ГОСТ Р 59411-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Трубопроводы промысловые из стеклопластиковых труб. Правила проектирования и эксплуатации

8.5 Проверка прочности принятого конструктивного решения

 

8.5.1 Поверочный расчет трубопроводов на прочность производят после выбора его основных конструктивных параметров с учетом всех расчетных нагрузок и воздействий для всех случаев, возникающих при сооружении, испытании и эксплуатации.

8.5.2 Значения дополнительных напряжений, обусловленных прокладкой трубопроводов в особых условиях, определяются в соответствии с правилами строительной механики в зависимости от физико-механических свойств грунтов, в которых прокладывается трубопровод.

8.5.3 Расчетная область допустимых напряжений определяется условиями:

 

(12)

 

где - кольцевое напряжение, МПа;

- продольные суммарные напряжения, МПа;

f₂ - коэффициент безопасности, определяется по таблице 1;

f₃ - коэффициент, учитывающий способность стеклопластиковых труб выдерживать ограниченные осевые нагрузки, для подземного трубопровода принимается равным от 0,9 (для изогнутых) до 1,0 (для прямых участков);

R^H - расчетная минимальная длительная прочность в кольцевом направлении, МПа, определяется по формуле (13)

 

(13)

 

Таблица 1

 

Значения коэффициента безопасности f₂

 

Нагрузки и воздействия	Значение коэффициента безопасности f2
Постоянные	0,67
Временные длительные	0,83
Кратковременные	0,89

 

8.5.4 Графическое изображение расчетной области допустимых напряжений приведено на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2 - Расчетные области допустимых напряжений

для различных значений коэффициента безопасности f₂

 

8.5.5 Расчет на прочность принятого конструктивного решения подземного трубопровода должен состоять в определении кольцевых и продольных напряжений от всех нагрузок и воздействий и проверке их нахождения в расчетной области допустимых напряжений.

8.5.6 Значения кольцевых напряжений , МПа, продольных (суммарных) напряжений , МПа, продольных (суммарных) напряжений с учетом сейсмического воздействия, МПа, в трубопроводах с углами поворота, выполненными упругим изгибом, определяются по формулам (14) - (16):

 

(14)

 

(15)

 

(16)

 

где - коэффициент Пуассона материала труб в продольном направлении;

- коэффициент линейного теплового расширения материала труб, (°C)^-1;

E_пр - модуль упругости материала труб в продольном направлении, МПа;

- температурный перепад, °C;

- радиус упругого изгиба трубопровода, м;

- продольное напряжение в трубопроводе от воздействия неравномерных вертикальных деформаций грунта (при прокладке в пучинистых или просадочных грунтах), МПа;

- продольное напряжение в трубопроводе от сейсмического воздействия, МПа.

8.5.7 Продольные напряжения , МПа, от воздействия неравномерных деформаций грунта при прокладке трубопроводов в пучинистых или просадочных грунтах определяются в соответствии с правилами строительной механики путем учета взаимодействия трубопровода с пучинистым или просадочным грунтом и в зависимости от физико-механических свойств этих грунтов. Для определения продольных напряжений могут использоваться соответствующие программные средства.

8.5.8 Продольные напряжения в трубопроводе от сейсмических воздействий , МПа, определяются по формуле (17)

 

(17)

 

где m - коэффициент защемления трубопровода в земле, определяемый по СП 284.1325800.2016 (таблица 17);

a_с - сейсмическое ускорение, м/с²;

T₀ - преобладающий период сейсмических колебаний грунтового массива, с;

c_р - скорость распространения продольной сейсмической волны, м/с.

8.5.9 Сейсмическое ускорение a_с определяется по данным сейсмического районирования и микрорайонирования, но должно быть не менее величин, приведенных в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Величина сейсмического ускорения

 

Сила землетрясения, баллы	Сейсмическое ускорение aс, м/с2
7	1,0
8	2,0
9	4,0

 

8.5.10 Скорость распространения продольной сейсмической волны вдоль оси трубопровода в грунтовом массиве определяется при изысканиях - допускается принимать по СП 284.1325800.2016 (таблица 17).

8.5.11 Значение величины преобладающего периода сейсмических колебаний грунтового массива определяется при изысканиях.

8.5.12 Определение напряженно-деформированного состояния участков трубопровода, содержащего соединительные детали (отводы, тройники), необходимо производить методами строительной механики расчета статически неопределимых систем с учетом взаимодействия рассматриваемого участка трубопровода с грунтом, в том числе с использованием соответствующих программных средств.

8.5.13 В случае неудовлетворения определенным напряженно-деформированным состоянием условий прочности трубопровода на углах поворота трассы, выполненных с применением отводов, и в местах расположения равнопроходных тройников необходима установка анкерных устройств, способных фиксировать проектное положение фасонных деталей и воспринять продольные нагрузки.