СП 66.13330.2011 (Изменение №1)
Источник документа:
Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации
Основной документ
Изменения в документе
1
ИЗМЕНЕНИЕ N 1
СП 66.13330.2011 "Проектирование и строительство напорных сетей водоснабжения и
водоотведения с применением высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом"
Содержание дополнить новыми разделами:
ОКС 93 025
9 Проектирование трубопроводов из ВЧШГ на слабых грунтах
9.1 Общие положения
9.2 Прочность основания
9.3 Определение нагрузок, действующих на подземные трубопроводы из ВЧШГ открытой,
подземной прокладки на слабых грунтах
9.4 Определение расчетных изгибающих моментов. Расчет на прочность
9.5 Пример расчета на прочность трубопроводов из ВЧШГ при укладке на слабое основание
при подземной прокладке
10 Проектирование трубопроводов из ВЧШГ на просадочных грунтах
10.1 Основные положения расчета на прочность и деформативность труб на просадочных
грунтах
10.2 Расчёт труб и соединений типа "RJ" и "RJS" на прочность
10.3 Несущая способность трубы в продольном направлении
11. Упорные блоки и зажимные приспособления для противодействия силам от осевого
гидравлического давления
Введение
Четвертый абзац после слов "бестраншейной прокладки труб из ВЧШГ" дополнить словами: "в
слабых и просадочных грунтах".
Пятый абзац изложить в новой редакции:
В своде правил рассматривают применение труб из ВЧШГ в зависимости от способа,
места прокладки напорных трубопроводов и грунтовых условий, поэтому применение труб
дифференцируют по способу прокладки трубопроводов:
а) открытая прокладка трубопроводов в траншеях и насыпи;
б) надземная прокладка в коллекторах, тоннелях, переходах через реки, в горных
условиях;
в) способ горизонтально-направленного бурения (ГНБ). Распространяется на подземные
напорные трубопроводы сетей водоснабжения и водоотведения, прокладываемые
бестраншейным способом.
Дополнить новыми абзацами после шестого:
В настоящем своде правил применено изобретение, защищенное Патентом Российской
Федерации N 24702056 от 10 января 2013 г. на изобретение "Соединение трубопроводов".
Патентообладатель - ООО "Липецкая трубная компания "Свободный Сокол".
Введение дополнить новым абзацем:
2
Трубы из ВЧШГ рассматриваемые в настоящем своде правил и в изменении к нему
предназначены для строительства напорных сетей водоснабжения и водоотведения на
городских застроенных и незастроенных территориях, а также для сельскохозяйственного
водоснабжения и мелиоративных систем на рабочее давление 1,6 МПа и выше.
СП 66.13330 с Изменением N 1 не распространяется на закарстованные и
подрабатываемые территории и сейсмоопасные районы. В Изменении N 1 рассматривают
подземную прокладку трубопроводов открытой разработки с обратной засыпкой вынутым
грунтом.
Изменения к своду правил разработаны ОАО "МосводоканалНИИпроект"- (руководители
разработки канд. техн. наук А.Д.Алиференков, д-р техн. наук О.Г.Примин, д-р техн. наук
Е.И.Пупырев), ООО "Липецкая трубная компания "Свободный Сокол" (инж. И.Н.Ефремов, инж.
Б.Н.Лизунов, ннж. А.В.Минченков), ОАО "НИИМосстрой" (д-р техн. наук В.Ф.Коровяков)".
Раздел 2 дополнить новыми ссылками: "ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация, СП
21.13330.2012 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных
грунтах".
Свод правил дополнить новыми разделами 9-11:
9 Проектирование трубопроводов из ВЧШГ на слабых грунтах
9.1 Общие положения
9.1.1 В соответствии с классификацией таблицы Б.1 ГОСТ 25100 к категориям низкой и слабой
прочностей относятся грунты прочностью 1-3 МПа. Прокладка трубопроводов на такие грунты из труб
других материалов представляет значительные трудности и трубопроводы укладывают на усиленное
или искусственное основание.
9.1.2 В настоящем разделе рассматривают работу трубопроводов из ВЧШГ прокладываемых на
грунтах прочностью до 1,0 МПа, прокладку трубопроводов из ВЧШГ на болотистых и заторфованных
и карстовых грунтах прочностью менее 1,0 МПа в настоящем разделе не рассматривают.
9.1.3 Давление грунта на трубу круглого сечения определяют действием следующих
напряжений
; (9.1)
, (9.2)
где - вертикальная составляющая давления, МПа;
- горизонтальная составляющая давления, МПа;
- коэффициент бокового давления грунта;
- нормативный удельный вес грунта засыпки, кН/м ;
Н - высота засыпки трубы, м.
Боковое горизонтальное давление слабого грунта (отпор грунта) характеризует коэффициент
. Значения этого коэффициента в зависимости от и способов укладки труб из ВЧШГ приведены
в таблице 9.1
Таблица 9.1 - Значение коэффициента
Наименование
Коэффициент
Способ опирания трубы
давления
бокового
На плоскости
На плотное
На слабое основание
3
давления грунта
2 =0°
основание
2 =90°
2 =90°
Основное давление
0
1,0
1,0
1,0
грунта в насыпи
1/3
0,81
0,81
0,817
1/2
0,65
0,6
0,623
Давление грунта в
0
1,0
1,0
1,0
траншее
1/3
0,861
0,761
0,80
1/2
0,79
0,612
0,699
9.1.4 По таблице 9.1 для трубопроводов, укладываемых на слабый грунт при 0
принимается 1 как для условий укладки в насыпи, так и траншее, без учета отпора грунта.
9.1.5 При прокладке трубопроводов из ВЧШГ в слабых грунтах применяют трубы из ВЧШГ с
замковыми усиленными соединениями типов "RJ" и "RJS", а также с соединениями "TYTON" (при
устройстве упоров) диаметрами 80-1000 мм различных классов прочности.
9.1.6 В настоящем разделе приведены методы расчета труб из ВЧШГ на их прочность,
жесткость и устойчивость в кольцевом, тангенциальном, направлениях при совместном воздействии
внутреннего давления и внешних нагрузок от грунта засыпки.
9.1.7 Расчеты позволяют установить виды и значения нагрузок, действующих на подземный
напорный трубопровод при прокладке труб из ВЧШГ на слабых грунтах, определить несущую
способность и коэффициенты запаса прочности, а также выбрать класс прочности труб.
9.1.8 В настоящем разделе приведены также расчеты на прочность и несущую способность
труб в продольном, осевом, направлении от воздействия внутреннего рабочего и испытательного
давления, а также совместное воздействие кольцевых и осевых нагрузок при укладке труб на слабые
грунты.
9.1.9 Расчет трубопроводов на прочность, жесткость и устойчивость проводят для следующих
постоянных нагрузок:
внутреннего давления при отсутствии внешних нагрузок;
на опорожненный трубопровод действие нагрузки от давления грунта засыпки;
внутреннего давления воды, действующего также в горизонтальном осевом направлении.
За исходные значения прочности и расчетных напряжений принимают расчетную прочность
300 МПа и 240 МПа - напряжение среза упорного валика замковых соединений типов
"RJ" и "RJS";
9.1.10 Для слабых грунтов расчет подземных трубопроводов производится из условий насыпи
,
где В - ширина траншеи или насыпи, м;
- наружный диаметр трубы, см.
В этом случае горизонтальная составляющая от вертикальной нагрузки отсутствует.
9.1.11 На слабых грунтах ограничено движение колесного и гусеничного транспортов, поэтому
расчет трубы на воздействие транспортных нагрузок не проводят. При укладке труб в футляры под
дорогами возможно движение транспорта. Футляры принимают по СП 35.13330. Расчет нагрузок от
транспорта следует проводить по п.5.3.12 СП 66.13330.
4
9.2 Прочность основания
9.2.1 При укладке трубопровода на прочное основание достаточно выровнять дно траншеи без
дополнительной подсыпки песка.
При укладке трубопровода на слабое основание необходимо проверять прочность грунтов
основания от воздействия всех суммарных нагрузок R, действующих на трубопровод.
9.2.2 Реакцию R заменяют равномерно распределенной нагрузкой по всей ширине опорной
поверхности
, (9.3)
где R - значения опорных реакций всех вертикальных расчетных сил, действующих на трубопровод
диаметром , кН,
q - распределенная нагрузка, МПа/м,
- наружный диаметр трубы, см,
- угол опирания трубы основанием, град.
9.2.3 Значение q не должно превышать прочность грунта основания, значения которой
необходимо определять по результатам полевых испытаний грунта. Если такие данные отсутствуют
значения q принимают по 6.12 ГОСТ 25100 или СП 21.13330.
9.2.4 Если прочность грунта связного основания недостаточна (менее 1 МПа), то необходимо
улучшить основание в соответствии с требованиями 11.30 СП 31.13330.
9.3 Определение нагрузок, действующих на подземные трубопроводы из ВЧШГ
открытой, подземной прокладки на слабых грунтах
9.3.1 Нагрузки, действующие на подземные трубопроводы, разделяют на внутренние и
внешние.
К внутренним нагрузкам относятся внутреннее рабочее давление транспортируемой жидкости,
давление при гидравлическом ударе, испытательное давление.
К внешним нагрузкам относятся:
- давление грунтовой засыпки;
- собственная масса трубопровода;
- масса транспортируемой воды;
- атмосферное давление при образовании в трубопроводе вакуума.
9.3.2 При определении нагрузок в насыпи следует учитывать:
- способ опирания трубы на основание (на плоское слабое основание, на профилированное
слабое основание);
- глубину заложения трубы, определяемую высотой засыпки грунта над ее верхом.
9.3.3 Значение равнодействующей расчетной вертикальной нагрузки от грунта засыпки ,
кН/м, определяется при укладке в насыпи по формуле
5
(9.4)
где: - наружный диаметр трубы, см;
n - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,5;
- нормативный удельный вес грунта засыпки, кН/м , для слабых грунтов равный 16,7-16,8;
Н - высота засыпки над верхом трубы, м;
- коэффициент концентрации давления грунта засыпки. В общем виде выражается
формулой:
, (9.5)
где - наружный диаметр трубы, м;
- коэффициент горизонтального давления грунта (отпора). При коэффициент
1;
- угол внутреннего трения грунта.
9.3.4 С учетом вышеизложенного значение равнодействующей внешней вертикальной нагрузки
от грунта засыпки, кН/м, определяют по формуле
. (9.6)
9.3.5 Равнодействующую расчетную вертикальную нагрузку от собственного веса трубопровода
определяют по формуле:
, (9.7)
где: n - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;
Q’ - теоретическая масса трубы, кН/м.
9.3.6 Равнодействующую расчетную вертикальную нагрузку от веса транспортируемой воды
, кН/м, определяют по формуле
, (9.8)
где n - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,0;
- внутренний диаметр трубы, см;
- удельная масса транспортируемой воды, для питьевой воды равна 9,8, а для сточной
жидкости - 10,4, кН/м .
Значение коэффициента для различных грунтов и способов укладки труб выбирают из
таблицы 9.2,
где - модуль упругости грунта основания, МПа;
6
- модуль упругости засыпки, МПа.
Таблица 9.2 - Значение коэффициента для различных грунтов и способа укладки трубы
Наименование и характеристика грунта
основания.
Плоское
основание
Профилированное основание под
углом охвата трубы 2
60
90
120
1 Скальные, глинистые очень прочные
1,6
1,6
1,6
1,6
2 Пески крупные, средней крупности и
мелкие прочные. Глинистые прочные грунты
4,5
1,4
1,43
1,43
1,47
3 Пески крупные, средней крупности и
мелкие средней плотности
2-3
1,3
1,3
1,3
1,3
4 Глинистые грунты средней прочности
2-3
1,3
1,3
1,3
1,3
5 Пески гравистые крупные, средней
крупности и мелкие рыхлые
До 1
1,15
1,15
1,2
1,25
6 Пески пылеватые средней плотности
2-3
7 Глинистые грунты слабые
До 1,0
8 Пески пылеватые рыхлые. Грунты текучие
0
1,0
1,0
1,0
1,0
9.4 Определение расчетных изгибающих моментов. Расчет на прочность
9.4.1 Трубопровод должен быть рассчитан на прочность, жесткость и устойчивость.
Параметры расчета на прочность, схема нагружения и схема опорных моментов приведены в
таблице 5.7.
Значения расчетных коэффициентов для определения изгибающих моментов для слабых
грунтов основания приведены в нижней части таблицы 5.12. Расчет приведен только для значения
максимального момента в точке А.
9.4.2 Значения расчетных изгибающих моментов в лотке трубы (точка А) от воздействия
внешних нагрузок и опорных моментов определяют в соответствии со схемами, приведенными в
таблицах 5.7 и 5.12.
Значение расчетного момента от внешних грунтовых нагрузок определяют по формуле
. (9.9)
9.4.3 Значение момента от собственной массы трубопровода и наполнителя (воды) определяют
по формуле
, (9.10)
где - срединный радиус поверхности, см.
,
где - наружный диаметр трубы, м,
7
h - толщина стенки трубы, м
9.4.4 Значение опорного момента при укладке на спрофилированное основание для слабых
грунтов составляет:
при 2 =30°;
при 2 =60°;
при 2 =90°;
при 2 =120°.
9.4.5 Расчетные изгибающие моменты кольца трубы равны алгебраической сумме моментов от
нагрузок и опорных моментов. С учетом этого расчетные моменты от действия внешних нагрузок при
опирании трубы на плоское основание (2 =30°) в точке А будут равны:
;
(9.11)
,
;
где - момент от воздействия нагрузки от грунта засыпки, кНм;
- момент от воздействия массы трубы, кНм;
- момент от воздействия массы воды, кНм.
Моменты от воздействия горизонтальных нагрузок отсутствуют.
9.4.6 Суммарный расчетный момент, кНм, от воздействия всех нагрузок равен:
. (9.12)
9.4.7 Расчетная эквивалентная нагрузка , (кН/м), приведенная к двум диаметрально
противоположным нагрузкам, равнозначна по своему действию нагрузкам, действующим в реальных
условиях
, (9.13)*
где - суммарный расчетный изгибающий момент, кНм;
- срединный радиус трубы, см.
______________________
* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы
данных.
9.4.8 Расчет на прочность труб при действии на трубопровод внутреннего давления при
отсутствии внешней нагрузки проводят в соответствии с разделом 5.9.
9.4.9 Расчет труб на совместное воздействие внешних нагрузок и внутреннего давления
проводят в соответствии с разделом 5.8, в котором указаны значение несущей способности труб на
8
раздельные нагрузки и и график несущей способности труб про совместном воздействии
и .
9.4.10 Расчет трубопровода на прочность, жесткость и устойчивость проводят в соответствии с
разделами 5.11 и 5.12
9.4.11 Трубопровод рассчитывают на следующие нагрузки и их сочетания:
- при действии внешних нагрузок;
- на устойчивость от внешних нагрузок;
- на жесткость (по деформациям) при внешнем нагружении расчетной приведенной нагрузкой;
- на прочность от воздействия внутреннего давления;
- на прочность кольца трубы при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего
давления воды.
9.5 Пример расчета на прочность трубопроводов из ВЧШГ при укладке на слабое
основание при подземной прокладке
9.5.1 Исходные данные для расчета:
- труба класса К-9;
- наружный диаметр 63,5 см;
- толщина стенки трубы h=9,9 мм;
- модуль упругости Юнга Е=1,7·10 МПа;
- несущая способность трубы на внутреннее давление 9,7 МПа;
- расчетное сопротивление материала трубы на растяжение 300 МПа;
- глубина заложения трубы от уровня земли до верха трубы, Н=2,0 м;
- удельная масса грунта засыпки в насыпи 16,7 кН/м (мелкие пески, категория грунта Г-II
(Таблица 5.5. СП 66.13330.2011)
- удельная масса трубы 72,6 кН/м ;
- модуль деформации грунта засыпки 1,0 МПа;
- расчетное внутреннее гидростатическое давление в трубопроводе 1,6 МПа;
- атмосферное давление при образовании в трубопроводе вакуума 0,1 МПа;
- укладка труб в насыпь;
- коэффициент надежности по нагрузке n=1,15;
9.5.2 Определяют параметр, характеризующий жесткость трубопровода, (формула 5.13 СП
66.13330):
9
МПа;
9.5.3 Значение равнодействующей от давления грунта в насыпи составляет:
кН/м
Коэффициент концентрации давления грунта 1;
9.5.4 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от собственного веса трубы
определяется по формуле 5.23 СП 66.13330:
кН/м
- удельная масса трубы = 72,6 /м
9.5.5 Равнодействующую расчетную вертикальную нагрузку от массы транспортируемый воды
, кН/м, определяют по формуле 9,8 Изменения N 1 СП 66.13330:
кН/м
где n - коэффициент надежности по нагрузке, 1.15
- внутренний диаметр трубы, м; .
- удельная масса транспортируемой воды = 9,8 кН/м .
9.5.6. Расчет изгибающих моментов
Момент от воздействия грунта при опирании трубы на плоское основание (2 =30°)
определяется по формуле 9.11 Изменения N 1 СП 66.13330
кНм,
где - срединный радиус трубы, м
Момент от воздействия массы трубы и воды:
кНм
9.5.7 Расчет суммарного момента
кНм;
кН.
9.5.8 Предельная раздавливающая нагрузка на трубу, уложенную в грунт определяется по
формуле 5.38 СП 66.13330
где R - расчетная прочность, равная 300 МПа;
m - коэффициент условий работы материала труб, равный единице при доверительной
10
вероятности 0,997;
- коэффициент, характеризующий боковое горизонтальное давление слабого грунта (отпор
грунта), таблица 9.1. Изменения N 1 СП 66.13330, 1
кН/м
Для труб класса К-9 47,0 кН/м.
Вывод Несущая способность трубы класса К-9 на внешнюю нагрузку достаточна для
обеспечения надёжной работы трубопровода, так как 46,30 кН/м < 47,0 кН/м.
9.5.9 Расчёт прочности трубы, уложенной на грунтовое основание с выкружкой 2 =120°
показал, что в этом случае несущая способность на внешнюю нагрузку трубы класса К-9
удовлетворяет условиям расчёта на прочность.
9.5.10 Критическое внешнее равномерное давление на трубу класса К-9 определяется
следующим образом:
из условия получают 0,125 МПа, тогда 1,35 МПа
- жесткость трубы, МПа, по М.Леви;
- жесткость грунта, МПа.
МПа; Коэффициент запаса - условиям
устойчивости труба удовлетворяет.
9.5.11 Определяют значение жесткости при внешнем нагружении для трубы класса К-9:
,
где мм - прогиб кольца трубы.
мм.
Коэффициент запаса 19,5/4,08=4,8
* - жесткость по М.Леви = 1,35 МПа.
___________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
Допустимый прогиб кольца трубы при 3% от 63,5 см составит: 0,03·63,5=19,5 мм.
Условиям жесткости труба класса К-9 удовлетворяет, так как
9.5.12 Расчёт трубопровода на комбинированную нагрузку.
Для просмотра полной версии скачайте документ
Кому будет полезно
- Проектным организациям
- Проектировщикам
- Архитекторам
- Инженерам-конструкторам
- Инженерам ОВ и ВК
- Строительно-монтажным организациям
- Строителям
- Прорабам
- Мастерам строительно-монтажных работ
- Монтажникам
- Инженерам строительного контроля
- Инженерам эксплуатирующих организаций
BIM библиотека
Каталоги продукции, альбомы узлов, модели комплектующих для проектирования вашей конструкции
Калькуляторы
Смотреть все 11
