5. Расчет на прочность изгибаемых элементов отдельно стоящих опор
При проектировании несущих конструкций отдельно стоящих опор в первую очередь определяют нагрузки, которые передаются на опору от трубопроводов, а затем последовательно рассчитывают траверсу, колонну, базу колонны и фундамент.
5.1 Нагрузки и воздействия на отдельно стоящие опоры
При расчете отдельно стоящих опор и эстакад необходимо учитывать нагрузки, возникающие при их возведении, эксплуатации и испытании трубопроводов.
Отдельно стоящие опоры и эстакады должны рассчитываться на нагрузки от веса трубопроводов с изоляцией, веса транспортируемого продукта, на горизонтальные нагрузки и воздействия от трубопроводов, нагрузки от веса людей и ремонтных материалов на обслуживающих площадках и переходных мостиках, а также снеговые и ветровые нагрузки, при наиболее неблагоприятном их сочетании.
Все нагрузки,
действующие на трубопровод, должны быть
приведены к его оси и разложены на
составляющие: вертикальную, горизонтальную
вдоль трубопровода и горизонтальную
поперек трубопровода. Величина
распределенной вдоль трубы нагрузки
характеризуется её интенсивностью
…,
(5.1)
где
– погонный вес трубы;
– вес изоляции;
– вес продукта;
– снеговая нагрузка.
В том случае, если
трубопровод проложен по многопролетной
схеме (рис. 30), вертикальная нагрузка на
одну опору
определяется
в зависимости от длины пролетов между
опорами
,
(5.2)
где – интенсивность суммарной вертикальной нагрузки на трубопровод;
– длина пролета между отдельно стоящими опорами.
Рис. 30. Расчетная схема для определения вертикальной нагрузки на опору
Нормативная вертикальная нагрузка от трубопроводов на траверсы опор и эстакад должна приниматься по сумме вертикальных нормативных нагрузок от всех трубопроводов (рис. 31).
Рис. 31. Определение нагрузок на траверсу от нескольких
технологических трубопроводов
Промежуточные
опоры испытывают горизонтальную нагрузку
от
трубопроводов, которая возникает из-за
сил трения в опорном устройстве
,
(5.3)
где – коэффициент трения, который принимается равным 0,3 для опор скольжения сталь по стали, и принимается равным 0,1 для катковых опор (рис. 27).
На рисунке 32 показана расчетная схема траверсы, несущей три технологических трубопровода и опирающейся на две колонны. На этой схеме не учтена нагрузка от собственного веса траверсы.
Рис. 32. Расчетная схема траверсы
Чтобы
рассчитать траверсу на прочность, её
представляют в виде статически определимой
балки, изгибаемой в двух плоскостях.
Опоры балки находятся в местах установки
колонн. Из уравнений статики определяют
реакции опор
и
в вертикальной и горизонтальной
плоскостях соответственно. После этого
строят эпюры поперечных сил
,
и изгибающих моментов
,
.
5.2 Расчет железобетонных траверс