ГОСТ 32388-2013. Межгосударственный стандарт. Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия

9.2. Расчетные напряжения в трубах и соединительных деталях

9.2.1. Среднее окружное напряжение от внутреннего давления при отсутствии колец жесткости определяют по формуле

 

(9.1)

 

При расчете напряжений в трубах с кольцами жесткости значение вычисляют по формуле

 

(9.2)

 

где знак "+" принимают при избыточном внутреннем давлении и знак "-" - при наружном (вакуумный трубопровод);

- эффективное кольцевое напряжение в участке трубы между кольцами жесткости

 

(9.3)

 

- эффективное кольцевое напряжение в трубе с учетом укрепления кольцами жесткости

 

(9.4)

 

где b - расстояние между торцами колец жесткости (рисунок 14.1);

l - расстояние между осями колец жесткости;

- площадь поперечного сечения кольца жесткости;

- допускаемое напряжение для кольца жесткости при расчетной температуре;

- коэффициент прочности сварных швов колец жесткости.

9.2.2. Максимальное изгибное напряжение от давления грунта при бесканальной прокладке допускается определять по приближенной формуле

 

(9.5)

 

В этой формуле обозначения те же, что и в (7.1).

9.2.3. Суммарное окружное напряжение рассчитывают по формуле

 

(9.6)

 

9.2.4. Суммарное среднее осевое напряжение от осевой силы и изгибающего момента

 

(9.7)

 

где - напряжение от осевой силы

 

(9.8)

 

N - осевая сила, вычисленная методами строительной механики с учетом распорных усилий от давления; при растяжении осевая сила положительная, при сжатии - отрицательная;

- осевое напряжение от изгибающего момента, равное

 

(9.9)

 

где - коэффициент перегрузки, принимаемый согласно 8.1.15;

, - моменты в рассчитываемом сечении, действующие в плоскости и перпендикулярно плоскости отвода соответственно (тройника или врезки).

9.2.5. Касательное напряжение от кручения

 

(9.10)

 

9.2.6. Характеристики сечения труб определяют по формулам:

 

(9.11)

 

 

9.2.7. При расчете напряжений в соединительных деталях трубопровода коэффициенты прочности сварного шва принимают , и , а также .

9.2.8. При расчете напряжений в прямых трубах коэффициенты интенсификации принимают .

9.2.9. При значениях коэффициентов , , , меньше единицы они при расчете должны быть приняты равными единице.

9.2.10. При выполнении расчетов на несамоуравновешенные нагрузки (по этапам 1, 5 и 7) вместо значений , , , следует принимать значения , , , , но не менее 1,0.

9.2.11. Коэффициенты интенсификации напряжений , , , определяют согласно 9.3 - 9.6. Если при этом значение не указано, то принимают . Для отводов, косых стыков и переходов принимают , для тройников . Коэффициенты применимы при соблюдении соотношения .

Коэффициенты интенсификации напряжений , , , допускается определять по данным экспериментов или численных методов расчета (МКЭ) с учетом реальной геометрии изделия, характеристик материала и внутреннего давления. Для тройниковых соединений коэффициенты интенсификации имеют различные значения в сечениях магистрали (А-А, Б-Б) и ответвления (В-В, рисунок 9.3) - , , , .

 

 

а

 

 

б

 

а - схема нагружения в расчетном сечении;

б - расчетные сечения

 

Рисунок 9.1. Расчетная схема отвода

 

 

 

 

Рисунок 9.2. Косой стык

 

 

 

 

а

 

 

б

 

а - схема нагружения в расчетных сечениях;

б - расчетные сечения

 

Рисунок 9.3. Расчетная схема тройника (врезки)

 

9.2.12. Эквивалентные напряжения для расчетного сечения трубопровода вычисляют по формуле

 

(9.12)