- •К.А. Вансович
- •Часть 2
- •Введение
- •Устойчивость магистральных трубопроводов
- •1.1. Потеря устойчивости прямого стержня под действием осевой сжимающей силы
- •1.2. Поперечные перемещения подземного участка магистрального трубопровода
- •1.3. Сопротивление грунта поперечным перемещениям трубы
- •1.4. Энергетический метод определения критической силы
- •1.5. Упрощенные зависимости для практических расчетов
- •1.5.1. Расчет на устойчивость прямолинейного участка трубопровода
- •1.5.2. Расчет на устойчивость изогнутого вверх участка трубопровода
- •2. Проектирование опор и эстакад магистральных и технологических трубопроводов
- •3. Железобетонные конструкции
- •3.1. Бетон
- •3.1.1. Прочность бетона
- •Кубический образец; b) кубический образец без трения;
- •3.1.2. Деформация бетона под нагрузкой
- •3.1.3. Классы и марки бетона.
- •3.2. Арматура
- •1) Бетонная балка; 2) стальная арматура; 3) трещины в растянутом бетоне
- •3.3. Арматурные изделия, закладные детали и стыки
- •3.4. Свойства железобетона
- •3.5. Методы расчета на прочность железобетонных конструкций
- •3.5.1. Сжатие прямого железобетонного элемента
- •3.5.2. Напряжения и деформации в железобетоне при растяжении
- •3.5.3. Напряжения и деформации в железобетонном элементе при изгибе
- •4. Конструирование и расчет отдельно стоящих опор.
- •4.1 Конструктивная схема шпальных отдельно стоящих опор.
- •4.2 Железобетонные опоры
- •4.3 Конструирование стальных опор
- •5. Расчет на прочность изгибаемых элементов отдельно стоящих опор
- •5.1 Нагрузки и воздействия на отдельно стоящие опоры
- •5.2 Расчет железобетонных траверс
- •5.2.1. Железобетонные траверсы с одиночной арматурой
- •5.2.2. Железобетонные траверсы с двойной арматурой
- •5.3 Расчет стальных балочных конструкций опор и эстакад.
- •5.3.1 Проверка двутавровой балки на прочность.
- •5.3.2 Сварные двутавровые балки
- •5.3.3 Проверка общей устойчивости балки
- •5.3.4 Проверка жесткости балок
- •5.3.5 Расчет поясных швов
- •5.3.6 Расчет сварных стыков двутавровых балок
- •6. Расчет элементов строительных конструкций на сжатие
- •6.1. Расчет центрально сжатых колонн
- •6.2. Расчет внецентренно сжатых колонн
- •6.3. Расчет базы колонны
- •7. Расчет отдельно стоящего фундамента под колонну
- •7.1. Определение размеров подошвы фундамента
- •46. Расчетная схема отдельного фундамента
- •Расчет отдельно стоящего центрально-сжатого фундамента на изгиб
- •7.3. Расчет отдельно стоящего фундамента на продавливание
- •7.4. Расчет внецентренно сжатого фундамента
- •8. Расчет продольных деформаций надземного участка трубопровода
- •9. Сферические резервуары
- •9.1. Определение напряжений в осесимметричных оболочках по безмоментной теории
- •9.2. Определение толщины стенки оболочки сферического резервуара
- •9.3. Кратковременные нагрузки на сферический резервуар
- •9.4. Деформации сферической оболочки
- •9.5. Расчет оболочки на устойчивость
- •9.6. Расчет стоек резервуара
- •– Стойка; 2) – оболочка; 3) – связи между опорами
- •Содержание
7.4. Расчет внецентренно сжатого фундамента
Внецентренное сжатие фундамента возникает в случае, когда кроме центральной сжимающей силы на фундамент через колонну передается изгибающий момент (рис. 50). Давление грунта по поверхности подошвы фундамента в этом случае будет не одинаковым. С той стороны фундамента, куда момент будет передавать дополнительное сжатие, реакция грунта будет максимальной, а с противоположной стороны минимальной. Простейшим способом, позволяющим учесть линейное распределение давления грунта на подошву фундамента, является расчет по среднему давлению. Так, например, чтобы рассчитать напряжения в вертикальном сечении 1 (рис. 50) нужно вычислить среднее давление грунта на отсеченную часть фундамента
. (7.11)
Рис. 50. Внецентренное сжатие фундамента
В дальнейшем выполняя расчет стальной арматуры или расчет фундамента на продавливание необходимо использовать среднее давление грунта на подошву фундамента.
8. Расчет продольных деформаций надземного участка трубопровода
Рассмотрим участок трубопровода между двумя анкерными опорами, включающий Z-образный компенсатор (рис. 51, а).
Рис. 51. Расчетная схема надземного трубопровода с Z-образным компенсатором
между двумя анкерными опорами
Расчетная схема представляет собой два прямолинейных участка, сопряженных компенсатором, который необходим для уменьшения внутренних сил и напряжений от продольных перемещений, возникающих от температурных перепадов и от внутреннего давления.
Чтобы решить эту задачу, достаточно определить распор компенсатора (рис. 51, б), который возникает от его сжатия при продольных перемещениях прямолинейных участков трубопровода.
Деформация компенсатора определяется сближением или удалением друг от друга его крайних сечений (мест соединения с прямолинейными трубами)
, (8.1)
где – продольные перемещения концевых сечений прямолинейных участков трубопровода.
Величина перемещений зависит от продольных сил , которые возникают от действия внутреннего давления в продольном направлении трубы, температурных деформаций трубы, поперечных деформаций трубы от внутреннего давления и от реакции компенсатора (распора компенсатора)
,
, (8.2)
где – температурный коэффициент линейного расширения;
– температурный перепад; – коэффициент Пуассона;
– длина прямолинейного участка трубопровода;
– кольцевые напряжения трубы;
– продольная сила; – внутреннее давление.
Распор компенсатора пропорционален продольному перемещению
, (8.3)
где – жесткость компенсатора; – податливость компенсатора.
Продольное перемещение компенсатора
. (8.4)
Податливость Z-образного компенсатора была определена в первой части учебного пособия по формуле (10.17)
, (8.5)
где – размеры компенсатора.
Таким образом, после подстановки в уравнение (8.1) всех перемещений получается уравнение с одним неизвестным . После решения этого уравнения можно вычислить все перемещения и напряжения участка трубопровода.