→ → Значения кольцевой жесткости для полиэтиленовых труб пнд. Выбор типоразмера. Способ измерения диаметра

Значения кольцевой жесткости для полиэтиленовых труб пнд. Выбор типоразмера. Способ измерения диаметра

Типоразмеры труб ПРОТЕКТОРФЛЕКС ®

Классификация безнапорных труб традиционно производится не по величине стандартного размерного отношения (SDR ), а по классу кольцевой жесткости (SN ). Принципиальное отличие SDR и SN в том, что SDR - это геометрическая характеристика трубы (отношение внешнего диаметра трубы к толщине ее стенки), тогда как SN - это механическая характеристика.

Кольцевая жесткость SN позволяет судить о свойствах трубы сопротивляться давлению грунта и определяется как нагрузка на трубу (кН/м2), при которой труба сдавливается на 3% от своего диаметра. Величина SN зависит не только от диаметра трубы и толщины ее стенки, а еще и от модуля упругости E материала при сжатии.

Маркировка трубы для прокладки кабельной линии должна включать в себя диаметр трубы D , толщину стенки e , кольцевую жесткость SN , предельное усилие тяжения F 1MAX , длительно допустимую температуру T , при которой кольцевая жесткость сохраняется не менее всего срока службы кабеля.

Параметры D , e , SN и T должны контролироваться при поставках труб на строящиеся объекты. Значение F 1MAX может потребоваться позже - уже на стадии выполнения работ по затяжке труб в буровой канал, когда оператор ГНБ установки будет контролировать фактическое усилие тяжения F и прерывать процесс затяжки пучка из N труб в случае F > 0,5 · N · F 1MAX с целью не допустить обрыва трубы.

Выбор диаметра и толщины стенки трубы

На рисунке 1 показана труба внешнего диаметра D и толщины стенки e , внутри которой проложен кабель внешним диаметром d . Согласно нормативным документам, при выборе внешнего диаметра труб следует придерживаться следующего правила:

Толщина стенки трубы e определяется в ходе механических расчетов на основе основной информации об условиях прокладки трубы и опирается на понятие кольцевой жесткости SN .


Рисунок 1. Полимерная труба с кабелем: без давления грунта (а ), с давлением грунта (б )

Связь толщины стенки и кольцевой жесткости устанавливается выражением:


где E - модуль упругости материала трубы при сжатии.

Толщина стенки трубы e (мм) в зависимости от диаметра трубы D (мм) и кольцевой жесткости SN (кН/м 2 )

Внешний диаметр
трубы D , мм 		Кольцевая жесткость SN , кН/м 2
12 16 24 32 48 64 96
Толщина стенка трубы е , мм
32*

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® СТ, БК, НГ

 - - 2 2,2 2,5 2,7 3,1
40* - 2,2 2,5 2,8 3,1 3,4 3,9
50* 2,5 2,8 3,1 3,4 3,9 4,3 4,8
63* 3,2 3,5 4 4,3 4,9 5,4 6,1
75* 3,8 4,2 4,7 5,2 5,9 6,4 7,2
90* 4,6 5 5,7 6,2 7 7,7 8,7
110 5,6* 6,1 6,9 7,6 8,6 9,4 10,6
125 6,3* 6,9 7,9 8,6 9,8 10,7 12
140 7,1* 7,8 8,8 9,6 10,9 11,9 13,5
160 8,1 8,9 10,1 11 12,5 13,6 15,4
180 9,1 10 11,3 12,4 14 15,3 17,3
200

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® ПРО, ОМП

10,1 11,1 12,6 13,8 15,6 17 19,3
225 11,4 12,5 14,2 15,5 17,6 19,2 21,7
250 12,7 13,9 15,7 17,2 19,5 21,3 24,1
280 14,2 15,5 17,6 19,3 21,8 23,9 27
315 15,9* 17,5 19,8 21,7 24,6 26,8 30,4
355 18 19,7 22,3 24,4 27,7 30,3* 34,2*
400 20,2 22,2 25,2 27,5 31,2 34,1 38,5
450 22,8 24,9 28,3 31 35,1 38,3 43,4
500 25,3 27,7 31,5 34,4 39 42,6 48,2
560 28,3 31 35,3 38,6 43,7 47,7 54
630 31,9 34,9 39,7 43,4 49,2 53,7 -

* Производятся в однослойном исполнении

Примечание: Внешний диаметр труб ПРОТЕКТОРФЛЕКС® ПРО указан без учета толщины защитного покрытия.

Существует два основных способа размещения труб в грунте - это укладка в предварительно подготовленную траншею (рисунок 2а ) или затяжка труб в грунт в подготовленный канал, чаще выполняемый горизонтально-направленным бурением (рисунок 2б ). В обоих случаях расчет трубы построен на понятии кольцевой жесткости SN , на основе которой можно определить не только толщину стенки трубы, но и предельное усилие тяжения трубы при ее затаскивании в буровой канал.


Рисунок 2. Основные способы прокладки полимерных труб: траншейный (а ), метод ГНБ (б )

Выбор кольцевой жесткости труб

Вертикальное давление грунта (и транспорта) на трубу является силой, приложенной к трубе и стремящейся вызвать ее овальность, однако возникающий «отпор грунта», расположенного по бокам трубы, стремится вернуть форму поперечного сечения трубы к исходному круглому. Плотный грунт по бокам трубы - это фактор, повышающий ее механическую прочность.

где q и SN измеряются уже в кН/м2, а E" S - фактор жесткости грунта, который называется секущим модулем грунта (МПа).

Секущий модуль грунта E" S зависит от типа грунта, которым засыпается труба, и степени его уплотнения. Как правило, для этих целей используется песок, и тогда рекомендуется использовать данные таблице.

Глубина засыпки
H , м 		Состояние песка, которым засыпана труба
Неуплотненный Уплотненный
вручную 		Уплотненный
механически
Секущий модуль грунта E" s , МПа
1 0,5 1,2 1,5
2 0,5 1,3 1,8
3 0,6 1,5 2,1
4 0,7 1,7 2,4
5 0,8 1,9 2,7
6 1,0 2,1 3,0

Вертикальная нагрузка на трубу (кН/м2) складывается из трех составляющих:


где q r - нагрузка от веса грунта (кН/м 2 ); q AT - нагрузка от автотранспорта (кН/м 2 );

Нагрузка от грунта в наиболее неблагоприятном случае, когда на трубу давит весь столб грунта высотой Н,


где ρ r - удельный вес грунта (обычно не более 2 т/м 3 ); g = 9,81 м/с 2 - ускорение свободного падения; H - глубина расположения трубы под землей (м).

Нагрузка от транспорта может быть определена как



Результаты расчета предельной глубины заложения труб Н даны в таблице ниже. Видно, что при прокладке труб в траншеях опасно применять трубы с кольцевой жесткостью менее 8 и нет необходимости применять трубы с SN более 64.


Предельная глубина H (м) при прокладке открытым способом под газонами / скверами / автодорогами

SN, кН/м 2 Секущий модуль грунта E" s , МПа
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Предельная глубина прокладки H , м
4 0,4 / - 0,8/- 1,3/- 1,7/- 2,1/- 2,5/- 2,9/-
6 0,7 / - 1,1/- 1,5/- 1,9/- 2,3/- 2,7/- 3,1/-
8 0,9/- 1,3/- 1,7/- 2,1/- 2,5/- 2,9/- 3,3/-
12 1,3/- 1,7/- 2,1/- 2,5/- 2,9/- 3,4/- 3,8/-
16 1,7/- 2,2/- 2,6/- 3,0/- 3,4/- 3,8/1,7 4,2/2,4
24 2,6/- 3,0/- 3,4/0,7 3,8/1,8 4,3/2,5 4,7/3,0 5,1/3,6
32 3,5/0,9 3,9/1,9 4,3/2,5 4,7/3,1 5,1/3,7 5,5/4,2 5,9/4,7
48 5,2/3,8 5,6/4,3 6,1/4,8 6,5/5,3 6,9/5,8 7,3/6,2 7,7/6,7
64 7,0/5,9 7,4/6,4 7,8/6,8 8,2/7,3 8,6/7,7 9,0/8,2 9,4/8,6

Выбор предельных усилий тяжения

При прокладке методом ГНБ трубы подвергаются двум видам воздействий: во-первых, продольным силам тяжения F, которые возникают при протаскивании трубы в буровой канал; во-вторых, вертикальному давлению грунта и транспорта уже в процессе эксплуатации трубы. Выбор кольцевой жесткости и толщины стенки определяется главным образом усилиями тяжения.

Усилие тяжения трубы F создает силы трения, возникающие из-за утяжеления трубы под действием навалившегося на трубу грунта вследствие плохого закрепления стенок бурового канала буровым раствором (бентонит) или даже полной невозможности закрепления (плывуны, тяжелый сценарий).


где q r - вес грунта в кН/м2; D ЭКВ - эквивалентный диаметр протаскиваемой плети труб; µ - коэффициент трения полимерной трубы о грунт (обычно равен 0,2).

Проверка допустимости усилий тяжения F , возникающих при затягивании трубы (пл ети труб) в буровой канал, выполняется следующим образом


где 0,5 - коэффициент запаса; N - число труб в плети (одна или четыре); F 1MAX - предельное усилие тяжения каждой трубы (кН), которое может быть найдено как



где D и e - внешний диаметр и стенка трубы (в мм); σ - предел текучести материала трубы (МПа).

Предельные усилия тяжения F 1MAX приведены в таблице ниже

Предельное усилие тяжения трубы F 1MAX (кН) в зависимости от диаметра трубы D (мм) и кольцевой жесткости SN (кН/м 2 )

Внешний диаметр
трубы D , мм 		Кольцевая жесткость SN , кН/м 2
4 6 8 12 16 24 32 48 64 96 128 192 256
Предельное усиление тяжения F 1MAX , кН
32

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® СТ, БК, НГ

 2,3 2,6 2,9 3,2 3,5 4,0 4,3 4,9 5,3 5,9 6,4 7,1 7,6
40 3,6 4,1 4,5 5,1 5,5 6,2 6,8 7,6 8,2 9,2 10 11 12
50 5,7 6,4 7,0 7,9 8,6 9,7 11 12 13 14 16 17 19
63 9 10 11 13 14 15 17 19 20 23 25 27 29
75 13 14 16 18 19 22 24 27 29 32 35 39 42
90 18 21 23 26 28 32 34 38 42 47 50 56 60
110 27 31 34 38 42 47 51 57 62 70 75 83 90
125 35 40 45 50 55 60 65 75 80 90 95 105 115
140 45 50 55 62 68 75 83 93 100 115 125 135 145
160 60 65 70 80 90 100 110 120 130 145 160 175 190
180 75 85 95 105 115 125 135 155 170 185 200 225 240
200

ПРОТЕКТОРФЛЕКС® ПРО

 90 100 115 125 140 155 170 190 205 230 250 275 295
225 115 130 140 160 175 195 215 240 260 290 315 350 375
250 140 160 175 200 215 245 265 300 320 360 390 430 465
280 180 200 220 250 270 305 330 370 400 450 485 540 580
315 225 255 280 315 345 385 420 470 510 570 615 685 735
355 285 325 355 400 435 490 535 600 650 725 780 870 935
400 365 410 450 510 550 625 675 760 820 920 990 1100 1180
450 460 520 570 640 700 790 855 960 1040 1160 1260 1400 1500
500 570 640 700 790 865 975 1060 1190 1290 1440 1550 1720 1850
560 710 805 880 990 1080 1220 1330 1490 1610 1800 1950 2160 2320
630 900 1020 1110 1260 1370 1550 1680 1880 2040 2280 2460 2730 2940

Примечание. При затяжке полимерной трубы в грунт усилия тяжения рекомендуется ограничивать безопасным уровнем 0,5F 1MAX .

Предельная длина трубы, которую еще можно затянуть в буровой канал без риска ее недопустимого растяжения или даже обрыва,

Рекомендации по выбору f" коэффициента в зависимости от сценария бурения

В таблице ниже представлены оценки предельной длины бурового канала L ГНБ в зависимости от числа труб и сценария бурения.


Оценки предельной длины бурового канала L ГНБ (м) в зависимости от числа труб N

SN , кН/м 2 N = 1 N = 4
Сценарий, по которому проходит бурение канала
Тяжелый Средний Легкий Тяжелый Средний Легкий
Предельная длина бурового канала L ГНБ , м
4 38 190 303 26 131 209
6 43 214 342 29 147 236
8 47 235 375 32 162 258
12 53 264 423 36 182 291
16 58 289 462 40 199 318
24 65 324 518 45 223 357
32 70 352 564 49 243 388
48 79 396 633 55 273 436
64 86 428 685 59 295 472
96 96 479 766 66 330 528
128 103 517 828 71 356 570
192 115 574 918 79 395 632
256 123 617 987 85 425 680

В первую очередь свою статью хотелось бы начать со слов благодарности в адрес посетителей нашего сайта, всё что мы делаем, мы делаем для удобства жизнедеятельности человечества и в частности тебя - читатель.

Рассказывать о превосходстве полиэтилена над железобетонном, и просто железом, можно бесконечно. За последние пять лет интернет просто пестрит объявлениями о дешевых полиэтиленовых колодцах, емкостях, и резервуарах, а так же об их долговечности службы.

Долговечность полиэтиленовых изделий это некий постулат, который не поддается обсуждению. Ответ на вопрос: «Долговечны ли ПЭ изделия и смогут ли они прослужить порядка 50 лет в непрерывной работе?», не заставит себя долго ждать. - Да!

Разобравшись с долговечностью ПЭ изделий, хотелось бы более подробно остановиться на качестве изделий и соответственно качестве материала, из которого некоторые недобросовестные производители умудряются выполнять дешевый продукт. Расскажу недавний инцидент, который произошел при заказе горизонтальной емкости на 100 м 3 . Заказчик, обратившись в нашу компанию, был явно расстроен ценой на изделие компании «ПК НИС», и проговорил о возможности приобрести идентичное по всем характеристикам изделие, но только не по кольцевой жёсткости. Все попытки объяснить необходимость данного вида характеристики для изделий, которые используются в установленном состоянии, т.е. закопанные в землю и испытывают внешнее давление, не увенчались успехом. Тогда нашим специалистам была поставлена задача, прояснить ситуацию с дешевизной изделий конкурентов. В результате была проведена полноценная техническая работа, результатом которой, явился документ под названием - «Расчет на прочность горизонтального резервуара внутренним диаметром 2200 мм, из спиральновитых труб различного профиля». В данном документе представлены расчеты ёмкостей выполненных из спиральновитых труб с профилем 19 и 25, а так же проведен повторный расчет для трубы с кольцевой жесткостью SN2 и SN4.

Расчет на прочность горизонтального резервуара внутренним диаметром 2200 мм из спиральновитых труб различного профиля.

Вводная часть

Данный расчет произведен для пожарных резервуаров объемом 100 м3. Резервуары выполняются из полиэтиленовых спиральновитых труб внутренним (номинальным) диаметром 2200 мм.

В силу того что методы расчета на прочность горизонтальных емкостей недостаточно разработаны, а сами емкости изготавливаются из канализационных труб большого диаметра, за основу принята методика расчета на прочность пластиковых трубопроводов, изложенная в СП 40-102-2000 (приложение Д).

Целью расчета является проверка выполнения условий прочности и устойчивости для труб, используемых для изготовления корпуса резервуара, с различным профилем стенки и формулировка рекомендаций по использованию того или иного типа трубы.

1. Исходные данные

Согласно проекту резервуары имеют наружный диаметр 2390 мм, что соответствует спиральновитой трубе внутренним диаметром 2200 мм с номинальной кольцевой жесткостью SN2.

Кроме данного проектного решения будет проанализирована возможность изготовления резервуаров из труб аналогичного внутреннего диаметра, но с другим типом профиля: будут рассмотрены так называемые 19-й и 25-й профили (Рис. 1), а также спиральновитые трубы с номинальной кольцевой жесткостью SN4.

Рис. 1. Элементы профиля 19 (а) и профиля 25 (б) 1

Для дальнейших расчетов потребуется знать момент инерции профиля на единицу длины и эквивалентную толщину стенки трубы, изготовленной из этого профиля. Момент инерции профиля на единицу длины коробчатого сечения - а именно такой профиль имеют спиральновитые трубы - легко рассчитать по следующей общей формуле:

где a - ширина профиля, соответствующая реальной толщине стенки трубы;

B - высота элемента профиля вдоль оси трубы;

H - толщина стенки профиля (см. Рис. 2).

Рис. 2. Размеры элемента профиля коробчатого сечения

Эквивалентная толщина стенки вычисляется по следующей формуле:

Исходя из этого, получают расчетный диаметр трубы:

где D i - внутренний диаметр трубы; при расчете резервуаров внутренний диаметр принят равным 2200 мм: D i = 2,2 м.

Расчетом будет проверена возможность изготовления проектных резервуаров из спиральновитых труб с четырьмя вариантами профиля. Геометрические характеристики каждого из вариантов приведены ниже.

Профиль 19

Размеры элемента профиля приведены на Рис. 1а. Используя эти размеры по формулам (1), (2) и (3) можно рассчитать момент инерции профиля и соответствующую ему эквивалентную толщину стенки и расчетный диаметр:

Профиль 25


Размеры элемента профиля приведены на Рис. 1б. Рассчитаем соответствующие им момент инерции и эквивалентную толщину стенки:

Профиль, соответствующий кольцевой жесткости SN2 и SN4

Для трубы внутренним диаметром 2200 мм и номинальной кольцевой жесткостью известны такие характеристики как момент инерции, эквивалентная толщина стенки и расчетный диаметр. Значения этих величин приведены в таблице 1.

Таблица 1. Расчетные параметры спиральновитых труб диаметром 2200 мм

Материалом труб, из которых изготавливаются проектные резервуары, является полиэтилен низкого давления (ПНД). Далее указаны некоторые механические свойства полиэтилена, которые будут использоваться в расчете. Значения величин приняты на основе СП 40-102-2000: приложение А и пример расчета в приложении Д. Коэффициент Пуассона принят по рекомендациям п. 5.5 «Инструкции по проектированию технологических трубопроводов» СН 550-82.

В качестве грунта засыпки принят песчаный грунт со следующими характеристиками:

Согласно проекту емкости заглублены примерно на 1,6 м по оси. Соответственно, расстояние от верха емкостей до поверхности земли можно принять равным 0,4 м. В расчете не учитывается наличие на поверхности емкостей слоя утеплителя.

В расчете принято отсутствие грунтовых вод на площадке строительства.

Поскольку емкости полностью расположены в зеленой зоне, транспортная нагрузка принята равной нулю.

2. Расчетная методика

Расчетная методика приведена в СП 40-102-2000, приложение Д. Здесь приведены основные данные и формулы, необходимые для расчета. Расчет резервуаров будем вести по формулам для безнапорных трубопроводов. Заключение о пригодности труб для подземной прокладки делается на основании проверки двух условий: прочности (4) и устойчивости оболочки трубы. Труба считается пригодной только при выполнении обоих условий.

Условие прочности сводится к определению деформаций, вызванных давлением грунта и транспортной нагрузки и сравнении их с допустимыми деформациями:

Составляющие деформации определяются следующим образом.

Максимальное значение деформации растяжения материала в стенке трубы из-за овальности поперечного сечения трубы под действием грунтов и транспортных нагрузок:

где K σ - коэффициент постели грунта для изгибающих напряжений, учитывающий качество уплотнения; примем Kσ = 1,0 - при периодическом контроле;
s - толщина стенки;
D - диаметр трубы;
Ψ - относительное укорочение вертикального диаметра трубы в грунте;
K зΨ = 1,0 - коэффициент запаса на овальность поперечного сечения трубы.

Относительное укорочение вертикального диаметра определяется как сумма действия трех факторов: давления грунта, транспортной нагрузки и предварительных операций:

где Ψ гр - относительное укорочение диаметра трубы под действием грунтовой нагрузки;
Ψ т - относительное укорочение диаметра трубы под действием транспортной нагрузки; поскольку в нашем случае транспортная нагрузка отсутствует можно принять Ψт = 0;
Ψ м - относительное укорочение диаметра трубы, образовавшееся в процессе складирования, транспортировки и монтажа; приблизительно его можно принимать в зависимости от жесткости трубы и коэффициента уплотнения грунта по таблице 2.

Таблица 2. Значения Ψ м

Кольцевая жесткость оболочки трубы определяется по формуле:

Все характеристики материала и трубы, необходимые для вычисления кольцевой жесткости приведены в разд. 1.

По аналогичной формуле вычисляется длительная кольцевая жесткость:

Относительное укорочение вертикального диаметра трубы под действием грунта определяется по следующей формуле:

где K ок - коэффициент, учитывающий процесс округления овализованной трубы под действием внутреннего давления; для безнапорных трубопроводов Kок = 1;

K τ - коэффициент, учитывающий запаздывание овальности поперечного сечения трубы во времени и зависящий от типа грунта, степени его уплотнения, гидрогеологических условий и геометрии траншеи, может принимать значения от 1,0 до 1,5; примем для расчета среднее значение 1,25;

K w - коэффициент прогиба, учитывающий качество подготовки ложа и уплотнения; при периодическом контроле принимают Kw = 0,11;

K ж - коэффициент, учитывающий влияние кольцевой жесткости оболочки трубы на овальность поперечного сечения трубопровода: Kж = 0,15;

K гр - коэффициент, учитывающий влияние грунта засыпки на овальность поперечного сечения трубопровода: Kгр = 0,06;

где Н 0 - расстояние от уровня земли до оси трубопровода.

Степень сжатия материала стенки трубы от воздействия внешних нагрузок вычисляется по формуле:

где q c = q гр + q т - общая нагрузка на трубопровод. В нашем случае q c = q гр.

Допустимые значения из формулы (4) вычисляются следующим образом:

где Kз - коэффициент запаса. Примем Kз = 2.

После выполнения проверки на прочность выполняется условие устойчивости оболочки трубы под действием внешних нагрузок:

где K уг - коэффициент, учитывающий влияние засыпки грунта на устойчивость оболочки: K уг = 0,5;

K ов - коэффициент, учитывающий овальность поперечного сечения трубопровода; при Ψ ≤ 0,05 можно принять K ов = 1 - 0,7Ψ;

K зу - коэффициент запаса на устойчивость оболочки на действие внешних нагрузок: K зу = 3;

N = 1 при глубине заложения больше метра.

3. Результаты расчетов

Предварительные расчеты

Проведем некоторые предварительные расчеты, которые будут общими независимо от используемого типа профиля.

Нагрузка на трубопровод не зависит от типа профиля и во всех вариантах будет одинаковой:

Также по формулам (12) и (13) можем вычислить допустимые значения деформаций в стенках трубы:

Профиль 19

В первую очередь по формулам (7) и (8) с учетом геометрических параметров профиля, определенных в разд. 1, вычислим кратковременную и длительную кольцевую жесткость трубы:

С учетом значения G 0 и принятого коэффициента уплотнения грунта (0,95) по табл. 2 принимаем Ψ м = 0,04. Относительное укорочение вертикального диаметра под действием давления грунта вычисляем по формуле (9):

А отсюда по формуле (6) найдем общую величину относительного укорочения диаметра:

Теперь по формуле GOTOBUTTON ZEqnNum351853 \* MERGEFORMAT (5) можем вычислить величину максимальных деформаций растяжения в стенке трубы:

а по формуле (11) - деформации сжатия в стенке трубы:

Проведем теперь проверку устойчивости оболочки трубы по условию (14), предварительно рассчитав коэффициент K ов 2:

Профиль 25

Расчеты по другим типам профилей полностью аналогичны приведенным выше вычислениям, поэтому далее не будем подробно объяснять ход выполнения расчетов, приведем только сами вычисления.

Подставляя полученные значения в условие (4), получим:

то есть данная труба подходит по условиям прочности.

Проверка устойчивости оболочки трубы:

то есть условие устойчивости для данного типа профиля не выполняется и использовать такую трубу для изготовления резервуара нельзя.

Профиль SN2

Кратковременная и длительная жесткость:

С учетом значения G 0 и принятого коэффициента уплотнения грунта по табл. 2 принимаем Ψ м = 0,04.
Относительное укорочение вертикального диаметра под действием грунта:

Полное относительное укорочение вертикального диаметра:

Деформации растяжения в стенке трубы:

Деформация сжатия в стенке трубы:

Подставляя полученные значения в условие (4), получим:

то есть данная труба подходит по условиям прочности.

следовательно, условие устойчивости для данного типа профиля выполняется, и трубу с данным типом профиля можно использовать для изготовления резервуара .

Профиль SN4

Кратковременная и длительная жесткость:

С учетом значения G 0 и принятого коэффициента уплотнения грунта по табл. 2 принимаем Ψ м = 0,04.

Относительное укорочение вертикального диаметра под действием грунта:

Полное относительное укорочение вертикального диаметра:

Деформации растяжения в стенке трубы:

Деформация сжатия в стенке трубы:

Подставляя полученные значения в условие (4), получим:

то есть данная труба подходит по условиям прочности.

Проверка устойчивости оболочки трубы:

следовательно, условие устойчивости для данного типа профиля выполняется, и трубу с данным типом профиля можно использовать для изготовления резервуара.

Заключение

Из проведенных расчетов видно, что для изготовления проектных резервуаров допустимо применять обычные серийные трубы номинальной кольцевой жесткости SN2 и SN4. Применение же профилей типа 19 и 25 невозможно, из-за того что труба проектного диаметра с таким профилем не удовлетворяет условию устойчивости оболочки под действием расчетной нагрузки от грунта обратной засыпки.

Несмотря на то, что, судя по размерам, в проекте для изготовления пожарных резервуаров заложены трубы кольцевой жесткости SN2, и на то, что эти трубы выдерживают проверку на прочность и устойчивость, для повышения прочностной надежности этих весьма ответственных изделий рекомендуется повысить номинальную кольцевую жесткость труб до SN4.

Москва, 2013 год .

_______________________________________________________

Расчет предоставил, главный инженер ООО "ПК НИС": Карпенко Д.Н.

1 На рис. 1 вертикальная ось элемента профиля параллельная главной оси трубы.

2 Необходимо заметить, что здесь и далее суммарное укорочение вертикального диаметра трубы Ψ несколько больше 0,05, для которого справедлива используемая формула для вычисления Kов, тем не менее превышение это небольшое.

Гофрированные канализационные трубы теперь используют чаще, чем бетонные или металлические. Они обладают такой же высокой надежностью и долговечностью при эксплуатации. А устанавливаются намного проще благодаря малому весу. Задействуется меньше рабочих при монтаже трубопроводных систем.

Виды пластиковых труб

Существуют двухслойные и однослойные гофрированные трубы. Двухслойные изделия более прочны и легче переносят грунтовое давление. Если устанавливаются в канализацию под землю.

В свою очередь двухслойные канализационные элементы классифицируются по материалам изготовления:

  • Поливинилхлоридные изделия (ПВХ). Используются в промышленных канализациях. В водостоках частных домов.

  • Полипропиленовые (ПП). Из них монтируется дренажная, ливневая или внешняя система. Отлично выдерживают скачки температур.

  • Полиэтиленовые невысокого давления (ПНД). Отличные для монтажа и перепадов температур.

Для канализационных труб отличным проводником являются полимерные изделия. Из них сооружают системы водоотведения, прокладывают центральные канализации. Бывает несколько разновидностей полимерных изделий. Они отличаются размерами диаметров. Например, 400 мм., 315 мм., 160 мм. Это самые востребованные варианты для установок разных систем.

Корсис SN8

Труба Корсис SN8 подходит для изготовления безнапорной (самотечной) системы. Изделие производится гофрированным и двухслойным. Высочайшего качества. ПП трубы прочны и легки в установке. Производят элементы в России, но при этом используют итальянскую технологию.

Область использования Корсис

Труба гофрированная SN8 выполняется в черном цвете снаружи и в белом либо голубом изнутри. Изготовлена из двух слоев: внешний и внутренний. Внешний слой является защитой от деформирования при механических воздействиях. Внутренний слой сделан гладким и не дает скапливаться на стенках загрязнениям.

Труба двухслойная SN8 применяется для следующих работ:

  1. При проведении канализационных конструкций.
  2. В качестве пропускных элементов для восстановления автодорог в грунтовом полотне.
  3. При отводах талых и ливневых вод.
  4. Для монтирования дренажных систем.

Характеристики Корсис

Канализационные элементы ПП производятся из полиэтилена либо полипропилена. Это разные виды труб, хотя и мало чем различаются. Различия есть в кольцевой жесткости (SN). У полиэтиленовой Корсис жесткость составляет 4, 6 или 8. А полипропиленовая Корсис ПРО обладает жесткостью в 12 либо 16. Кроме этого, отличия есть и в температурах эксплуатации и монтажа. Полиэтилен выдерживает 0-+40. А полипропилен 0-+95.

Труба ПП SN8 имеет стандартные размеры — от 6 до 12 метров. Двухслойная полиэтиленовая SN8 обладает низким классом жесткости. Применяется для изготовления ливневых либо канализационных конструкций. Укладка осуществляется на максимальную глубину 10 м.

Пластиковая SN8 очень ударопрочная труба. Обладает стойкостью к химическим и механическим воздействиям. Простота при укладке обеспечивается возможностью сгибания элементов. Так как пластик обладает эластичностью. Гофрированные изделия легко перевозит на машине и хранить в любых местах. Они без труда помещаются в стандартный кузов машины, не слишком утяжеляя его.

Разновидности по размерам

Двухслойные пластиковые элементы SN8 подразделяются на типоразмеры. Чаще всего их характеризуют по наружному диаметру: от 120 до 1200 мм.

В частных постройках трубопроводы с применением гофрированных элементов закладываются в траншеи. При монтаже рекомендуется придерживаться установленных правил:

  1. Перед тем как укладывать в канализацию промывочную трубу, каждый ее участок тщательно проверяется на наличие дефектов и недостатков.
  2. Работы проводятся при определенной температуре — не менее +15 градусов.
  3. Перед размещением труб по траншее, необходимо их размещение по периметру рва. Распределять следует в сторону, представляющую собой уклон в сторону магистрали.

На раструбах и концах элементов тщательно все очищается. Чтобы грязи на них не было совсем. Для установки гофротруб необходимы уплотнительные кольца. Это важная особенность монтажа о которой нельзя забывать.

Подобные конструкции имеют ребристую поверхность, повышающую их прочность. Благодаря этой форме гофротрубы рекомендуется укладывать на усложненных участках траншей. Которые находятся внутри дорог или в местах с сильным грунтовым давлением. Высокая прочность и эластичность двухслойных дренажных элементов дает возможность использовать их даже в местах с изгибами и крутыми поворотами.

Гладкая поверхность изделия (внутренняя) исключает появление грязевых наростов в системе. Это еще больше увеличивает срок эксплуатации трубопроводов.

Еще до начала работ следует выяснить: какую выдержит нагрузку выбранный элемент из пластика. Этот показатель зависит от жесткости. У SN8 он средний. Выдерживает более 12 килоньютонов на один метр квадратный.

Повышенные показатели сечений труб

Чтобы обустраивать магистрали, дождевые или грунтовые отводы применяются дренажные изделия с большими сечениями. Например, труба SN8 400 мм. Допустимо использование 315 и 160 мм. Но надо понимать, что труба 160 SN8 относится к однослойному типу. И лучше применять такую конструкцию при более щадящих условиях.

Элементы в 400 мм. применяются на серьезных глубинах. Их допускается даже устанавливать не в траншеях, а в открытых канавах. Такие системы прекрасно переносят как низкие, так и высокие температуры. Не подвергаются химическим воздействиям. Монтаж допустим даже в грунте, где есть уклоны и пороги рельефа. Пластик способен подстраиваться под любые изгибы. При этом изделия не потеряют своих качеств.

Двухслойные трубы используются в системах безнапорной канализации. Внешний слой трубы представляет собой гофрированную поверхность, многочисленные ребра которой создают высокую жесткость для сопротивления высоким нагрузкам. Внутри труба выполнена из полеэтилена высокого качества, который обладает высокими гидравлическими свойствами и позволяет беспрепятственно и без застоев отводить воду. Внутренняя поверхность ровная, поэтому вода не скапливается во впадинах, образуемых ребрами. Наличие ребер жесткости выгодно отличает этот вид дренажных труб от аналогов и делает их выбор приоритетным для установки в местах с воздействием сильных механических нагрузок.

Двухслойные гофрированные трубы Корсис и Перфокор

Двухслойные гофрированные трубы Корсис изготавливаются из полиэтилена, который является ударопрочным даже при низких температурах. Существуют два основных класса жесткости гофрированных двухслойных труб Корсис - это SN6 и SN8 , которые обладают кольцевой жесткостью 6 кН/м2 и 8 кН/м2 соответственно. Другими словами, трубы с классом жесткости SN6 можно укладывать на глубину залегания до 6 метров, а с классом SN8 до 8 метров. Минимальная глубина заложения для обоих видов труб составляет 1 метр. Соединение труб герметично, оно происходит путем стыковой сварки, либо же с использованием муфты и уплотнительного кольца. Универсальность размеров позволяет соединять трубы Корсис с другими элементами дренажной системы, а большой выбор фитингов и аксессуаров позволяет создавать системы любой сложности.

Для решения проблемы дренирования почвы в условиях сильных механических нагрузок наиболее эффективным решением будет укладка двухслойных дренажных труб Перфокор. Строение трубы Перфокор аналогично строению труб Корсис, гофрированные сверху и с гладким слоем внутри. Основным их отличием является наличие перфорации, которая выполнена в виде щелей и позволяет собирать нежелательную воду, скопившуюся в почве, и отводить ее в нужное место (дренажный колодец, водоем, канаву). Ровная внутренняя поверхность препятствует засорению трубы и обеспечивает быструю транспортировку воды. Существует несколько классов жесткости двухслойных труб Перфокор: SN4, SN6 и SN8 - они рассчитаны на максимальную глубину заложения 4, 6 и 8 метров соответственно. В продаже имеются как полнодренажные трубы, отверстия которых расположены равномерно по всей поверхности, так и полудренажные трубы, лишь верхняя часть которых имеет отверстия, а основание цельное. Полнодренажный вариант используется в случаях, когда необходимо понизить уровень грунтовых вод, а полудренажный для сбора и отвода верховодки. Наиболее широкую популярность трубы Перфокор получили при благоустройстве приусадебных участков, дренаже фунтамента зданий, а также в дорожном строительстве.

Труба гофрированная двухслойная FD Plast

В ассортименте представлены гофрированные двухслойные трубы FD Plast . Внутренний диаметр составляет от 110 до 800 мм, а класс жесткости SN8-SN9. Изготавливаются из полеэтилена низкого давления (ПНД) и характеризуются стойкостью к воздействию агрессивной окружающей среды и долговечностью. Глубина залегания этих труб может составлять до 15 метров. Гофротрубы FD Plast обладают высоким качеством изготовления при относительно низкой цене.

Цена на трубу гофрированную двухслойную с раструбом SN8

Диаметр внешний, мм Диаметр внутренний, мм Цена, м.п.
110 94 от 150 руб.
133 110 от 188 руб.
160 136 от 268 руб.
190 160 от 312 руб.
200 171 от 358 руб.
230 200 от 455 руб.
250 216 от 567 руб.
290 250 от 767 руб.
315 271 от 871 руб.
340 300 от 1096 руб.
400 343 от 1357 руб.
460 400 от 1609 руб.
500 427 от 2061 руб.
575 500 от 2295 руб.
695 600 от 3130 руб.
923 800 от 5832 руб.

Двухслойные трубы Политэк

Кроме того, в продаже имеются двухслойные гофрированные трубы Политэк с внутренним диаметром от 100 до 315 мм и классом жесткости SN8. Производятся из полеэтилена и обладают высокой кольцевой жесткостью, химической устойчивостью к щелочам и кислотам, малым весом, а так же долговечностью эксплуатации.

Трубы двухслойные X-stream (Wavin)

Также ассортимент продукции представлен двухслойными трубами X-stream компании Wavin , которые производятся из полипропилена и обладают классом жесткости SN8. За счет высокой эластичности трубы X-stream могут выдержать большие динамические и статические нагрузки, сохранив при этом полную герметичность соединений.

 

 
Это интересно: