Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Рашидов, Т. Р

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

20.10.2023

Размер:

8.03 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 194 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

рис. 18 приведены реологические кривые взаимодействия для различных глубин укладки трубопроводов и построена зависи-

	Рис. 18. Реологические		кривые:
а - п о л з у ч е с т и	(Q-3000 кГ, Дп -144 мм,	/=4200 мм); б - р е л а к с а ц и и (8и—0,6 мм); в-		записи'
мости	Q~w, г - э а в и і и м о с т и	1—Н-0,7;-2-Н=0,8м;	/ - к п о л з , /1-кРел	•

Рис. 19. Диаграммы поперечного взаимодействия трубы с грунтом:

а— показания индикаторов / и VIII	(#=0,6	м);	б-среднее значение показаний индикато
ров IV и		V ( # - 0 , 8 м).
мость Q от w. Во многих	точках		значения &полз и ^рел близки

между собой (резкие изменения в основном в начале эксперимен-

та). Эффекты ползучести и релаксации при поперечном смещении значительно слабее, чем при продольном.

На рис. 19 дан график нагрузки и разгрузки при поперечном взаимодействии трубы с грунтом; он показывает линейность зави

симости Q(w)	при малых относительных	перемещениях.
Результаты	опыта для различных коэффициентов сопротивле
ния грунта при поперечном перемещении		трубы позволяют дать

их оценки для применения в практических расчетах. По изложен


ной методике могут	быть		проведены	опыты	с различными грун
тами для произвольных глубин заложения.
Выводы о свойствах			поперечных	сопротивлений		в основном
совпадают с приведенными выше для продольных.						Соотношение
между поперечной	силой		Q на единицу длины трубы, диаметром
Дн, перемещением	w	записывается		в виде
	Q =		kMtiw[\-^(w)]t		положить ©i = 0, a k
причем, с достаточной		точностью		можно

считать зависящим от w и равным коэффициенту разгрузки. При

учете реологических свойств коэффициент k можно		считать рав
ным & П 0 Л	З или А>Рел.
§ 5. Коэффициенты упругости стыков трубопроводов
Одним	из главных факторов, определяющих сейсмостойкость
сложных	систем подземных сооружений, является	податливость

соединений трубопроводов со сложными узлами и между собой. Если для сейсмостойкости стальных труб достаточно создать равнопрочные основному металлу стыки и провести соответствую

щие	антисейсмические	мероприятия, то	сейсмостойкость чугун
ных,	железобетонных,	асбестоцементных,	бетонных и керамиче

ских труб существенно зависит от конструкции, способов и каче ства заделки стыков [98]. Поэтому экспериментальное изучение ха рактера стыковок трубопроводов представляет теоретический и практический интерес. Определение коэффициентов упругости сты ков позволяет правильно оценить работу сложной системы и соз дать достаточно обоснованную теорию расчета подземных сооружений.

В настоящем параграфе изучены коэффициенты податливости стыков трубопроводов при растяжении — сжатии, изгибе и круче нии соединений в предположении, что они допускают относитель ные повороты и перемещения стыкуемых частей в разных направ лениях.

Принимаем, что зависимость между деформацией и напряже нием в стыке подчиняется линейному закону, т. е.

N = KNu, Q = KQw

(1.5.1)

здесь	N	и	Q, МНЗГ	и МКР	— соответственно продольная					и попе
					речная силы, изгибающий и крутя
					щий	моменты,	вызывающие				соот
					ветствующие упругие				перемещения
					и, w и упругие			повороты		а,	<р в
					стыках;
		KN,	^Ч?» ^изг»		— коэффициенты податливости					стыков
					при нагружениях			с	размерностями
					кГ/см	и кГ-см	соответственно.
Для		создания N,		Q, Мязт, Мкр		и определения			коэффициен
тов стыковок нами были разработаны специальные									приспособле
ния (рис. 20).				Kn (рис. 20 а)
Для		определения				при помощи		специальных			бол
тов к образцу крепятся хомуты. Перемещения и образца										под дей
ствием нагрузки измеряются двумя индикаторами. Для										опреде
ления	Kq		(рис. 206)	приспособление дополняется балкой						(ст. 3).
Зная	нагрузки Л', Q и перемещения					и и w, можно определить					коэф
фициенты			К / ѵ и A ' Q . Погрешность			измерений	вследствие			прогиба

балки при максимальной нагрузке				Q = 5000 кГ составила				прибли
зительно 7%.	Геометрические		размеры		приспособления приведены
на рисунке.					КМ		20 в)
Приспособление		для определения				(рис.		состоит
из тех же частей,		что и для KN.		Измеряя перемещение и на
грузку и зная геометрические размеры приспособления,								неслож
ным пересчетом можно найти			значение			изгибающего		момента,
угол поворота и, следовательно, КМ					. Приспособление			для оп
ределения КН	(рис. 20 г) имеет			тяги	и траверсу,		при	помощи

которых, приложив нагрузку Р, можно получить крутящие

моменты МКР и по показателям индикатора подсчитать				угол за
кругления, а также К М .
Опыты	со стыками чугунных,	асбестоцементных и		бетонных
труб проводили на гидравлическом прессе с диапазонами					нагру
зок (0—5),	(0—15) и ( 0—30) т. Образцы		имели следующие		пара
метры:
	Трубы	Дп , мм	Ь, мм
	Чугунные	58	4
		117	6,J
		169	9,5
	Асбестоцементные	119	9,5

Для чугунных и асбестоцементных труб брали стандартные образцы и стыки, а для бетонных они были изготовлены в спе циальных формах; размеры раструбов и толщина стенок соответ ствовали стандартной трубе с диаметром условного прохода Д у = 300 мм. Стыки заделывались следующим образом: чугунные

с Д н =	П 7	мм — просмоленной прядью и резиновыми	кольцами; с
Д н = 5 8	и	169 мм — просмоленной прядью; асбестоцементные		при
стыковке		асбестоцементной муфтой — просмоленной	прядью,	при

стыковке чугунной муфтой — резиновыми кольцами.

.N О

Рис. 20.	Схема испытания		образцов	стыков труб:
а - при действии продольной, б — поперечной			нагрузок; в — на изгиб, г - н »			кручение;
/—индикатор, 2 - о б р а з е ц , 3 - х о м у т ,		4—балка из Ст-3, 5 - т я г в ,			ff-траверса.
Во всех случаях после заделки стыков проводилась						зачеканка
асбестоцементным	раствором.
На рис. 21, 22	приведены	результаты		испытаний		образцов
чугунных стыков при многократных нагружениях					и	разгрузках.

Как видно, сначала деформация стыка меняется линейно до опре деленного значения, а с ростом нагрузки она увеличивается нели-

3 - И 8

нейно и соответственно возрастает ее остаточная часть. Участок разгрузки во всех этапах приблизительно параллелен в пределах точности опыта участку нагружения при малых деформациях. Видно, что с увеличением диаметра трубы увеличивается и коэф фициент стыковки.

		2,0 гш'^граа'
Рис. 21. Диаграммы нагрузки—разгрузки		стыков чугунной трубы (заделка
прядью, Дн	= 117	мм):
а—продольная, 6 - п о п е р е ч н « я	деформация, в - и з г и б , г - к р у ч е н и е .

Для сравнения способов заделки испытаны образцы стыков чугунных труб, где в качестве уплотняющего материала приме нены резиновые кольца. В этом случае стыки оказались податли вее, чем при заделке просмоленной прядью. Для выяснения рабо ты уплотняющего материала (просмоленной пряди) несколько образцов были изготовлены без последующей зачеканки. В этом случае линейная часть деформации стыка незначительна, стык податливее, чем при зачеканке.


На рис. 23, 24, 25 приведены результаты							испытаний стыков
чугунных труб		( Д н = 5 8		и 169 мм),		заделанных		прядью, при
многократном нагружении				и разгрузке		и стыков асбестоцементных
труб (Дя—	119 мм),		соединенных		при	помощи	асбестоцементной
и чугунной	муфт	при	однократной		и многократной			нагрузке—раз-

грузке. Стыки	асбестоцементных		труб	с муфтами из	того	же
материала деформируются		аналогично		стыкам чугунных	труб, а
при применении	чугунных	муфт	с резиновыми кольцами			угол

наклона кривой разгрузки уменьшается. Чугунные муфты делают

стыки более податливыми, чем	асбестоцементные.	Следует	отме
тить, что при испытании стыков	асбестоцементных	труб деформа
цию измеряли с двух сторон муфты и в качестве расчетных			брали

значения с той стороны, где происходило разрушение стыка. На рис. 23 в и г постпоены кривые деформации обеих сторон.

Рис. 22. Диаграммы нагрузки—разгрузки стыков для чугунной трубы:

/- Да - 5 8 ; 2-Дп	=117 мм (/—заделка	прядью, //—резиновыми кольцами, / / / - п р я д ь ю без		заче-
	канки); 3— Дн =169		мм.
Пользуясь	графиками	зависимостей	деформации стыков	от

прилагаемых к ним нагрузок при многократных нагрузках и раз


грузках, можно легко выделить				из	полных деформаций				упругую;
в результате	обработки		кривых		(см.	рис.	11) на рис. 21, 23а,
24а, б, в, 25а нанесены			зависимости упругой				деформации			от	дей
ствовавших	максимальных нагрузок				в	каждой		петле. Как			выте
кает из этих графиков, зависимость					нагрузка—деформация					линей
на до определенного значения деформации.
На рис. 26 приведены кривые зависимостей коэффициентов от
деформации стыка и значения коэффициентов,								полученные			как
начальные секущие		и разгрузочные,			которые		говорят об		у п р у г о -
п л а с т и ч е с к и х		с в о й с т в а х		в з а и м о д е й с т в и я в с т ы -

к ах . Начальные	коэффициенты являются	константами,	близкими
по величине к К в стадии разгрузки. Поэтому с в я з ь			м е ж д у
н а г р у з к а м и	и д е ф о р м а ц и я м и	в с т ы к е	м о ж е т

б ы т ь з а п и с а н а а н а л о г и ч н о		(1.3.42):
P = KQeKQ		=КЬ[\-ш(Ѳ)],
где Р — одна из нагрузок	N, Q, Мкзг,		Мкр;
О — соответствующее	смещение	и,	w, а или <р.

Рис. 23.

Нагрузка — разгрузка

стыков

чугунной

трубы,

заделанной

прядью

(а, б ) , и асбестоцементных труб

асбестоцементной

(в) и чугунной (г)

муфтами:

а — Лн

—58 мм.

б—Дн

— 169

мм;

/—заделка прядью, 2 - р е з и н о в ы м и

кольцами.

Здесь

[1—&>(Ѳ)] — секущий

коэффициент

взаимодействия

трубы

со стыком.

При малых смещениях

(ю = 0)

он

по величине

близок к К разгрузки. При одностороннем

(невозвратном)

движе

нии трубы относительно стыка величину Ксек

можно

считать

неко

торой средней постоянной в рассматриваемом диапазоне

смеще

ний, причем меньшей К разгрузки.

Эмпирические формулы для коэффициентов податливости сты

ков.

Коэффициенты податливости

стыков

K^KN,

KQ, КИЗГ,

Кмкр}

зависят

от

диаметра

1ДК

стыкуемых

труб, длины

/ с т к , толщины

свойств материала

стыка f f C T K ,

а также

от

свойств

при-

меняемого уплотнения х, вида	раструба р и от усилия	запрес
совки q:
* = / ( А , . ' с т « .	8 с „ , £ , х > Л <7>	(1.5.2)

здесь x, р — безразмерные параметры.

Эксперименты по определению этих коэффициентов в зависи


мости от различных факторов для		каждого		конкретного			стыка
связаны с трудностями	к требуют много		времени,		особенно для
стыков труб с большими диаметрами.			Поэтому		целесообразнее
получить эмпирические	зависимости	К от Ди		и других		факторов,
перечисленных выше,	воспользовавшись		результатами				предыду

щих опытов и теорией размерностей.

Величины, входящие		в		формулу	(1.5.2), имеют	следующие
размерности: [q] — кГ/см2,			[Е] = кГ/см2,		\ДЯ ] = см,	[ §стк]	= см,
С вводом	безразмерных	величин
	Х , = \ Г ' À 2	=	=	i ' Х з =	~ Ь Х 4 = = х ' À 5	= / 7	( L 5 ' 3 )
выражение	(1.5.2) переходит			в
	K = q Ä n		J ( \ , \ , \ , \ , \ ) .			(1.5.4)

Безразмерные	параметры къ, Х4 учитывают способ	уплотнения
и вид раструба,	поэтому
	К = \ \ с Д п н / ( \ , \ , Х3),	(1.5.5)

или приближенно

здесь /г,, л2 , « — коэффициенты, подлежащие определению.

При уплотнении стыка (рис.	27а) напряжение		можно выра
зить оценочным соотношением.	Поскольку
и	Ее,
а =	Ее,
то
	=	А	(1.5.7)
Е	=	— в .	(1.5.7)
Е	~	R

		Рис. 26. Зависимости Л"с е к			~ U:
в - д п	чугунной	трубы, заделанной прядью	(/ -	Д н =58, 2-Дн	-	117,	3-ДН	= 169 мм); 0 - для
	а с о е п о ц е м е н	т н о й трубы (Д„ -119 мм);	1-е	асбестоцементной,		/1-е	чугунной муфтами.

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 194 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ