Определение нагрузок на опоры труб
1. Вертикальную нормативную нагрузку на опору труб , следует определять по формуле
, (1)
вес 1м трубопровода, включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды (для паропроводов учитывается вес воды при гидравлическом испытании), Н/м;
пролет между подвижными опорами, м.
Примечания. 1. Пружинные опоры и подвески паропроводов Dу400 мм в местах, доступных для обслуживания допускается рассчитывать на вертикальную нагрузку без учета веса воды при гидравлическом испытании, предусматривая для этого специальные приспособления для нагрузки опор во время испытания.
2. При размещении опоры в узлах трубопроводов должен дополнительно учитываться вес запорной и дренажной арматуры, компенсаторов, а также вес трубопроводов на прилегающих участках ответвлений, приходящихся на данную опору.
3. Схема нагрузок па опору приведена на чертеже.
Схема нагрузок на опору
1 ‑Труба; 2 — подвижная опора трубы
2. Горизонтальные нормативные осевые 
, Н, и боковые 
, Н, нагрузки на подвижные опоры труб от сил трения в опорах нужно определять по формулам:
, (2)
, (3)
где x,y — коэффициенты трения в опорах соответственно при перемещении опоры вдоль оси трубопровода и под углом к оси, принимаемые по табл. 1*данного приложения;
— вес 1 м трубопровода в рабочем состоянии, включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды для водяных и конденсатных сетей (вес воды в паропроводах не учитывается), Н/м.
Коэффициенты трения
Коэффициент трения (сталь по стали)
Примечание. При применении фторопластовых прокладок под скользящие опоры коэффициенты трения принимаются равными 0,1
При известной длине тяги коэффициент трения для жесткой подвески следует определять по формуле
(4)
где — тепловое удлинение участка трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора, мм;
— рабочая длина тяги, мм.
3. Горизонтальные боковые нагрузки с учетом направления их действия должны учитываться при расчете опор, расположенных под гибкими компенсаторами. а также на расстоянии 40Dутрубопровода от угла поворота или гибкого компенсатора.
4. При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору труб следует учитывать:
4.1. Силы трения в подвижных опорах труб Н, определяемые по формуле
(5)
коэффициент трения в подвижных опорах труб;
вес 1 м трубопровода в рабочем состоянии (п. 2), Н/м;
длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора или угла поворота трассы при самокомпенсации, м.
4.2. Силы трения в сальниковых компенсаторах, , Н, определяемые по формулам
, (6)
, (7)
где
рабочее давление теплоносителя (п. 7.6), Па, (но не менее 0,510 6 Па);
длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора, м;
наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, м;
коэффициент трения набивки о металл, принимаемый равным 0,15;
число болтов компенсатора;
площадь поперечного сечения набивки сальникового компенсатора, м 2 , определяемая по формуле
, (8)
— внутренний диаметр корпуса сальникового компенсатора, м.
При определении величины 
по формуле (6) величину 
принимают не менее 110 6 Па. В качестве расчетной принимают большую из сил, полученных по формулам (6) и (7).
4.3. Неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов , Н, на участках трубопроводов, имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота или заглушки, определяемые по формуле
, (9)
где
площадь поперечного сечения по наружному диаметру патрубка сальникового компенсатора, м 2 ;
рабочее давление теплоносителя, Па.
4.4. Распорные усилия сильфонных компенсаторов от внутреннего давления ,H, определяемые по формуле
, (10)
где
эффективная площадь поперечного сечения компенсатора, м 2 , определяемая по формуле
, (11)
где
соответственно наружный и внутренний диаметры гибкого элемента компенсатора, м.
4.5. Жесткость сильфонных компенсаторов , H,определяемая по формуле
, (12)
где R — жесткость компенсатора при его сжатии на 1 мм, Н/мм;
— компенсирующая способность компенсатора, мм.
Значения величин R, 
, 
принимаются по техническим условиям и рабочим чертежам на компенсаторы.
4.6. Распорные усилия сильфонных компенсаторов при их установке в сочетании с сальниковыми компенсаторами на смежных участках , Н, определяемые по формуле
(13)
4.7. Силы упругой деформации при гибких компенсаторах и при самокомпенсации, определяемые расчетом труб на компенсацию тепловых удлинений.
4.8. Силы трения трубопроводов при перемещении трубы внутри теплоизоляционной оболочки или силы трения оболочки о грунт при бесканальной прокладке трубопроводов, определяемые по специальным указаниям в зависимости от типа изоляции.
5. Горизонтальную осевую нагрузку на неподвижную опору трубы следует определять:
на концевую опору — как сумму сил, действующих на опору (п. 4);
на промежуточную опору — как разность сумм сил, действующих с каждой стороны опоры; при этом меньшая сумма сил, за исключением неуравновешенных сил внутреннего давления, распорных усилий и жесткости сильфонных компенсаторов, принимается с коэффициентом 0,7.
Примечания: 1. При определении суммарной нагрузки на опоры трубопроводов жесткость сильфонных компенсаторов следует принимать с учетом допускаемых техническими условиями на компенсаторы предельных отклонений величин жесткости.
2. Когда суммы сил, действующих с каждой стороны промежуточной неподвижной опоры, одинаковы, горизонтальная осевая нагрузка на опору определяется как сумма сил, действующих с одной стороны опоры с коэффициентом 0,3.
6. Горизонтальную боковую нагрузку на неподвижную опору трубы следует учитывать при поворотах трассы и от ответвлений трубопроводов.
При двухсторонних ответвлениях трубопроводов боковая нагрузка на опору учитывается от ответвлений с наибольшей нагрузкой.
7. Неподвижные опоры труб должны рассчитываться на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы трубопроводов, в том числе при открытых и закрытых задвижках.
При кольцевой схеме тепловых сетей должна учитываться возможность движения теплоносителя с любой стороны.
Нагрузки на опоры и крепления
В таблице выводятся нагрузки на опоры и крепления. Нагрузки на опоры выводятся в виде проекций на оси координат. Положительными считаются внешние нагрузки на опоры, совпадающие с направлениями осей координат. Моменты, действующие на опоры считаются положительными, когда они направлены против часовой стрелки, если смотреть от конца оси, вокруг которой действует момент. Вид и содержание таблицы зависит от четырех параметров, которые необходимо задать:
Выбор режима, для которого будут выводиться результаты
Наибольшие значения (абс.) — в каждой ячейке выводится максимальное значение (по абсолютному значению) из всех режимов работы трубопровода
З десь можно выбрать результаты расчета от дополнительных, автоматически сгенерированных силовых загружений (сейсмика, ветер, снег, гололед) и произвольных силовых загружений, заданных в редакторе режимов работы.
Для каждого рабочего режима трубопровода программа выполняет расчет нескольких состояний (подрежимов).
- Максимум статика — выводятся максимальные значения (по абсолютному значению) для каждой оси из всех состояний ( Р абоче е состояни е , Х олодно е состояни е , С остояни е испытаний , Х олодно е состояни е после релаксации )
- Макс. и мин. статика — в ы водятся наибольшие и наименьшие значения по всем расчетным состояниям. При этом ко всем расчетным состояниям добавляется ненапряженное и недеформированное состояние, в котором все усилия равны нулю. Таким образом, для каждой опоры по каждой компоненте нагрузок из всех расчетных состояний выбираются наибольшее и наименьшее значения с учетом знаков этих усилий. Если все значения отрицательные, то наибольшим значением является нуль, если же все значения положительные, то наименьшим значением является нуль. Информация в этой таблице для каждого узла выдается в две строки: верхняя строка — наименьшие значения, нижняя строка — наибольшие. Также следует иметь в виду, что для одной и той же опоры максимальные и минимальные нагрузки по различным осям вычисляются отдельно, а это означает что полученные 6 предельных компонент нагрузок для опоры ( с илы PX, PY, PZ и моменты MX, MY, MZ ) могут действовать не одновременно а в разных расчетных состояниях. Поэтому если опоры и строительные конструкции не проходят по прочности на полученные предельные нагрузки, то целесообразно выполнить их расчет на несколько отдельных сочетаний нагрузок (в рабочем состоянии, холодном состоянии, холодном состоянии после релаксации, состоянии испытаний), это сократит излишние запасы прочности .
- Максимум с сейсмикой, Макс. и мин. с сейсмикой — тоже самое, что и » Максимум статика» и «Макс. и мин. статика», но учитываются еще сейсмические загружения
- Р абоче е состояни е
- Х олодно е состояни е
- С остояни е испытаний
- Х олодно е состояни е после релаксации
- Наиб.значения+сейсмика(абс) — выводятся максимальные значения (по абсолютному значению) для каждой оси из всех загружений
- Наиб.значения+сейсмика(max,min) — в ы водятся наибольшие и наименьшие значения из всех загружений
- Инерционными силами (Xmax) — разность между расчетом на совместное действие статических нагрузок и одного вектора загружения дополнительными воздействиями и расчетом на «чистые» статические нагрузки
- Инерционными силами (+X) — расчет на совместное действие статических нагрузок и одного вектора загружения дополнительными воздействиями
Н агрузки и моменты выводятся в виде проекций на оси координат :
- Глобальная (X, Y, Z) — Px, Py, Pz, Mx, My, Mz (рис. 1, а)
- Локальная для строителей ( Xmm, Ymm, Zmm) — ΔXmm, ΔYmm, ΔZmm, φXmm, φYmm, φZmm (рис. 2 ) . Локальные оси креплений не совпадают с локальными осями участков, примыкающих к опоре . Оси крепления всегда лежат в горизонтальной и в вертикальной плоскости. Другими словами, независимо от того, с каким уклоном идет трубопровод, локальная система координат крепления остается неизменной.
В таблице не выводятся нагрузки на опоры, в узлах установки которых есть перелом трассы (более 0.5 градуса) или сходится более двух участков , поскольку в этом случае направление оси трассы определить невозможно (вдоль какого из участков идет «ось трассы»?).
В таблице не выводятся нагрузки на опоры, в которых трасса имеет уклон более 45 градусов и тем более для вертикальных. При таких углах наклона теряется смысл этой системы координат. Например, в каком направлении идет «ось трассы» на вертикальных участках?
- Локальная для штуцеров (Xm, Ym, Zm) — в локальной системе координат Pxm, Pym, Pzm, Mxm, Mym, Mzm , связанной с осями прилегающих к опоре участков (рис. 1, б)
Рис. 1. Нагрузки на опоры в глобальной (общей) и локальной (местной) системах координат
Рис. 2. Нагрузки в локальных осях креплений
Фильтр типов опор
В таблице будут представлены нагрузки только на те типы опор, которые отмечены галочкой в меню
Диаметр трубы, примыкающей к опоре Позволяет оценить величину нагрузки
Корень из суммы квадратов нагрузок по осям X,Y,Z. В некоторых ситуациях производители оборудования требуют оценивать эту величину
Коэффициент к нагрузкам
Опция доступна только если выбрана система координат в локальных осях креплений (для строителей). Необходимо задат ь коэффициент к нагрузке на промежуточную опору k (как правило он принимается равным k= 1.0 или k= 0.8 согласно п. 8.44 СНиП 2.05.06-85) .
Если коэффициент к нагрузке на опору k отличается от 1 .0 , то нагрузка на промежуточную опору рассчитывается по следующему алгоритму:
- коэффициент применяется только к мертвым и шарнирно-неподвижным опорам
- если нагрузки от труб слева и справа от опоры (N1 и N2) направлены в одну сторону то они суммируются N1+N2
- если нагрузки N1 и N2 направлены в разные стороны то меньшая из них умножается k и затем они суммируются N1+N2*k (|N2| <|N1|)
- если опора расположена в концевом узле, то коэффициент k не применяется
В нормах не уточняется к каким именно нагрузкам следует вводить коэффициент k . Коэффициент k введен в нормы для учета возможных случайных погрешностей сил трения и неравномерного нагрева трубопровода, поэтому в программе СТАРТ-ПРОФ он вводится только к нагрузкам в горизонтальной плоскости. А именно: коэффициент k применяется к силам вдоль осей Xmm и Ymm , а также к моменту вокруг оси Zmm и не применяется к силе вдоль оси Zmm и моментам вокруг осей Xmm и Ymm.
Доступ из меню
После выполнения расчета: Результаты > Нагрузки на опоры и крепления
Расчет неподвижной опоры под трубопровод на действие горизонтальной нагрузки.
Здравствуйте! подскажите как проверить неподвижную опору под трубопровод на действие горизонтальной нагрузки. Взяла Рг=0,3Рв..а как считать понятия не имею. сказали сделать проверку по гибкости. в качестве опоры выступает металлическая свая заполненная бетоном к которой крепится траверса из 2х швеллеров. Помогите пожалуйста начинающей проектировщице. ))
__________________
«Даже кирпич хочет стать чем-то большим» 🙂
Просмотров: 101755
Регистрация: 21.04.2005
Сообщений: 119
Принимать на неподвижку горизонтальную нагрузку 0.3 от вертикальной неверно.
На неподвижку технологи должны просчитать нагрузку. Как правило, на выходе получаются нагрузки вертикальные, горизонтальные вдоль трубы, поперек трубы + моменты.
Рг=0.3*Рв — это нагрузка на скользящую промежуточную опору, но никак не на неподвижку.
Регистрация: 26.10.2008
Рідна ненька — Україна, Харків
Сообщений: 5,705
fudip, тип опор задают технологи. Они должны выдать нагрузки от трубопровода и конструкцию своей опоры. А далеше конструктор открывает ПОСОБИЕ
по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.03-85) и получае удовольствие от мозгодробилоки.
Регистрация: 25.04.2011
Сообщений: 24
Технолог не дал не только нагрузок, но даже не понятно к чему привязана ось самого трубопровда)) Он только задал длину траверсы, которая ему нужна. вот я сижу и придумываю сама. а пособие к снип мне очень даже понравилось)) но может быть есть какой нибудь расчет попроще? может кто подскажет где посмотреть.
кстати, на счет величины горизонтальной нагрузки (0,3Рв) — сказал тот же технолог
__________________
«Даже кирпич хочет стать чем-то большим» 🙂
Регистрация: 26.10.2008
Рідна ненька — Україна, Харків
Сообщений: 5,705
Сообщение от fudip
Технолог не дал не только нагрузок, но даже не понятно к чему привязана ось самого трубопровда
Зачетный технолог. Это ГИПские разборки в далнейшем.
В пособии указанно как собирать нагрузки и какие комбинации трубопроводов следует брать — остальное мосх расчетчика и чертеж (хочешь стойку из уголков, хочешь — швеллера, а хочешь ж.б. ваяй — романтика. ).
Если это шарашкина контора, то пускай ГИП воюет, если что солидное — сиди и жди задание (будет много секса для мосха без него)).
У меня от технологов приходит стопка ихних опор, под которые я должен дать конструкции. Отдельными листами приходят задания с планами расположения, привязками и отметками (указывают все и всяк).
Регистрация: 15.06.2006
Санкт Петербург
Сообщений: 1,591
Сообщение от Joker101k
Принимать на неподвижку горизонтальную нагрузку 0.3 от вертикальной неверно.
чой то вдруг то?
Сообщение от Joker101k
На неподвижку технологи должны просчитать нагрузку.
ну да, должны. но они свои долги прощают.
Сообщение от Yuzer
Зачетный технолог. Это ГИПские разборки в далнейшем.
да нет, «это нормально».
Сообщение от Yuzer
сиди и жди задание (будет много секса для мосха без него)).
боюсь что сексу с заданием будет еще больше чем без оного.
может пригодится, расскажу про свой опыт в данных работах.
в прошлом году в составе группы делали мега проект по разводке инженерных сетей по заводской площадке. особенности: 8 баллов сейсмики, горный ветровой район, перепады по высоте на отдельных участках эстакад до 25 метров (всего их было около 15, разные по объему и сложности).
Скорее всего больше того что выдал технолог он вам не даст. т.е. ширина траверс, диаметр трубопровода, его погонный вес, отметки по которым идет самая труба, точки ввода и вывода, если на трубопроводах есть задвижки, их необходимо обслуживать, т.е. надо делать лестницы и площадки.. Дальше берем генплан, и смотря по действующей обстановке совместно с технологом и генпланистом намечаем трассу. далее если наша трасса проходит вблизи существующих зданий и сооружений поднимаем чертежи фундаментов, вычерчиваем на генплане их габариты и смотрим как бы нам на них не налететь. хотя скорее всего налетите как пить дать, т.е. привет реконструкции сущ. фундамента. После этого вычерчиваем продольный профиль трассы, и характерные поперечники, можно в одну линию, тупо подбирая стойки по гибкости а траверсы принимая высотой что нибудь 300мм. Полученный поперечник еще раз согласовываем с: генпланом (с них хоть ломом выбить отметки планировки, габариты приближения к авто и ж.д.путям, пересечение с другими сетями, отметки низа конструкций и т.п.), кжшниками (что они в принципе могут сделать такие фундаменты), с ГИПа взять согласование обязательно и с технологом что его все устраивает.
Учтите что аппетит приходит во время еды и плевенькая эстакадка под «всего то две трубы 76*5», может вылиться в монстра с электрокабельными каналами, парой газовых труб диаметром по 300мм, подвеской пневмопровода «по случаю» ну и тех самых двух труб 76*5. Т.е. смотрите на площадку, что строится от чего к чему и что ведется. Включайте логику. И только после того как вы увяжете все в одну целое, раза этак с третьего, можно смело задаваться вопросом как собрать нагрузку и посчитать стойку? Для этого открываете, как Вам уже тут верно подсказали, Пособие по проектированию эстакад, соответствующие серии, читаете, думаете, анализируете.
К чему я это написал? Если вы это все прочли и в ужасе не закрыли страницу, полны решимости таки эстакаду сделать, можете смело надергать из вышесказанного вопросов к руководству ипусть оно думает за что берется, либо готовьтесь решать их сами.
fudip Надеюсь я не очень занудно?
__________________
«Воткнем же Пылающий Факел Знаний в немытую ж. невежества»
Последний раз редактировалось 13forever, 20.09.2011 в 21:53 .
Виды нагрузок на опоры трубопроводов
Трубопровод постоянно подвергается внешнему и внутреннему силовому воздействию. Усилия зависят от местности, по которой идет сеть, вида изоляции, диаметра труб, перекачиваемого продукта, давления. При расчете траверс и стоек учитываются нагрузки на неподвижные и подвижные опоры трубопровода.
Способ прокладки зависит от силы, действующей на конструкцию. Вертикальную и горизонтальную нагрузку от трубопроводов вычисляют с учетом региона эксплуатации, особенностей ландшафта.
Классификация нагрузок и воздействий на магистральный трубопровод
Виды постоянных нагрузок:
- Вертикальные нагрузки. Они складываются из массы материала трубы, используемой изоляции, транспортируемого жидкого или газообразного продукта на единицу трассы. Для расчета требуется коэффициент перегрузки и расстояние между траверсами.
- Горизонтальные. Состоят из силы трения между стойкой и трубой, осевого давления на заглушку или задвижку, распоров компенсаторов.
При проектировании учитываются категории опор – анкерные (разгруженные и концевые), промежуточные на двух шарнирах (жесткие и гибкие). При подводном или подземном методе прокладки принимается в расчет давление воды или грунта на единицу длины, а также выталкивающая сила. При поворотах и изгибах теплотрассы необходимо учитывать величину предварительного напряжения.
Классификация переменных воздействий:
Принятая методика вычислений различает нормативные и расчетные усилия. В первом случае нагрузки определяются на основе статистического анализа и официально принятых нормативов. Вероятные отклонения от заданных значений учитывают расчетные показатели с заданным коэффициентом надежности. Вычисления регламентирует СНиП 2.05.06-85.
Просадка опор
Опасность от проседания опорных элементов, как правило, заключается в нарушении герметичности магистральной линии. Газы или жидкости, передающиеся по трубам, вытекают наружу. Утечка токсичных или легковоспламеняющихся веществ может привести к взрыву, отравлению людей, загрязнению окружающей среды. Особенно опасен выхлоп под давлением. Чтобы подобное не происходило, при строительстве магистрали используют качественные материалы. При необходимости устанавливают опорные стойки.
Просадка стоек – результат ошибок проектирования трубопровода. Подобная ситуация возникает из-за неправильного расчета усилий, воздействующих на конструкцию. Чтобы крепления были устойчивыми, нужно проверить прочность фундамента.
Основание монтируется из плит или свай. Перед началом работ потребуется провести геодезическую разведку для определения типа грунта. Чтобы компенсировать тепловые расширения металла подбираются продольноподвижные и свободноподвижные опоры, призмы, а также А-образные и рамные конструкции.