Вот мы плавно и подобрались в нагрузкам и расчетам. Так что дорогие мои читатели, ликуйте и радуйтесь! Будем считать различные расчетные нагрузки. В этой статье, мы поговорим, что нагрузки, действующие на конструкции тепловых сетей.
При проектировании и расчете строительных конструкций подземных и надземных тепловых сетей необходимо руководствоваться указаниями СНиП II-Г. 10-62 «Тепловые сети. Нормы проектирования»; при проектировании строительных конструкций подземных тепловых сетей, выполняемых закрытым способом,— СНиП II-Д.3-62 «Метрополитены. Нормы проектирования».
Основные сочетания нагрузок, действующих на строительные конструкции тепловых сетей, состоят:
а) при подземной прокладке — из суммарных горизонтальных и вертикальных нагрузок от трубопроводов, нагрузок от собственного веса конструкций, вертикального и горизонтального давлений, от веса грунта, внешнего гидростатического давления грунтовых вод и временной нагрузки от подвижного состава железных дорог « колонн автомобилей;
б) при надземной прокладке — из суммарных горизонтальных и вертикальных нагрузок от трубопроводов, собственного веса конструкций, веса грунта на уступах фундаментов, ветровой нагрузки и внешней температуры.
Дополнительные сочетания при подземной и надземной прокладках состоят из постоянных, временных длительных и всех кратковременных нагрузок (при числе их не менее двух).
Особые сочетания состоят из нагрузок, входящих в дополнительные сочетания, с добавлением сейсмических воздействий.
При расчетах строительных конструкций с учетом дополнительных или особых сочетаний величины расчетных нагрузок (кроме постоянных) принимаются при учете дополнительных сочетаний с коэффициентом 0,9, а при учете особых сочетаний с коэффициентом 0,8.
Коэффициенты перегрузки для ветровой и снеговой нагрузок и для собственного веса конструкций принимаются по главе СНиП II-А.11-62 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования».
При проектировании подземных сооружений тепловых сетей нормативные временные нагрузки от подвижного состава железных дорог и колонн автомобилей определяются по СНиП II-Д.7-62 «Мосты и трубы. Нормы проектирования». При этом нагрузки от подвижного состава железных дорог принимаются по классу СК с коэффициентом К, равным 14; нагрузки от колонн автомобилей — в виде нагрузки Н-30 от двух колонн, а при прокладке внутри кварталов — в виде нагрузки Н-10.
Схема нормативных подвижных нагрузок
а — от колонн автомобилей Н-30;
б — от колонн автомобилей Н-10;
в — колесная НК-80;
г — гусеничная НГ-60
Распределение вертикальной нагрузки от колес автомобилей при заглублении верха сооружений менее 1,2 м принимается: в пределах бетонного дорожного покрытия — под углом 45°, в грунте под углом —30° к вертикали.
При наложении друг на друга площадей давления от отдельных колес интенсивность давления принимается равной сумме отдельных интенсивностей в пределах совмещенной площади давлений.
Совмещенная площадь давления:
F = a*b (м2)
Схема распределения вертикальной нагрузки от колес автомобилей
При заглублении верха сооружений 1,2 м и более нормативная вертикальная нагрузка от колонн автомобилей принимается равной 2 т/м2.
Схема горизонтальной нагрузки от транспортных единиц
Горизонтальная нагрузка, действующая на подземные сооружения тепловых сетей от подвижных нормативных временных нагрузок, которые находятся в пределах призмы обрушения грунта, определяется по формуле:
РГ = РВ*tg2 (450 — ?Н/2)
Рг — нормативное горизонтальное давление в Т на 1 м2 вертикальной проекции сооружения;
Рв — вертикальное давление от нормативной временной нагрузки на глубине h;
?Н — нормативный угол внутреннего трения грунта в град, принимаемый по СНиП II-Б.1-62 «Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования».
Коэффициент перегрузки n для подвижных временных нагрузок принимается от подвижного состава железных дорог равным 1,3, а от колонн автомобилей 1,4.
Динамический коэффициент (1 + ?) для подвижных временных нагрузок при глубине заложения верха подземных сооружений тепловых сетей более 0,5 м принимается равным единице.
Схема нагрузок от грунта
Нормативная нагрузка от давления грунта на подземные сооружения тепловых сетей определяется по формулам:
вертикальная
qВ = ?0h0
горизонтальная
qГ = ?0h tg2 (450 — ?Н/2)
qВ и qГ —вертикальная и горизонтальная нагрузки от давления грунта соответственно на горизонтальную и вертикальную проекции сооружения в Т/м2;
?0 — объемный вес грунта в т/м3;
h0 — расстояние от верха сооружения до поверхности земли в м;
h — расстояние от рассматриваемого сечения до поверхности земли в м.
Коэффициент перегрузки n для нагрузок от давления грунта принимается равным 1,2.
Расчет туннелей, сооружаемых способом щитовой проходки, выполняется в соответствии со СНиП II-Д.3-62. При проходке щитом в грунтах, обеспечивающих сводообразование, давление на обделку туннеля принимается от грунта, заключенного в пространстве, которое ограничивается сводом давления и плоскостями обрушения. В этом случае расстояние от вершины свода давления до дневной поверхности или до контакта со слабыми породами должно быть не менее высоты свода давления.
Размеры свода давлений
Размеры свода давления 1 определяются по формулам:
L = b + 2h tg (450 — ?/2)
h1 = L / 2f
L — пролет свода давления в м;
b — ширина или диаметр выработки в м;
h — высота или диаметр выработки в м;
? — угол внутреннего трения в град, принимаемый по данным исследований грунтов;
h1 — высота свода давления над верхней точкой выработки в м;
f — коэффициент крепости породы, определяемый по таблице характеристик горных пород, приведенной в СНиП II-Д.3-62.
Нормативные нагрузки от давления грунта на обделку туннеля при расчете с учетом сводообразования принимаются равномерно распределенными и определяются по формулам:
вертикальная
qН = ?0 h1
горизонтальная
pН = ?0 (h1 + 0,5 h) tg2 (450 —?/2)
qН — нормативное вертикальное давление грунта на горизонтальную проекцию обделки туннеля в Т/м2;
рН — нормативное горизонтальное давление грунта на вертикальную проекцию обделки туннеля в Т/м2;
?0 — объемный вес грунта в т/м3, принимаемый по фактическим данным.
Остальные обозначения — по предыдущему.
При невозможности сводообразования, а также при расстоянии от вершины свода давления до дневной поверхности или до контакта со слабыми породами менее высоты свода давления нормативное давление грунта на туннельную обделку принимается:
а) вертикальное, равное весу всей толщи грунта над туннелем до уровня дневной поверхности с учетом существующих и перспективных планировочных отметок;
б) горизонтальное по формуле
рН = ?0 Н tg2 (450 — ?/2)
Н — толща всего вышележащего грунта, приведенная к объемному весу слоя грунта у рассматриваемого сечения, в м.
Остальные обозначения — по предыдущему.
Коэффициенты перегрузки n принимаются:
для вертикального горного давления:
от веса грунта при сводообразовании = 1,5
….. всей толщи грунта над туннелем = 1,1 и 0,9
для горизонтального активного горного давления = 1,2 — 0,8
….. гидростатического давления = 1,1 и 0,9
При определении горизонтальных нагрузок на неподвижные опоры трубопроводов учитываются:
а) силы трения в подвижных опорах;
б) силы трения о грунт при бесканальной прокладке;
в) силы упругого отпора гибких компенсаторов или трубопроводов при самокомпенсации;
г) силы трения в сальниковых компенсаторах;
д) неуравновешенные силы внутреннего давления при установке сальниковых компенсаторов на участках трубопроводов, имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота и заглушки.
При расчете неподвижных опор учитывается наибольшая горизонтальная нагрузка при различных режимах работы трубопровода, в том числе при открытых и закрытых задвижках.
При кольцевой схеме тепловых сетей учитывается возможность движения теплоносителя с любой стороны.
Боковые нагрузки на неподвижную опору учитываются при наличии поворотов трассы и ответвлений трубопровода (в месте установки опоры).
При наличии двухсторонних ответвлений боковая нагрузка на неподвижную опору учитывается только от одного ответвления (наибольшая).
Расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки от трубопроводов для расчетов строительных конструкций принимаются с коэффициентами перегрузки n, равными:
для вертикальных нагрузок = 1,2 (0,8)*
для горизонтальных нагрузок = 1,1 (0,9)*
* Значения коэффициентов перегрузки, указанные в скобках, принимаются в тех случаях, когда уменьшение нагрузок вызывает ухудшение работы конструкций.
При проектировании траверс и ригелей под подвижными опорами надземных теплопроводов расчетные нагрузки от каждого трубопровода определяются по формулам:
вертикальная
P = n*q*L
горизонтальная
Н = n*f*q*L
q — вес 1 пог. м одного трубопровода, включая вес трубы, теплоносителя и теплоизоляционной конструкции, в Т/м;
L — расстояние между опорами трубопровода в м;
n — коэффициент перегрузки для нагрузки от трубопроводов без учета нагрузки от снега и гололеда;
f — коэффициент трения, определяемый в зависимости от типа принятых подвижных опор.
При проектировании траверс и ригелей под неподвижными опорами трубопроводов учитываются следующие нагрузки:
вертикальные — отвеса трубопроводов, арматуры и собственного веса конструкций;
горизонтальные —от сил упругого отпора гибких компенсаторов и самокомпенсации, а также от сил трения на участке трубопроводов от неподвижной опоры до оси компенсатора.
При проектировании траверс, ригелей, пролетных строении и опор следует учитывать невыгодное загружение при наполнении водой одного из паропроводов.
Расчетная ветровая нагрузка на 1 пог. м трубопровода определяется по формуле
qВЕТ = n*c*q0*DП (кГ)
n — коэффициент перегрузки к ветровой нагрузке, принимаемый равным 1,2;
с — аэродинамический коэффициент, принимаемый равным 1,4;
q0 — нормативный скоростной напор ветра в кГ/м2;
DП — наружный диаметр покровного слоя теплоизоляционной конструкции в м.
При прокладке на эстакаде двух и более трубопроводов в каждом ярусе учитывается ветровая нагрузка, приходящаяся на трубопровод с наибольшим диаметром покровного слоя.
