Rohrs führen können, werden Rohre mit einer Steifheit von SN16 verwendet.

Durchmessermethode

Es gibt zwei Ansätze zur Messung des Rohrdurchmessers: Messung des Innendurchmessers (als DN / ID - Innendurchmesser bezeichnet) und Messung des Außendurchmessers (als DN / OD - Außendurchmesser bezeichnet). Jeder Hersteller wählt für sich eine bequeme Methode. Daher müssen Sie sorgfältig prüfen, welcher Ansatz in der Projektdokumentation angegeben ist.

Verbindungsmethode

Grundsätzlich werden Rohre in zwei Ausführungen hergestellt:

1. Mit einer Glocke

Rohre mit integriertem oder geschweißtem Sockel sind vollständig einbaufertig und erfordern nichts extra. An einem Ende des Rohrs befindet sich eine Muffe und am anderen Ende ein O-Ring. Es reicht aus, das Rohr in die Muffe eines anderen Rohrs einzuführen, und die Verbindung ist fertig.

2. Ohne Steckdose

Rohre ohne Muffe können entweder stumpfgeschweißt werden (sofern die entsprechenden Geräte und Spezialisten verfügbar sind) oder über eine spezielle Kupplung mit zwei O-Ringen verbunden werden. In diesem Fall müssen Sie jedoch berücksichtigen, dass Kupplungen und Ringe für sie nicht kostenlos sind und häufig kosten großes Geld!

Abschnitte:

Polytron

Hergestellt aus Polypropylen-Blockcopolymer. Gemessen am Innendurchmesser (DN / ID).

Ringsteifigkeit - SN8 und SN16.

Die Außenfläche ist gewellt, ziegelfarben. Der innere ist glatt, hellgrau.

Die Verbindung ist Socket.

Corsis

Hergestellt aus Polyethylen (SN 8 und SN 16) und Polypropylen (SN 16). Gemessen am Außendurchmesser (DN / OD) und Innendurchmesser (DN / ID).

Die äußere Oberfläche ist gewellt, schwarz. Der innere ist glatt, hellgrau oder hellgrün oder hellblau.

Magnum

Hergestellt aus Polyethylen (SN 8 und SN 10) und Polypropylen (SN 16). Gemessen am Außendurchmesser (DN / OD).

Ringsteifigkeit - SN 8, SN 10 und SN 16.

Die äußere Oberfläche ist gewellt, schwarz. Das Innere ist glatt, hellgrau oder hellgelb oder hellblau oder schwarz.

Anschluss - Muffen-, Muffen- oder Stumpfschweißen.

Das Wickelverfahren wird zur Herstellung von speziell entworfenen Rohren verwendet, einschließlich Rohren mit variablem Durchmesser und / oder variabler Wandstärke; Rohre mit einer profilierten Wand und verschiedene Materialien Schichten; elastische Schläuche, die mit einem spiralförmigen Tragrahmen verstärkt sind, und andere. Die Vorteile der Wicklungstechnologie liegen hauptsächlich in der Leichtigkeit, mit der die gleiche Art von technologischen Methoden und Geräten die Herstellung von Produkten ermöglichen kann, die sich in Design und Abmessungen unterscheiden.

Abb. 1. Ausrüstung zur Herstellung von Rohren KORSIS PLUS

Also, in Abb. Mit 1 Werkzeug kann trotz seiner Komplexität innerhalb weniger Minuten von der Herstellung eines Rohrs mit einem Durchmesser von 600 mm auf die Herstellung eines Rohrs mit einem Durchmesser von 2000 (3000) mm umgeschaltet werden. In diesem Fall kann ein Rohr eine glatte Wand von nahezu beliebiger Dicke haben, und das nächste - eine speziell profilierte Wand.

Polymerrohre mit einer profilierten Wand sind für den unterirdischen Bau von Free-Flow-Systemen vorgesehen drainage, kanalisationund Entwässerung, deren Hauptanforderung ist ringsteifigkeit ... Durch die Konstruktion solcher Rohre können im Vergleich zu einem glattwandigen Rohr mit gleicher Ringsteifigkeit bis zu 2/3 des Materials eingespart werden.

Die Klassifizierung von frei fließenden Rohren erfolgt traditionell nicht nach dem Wert des Standardabmessungsverhältnisses ( SDR) und nach der Klasse der Ringsteifigkeit ( SN). Der grundlegende Unterschied SDR und SN ist das SDR ist das geometrische Merkmal des Rohres (das Verhältnis des Außendurchmessers des Rohrs zur Dicke seiner Wand), während SN ist eine mechanische Eigenschaft.

Ringsteifigkeit SN ermöglicht die Beurteilung der Eigenschaften des Rohrs, um dem Bodendruck standzuhalten, und ist definiert als die Belastung des Rohrs (kN / m2), bei der das Rohr um 3% seines Durchmessers zusammengedrückt wird. Die Quantität SN hängt nicht nur vom Rohrdurchmesser und der Wandstärke ab, sondern auch vom Elastizitätsmodul E. Material unter Kompression.

Rohrmarkierung zum Verlegen kabelleitung muss den Rohrdurchmesser enthalten D., Wandstärke eRingsteifigkeit SNultimative Zugkraft F. 1MAX , langfristig zulässige Temperatur T., bei dem die Ringsteifigkeit mindestens die gesamte Lebensdauer des Kabels beträgt.

Parameter D., e, SN und T. sollte überwacht werden, wenn Rohre an im Bau befindliche Einrichtungen geliefert werden. Wert F. 1MAX kann später erforderlich sein - bereits in der Phase der Arbeiten zum Festziehen von Rohren in das Bohrloch, wenn der Bediener des HDD-Rigs die tatsächliche Zugkraft steuert F. und unterbrechen Sie den Vorgang des Abziehens des Strahls N. Rohre für den Fall F. > 0,5 · N. · F. 1MAX um Rohrbrüche zu vermeiden.

Auswahl von Rohrdurchmesser und Wandstärke

Abbildung 1 zeigt ein Rohr mit Außendurchmesser D. und Wandstärke einnerhalb dessen das Kabel mit einem Außendurchmesser verlegt wird d... Gemäß den behördlichen Vorschriften sollte bei der Auswahl des Außendurchmessers von Rohren die folgende Regel beachtet werden:

Rohrwandstärkee wird durch mechanische Berechnungen auf der Grundlage grundlegender Informationen über die Verlegebedingungen von Rohren bestimmt und basiert auf dem Konzept der RingsteifigkeitSN.

Abbildung 1. Kunststoffrohr mit Kabel: kein Bodendruck ( und) mit Bodendruck ( b)

Die Beziehung zwischen Wandstärke und Ringsteifigkeit wird durch den Ausdruck hergestellt:

wo E.ist der Kompressionsmodul des Rohrmaterials.

Rohrwandstärkee (mm) abhängig vom RohrdurchmesserD. (mm) und Ringsteifigkeit SN (kN / m 2)

* In einer Schicht hergestellt

Hinweis: Der Außendurchmesser von PROTEKTORFLEX® PRO-Rohren wird ohne Berücksichtigung der Dicke der Schutzbeschichtung angegeben.

Es gibt zwei Möglichkeiten, Rohre in den Boden zu verlegen: Sie werden in einem vorbereiteten Graben verlegt (Abbildung 2) und) oder Ziehen von Rohren in den Boden in einen vorbereiteten Kanal, häufig durch horizontales Richtungsbohren (Abbildung 2) b). In beiden Fällen basiert die Konstruktion des Rohrs auf dem Konzept der Ringsteifigkeit SN, anhand dessen nicht nur die Rohrwandstärke, sondern auch die Zugfestigkeit des Rohres beim Einzug in das Bohrloch bestimmt werden kann.

Abbildung 2. Die wichtigsten Methoden zum Verlegen von Polymerrohren: Graben ( und), HDD-Methode ( b)

Auswahl der Rohrringsteifigkeit

Der vertikale Druck des Bodens (und des Transports) auf das Rohr ist eine Kraft, die auf das Rohr ausgeübt wird und dessen Ovalität verursacht. Der resultierende „Bodenrückprall“ an den Seiten des Rohrs führt jedoch tendenziell zur Form des Rohrs zurück Querschnitt zum ursprünglichen runden. Der dichte Boden an den Seiten des Rohrs ist ein Faktor, der seine mechanische Festigkeit erhöht.

wo q und SN werden bereits in kN / m2 gemessen und E " S. - der Faktor der Bodensteifigkeit, der als Sekantenmodul des Bodens (MPa) bezeichnet wird.

Bodenmodul schneiden E " S. hängt von der Art des Bodens ab, mit dem das Rohr gefüllt ist, und vom Grad seiner Verdichtung. In der Regel wird für diese Zwecke Sand verwendet. Anschließend wird empfohlen, die Daten in der Tabelle zu verwenden.

Die vertikale Belastung des Rohrs (kN / m2) besteht aus drei Komponenten:

wo q r - Belastung durch das Gewicht des Bodens (kN / m 2); q BEIM - Ladung von Fahrzeugen (kN / m 2 );

Die Belastung aus dem Boden im ungünstigsten Fall, wenn die gesamte Bodensäule mit einer Höhe von H,

wo ρ r - spezifisches Gewicht des Bodens (normalerweise nicht mehr als 2 t / m 3); g \u003d 9,81 m / s 2 - Erdbeschleunigung; H. - die Tiefe des unterirdischen Rohrstandorts (m).

Transportlast kann definiert werden als

Ergebnisse der Berechnung der maximalen Rohrverlegetiefe H.sind in der folgenden Tabelle angegeben. Es ist ersichtlich, dass es beim Verlegen von Rohren in Gräben gefährlich ist, Rohre mit einer Ringsteifigkeit von weniger als 8 zu verwenden, und dass keine Rohre mit verwendet werden müssen SN mehr als 64.

Begrenzung der TiefeH. (m) beim offenen Verlegen unter Rasen/ Plätze / Autobahnen

Auswahl der ultimativen Zugkraft

Bei der Verlegung nach der HDD-Methode sind Rohre zwei Arten von Einflüssen ausgesetzt: erstens den Längszugkräften F, die auftreten, wenn das Rohr in das Bohrloch gezogen wird; zweitens der vertikale Druck des Bodens und des Transports während des Betriebs des Rohrs. Die Wahl der Ringsteifigkeit und Wandstärke wird hauptsächlich durch die Zugkräfte bestimmt.

Rohrzugkraft F. erzeugt Reibungskräfte, die sich aus der Gewichtung des Rohrs unter Einwirkung des auf das Rohr gestapelten Bodens aufgrund einer schlechten Befestigung der Wände des Bohrkanals mit Bohrflüssigkeit (Bentonit) oder sogar einer völligen Unmöglichkeit der Befestigung ergeben (Treibsand, schwieriges Szenario).

wo qr - Bodengewicht in kN / m2; D.EKV - der äquivalente Durchmesser der durchgezogenen Rohrkette; µ - Reibungskoeffizient des Polymerrohrs gegen den Boden (normalerweise gleich 0,2).

Überprüfung der Zulässigkeit von Ziehbemühungen F.entsteht, wenn das Rohr festgezogen wird (plrohrnetze) in das Bohrloch wird wie folgt durchgeführt

wobei 0,5 der Sicherheitsfaktor ist; N. - die Anzahl der Rohre in der Saite (eins oder vier); F. 1MAX ist die endgültige Zugkraft jedes Rohrs (kN), die als gefunden werden kann

wo D. und e - Außendurchmesser und Rohrwand (in mm); σ - die Streckgrenze des Rohrmaterials (MPa).

Ultimative Schwerkraft F. 1MAX sind in der folgenden Tabelle aufgeführt

Ultimative RohrzugkraftF. 1MAX (kN) abhängig vonrohrdurchmesser D. (mm) und RingsteifigkeitSN (kN / m 2 )

Hinweis. Wenn Sie ein Polymerrohr in den Boden ziehen, wird empfohlen, die Zugkräfte auf ein sicheres Maß von 0,5 zu begrenzen F. 1MAX .

Die endgültige Rohrlänge, die noch in das Bohrloch gezogen werden kann, ohne dass die Gefahr einer inakzeptablen Dehnung oder sogar eines Bruchs besteht.

Die folgende Tabelle zeigt Schätzungen der maximalen Bohrlochlänge. L. Festplatte abhängig von der Anzahl der Rohre und dem Bohrszenario.

Schätzungen der Grenzlänge des Bohrlochs L. Festplatte (m) abhängig von der Anzahl der Rohre N.

Zunächst möchte ich meinen Artikel mit Dankesworten an die Besucher unserer Website beginnen, an alles, was wir tun, um das Leben der Menschheit und insbesondere an Sie - den Leser - zu erleichtern.

Sie können endlos über die Überlegenheit von Polyethylen gegenüber Stahlbeton und nur Eisen sprechen. In den letzten fünf Jahren wurden im Internet lediglich Anzeigen zu billigen Polyethylenbrunnen, -behältern und -behältern sowie zu deren Haltbarkeit geschaltet.

Die Haltbarkeit von Kunststoffprodukten ist ein bestimmtes Postulat, das sich der Diskussion entzieht. Die Antwort auf die Frage: "Sind PE-Produkte langlebig und können sie im Dauerbetrieb etwa 50 Jahre halten?" - Ja!

Nachdem ich mich mit der Haltbarkeit von PE-Produkten befasst habe, möchte ich näher auf die Qualität der Produkte und dementsprechend auf die Qualität des Materials eingehen, aus dem einige skrupellose Hersteller ein billiges Produkt herstellen. Ich werde Ihnen einen kürzlich aufgetretenen Vorfall erzählen, als Sie einen horizontalen Tank für 100 m 3 bestellten. Der Kunde, der sich an unser Unternehmen gewandt hatte, war deutlich verärgert über den Preis eines Produkts von PK NIS und sprach über die Möglichkeit, ein Produkt zu kaufen, das in allen Merkmalen identisch ist, jedoch nicht in Bezug auf die Ringsteifigkeit. Alle Versuche, die Notwendigkeit dieser Art von Merkmal für Produkte zu erklären, die im installierten Zustand verwendet werden, d.h. im Boden vergraben und unter äußerem Druck, wurden nicht mit Erfolg gekrönt. Dann wurde unseren Spezialisten die Aufgabe übertragen, die Situation mit der Billigkeit der Produkte der Wettbewerber zu klären. Als Ergebnis ein vollwertiger technische Arbeit, was zu einem Dokument mit dem Titel "Berechnung der Festigkeit eines horizontalen Tanks mit einem Innendurchmesser von 2200 mm aus Spiralrohren mit verschiedenen Profilen" führte. Dieses Dokument enthält Berechnungen der Kapazitäten von Spiralrohren mit einem Profil von 19 und 25 sowie eine Neuberechnung für ein Rohr mit der Ringsteifigkeit SN2 und SN4.

Berechnung der Festigkeit eines horizontalen Tanks mit einem Innendurchmesser von 2200 mm aus Spiralrohren mit verschiedenen Profilen.

Einführungsteil

Diese Berechnung wurde für Feuertanks mit einem Volumen von 100 m3 durchgeführt. Die Tanks bestehen aus spiralförmig gewickelten Polyethylenrohren mit einem Innendurchmesser von 2200 mm.

Aufgrund der Tatsache, dass die Methoden zur Berechnung der Festigkeit horizontaler Behälter nicht ausreichend entwickelt sind und die Behälter selbst aus diesen bestehen abwasserrohre Bei einem großen Durchmesser wird die in SP 40-102-2000 (Anhang D) beschriebene Methode zur Berechnung der Festigkeit von Kunststoffrohrleitungen zugrunde gelegt.

Der Zweck der Berechnung besteht darin, die Erfüllung der Festigkeits- und Stabilitätsbedingungen für Rohre zu überprüfen, die zur Herstellung des Tankkörpers mit unterschiedlichen Wandprofilen verwendet werden, und Empfehlungen für die Verwendung des einen oder anderen Rohrtyps zu formulieren.

1. Anfangsdaten

Entsprechend der Konstruktion haben die Tanks einen Außendurchmesser von 2390 mm, was einem Spiralrohr mit einem Innendurchmesser von 2200 mm mit einer nominalen Ringsteifigkeit SN2 entspricht.

Zusätzlich zu dieser Konstruktionslösung wird die Möglichkeit analysiert, Tanks aus Rohren mit ähnlichem Innendurchmesser, jedoch mit einem anderen Profiltyp herzustellen: das sogenannte 19. und 25. Profil (Abb. 1) sowie die Spirale Rohre mit einer nominalen Ringsteifigkeit SN4 werden berücksichtigt.

Zahl: 1. Elemente von Profil 19 (a) und Profil 25 (b) 1

Für weitere Berechnungen müssen Sie das Trägheitsmoment des Profils pro Längeneinheit und die äquivalente Wandstärke des aus diesem Profil hergestellten Rohrs kennen. Das Trägheitsmoment des Profils pro Längeneinheit des Kastenabschnitts - und dies ist das Profil der spiralförmig gewickelten Rohre - kann leicht mit der folgenden allgemeinen Formel berechnet werden:

wobei a die Profilbreite ist, die der tatsächlichen Rohrwandstärke entspricht;

B - die Höhe des Profilelements entlang der Rohrachse;

H - Profilwandstärke (siehe Abb. 2).

Zahl: 2. Abmessungen eines Profilprofils mit Kastenprofil

Die äquivalente Wandstärke wird nach folgender Formel berechnet:

Darauf basierend wird der berechnete Rohrdurchmesser erhalten:

wobei D i der Innendurchmesser des Rohres ist; Bei der Berechnung der Tanks wird ein Innendurchmesser von 2200 mm angenommen: D i \u003d 2,2 m.

Die Berechnung überprüft die Möglichkeit, Konstruktionstanks aus Spiralrohren mit vier Profiloptionen herzustellen. Die geometrischen Eigenschaften der einzelnen Optionen sind nachstehend aufgeführt.

Profil 19

Die Abmessungen des Profilelements sind in Abb. 1 dargestellt. 1a. Unter Verwendung dieser Abmessungen gemäß den Formeln (1), (2) und (3) ist es möglich, das Trägheitsmoment des Profils und die entsprechende äquivalente Wandstärke und den berechneten Durchmesser zu berechnen:

Profil 25

Die Abmessungen des Profilelements sind in Abb. 1 dargestellt. 1b. Berechnen wir das entsprechende Trägheitsmoment und die äquivalente Wandstärke:

Profil entsprechend der Ringsteifigkeit SN2 und SN4

Für ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 2200 mm und einer nominalen Ringsteifigkeit sind Eigenschaften wie Trägheitsmoment, äquivalente Wandstärke und Konstruktionsdurchmesser bekannt. Die Werte dieser Größen sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1. Design-Parameter Spiralrohre mit einem Durchmesser von 2200 mm

Das Material der Rohre, aus denen die Konstruktionstanks bestehen, ist Niederdruckpolyethylen (HDPE). Im Folgenden sind einige der mechanischen Eigenschaften von Polyethylen aufgeführt, die für die Berechnung verwendet werden. Die Werte der Werte werden auf der Grundlage von SP 40-102-2000: Anhang A und eines Berechnungsbeispiels in Anhang D genommen. Das Poisson-Verhältnis wird gemäß den Empfehlungen von Abschnitt 5.5 "Anweisungen für die Auslegung von technologische Pipelines "CH 550-82.

Sandiger Boden mit den folgenden Eigenschaften wurde als Verfüllboden verwendet:

Laut Projekt sind die Tanks ca. 1,6 m entlang der Achse vergraben. Dementsprechend kann der Abstand von der Oberseite der Behälter zur Bodenoberfläche gleich 0,4 m sein. Bei der Berechnung wird das Vorhandensein einer Isolationsschicht auf der Oberfläche der Behälter nicht berücksichtigt.

Bei der Berechnung wurde das Fehlen von Grundwasser auf der Baustelle angenommen.

Da sich die Tanks vollständig in der grünen Zone befinden, wird angenommen, dass die Transportlast Null ist.

2. Berechnungsmethode

Die Berechnungsmethode finden Sie in SP 40-102-2000, Anhang D. Hier sind die grundlegenden Daten und Formeln aufgeführt, die für die Berechnung erforderlich sind. Die Berechnung der Tanks erfolgt nach den Formeln für Schwerkraftpipelines. Die Schlussfolgerung über die Eignung von Rohren für die unterirdische Verlegung wird auf der Grundlage von zwei Bedingungen gezogen: Festigkeit (4) und Stabilität des Rohrmantels. Das Rohr gilt nur dann als geeignet, wenn beide Bedingungen erfüllt sind.

Die Festigkeitsbedingung reduziert sich darauf, die durch Bodendruck und Transportlasten verursachten Verformungen zu bestimmen und mit den zulässigen Verformungen zu vergleichen:

Die Dehnungskomponenten sind wie folgt definiert.

Der Maximalwert der Zugverformung des Materials in der Rohrwand aufgrund der Ovalität des Rohrquerschnitts unter Einwirkung von Böden und Transportlasten:

wobei K σ der Koeffizient der Bodenbettung für Biegespannungen unter Berücksichtigung der Verdichtungsqualität ist; Nehmen wir Kσ \u003d \u200b\u200b1,0 - mit periodischer Kontrolle;
s - Wandstärke;
D ist der Rohrdurchmesser;
Ψ - relative Verkürzung des vertikalen Rohrdurchmessers im Boden;
K zΨ \u003d 1,0 - Sicherheitsfaktor für die Ovalität des Rohrquerschnitts.

Die relative Verkürzung des vertikalen Durchmessers wird als Summe der Wirkung von drei Faktoren bestimmt: Bodendruck, Transportlast und Vorarbeiten:

wobei Ψ gr die relative Verkürzung des Rohrdurchmessers unter Einwirkung der Bodenlast ist;
Ψ t ist die relative Verkürzung des Rohrdurchmessers unter Einwirkung der Transportlast; da in unserem Fall keine Transportlast vorhanden ist, können wir Ψt \u003d 0 nehmen;
Ψ m ist die relative Verkürzung des Rohrdurchmessers, der während der Lagerung, des Transports und der Installation gebildet wird; ungefähr kann es abhängig von der Steifheit des Rohrs und dem Bodenverdichtungskoeffizienten gemäß Tabelle 2 genommen werden.

Tabelle 2. Werte Ψ m

Die Ringsteifigkeit des Rohrmantels wird durch die Formel bestimmt:

Alle zur Berechnung der Ringsteifigkeit erforderlichen Material- und Rohreigenschaften sind in Kap. ein.

Die langfristige Ringsteifigkeit wird nach einer ähnlichen Formel berechnet:

Die relative Verkürzung des vertikalen Rohrdurchmessers unter Einwirkung des Bodens wird durch die folgende Formel bestimmt:

wobei K ok ein Koeffizient ist, der den Prozess des Abrundens eines ovalen Rohrs unter dem Einfluss des Innendrucks berücksichtigt; für frei fließende Rohrleitungen Kok \u003d 1;

K τ ist ein Koeffizient, der die Zeitverzögerung der Ovalität des Rohrquerschnitts berücksichtigt und von der Art des Bodens, dem Verdichtungsgrad, den hydrogeologischen Bedingungen und der Geometrie des Grabens abhängt. Er kann Werte von 1,0 annehmen bis 1,5; Nehmen wir für die Berechnung den Durchschnittswert von 1,25.

K w - Durchbiegungskoeffizient unter Berücksichtigung der Qualität der Bettvorbereitung und -verdichtung; mit periodischer Kontrolle nehmen Sie Kw \u003d 0,11;

K w - Koeffizient unter Berücksichtigung der Auswirkung der Ringsteifigkeit des Rohrmantels auf die Ovalität des Rohrleitungsquerschnitts: Kzh \u003d 0,15;

K gr - Koeffizient unter Berücksichtigung des Einflusses des Verfüllbodens auf die Ovalität des Rohrleitungsquerschnitts: Kgr \u003d 0,06;

dabei ist H 0 der Abstand vom Boden zur Achse der Rohrleitung.

Das Kompressionsverhältnis des Rohrwandmaterials aus äußeren Belastungen wird nach folgender Formel berechnet:

dabei ist q c \u003d q gr + q t die Gesamtlast der Pipeline. In unserem Fall ist q c \u003d q gr.

Zulässige Werte aus Formel (4) werden wie folgt berechnet:

wobei Kz der Sicherheitsfaktor ist. Nehmen wir Kz \u003d 2.

Nach Durchführung des Festigkeitstests ist die Bedingung für die Stabilität des Rohrmantels unter Einwirkung externer Lasten erfüllt:

wobei K yr ein Koeffizient ist, der die Auswirkung des Verfüllens auf die Stabilität der Schale berücksichtigt: K yr \u003d 0,5;

K ov - Koeffizient unter Berücksichtigung der Ovalität des Rohrleitungsquerschnitts; bei Ψ ≤ 0,05 können Sie K ov \u003d 1 - 0,7Ψ nehmen;

K zu - Sicherheitsfaktor für die Stabilität der Schale gegenüber der Einwirkung externer Lasten: K zu \u003d 3;

N \u003d 1 in einer Tiefe von mehr als einem Meter.

3. Berechnungsergebnisse

Vorberechnungen

Lassen Sie uns einige vorläufige Berechnungen durchführen, die unabhängig von der Art des verwendeten Profils allgemein sind.

Die Belastung der Pipeline hängt nicht von der Art des Profils ab und ist in allen Varianten gleich:

Mit den Formeln (12) und (13) können wir auch die zulässigen Werte für Verformungen in den Rohrwänden berechnen:

Profil 19

Zunächst wird gemäß den Formeln (7) und (8) unter Berücksichtigung der geometrischen Parameter des Profils, definiert in Kap. 1 berechnen wir die kurz- und langfristige Ringsteifigkeit des Rohrs:

Unter Berücksichtigung des Wertes von G 0 und des akzeptierten Bodenverdichtungskoeffizienten (0,95) gemäß Tabelle. 2 nehmen wir Ψ m \u003d 0,04. Die relative Verkürzung des vertikalen Durchmessers unter Einwirkung des Bodendrucks wird nach der Formel (9) berechnet:

Und von hier aus finden wir unter Verwendung der Formel (6) den Gesamtwert der relativen Verkürzung des Durchmessers:

Mit der Formel GOTOBUTTON ZEqnNum351853 \\ * MERGEFORMAT (5) können wir nun den Wert der maximalen Zugverformungen in der Rohrwand berechnen:

und gemäß Formel (11) - Druckverformungen in der Rohrwand:

Lassen Sie uns nun die Stabilität des Rohrmantels gemäß Bedingung (14) überprüfen, nachdem wir zuvor den Koeffizienten K ov 2 berechnet haben:

Profil 25

Berechnungen für andere Profiltypen sind den obigen Berechnungen völlig ähnlich. Daher werden wir den Fortschritt der folgenden Berechnungen nicht im Detail erläutern, sondern nur die Berechnungen selbst angeben.

Wenn wir die erhaltenen Werte in Bedingung (4) einsetzen, erhalten wir:

das heißt, dieses Rohr ist für Festigkeitsbedingungen geeignet.

Überprüfung der Stabilität des Rohrmantels:

das heißt, die Stabilitätsbedingung für diesen Profiltyp ist nicht erfüllt und ein solches Rohr kann nicht zur Herstellung eines Tanks verwendet werden.

SN2-Profil

Kurz- und Langzeithärte:

Unter Berücksichtigung des Wertes von G 0 und des angenommenen Bodenverdichtungskoeffizienten gemäß Tabelle. 2 nehmen wir Ψ m \u003d 0,04.
Relative Verkürzung des vertikalen Durchmessers unter Einwirkung des Bodens:

Relative Gesamtverkürzung des vertikalen Durchmessers:

Zugspannungen in der Rohrwand:

Druckverformung in der Rohrwand:

Wenn wir die erhaltenen Werte in Bedingung (4) einsetzen, erhalten wir:

das heißt, dieses Rohr ist für Festigkeitsbedingungen geeignet.

daher ist die Stabilitätsbedingung für diesen Profiltyp erfüllt, und ein Rohr mit diesem Profiltyp kann zur Herstellung eines Tanks verwendet werden.

SN4-Profil

Kurz- und Langzeithärte:

Unter Berücksichtigung des Wertes von G 0 und des angenommenen Bodenverdichtungskoeffizienten gemäß Tabelle. 2 nehmen wir Ψ m \u003d 0,04.

Relative Verkürzung des vertikalen Durchmessers unter Einwirkung des Bodens:

Relative Gesamtverkürzung des vertikalen Durchmessers:

Zugspannungen in der Rohrwand:

Druckverformung in der Rohrwand:

Wenn wir die erhaltenen Werte in Bedingung (4) einsetzen, erhalten wir:

das heißt, dieses Rohr ist für Festigkeitsbedingungen geeignet.

Überprüfung der Stabilität des Rohrmantels:

daher ist die Stabilitätsbedingung für diesen Profiltyp erfüllt, und ein Rohr mit diesem Profiltyp kann zur Herstellung eines Tanks verwendet werden.

Fazit

Aus den Berechnungen geht hervor, dass es zulässig ist, für die Herstellung von Auslegungsbehältern gewöhnliche Serienrohre mit der nominalen Ringsteifigkeit SN2 und SN4 zu verwenden. Die Verwendung von Profilen des Typs 19 und 25 ist unmöglich, da ein Rohr mit einem Konstruktionsdurchmesser mit einem solchen Profil die Bedingung der Schalenstabilität unter dem Einfluss der Konstruktionslast aus dem Verfüllboden nicht erfüllt.

Trotz der Tatsache, dass im Projekt gemessen an den Abmessungen ringförmige SN2-Steifigkeitsrohre für die Herstellung von Feuertanks verlegt wurden und dass diese Rohre Festigkeits- und Stabilitätstests standhalten, um die Festigkeitssicherheit dieser hochkritischen Produkte zu erhöhen Es wird empfohlen, die nominelle Ringsteifigkeit von Rohren auf SN4 zu erhöhen.

Moskau, 2013.

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Die Berechnung wurde vom Chefingenieur von PK NIS LLC bereitgestellt: D. N. Karpenko.

1 In Abb. 1 vertikale Achse des Profilelements parallel zur Hauptachse des Rohrs.

2 Es ist anzumerken, dass im Folgenden die Gesamtverkürzung des vertikalen Rohrdurchmessers Ψ etwas größer als 0,05 ist, wofür die zur Berechnung von Kow verwendete Formel gültig ist, dieser Überschuss jedoch gering ist.