Расчет полиэтиленовых трубопроводов на жесткость и прочность пластмассовых трубопроводов при горизонтальной прокладке

При горизонтальной прокладке пластмассовых трубопроводов необходимо выбрать наиболее рациональные расстояния между креплениями, обеспечивающие оптимальную прочность и прямолинейность трубопровода. При проходе горизонтальных трубопроводов через различного рода перегородки последние могут служить препятствием к осевым и угловым перемещениям сечений труб. В подобных же условиях будут находиться сечения трубопровода, расположенные в зоне так называемых мертвых точек (защемленные сечения).

В случае двустороннего защемления трубопровод будет находится под действием продольного усилия NT, вызванного изменением температуры, и равномерной поперечной нагрузки интенсивностью q, учитывающей как собственный вес трубы, так и вес транспортируемого по ней продукта. Таким образом, трубопровод можно рассматривать как неразрезную балку, испытывающую продольно-поперечный изгиб.

При продольно-поперечном изгибе нелинейная зависимость Между величинами перемещений и продольных нагрузок затруднит возможность использования принципа независимости действия сил, поэтому для сжато-изогнутых стержней точные энергетические методы определения перемещений редко приемлемы.

При возведении зданий различных назначений на протяжении всего года строители сталкиваются со сложными условиями монтажа санитарно-технических устройств. Как при вертикальной, так и при горизонтальной прокладках полиэтиленовых трубопроводов существенным фактором являются температурные условия.

В зимний период в неотапливаемых помещениях температура может достигать -30º С, а в летний период подниматься до +30ºС (для средней полосы нашей страны). Монтаж при крайних значениях температуры создает наихудшие условия работы полиэтиленовых трубопроводов. Если монтаж осуществлен при -30º С, то при повышении эксплуатационной температуры в нем возникнет значительное сжимающее продольное усилие, которое может создать опасные температурные напряжения и привести к потере устойчивости участков трубопроводов между креплениями. В том случае, когда монтаж трубопроводов произведен при +30º С, возможное понижение температуры при эксплуатации приведет к возникновению растягивающего продольного усилия. Напряжения, возникающие в элементах трубопровода, вызывают релаксационный процесс, который может привести их к разрушению.

Таким образом, оптимальным значением температуры для монтажа полиэтиленовых трубопроводов ориентировочно следует считать среднее значение между верхним и нижним пределами возможного перепада температур. Для снижения уровня температурных продольных усилий на трубопроводах следует предусматривать компенсирующие устройства.

Сезонный уровень температуры воды в Москве, по данным треста Мосводопровод, колеблется в следующих пределах: зимой 2-3ºС; в переходный период 6-8º С; летом 20-25º С. В этих условиях наиболее рациональным является монтаж полиэтиленовых трубопроводов для системы холодного водоснабжения при температуре 10-15º С.

При горизонтальной прокладке трубопровод следует рассматривать как сжато-изогнутую или растянуто-изогнутую балку.

В каждой серии сортамента МРТУ6 № 05-917-63 на трубы из полиэтилена высокой плотности, построенного по определенному принципу, обращает на себя внимание следующая закономерность.

При вертикальной и горизонтальной прокладках напорных пластмассовых трубопроводов, кроме отмеченных выше силовых факторов, действует внутреннее давление. В случае вертикальной прокладки внутреннее давление способствует повышению устойчивости плоской формы поперечного сечения трубопровода.

Наличие внутреннего давления в трубопроводах при горизонтальной прокладке повышает жесткость последних. Однако в реальных условиях по тем или иным причинам возможно отсутствие внутреннего давления в напорных трубопроводах. Поэтому расчет без учета внутреннего давления идет соответственно в запас устойчивости и жесткости.

О поведении вертикальных пластмассовых трубопроводов в закритической области Полиэтиленовые трубы Компенсация температурных деформации