К какому виду нагрузок относится давление грунтовой воды

К какому виду нагрузок относится давление грунтовой воды

Нагрузки и воздействия.

Внутренние усилия в трубопроводных конструкциях появляются от внешних и внутренних нагрузок. Причём эти нагрузки изменяются в зависимости от характеристик окружающей трубопровод среды, параметров перекачиваемого продукта и т.п. К нагрузкам относятся внутреннее давление продукта в трубопроводе, вес конструкций, оборудования, давления грунта, снега, ветра, испытательные нагрузки и т.п. К воздействиям относят предварительное напряжение элементов, изменение температуры, просадки оснований, обусловленные коренным изменением структуры грунта (просадки в районах горных выработок, разжижение грунта, оползни и т.п.), сейсмические явления. Для линейной части трубопровода основными являются из нагрузок — внутреннее давление, давление грунта, собственный вес труб и продукта, а из воздействий — изменение температуры, просадка и разжижение грунта, давление оползающих грунтов.

Учёт внутреннего давления при расчётах прочности трубопроводов обязателен во всех случаях, а остальные нагрузки учитываются в зависимости от конкретных условий и конструктивных схем трубопровода на том или ином участке. Установлено, например, что вертикальное давление грунта на стальные магистральные трубопроводы диаметром до 1400мм при нормальных глубинах заложения и устойчивом состоянии грунта не вызывает таких напряжений в стенке трубы, которые могли бы разрушить её. Если же рассматривать напряжённое состояние трубопровода на участке оползающего грунта или на сильно деформируемом основании, то давление грунта может вызвать наиболее опасное для прочности труб напряжённое состояние. На продольных уклонах внутреннее давление в трубопроводе и силовое воздействие оползающего грунта вызывает в материале труб, кроме того, и продольное напряжение.

В соответствии с принятой методикой расчёта прочности по предельным состояниям различают расчётные и нормативные нагрузки. Под нормативной понимают нагрузку, установленную нормативными документами и определённую на основании статического анализа при нормальной эксплуатации сооружения. Расчётной называют нагрузку, учитывающую возможное отклонение от нормативной:

где

n — коэффициент надёжности по нагрузке.

Коэффициенты надёжности n для различных видов нагрузки и воздействий регламентируются СНиП 2.05.06-85٭. Все нагрузки и воздействия подразделяются на постоянные, временные, длительные, кратковременные и особые.

К постоянным относятся нагрузки, которые приложены к той или иной конструкции в течение всего срока эксплуатации сооружения, в состав которого входит конструкция (вес, давление грунта и грунтовых вод, предварительное напряжение). Временными называют нагрузки и воздействия, которые действуют на сооружение или отдельную конструкцию в течение ограниченного периода, меньшего, чем расчётный период эксплуатации сооружения. В свою очередь, временные нагрузки подразделяются на длительные и кратковременные. К длительным временным нагрузкам относятся массы стационарного оборудования, материалов, масса жидкости, хранимой в резервуарах и перекачиваемой по трубопроводам, давление перекачиваемого продукта, длительные температурные усилия в конструкциях. К кратковременным относятся снеговые и ветровые нагрузки, обледенение, транспортные и монтажные нагрузки, испытательные нагрузки и т.п., т.е. нагрузки, действие которых может длиться от несколько секунд (транспортная) до несколько месяцев (снег, обледенение). Особые — это нагрузки и воздействия, определяемые нарушениями технологического режима эксплуатации сооружения, резкими изменениями естественного состояния грунта (обвалы, просадки, оползни и т.п.), нагрузки от землетрясений, называемые сейсмическими.

Для линейной части магистральных трубопроводов наиболее характерными являются следующие нагрузки и воздействия:

Собственный вес трубопровода qт=n·qo, где q — вес сооружения или конструкции, определяемый по геометрическим размерам; n=1,1;

Давление грунта qгр, определяемое с учётом фактических размеров конструкций и состояния грунта по формулам механики грунтов;

Гидростатическое давление воды, определяемое по одному из основных правил гидростатики — давление жидкости в любой точке не зависит от ориентировки, т.е. угла наклона площадки действия и определяется лишь высотой столба жидкости над рассматриваемой точкой, т.е. Pв=ρв·h·g, где ρв — плотность жидкости; h — высота столба жидкости над рассматриваемой точкой; g — ускорение свободного падения;

Воздействие предварительного напряжения, создаваемого за счёт упругого изгиба при поворотах трубопровода в горизонтальном и вертикальном направлениях; при расчётах следует принимать нормативное значение нагрузки от предварительного напряжения равным σи;

Внутреннее давление (нормативное) p=n·pг(н), где pг(н) — расчётное давление газа (нефти и т.д.);

Вес продукта, заполняющего 1м длины трубопровода газа;

ρг — плотность газа при нормальных условиях; z — коэффициент сжимаемости газа; T — абсолютная температура;

Для нефти и нефтепродуктов:

pн — плотность транспортируемого продукта;

Температурные воздействия, рассчитываемые в соответствии с зависимостью, устанавливающей соотношение между усилиями и температурным перепадом Δt=t — tо при невозможности температурных деформаций: σt=αt·Е·Δt, где σt — действительные температурные напряжения; αt — коэффициент линейного расширения; Е — модуль упругости; Δt -принимается по разности температуры t (наибольшей или наименьшей) и температуры tо, при которой фиксируются элементы конструкции в проектном положении;

Снеговая нормативная нагрузка на 1м 2 площади горизонтальной проекции поверхности конструкции qсн=qо·c, где qо — вес снегового покрова на 1м 2 горизонтальной поверхности земли; с — коэффициент, зависящий от формы поверхности и принимаемый по СНиП.

Ветровая нормативная нагрузка на 1м трубопровода

qнс — нормативная статическая составляющая ветровой нагрузки; qнд — нормативная динамическая составляющая ветровой нагрузки; значения qнс и qнд принимаются по СНиП.

Выталкивающая сила воды 1м трубопровода qв.в=0,8D 2 н·ρв·g, где ρв — плотность воды.

Остальные нормативные нагрузки и воздействия определяют в соответствии с конкретными условиями.

Таблица 3.1. Коэффициент надёжности n в зависимости от нагрузок и воздействий.

Дата добавления: 2015-10-21 ; просмотров: 1691 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий Часть 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА

1. Нормативные и расчетные значения характерис­тик грунтов ненарушенного сложения (угол внутрен­него трения j , удельное сцепление с, модуль дефор­мации Е) следует определять по СНиП 2.02.01-83.

2. Удельный вес грунта g необходимо определять по данным непосредственных испытаний грунтов. Нормативное значение удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды

где — удельный вес соответственно скелета грунта и воды;

е — коэффициент пористости грунта.

При отсутствии опытных данных и для типового проектирования допускается принимать норматив­ные значения g n = 18 кН/м 3 (1,8 тс/м 3 ); = 26,5 кН/м 3 (2,65 тс/м 3 ); = 10 кН/м 3 (1 тс/м 3 ).

3. Значения характеристик грунтов засыпки ( g ‘, j ‘ и с’), уплотненных в соответствии с СН 536-81 с коэффициентом уплотнения kу не менее 0,95 ( что должно быть указано в проекте), допускается уста­навливать по характеристикам тех же грунтов нена­рушенного сложения:

но не более 7 кПа но не более 10 кПа

4. Активное горизонтальное давление грунта ph ( s а.г)* и вертикальное pv ( s а.в) на глубине у, а также пассивное давление грунта phr ( s п.г) и рvr( s п.в) следует определять по СНиП II-55-79.

Полное давление грунта слагается из давления от собственного веса грунта рh g, давления от времен­ной нагрузки на поверхности рhq и отрицательного давления от сцепления рhc.

Эпюры возможного сочетания этих нагрузок при­ведены на черт. 1.

Если значение рh, оказывается меньше нуля (черт. 1, г), то на этом участке принимается рh = 0. При этом следует давление на глубине h сохранить равным рh, а вершину суммарной треугольной эпю­ры давления грунта из точки а перенести в точку а1 на поверхности (черт. 1, д).

5. Угол наклона плоскости скольжения к верти­кали

6. При горизонтальной поверхности грунта, вер­тикальной стене и отсутствии трения и сцепления

* В скобках приведено обозначение давления, принятое в СНиП II-55-79.

Черт. 1. Схема давления грунта

а — на стену; б — при отсутствии сцепления phc = 0; в — при phc — при phc ³ phq; д — заменяющая (расчетная) эпюра

грунта со стеной e = р = d = 0, при этом коэффи­циент горизонтального давления грунта

Горизонтальное давление грунта на глубине y

где q — равномерно распределенная нагрузка на поверхности, примыкающей к стене.

7. Дополнительное горизонтальное давление, об­условленное наличием грунтовых вод, следует оп­ределять по формуле

где hw — высота от низа сооружения до расчет­ного уровня грунтовых вод, м;

g — удельный вес грунта;

8. При наличии на поверхности грунта в пределах призмы обрушения полосовой равномерно распре­деленной нагрузки q на ширине b давление от нее следует распределять в стороны пол углами q к вертикали (черт. 2) до пересечения с плоскостью подпорной стены на глубине и прини­мать равномерно распределенным на ширине by= b + 2a, непосредственно примыкающей к стене.

Интенсивность вертикального давления от поло­совой нагрузки следует определять по формуле

интенсивность горизонтального давления от полосовой нагрузки — по формуле

Черт. 2. Схема распределения давления от полосовой нагрузки

9. Временные нагрузки от подвижного транспорта следует принимать в соответствии со СНиП 2.05.03-84 в виде нагрузки СК — от подвижного состава железных дорог, АК — от автотранспортных средств, НК-80 — от колесной нагрузки, НГ-60 — от гусеничной нагрузки.

Примечание. СК — условная эквивалентная равномерно распределенная нормативная нагрузка от подвижного состава железных дорог на 1 м пути (черт. 3). АК — нормативная нагрузка от автотранспортных средств в виде двух полос. НК-80 — нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на колесном ходу весом 785 кН (80 тс). НГ-60 — нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на гусеничном ходу весом 583 кН (60 тс).

Черт. 3. Схема распределения давления от подвижного

состава железных дорог

10. Нормативную эквивалентную нагрузку СК на уровне низа шпал от подвижного состава железных дорог следует принимать в виде сплошной полосы шириной 2,7 м интенсивностью , равной:

где С — коэффициент (для расчета подземных конструкций следует принимать рав­ным 1,5);

К — класс нагрузки, равный 137 кН (14 тс) на 1 м пути. При соответствующем обосновании допускается снижение этой нагрузки до величины К = 98 кН (10 тc) на 1 м пути.

11. При расположении железнодорожного пути вдоль сооружения давление от него приводится к эквивалентной нормативной нагрузке на пло­щадке, расположенной на глубине от низа шпалы (см. черт. 3) шириной by1= 2,7 + 2а. Интенсивность вертикального давления следует оп­ределять по формуле

где — то же, что в формуле (9) .

Интенсивность горизонтального давления рh2 следует определять по формуле (8).

12. При расположении железнодорожного пути поперек сооружения интенсивность нормативного вертикального давления на горизонтальную плос­кость на глубине y, м, следует определять по формуле

Интенсивность нормативного горизонтального давления рh2 — по формуле (8).

13. Нагрузка от автотранспортных средств со­стоит из двух полос АК (черт. 4), каждая из кото­рых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р, равной 9,81К, кН (1К, тс), и равномер­но распределенную нагрузку интенсивностью v на обе колеи v = 0,98К, кН/м (0,1 К, тс/м).

Для сооружений на основных магистральных дорогах нагрузку следует принимать полосовую класса К-11 или от одиночной машины НК-80.

Для сооружений на внутрихозяйственных доро­гах нагрузку следует принимать полосовую класса К-8 или от одиночной гусеничной машины НГ-60. Кроме того, элементы проезжей части мостов сле­дует проверять на давление одиночной оси, равное 108 кН (11 тс).

Черт. 4. Схема давления от автомобильной нагрузки АК при

движении ее вдоль сооружения

14. Нагрузка от тележки Р = К (см. черт. 4) рас­пределяется вдоль движения на длину ау3 = 1,7+ 2а (м) и на ширину bу3 = 2,5 + 2а (м).

Интенсивность вертикального давления

Вертикальная равномерно распределенная на­грузка v распределяется на ширину by4= by3.

Интенсивность вертикального давления на глуби­не уа, от нагрузки v

Полная нагрузка АК образуется сложением на­грузок .

Для получения расчетных нагрузок нагрузки и вводятся в расчет со своими коэффици­ентами надежности по нагрузке.

Интенсивность горизонтальных давлений рh3 и ph4 определяется по формуле (8).

15. Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 при движении ее вдоkь сооружения (черт. 5) на глубине при ay5 = 3,8 + 2а (м) и by5 = 3,5 + 2a (м) следует определять по формуле

Интенсивность горизонтального давления следует определять по формуле (8).

Черт. 5. Схема давления от колесной нагрузки НК-80

при движении ее вдоль сооружения

16. Интенсивность нормативного вертикального давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при движе­нии ее вдоль сооружения (черт. 6) на глубине при ау6 = 5,0 + 2а (м) и bу6 = 3,2 + 2а (м) следует определять по формуле

Черт. 6. Схема давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при

движении ее вдоль сооружения

17. При движении автотранспорта поперек соору­жения интенсивность нормативного вертикального давления от автомобильной нагрузки АК (черт. 7) на глубине у ³ 0,6 м следует определять по формуле

Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

Интенсивность нормативного вертикального дав­ления от гусеничной нагрузки НГ-60 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

Горизонтальное давление ph6-9 следует опреде­лять по формуле (8).

Черт. 7. Схима давления от нагрузок АК, НК-80 и НГ-60

при движении их поперек сооружения

18. При отсутствии конкретных нагрузок на по­верхности земли следует принимать условную нор­мативную равномерно распределенную сплошную нагрузку интенсивностью 9,81 кПа (1 тс/м 2 ).

19. Вертикальное давление от автотранспорта на перекрытие при заглублении его менее чем на 0,6 м следует определять с учетом давления от каж­дого колеса с распределением в пределах толщи грунтовой засылки под углом 30 ° к вертикали, а в пределах дорожного покрытия или пола цеха — под углом 45 ° .

20. При расчете сооружений по предельным со­стояниям первой группы коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать:

от собственного веса конструкции, давления грунта, оборудования, складируемого материала, погрузчиков и каров, равномерно распределенной нагрузки на территории — по СНиП 2.01.07-85;

от подвижного состава железных дорог, колонн автомобилей, колесной и гусеничной нагрузок, дорожного покрытия проезжей части и тро­туаров, веса полотна железнодорожных путей — по СНиП 2.05-03-84.

Коэффициенты надежности по нагрузка при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равными 1.

АНКЕРНЫЕ БОЛТЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ

1. Анкерные болты (далее — болты) для крепления строительных конструкций и оборудования к бетонным и железобетонным элементам (фундаментам, силовым полам, стенам и т. п.) следует применять при расчетной температуре наружного воздуха до минус 65 ° С включ.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01.-82.

2. При нагреве бетона конструкций свыше 50 ° С, в которые заделываются болты, в расчетах должно учитываться влияние температуры на прочностные характеристики материала конструкций, болтов, подливок, клеевых составов и т. п.

Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

3. Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, следует проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 2.03.11-85.

4. При наличии соответствующего обоснования допускается применение других способов закрепления оборудования на фундаментах (например, на виброгасителях, клею и др.).

5. По конструктивному решению болты могут быть с отгибом, с анкерной плитой, прямые и конические (распорные) (табл. 1).

По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования элементов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкерной плитой), и на готовые элементы, устанавливаемые в просверленные скважины (прямые и конические).

Прямые болты в скважинах закрепляются с помощью синтетического клея или виброзачеканки, а конические — с помощью разжимных цанг или цементно-песчаных смесей.

По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные. К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций или работе оборудования. К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций и оборудования, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конст­рукции или оборудования. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций и оборудования во время их мон­тажа и для обеспечения стабильной работы кон­струкций и оборудования во время эксплуата­ции, а также для предотвращения их случайных сме­щений.

болты с отгибом и анкерной плитой допускается применять для крепления конструкций и оборудо­вания без ограничений.

Источник

Источник