Расчет полиэтиленовых трубопроводов на устойчивость пластмассовых трубопроводов при вертикальной прокладке

Участки вертикальных пластмассовых водопроводов в процессе эксплуатации могут испытывать действие сосредоточенной силы NТ за счет изменения температуры и равномерно распределенной по длине трубопровода нагрузки интенсивностью Q от собственного веса стояка.

Необходимо установить оптимальную частоту креплений стояка, чтобы избежать выпучивания отдельных участков его между креплениями от потери устойчивости. Решение этой задачи можно получить, рассматривая высшую форму искривленного равновесного состояния стояка.

За длину трубопровода при внутренней вертикальной его прокладке примем высоту между этажами: для жилых зданий l = 3,3 м, для промышленных l = 10 м.

Применим энергетический метод решения задачи, основанный на принципе Л. Дирихле. По этому методу полная энергия стержня, находящегося в безразличном положении равновесия, не получает приращения при переходе его из одной формы равновесия в другую.

Высокополимерные материалы, в частности полиэтилен, обладают высоким значением коэффициента а и низким значением Е в противоположность черным металлам, из которых до настоящего времени в основном изготовлялись трубы для внутренней прокладки. В последнее время для этих целей все шире применяются трубы из высокополимерных материалов, в том числе и из полиэтилена.

Этого можно достигнуть введением в полимер минеральных наполнителей, например асбеста, стекловолокна и др. Анализ опытных данных по изучению ползучести полиэтилена высокой плотности асбополиэтилена показывает, что между деформацией Е_О, полученной в момент нагружения, и Ес, соответствующей прекращению ползучести, существует определенное соотношение.