8.2 Расчёт трубопроводов на самокомпенсацию температурных расширений

Температурные деформации при самокомпенсации компенсируются естественными поворотами трубопроводов. Естественные повороты возникают как на основных участках трассы (горизонтальные), так и в местах ввода в здания (вертикальные). Участки самокомпенсации можно представить схемами (1, 2, 3), приведёнными под номограммой на рисунке 8.2.

Трасса разбивается неподвижными опорами на участки самокомпенсации в соответствии с принятыми схемами. Наибольшие напряжения возникают в местах защемления трубопровода в неподвижных опорах (точки а, b) и на углах поворота трубопровода.

Проверка на самокомпенсацию заключается в сравнении возникающих в этих точках напряжений с допустимыми напряжениями. Формулы для определения сил упругой деформации P_x , P_y и изгибающих компенсационных напряжений σ_И представлены в таблице 8.4.

Таблица 8.4 – Расчётные формулы

Схема	Расчётные формулы
1
2	Са=Сб= С;
3
Примечание – В формулах индексами а, б обозначены точки на схемах, для которых определяются изгибающие компенсационные напряжения и коэффициенты А, В, С по номограммам на рисунках 8.2 и 8.3 по известным значениям угла поворота трубопровода β и соотношения большего и меньшего плеч

Вспомогательные величины для расчёта приведены в таблице 8.5.

Таблица 8.5

Наружный диаметр dH, см	Толщина стенки трубопровода s, мм	, (кгс · м) / (мм^2·ºС)	, кгс / (мм^2·ºС)
3,2	2,5	0,0061	0,0512
3,8	2,5	0,0106	0,0608
4,5	2,5	0,0181	0,0540
5,7	3,5	0,0506	0.0685
7,6	3,5	0,1260	0,0521
8,9	3,5	0,2060	0,0611
10,8	4,0	0,4250	0,0618
13,3	4,0	0,8090	0,0633
15,9	4,5	1,5600	0,0636
19,4	5,0	3,1800	0,0665
21,9	6,0	5,4700	0,0618
27,3	7,0	12,4000	0,0655
32,5	8,0	24,0000	0.0650
37,7	9,0	42,3000	0,0604
42,6	9,0	61,6000	0,0601

8.3 Нагрузки на подвижные опоры трубопроводов

Вертикальная нагрузка на подвижные опоры определяется по формуле:

F_В=G_В l, (8.11)

где G_В - вес одного погонного метра трубопровода, включающего вес трубы, теплоизоляции и воды, Н/м;

l - длина пролёта между подвижными опорами, м.

Весовые характеристики теплопроводов приведены в таблице 8.6.

Расстояние между подвижными опорами, принятые исходя из прочности труб и несущей способности опорных подушек по серии 3.306.2, приведены в таблице 8.7.

Вертикальные нагрузки на подвижные опоры рассчитываются с коэффициентом перегрузки 1,2. При размещении подвижной опоры в узле трубопроводов дополнительно учитывают вес арматуры, сальниковых компенсаторов, а также вес прилегающих участков ответвлений, приходящихся на данную опору. Вес ответвлений определяется с коэффициентом 0,5, учитывающим распределение веса между двумя опорами. Для уменьшения вертикальной нагрузки на подвижную опору сокращают пролёт между опорами на магистрали и ответвлениях.

При перемещении опоры под углом к оси трассы прямолинейного участка трубопровода возникает только осевая горизонтальная нагрузка F_г = F_гx.

При перемещении опоры под углом к оси трубопровода (на участках самокомпенсации, вблизи П-образных компенсаторов, в узлах трубопроводов) горизонтальная нагрузка раскладывается на два направления: осевое F_rx - по оси трубопровода и боковое F_rу - перпендикулярное оси трубопровода. При отсутствии данных о направлении перемещения опоры допускается принимать осевую и боковую нагрузки каждую равной 0,7F_r. При перемещении опоры перпендикулярно первоначальной оси трубопровода, например на спинке гибких компенсаторов, возникает только боковая горизонтальная нагрузка F_r, равная F_rу.