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

15.4. Продольная устойчивость надземных трубопроводов и подземных трубопроводов в каналах

15.4.1. Для трубопроводов, прокладываемых на скользящих опорах, условие обеспечения продольной устойчивости от силовых воздействий имеет вид

 

N <= [N], (15.8)

 

где [N] - допускаемое продольное усилие из условия устойчивости,

 

(15.9)

 

- допускаемое продольное усилие, Н, определяемое по формуле (15.2), в которую подставляют осевое сжимающее усилие из условия устойчивости бесконечно длинного прямого трубопровода в горизонтальной плоскости на скользящих опорах (рисунок 15.5):

 

(15.10)

 

где - коэффициент трения в скользящих опорах.

 

 

Рисунок 15.5. Форма потери устойчивости бесконечно

длинного трубопровода на скользящих опорах

 

Если на рассматриваемом участке длины трубопровода установлено менее трех скользящих опор или коэффициент трения равен 0,05, а также если участок вертикальный, то в формуле (15.10) принимают ;

- критическое осевое сжимающее усилие, Н, из условия продольной устойчивости центрально-сжатой прямой трубы, определяемое по формуле

 

(15.11)

 

где - коэффициент продольного изгиба для центрально-сжатых стальных труб:

- при 

 

(10.12)

 

- при 

 

(15.12)

 

- при 

 

 

где - условная приведенная гибкость

 

(15.13)

 

- коэффициент свободной длины, определяемый в зависимости от условий закрепления прямолинейного участка трубопровода в соответствии с таблицей 15.1. Если точные условия закрепления неизвестны, то в запас устойчивости принимают значение коэффициента ;

l - расстояние между опорами, мм (см. таблицу 15.1).

 

Таблица 15.1

 

Коэффициент свободной длины

 

Расчетная схема	Левый конец	Правый конец	Коэффициент
Заделка - заделка	Мертвая опора, направляющая опора с защемлением от поворота, тройник	Мертвая опора, направляющая опора с защемлением от поворота, тройник	0,5
Заделка - шарнир	-	Неподвижная опора, направляющая опора без защемления от поворота	0,7
Шарнир - шарнир	Неподвижная опора, направляющая опора без защемления от поворота	-	1,0
Заделка - свободный конец	Мертвая опора, направляющая опора с защемлением от поворота, тройник	Угловой, сдвиговый или универсальный компенсатор	2,0

 

15.4.2. Если условие (15.8) не выполняется, то рекомендуется принять меры для снижения продольного усилия либо произвести расстановку направляющих опор с шагом (рисунок 15.1, в). Значение выбирают таким образом, чтобы для системы выполнялось условие (15.8).

15.4.3. При расчете на совместное действие силовых и деформационных воздействий максимальный прогиб , мм, при выпучивании трубы (рисунок 15.2, а) определяют по формуле

- при N < [N]

 

(15.14)

 

Формула (15.14) справедлива при условии ;

- при N >= [N]

 

(15.15)

 

где - начальный прогиб трубопровода (от весовой нагрузки, начальных несовершенств и т.д.);

- полное удлинение трубопровода. Например, для схемы на рисунке 15.2

 

(15.16)

 

- удлинение среднего участка

 

(15.17)

 

- удлинение крайних участков:

- если участки надземной прокладки (рисунок 15.2, б), то:

 

(15.18)

 

- если участки бесканальной прокладки в грунте (рисунок 15.2, в), то удлинение вычисляют с учетом сил трения трубы о грунт и с учетом воздействия сосредоточенного усилия [N] от примыкающего к нему участка трубопровода.