Тема: Расчет надземного трубопровода на прочность и продольную устойчивость

Постановка цели: Определить допустимое расстояние между опорами надземного балочного перехода газопровода произвести расчет данного участка на прочность и продольную устойчивость

Исходные данные для расчета: наружный диаметр трубы – D_н, толщина стенки – ?, категория участка, внутреннее давление – P, марка стали, температура стенки трубы при эксплуатации – t_э, температура фиксации расчетной схемы трубопровода – t_ф, коэффициент надежности по материалу трубы – k₁. Переход однопролетный.

Решение:

Определение допускаемого пролета между опорами.

Допускаемый пролет определяем по формуле:

Где q_тр – суммарный вес трубы и продукта, Н/м.

Для газа нормативная нагрузка от веса продукта:

Нагрузка от веса продукта, находящегося в трубопроводе единичной длины:

Где n_с.в. – коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса, при расчете на продольную устойчивость и устойчивость положения равный 0,95.

Нагрузка от собственного веса металла трубы:

W – осевой момент сопротивления поперечного сечения трубы, м³.

R₂ – расчетное сопротивление материала трубы.

Расчет на продольную устойчивость.

Условие выполнения продольной устойчивости:

Где S – сжимающее продольное усилие в трубопроводе, Н.

F – площадь поперечного сечения трубы, см².

N_кр – критическая продольная сила, при которой наступает потеря продольной устойчивости трубопровода, Н.

l₀ – приведенная длина балочного перехода, м.

J – осевой момент инерции поперечного сечения трубы, м⁴.

Расчет на прочность

Условие прочности записывается в виде

Где R₁ – расчетное сопротивление материала трубы, мПа.

?_прN – суммарные продольные напряжения, мПа.

M_изг – максимальный изгибающий момент в пролете, Н·м.

f – суммарный прогиб трубопровода между опорами, м.

f_э – прогиб от действия поперечных нагрузок, м.

Выполнение условий прочности и устойчивости надземного участка трубопровода при проектировании – гарантия его надежной эксплуатации.