Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

40 страниц

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Руководство содержит основные положения по расчету и конструированию железобетонных напорных предварительно-напряженных труб, изготовляемых как способом виброгидропрессования, так и по трехступенчатой технологии. В Руководстве приведены требования к основным материалам для изготовления железобетонных напорных труб, даны расчетные формулы по определению трещиностойкости труб в условиях их изготовления и эксплуатации. Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных, производственных и строительных организаций.

 Скачать PDF

Руководство составлено в развитие главы СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции"

Оглавление

Предисловие

1. Общие положения

2. Материалы для изготовлении труб

3. Основные расчетные положения

4. Величины предварительного напряжения и арматуре

5. Расчет труб по образованию трещин

     I. Расчет продольных сечений труб

     II. Расчет кольцевых сечений труб

6. Требования к конструированию труб

     Общие положения

     Армирование труб

     Закладные детали

     Толщина защитного слоя

Приложение. Пример расчета трубы

 
Дата введения01.01.2019
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.01.2019

Этот документ находится в:

Организации:

УтвержденНИИЖБ Госстроя СССР
ИзданСтройиздат1977 г.
РазработанИСиА Госстроя БССР
РазработанНИИЖБ Госстроя СССР
Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

РУКОВОДСТВО

ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ НАПОРНЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОНАПРЯЖЕННЫХ ТРУБ

Москва 1977

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЫЖИИ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА ГОССТРОЯ СССР НИИДБ

РУКОВОДСТВО

ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ НАПОРНЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОНАПРЯЖЕННЫХ ТРУБ

Москва Стройиздат 1977

Примечание. Потери опрессовочного давления рп и коэффициент точности натяжения спиральной арматуры тт устанавлива-ют опытным путем для каждого диаметра и класса труб.

При отсутствии данных потери опрессовочного давления ри допускается принимать равными для труб: I класса прочности б; II — 4; III — 3, а коэффициент точности натяжения тт = 1.

(4)

4.3. Величину напряжения спиральной арматуры, навитой на сердечник трубы, изготовляемой по трехступенчатой технологии, определяют по формуле

ао п Об*

где а0 — см. п. 4.1;

п — отношение модуля упругости арматуры к начальному модулю упругости бетона;

Об—величина напряжения в бетоне, кгс/см2, на наружной поверхности сердечника, определяемая после проявления потерь, происходящих до окончания обжатия бетона.

4.4.    Потери предварительного напряжения в напрягаемой арматуре следует учитывать:

а)    до окончания обжатия бетона от: релаксации напряжений продольной арматуры; половинной величины релаксации напряжений спиральной арматуры в виброгидропрессованных трубах;

б)    после обжатия бетона от:

релаксации напряжений спиральной арматуры в трубах, изготовляемых по трехступенчатой технологии и половинной величины релаксации напряжений спиральной арматуры в виброгидропрессованных трубах:

ползучести бетона, как быстр он атекающей, так и проявляющейся в поздние сроки; усадки бетона;

смятия бетона под витками спиральной арматуры; неодновременного обжатия бетона спиральной арматурой при ее навивке на сердечник трубы, изготовляемой по трехступенчатой технологии.

4.5.    Значения потерь предварительного напряжения в арматуре определяют по таблице.

4.6.    Если труба загружается ранее чем через ШО дней со времени ее изготовления на заводе, как, например, при контрольных заводских испытаниях труб, то величину потерь предварительного напряжения в арматуре от ползучести бетона, определенную по таблице следует умножить на коэффициент <ф», определяемый по формуле

(5)

4 t

100 + 3* ’

где t — время в сутках, отсчитываемое со дня предварительного обжатия бетона трубы, при определении потерь от ползучести и со дня окончания бетонирования трубы (или сердечника) при определении потерь от усадки бетона.

10

Факторы, вызывающие потери предварительного напряжения арматуры


Потери предварительного напряжения, кгс/см2, при натяжении арматуры в труба», изготовляемых


Учет потери напряжения


виброгидропрессованием


по трехступенчатой технологии


Релаксация напряжений арматуры:

а)    при механическом способе натяжения:

высокопрочной арматурной проволоки и канатов; стержневой арматуры

б)    при электротермомеханичес-ком способе натяжения:

высокопрочной арматурной проволоки и канатов; стержневой арматуры

Деформации анкеров


Смятие бетона под витками спиральной арматуры

Неодновременное обжатие бетона, происходящее вследствие навивки спиральной арматуры на бетон сердечника трубы

Деформации бетона от быстронате-кающей ползучести



425


<*6

Ro


0,1


сг0 — (см. примеч. 2)


Спиральной и продольной


0,1 0о — 200

при


0,05 0q 0,03 0О

%

— £а (см. примеч. 3)

I


300 (см. примеч. 4)


0,5 н 0£ргк


То же


Продольной


Спиральной


<Уб

Ro


<0,6, или


Спиральной и продольной


Продолжение

Факторы, вызывающие потери предварительного напряжения арматуры

Потери предварительного напряжения, кгс/см2, при натяжения арматуры в трубах, изготовляемых

Учет потери напряжения

виброгидропрессованием

по трехступенчатой технологии

255 +1275(-—- — О.б) при -^->0,6

\ Ао / АО

Ползучесть бетона

1700 — » —<0,6, или

АО Rq

3400 (-f-03) * ^>0'6

То же

Усадка бетона

150

»


Примечания: 1. В таблице обозначено: <х0 — величина предварительного напряжения арматуры без учета потерь, кгс/см2 (см. п. 4.1); R% — нормативное сопротивление напрягаемой арматуры, кгс/см2; Я&—модуль упругости напрягаемой арматуры, кгс/см2; <тн — величина контролируемого напряжения в спиральной напрягаемой арматуре, кгс/см2 (см. п. 4.3); п — отношение модуля упругости спиральной напрягаемой арматуры к начальному модулю упругости бетона; \1К— коэффициент армирования кольцевого (поперечного) сечения трубы; Об — сжимающее напряжение в бетоне в стадии предварительного обжатия его напрягаемой арматурой с учетом потерь, происходящих до окончания обжатия; определяется на уровне приложения силы обжатия в рассматриваемом сечении; Rq— прочность бетона, кгс/см2, к моменту обжатия трубы; Я — обжатие шайб, прокладок, втулок смятие высаженных головок и т. п., принимаемое не менее 2 мм; / — длина напрягаемого стержня между упорами, мм.

2.    Если вычисленные значения потерь от релаксации напряжений арматуры оказываются отрицательными, то их следует принимать равными нулю.

3.    При электротермомеханическом способе натяжения арматуры потери от деформаций анкеров в расчете не учитываются.

4.    Не учитывается в трубах со стальным цилиндром, если навивка арматуры выполняется непосредственно по этому цилиндру.


5. РАСЧЕТ ТРУБ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН

I. РАСЧЕТ ПРОДОЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ ТРУБ

5.1.    Продольными расчетными сечениями в трубах являются сечения в шелыге и лотке.

5.2.    Расчет по образованию трещин расчетных сечений трубы, находящейся под воздействием внутреннего и внешнего давлений, производится по формуле

К = КРи^ + М%б9    (6)

где М * — момент от внешних усилий, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно -оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещи-нообразование которой проверяется, кгс*см;

$ —момент от усилия обжатия Nq относительно той же оси, кгс*см, определяемый по п. 5.5;

^РП —расчетное сопротивление бетона осевому растяжению,

кгс/см2;

Wт — момент сопротивления приведенного сечения, определяемый по п. 5.7.

5.3.    Момент внешних усилий Af£ относительно ядровой точки определяется по формуле

К^М1 + ^(е0„ + гя),    (7)

где воn—эксцентрицитет внешнего растягивающего усилия iVp относительно центра тяжести, приведенного сечения стенки трубы, определяемый по п. 5.6;

г я — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется, см;

Mi — расчетный изгибающий момент от действия внешних нагрузок, определяемый по п. 5.4, кгс-см;

Np — расчетное растягивающее усилие, кгс, возникающее в стенке трубы от гидростатического давления жидкости, определяемое по формуле

Afp = р/*у 5,    (8)

где р — расчетное внутреннее гидравлическое давление, кгс/см2;

гу — внутренний радиус трубы, см;

Ъ — ширина расчетного продольного сечения стенки трубы, см.

5.4.    Величину расчетного изгибающего момента, тс-см, в продольном сечении в шелыге или лотке трубы от воздействия расчетных линейных эквивалентных нагрузок определяют по формуле

Mi = 0,318 Puprb,    (9)

где Рпр — суммарная линейная приведенная расчетная вертикальная нагрузка на единицу длины трубы, приложенная вдоль верхней и нижней образующих цилиндра трубы, тс/м; г— средний радиус трубы, м;

Ь —то же, что в п. 5.'3 настоящей главы.

13

Примечание, Величины вертикальных приведенных нагрузок вычисляют в соответствии с указаниями, которые содержит «Инструкция по определению нагрузок на подземные трубопроводы».

5.5, Величина М определяется по формуле

Л& = ЛГ0(вь+гя),    (Ю)

где N0 — усилие предварительного обжатия сечения стенки трубы, кгс, равное

No" щ 0оа FH; гя —то же, что в п. 5.3;

е0 — эксцентрицитет, см, силы обжатия No относительно центра тяжести, приведенного сечения, равный

е° = 0ц. т    ;    (11)

FH; гпт — то же, что в п. 4.2;

0О2 — величина напряжения в спиральной арматуре с учетом всех потерь, кгс/см2;

£ц.т — расстояние от внутренней грани до центра тяжести продольного приведенного сечения стенки трубы, см; h — высота (толщина) стенки обвиваемого сердечника в трубах, изготовляемых по трехступенчатой технологии, или высота стенки виброгидропрессованной трубы, см.

5.6. Эксцентрицитет e0N растягивающего усилия Nv от внутреннего гидростатического давления жидкости определяется относительно центра тяжести приведенного сечения по формуле

02)

где у = — ; а =    ;

'у    d

гн — наружный радиус трубы, см; гу — то же, что в п. б.З; г/ц.* — то же, что в п. 5.5.

5.7. Положение ядровой точки относительно центра тяжести при веденного сечения определяется:

а) если удовлетворяется условие

Rp ц Wт


(13)


»


No


по формуле


гУ — _£*__

я F + 2nFB

б) если условие (13) не удовлетворяется, по формуле


(14)


И'о


(15)


гя =


F


П. С


14


В формулах (13) — (15) обозначено:

W0 — момент сопротивления приведенного сечения для растянутого краевого волокна, см3;

W*—момент сопротивления приведенного сечения для растянутого волокна, см3, определяемый с учетом неупругих свойств бетона и принимаемый равным Т^т = 1,75 W0\

Fa.о — площадь приведенного сечения стенки трубы, см2;

F — площадь сечения бетона (без учета площади арматуры);

Fa — то же, что в п. 4.2 предшествующей главы;

п — то же, что в п. 4.3;

Яр II — то жечто в п* е0; No — то же, что в п. 5.5;

вон — то же, что в п. 6.6

5.8. Для виброгидропрессованных труб должен производиться поверочный расчет радиальных напряжений, возникающих внутри стенок труб, на уровне расположения спиральной арматуры, в момент передачи усилий от этой арматуры на бетон.

Величину расчетного радиального напряжения аг, кгс/см2, возникающего внутри стенки виброгидропрессованной трубы во время передачи усилия от предварительно-напряженной спиральной арматуры на бетон, следует определять по формуле

s

аг =-— Ара, кгс/см8,    (16)

s — а

где s и d — соответственно шаг навивки и диаметр сечения арматурной проволоки, см; ра— равномерно распределенное давление, воздействующее на трубу как упругий круговой цилиндр и вызывающее напряжение в зоне расположения спиральной арматуры, значение которого определяется по формуле

ра = 0,9(рм рп),    (17)

А — коэффициент, определяемый по формуле

1


(18)

1 + О + А С)


значения коэффициентов В, С, К щ определяются по формулам:

1,2у?+0,72


В


V? 1

0,72 у22+ 1,2


(19)

С =


Ея Fn


k =


'б. Сга


дб. с *б. з. с


15

В формулах (17) — (19):

Yit 72 —коэффициенты отношения радиусов; гн; гу — то же, что в п. 5.6;

рю Ры1 га; — то же, что в п. 4.2;

£б.с; ^б.з.е — модули упругости бетона соответственно сердечника и защитного слоя трубы, кгс/см2;

Е& — модуль упругости спиральной арматуры, кгс/см2.

5.9.    Из условия обеспечения неотрывности бетона защитного слоя от сердечника трубы величину ог, кгс/см2 следует принимать:

R*

(20)

где Rp — нормативное сопротивление бетона защитного слоя трубы на осевое растяжение, определяемое по п. 2.11 СНиП Н-21-75 в момент передачи усилий от спиральной арматуры на бетон;

К — коэффициент концентрации напряжений в бетоне трубы, принимаемый равным 2,5 для труб диаметром до (1000 мм, а для труб больших диаметров — 8.

II. РАСЧЕТ КОЛЬЦЕВЫХ СЕЧЕНИЙ ТРУБ

5.10.    Расчет кольцевых сечений труб производится на воздействия изгибающих моментов и продольных усилий, возникающих от расчетных комбинаций нагрузок, действующих в процессе изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации труб.

Пр имечание. При получении расчетом обжатия бетона кольцевого сечения продольной преднаттряженной арматурой меньше 15 кгс/см2 следует установившееся напряжение сжатия в этих сечениях принимать равным ‘15 кгс/см2.

5.11.    Расчет кольцевых сечений трубы или сердечника (в случае изготовления труб по трехступенчатой технологии) на напряжения, возникающие под воздействием изгибающего момента от усилий обжатия продольных сечений в процессе навивки спиральной напряженной арматуры, производится по формуле

mz<r6wk+K6 .    (21)

где 5 — момент внешних усилий от обжатия продольного сечения трубы или сердечника навиваемой спиральной напряженной арматурой, вычисляемый: при шаге витков s < 0,23 У rh см, по формуле

ft% = aparh;    (22)

при шаге витков s>0,23YirA см, по формуле

=?=ар'а (rh + 1,83s3);    (23)

Rb — расчетное сопротивление на растяжение бетона, обжатого в поперечном направлении, кгс/см2, определяемое по формуле

яв = «рц [ 1+°«28^--1'28(^г)*];    (24>

WK — момент сопротивления приведенного поперечного сечения полоски шириной 1 см ло средней окружности кольца трубы для крайнего растянутого волокна, определяемый с учетом неупругих свойств бетона, см8;

М об — момент равнодействующей усилий в продольной напрягаемой и ненапрягаемой арматуре на 1 см длины средней окружности поперечного сечения трубы относительно оси, нормальной к плоскости изгиба и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещиностойкость которой проверяется;

i

у—

Рис. 5. График для определения коэффициента а

а — безразмерный коэффициент, принимаемый в зависимости от последовательности навивки спиральной арматуры, размеров трубы и технологии ее изготовления по рис. 4 или 5; ра —эквивалентное равномерно распределенное давление от спиральной напряженной арматуры на наружной поверхности трубы или сердечника, кгс/см2;

17

r; h — соответственно, средний радиус трубы или сердечника и толщина их стенки, см;

п —то же, что в п. 5.2;

Об — напряжения обжатия бетона продольного сечения трубы или ее сердечника, определятое без учета потерь, в стадии предварительного обжатия, кгс/см2;

Ro “ прочность бетона на сжатие в трубе или сердечнике к моменту передачи усилий от спиральной напряженной арматуры на бетон, кгс/сма.

Примечание. На рис. 4 и 5 обозначено:

I — длина меньшего по размеру обжатого или необжатого участка трубы или сердечника, см;

1,31

VTh


(25)


к


1& — длина втулочного участка трубы, см.

5.12.    Коэффициент а при расчете труб, изготовляемых по трехступенчатой технологии, для стадии окончания навивки спиральной напряженной арматуры принимают по рис. 4 в зависимости от длины необжатого участка.

Коэффициент а в случае навивки спиральной напряженной арматуры на сердечник от одного из его торцов на всю длину принимается равным 0,059 для участков цилиндрической части сердечника 2 V~Fh от каждого из торцов.

Для остальной части сердечника а=0,047.

В случае, когда навивка спиральной напряженной арматуры начинается на расстоянии U от втулочного торца трубы (при наличии необжатого втулочного участка), коэффициент а принимают по графику, приведенному на рис. 5.

Для виброгидропрессованных труб коэффициент а принимают по рис. 4 в зависимости от длины втулочного конца, выполненного в неразъемном кольце формы.

5.13.    Величину эквивалентного равномерно распределенного давления от спиральной арматуры в трубах, изготовляемых по трехступенчатой технологии следует определять по формуле

(26)

Fn0 — п аб — 300)

FB(Oo — no6 — 0,5ffi — <rg )


(27)


Ра =


в виброгидропрессованных трубах по формуле

В формулах (26) и (27) обозначено:

Fн — то же, что в п. 4.2;

0б; а0; п — то же, что в п. 4.3;

—    потери предварительного напряжения в спиральной арматуре от смятия бетона под витками 300 кгс/см2;

0i — потери от релаксации напряжений в спиральной арматуре, кгс/см2;

—    напряжение в витках спиральной арматуры, расположенной на втулочном конце трубы, кгс/см2, которое принимается в зависимости от опрессовочного давления для труб 0 900 мм, равным 2500 и свыше —3000 кгс/см2

При напряжений спиральной арматуры электротермомеханиче-ским способом эквивалентное равномерно распределенное давление ра определяется из условия полного учета напряжений, вызванных механическим натяжением арматуры и 60% напряжений, возникающих за счет электронагрева, поскольку при навивке имеет место медленное остывание проволоки.

5.14. Рекомендуется в виброгидропрессованных трубах количество продольной предварительно напряженной арматуры определять по формуле

ав.к-Рб.к    /ллч

т= п    с    •    .    (28)

0,о5(У оп*/аП

где Об.к — напряжение бетона в кольцевом сечении трубы после передачи усилий от спиральной арматуры, кгс/см2, определяемое по формуле

<yd к==0,2<гб—*н;    (29)

Об — установившееся напряжение в бетоне продольного сечения трубы, кгс/см2;

Яр —то же, что в п. 5.9.

Примечание. Во всех случаях Об.к в виброгидр спрессованных трубах должно быть не менее 16 кгс/см2.

6. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУИРОВАНИЮ ТРУБ

Общие положения

6.1.    При проектировании железобетонных напорных труб следует принимать оптимальные размеры толщины стенки, исходя из рэкета на трещиностойкость, условия обеспечения требуемой водонепроницаемости бетона и учета технологии изготовления труб.

6.2.    Применительно к технологии изготовления труб следует предусматривать наиболее эффективные виды арматурной стали и повышенные характеристики бетона по водонепроницаемости, прочности на сжатие и растяжение.

Армирование труб

6.3.    Железобетонные напорные трубы без стального цилиндра внутри стенки предусматриваются с предварительно-напряженным армированием в продольном и поперечном направлениях.

6.4.    Ненапрягаемая продольная арматура в виде отдельных стержней или каркасов допускается в особых случаях, когда это экономически «оправдано по технологическим соображениям изготовления труб.

6.5.    Спиральную предварительно-напряженную арматуру следует располагать ближе к наружной поверхности трубы с условием обеспечения толщины защитного слоя бетона согласно требованиям п. 6.19 настоящего Руководства.

6.6.    Продольную предварительно-напряженную арматуру рекомендуется располагать в середине высоты (толщины) стенки трубы.

Примечание. В виброгидропрессованных трубах продольную предварительно-напряженную арматуру следует располагать внутри арматурного спирального каркаса, поскольку продольная арматура

19

УДК 691.328.2:666.982—462


Рекомендовано к изданию секцией теории железобетона научно-технического совета.

Руководство по расчету и проектированию железобетонных напорных предварительно-напряженных труб. М., Стройиздат, 1977 38 с. (Науч.-исслед. ин-т бетона и железобетона Госстроя СССР НИИЖБ).

Руководство содержит основные положения по расчету и конструированию железобетонных напорных предварительно-напряженных труб, изготовляемых как способом виброгидропрессования, так и по трехступенчатой технологии.

В Руководстве приведены требования к основным материалам для изготовления железобетонных напорных труб, даны расчетные формулы по определению трещиностойкости труб в условиях их изготовления и эксплуатации.

Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных, производственных и строительных организаций.


30213 717

Р-Инструкт.-нормат.,    И    вып.    —    62—77


047(01 )-77


© Стройиздат, 1977


в этих трубах должна фиксировать в проектном положении арматурный каркас, образуемый спиральными витками и разделительными полосами.

6.7. В виброгидропресеованных трубах для фиксирования положения витков спиральной арматуры применяют разделительные полосы (рис. 6), изготовляемые из тонкой стальной полосы (ГОСТ 503—71*) размером 20X0,5 мм или 30X0,7 мм.

по 2 -г

Рис. 6. Разделительная полоса для арматурных каркасов виброгидропрессо-

ванных труб (размеры в мм) а — с одним язычком; б — с двумя язычками; с —высота выштамповаиного язычка; и — длина язычка; 5 — шаг я:*ычкоь (соответствует шагу витков спиральной напрягаемой арматуры)

6.8. Шаг (расстояние в осях) предварительно-напряженной спиральной арматуры в железобетонных напорных трубах устанавливается расчетом.

Минимальный шаг навивки принимается для труб, изготовляемых по трехступенчатой технологии, 2d; для труб, изготавливаемых способом виброгидропрессования, 10+d; для труб со стальным цилиндром, 15 мм.

Максимальный шаг навивки должен быть: для труб, изготовляемых по трехступенчатой технологии, 10 d; для труб, изготовляемых способом виброгидропрессовання, 0,6 (/г—а); для труб со стальным цилиндром, 50 мм; (d— диаметр арматурной проволоки, мм; h — толщина стенки трубы, мм; а — толщина защитного слоя бетона, мм).

20

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Руководство составлено в развитие главы СНиП И-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции»,

В Руководстве приведены рекомендации по расчету и конструированию железобетонных напорных предварительно-напряженных труб, по выбору материалов для их изготовления способом виброгидропрессования, а также по трехступенчатой технологии.

В Руководстве приведены рекомендации по проверке напряжений, возникающих в стенках виброгидропрессованных труб в момент передачи давлений от спиральной арматуры на бетон.

В Руководстве по-новому решено назначение армирования кольцевых сечений труб в зависимости от расположения начала навивки спиральной арматуры.

Основные расчетные положения Руководства учитывают требования новейших нормативов на проектирование железобетонных конструкций и результаты экспериментально-теоретических исследований труб, проведенных как в НИИЖБ, так и в других научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях.

Руководство разработано НИИ бетона и железобетона Госстроя СССР (канд. техн. наук А. Н. Полов, инж. А. Е. Шмуршв) при участии ИСиА Госстроя БССР (канд. техн. наук А. А. Чече, С. И. Корзун), предложивших для расчета кольцевого сечения труб формулы (22)—(25).

Все замечания и пожелания по содержанию настоящего Руководства просим направлять в НИИЖБ по адресу: Москва, 109389, 2-я Институтская ул., дом б.

Дирекция НИИЖБ

1*<0,25> Зак. 436

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Руководство составлено в развитие главы СНиП И-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции» и распространяется на проектирование железобетонных предварительно-напряженных труб, предназначенных для транспортирования жидкостей под давлением.



1.2.    Настоящее Руководство предусматривает проектирование труб кольцевого поперечного сечения, изготовляемых способом виб-рогидропрессования или по трехступенчатой технологии, которые могут быть как со стальным цилиндром в стенке сердечника, так и без него (рис. 1).

Рис. I. Железобетонные предварительно-напряженные напорные трубы а — изготовляемые способом виброгид-ропрессоваиия; б — изготовляемые по трехступенчатой технологии без стального цилиндра в сердечнике; в — то же, со стальным цилиндром в сердечнике; 1 — бетон защитного слоя трубы;

2    —продольная напрягаемая арматура;

3    — спиральная напрягаемая арматура;

4    — разделительные стальные полосы;

5    — железобетонный сердечник трубы;

6 — стальной цилиндр

1.3. При проектировании железобетонных напорных труб надлежит руководствоваться общими требованиями глав СНиП II-АЛ0-71 «Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования», СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия» и указаниям настоящего Руководства.

Примечание. При проектировании труб, предназначенных для строительства трубопроводов, транспортирующих жидкости, агрессивные по отношению к бетону, или прокладываемых в районах с сейсмичностью свыше б баллов, а также в просадочных или вечно- 1

мерзлых грунтах, помимо требований настоящего Руководства должны выполняться указания, содержащиеся в нормативных документах по сооружению трубопроводов, в условиях, перечисленных выше.

1.4. В рабочих чертежах на железобетонные напорные трубы должны указываться:

размеры труб и деталей раструбного и втулочного концов; расчетное внутреннее гидравлическое давление и условия укладки, на которые запроектированы трубы; технология изготовления труб;

проектная марка бетона по прочности на сжатие и растяжение; прочность бетона трубы при передаче усилий от арматуры на бетон (при изготовлении виброгидропреосованных труб) или сердечника при навивке на него напрягаемой спиральной арматуры;

проектная марка бетона защитного слоя для труб, изготовляемых по грехступенчатой технологии;

вид, класс, марка и диаметр арматурной проволоки, марка и размеры сечения стального проката, применяемого для закладных деталей труб, листовой стали, используемой для труб, изготовляемых со стальным цилиндром, а также резиновых колец, применяемых для стыковых соединений труб;

схема и порядок испытания труб или образцов труб на заводе-изготовителе внутренним гидростатическим давлением или внешней линейной нагрузкой, приложенной вдоль трех образующих цилиндра, если это испытание предусматривается соответствующим стандартом или рабочими чертежами на трубы;

величины расчетного предельного внутреннего гидростатического давления (р?) или приведенной внешней трехлинейнЬй нагрузки (Рт) , при превышении которых образуются трещины в стенках труб; величина внутреннего гидростатического давления (ри), при котором проверяется водонепроницаемость бетона труб;

величина предварительного напряжения продольной и спиральной арматуры;

величины опрессовочного давления (рш) труб, изготовляемых способом -виброгидропрессования. Для труб, изготовляемых по трехступенчатой технологии, указываются усилия натяжения спиральной арматуры и величины контролируемых удлинений продольных стержней;

детали анкеровки напрягаемой арматуры и закладных частей; детали стыкового соединения труб, включая герметизацию его резиновыми кольцами или другими проверенными способами;

мероприятия по защите бетона, а также арматуры и закладных деталей от коррозии для труб, предназначаемых для транспортирования жидкостей, агрессивных по отношению к бетону, или прокладываемых на территориях с агрессивными грунтовыми водами.

трубы должны изготовляться из бетона проектной марки не ниже 500.

Примечание. Для труб, имеющих в стенках стальные цилиндры, разрешается применение бетона проектной марки не ниже 300.

2.4.    Для защитного слоя спиральной напрягаемой арматуры труб, изготовляемых по трехступенчатой технологии, должен предусматриваться цементно-песчаный раствор или мелкозернистый бетон проектной марки по прочности на сжатие не ниже 300.

2.5.    Материалы для образования антикоррозионной защиты на трубах, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, должны назначаться согласно СНиП II-28-73 «Защита строительных конструкций от коррозии».

2.6.    Для армирования железобетонных напорных труб применяется арматура следующих видов;

для напрягаемой арматуры;

высокопрочная арматурная проволока гладкая класса В-П (ГОСТ 7348-63) и периодического профиля класса Вр-Н (ГОСТ 8480— 63) диаметром от 3 до 8 мм;

арматурные канаты трехпроволочные (ТУ 14-4-186-72) диаметром проволоки 1,2—1,6 мм и семипроволочные класса К-7 (ГОСТ 13840-68*) диаметром проволоки от 1,5 до 3 мм;

стержневая термически упрочненная периодического профиля арматурная сталь классов Ат-V и Ат-VI (ГОСТ 10884-71) диаметром от 6 до Ю мм;

для ненапрягаемой арматуры сердечников труб применяется обыкновенная арматурная проволока классов В-I (ГОСТ 6727-53*) и Вр-I диаметром 3—5 мм и горячекатаная арматурная сталь класса A-III диаметром 6—Ш мм.

2.7.    Стальные цилиндры для труб в зависимости от их диаметра должны изготовляться из тонколистовой стали марки СтЗ, отвечающей требованиям ГОСТ 380-71* «Сталь углеродистая обыкновенного качества».

Концевые обечайки труб изготовляют из полосовой стали толщиной 4—'6 мм, поставляемой по ГОСТ 1050-74 «Сталь углеродистая, качественная, конструкционная», или ГОСТ 1530-66 «Сталь полосовая углеродистая качественная конструкционная горячекатаная в рулонах».

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1.    Железобетонные напорные трубы рассчитывают по предельным состояниям как цилиндрические, замкнутые толстостенные оболочки. Расчет труб производят на нагрузки, возникающие как в процессе изготовления и транспортирования труб, так и в условиях монтажа, испытаний и эксплуатации труб в трубопроводах.

3.2.    Нагрузки, приходящиеся на железобетонные напорные предварительно-напряженные трубы и сооружаемые из них подземные трубопроводы, разделяются на постоянные, временные (кратковременного и длительного действия) и особые.

3.3.    К постоянным нагрузкам относятся:

а)    собственная масса трубы;

б)    вертикальное и горизонтальное давление грунта;

в)    воздействия, вызываемые предварительным напряжением арматуры; 2

г) усилия, передающиеся на раструб трубы от резинового уплотнительного кольца.

3.4.    К временным длительно действующим нагрузкам относятся:

а)    расчетное внутреннее гидростатическое давление жидкости.

Примечание. Величину расчетного внутреннего давления

жидкости надлежит принимать в соответствии с результатами гидравлических расчетов трубопровода и указаний СНиП П-31-74 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»;

б)    масса транспортируемой жидкости;

в)    давление, передающееся через грун'т от временных длительно действующих на поверхности земли нагрузок или от подвижного транспорта в местах, предназначенных для проезда;

г)    температурные воздействия, возникающие в результате проявления разности температур транспортируемой по трубопроводу жидкости и окружающей его среды;

д)    давление грунтовой воды при переменном ее горизонте.

3.5.    К кратковременным нагрузкам относятся:

а)    гидродинамическое давление жидкости (гидравлический удар) в трубопроводах, в которых не предусматривается установка проти-воударной аппаратуры;

б)    воздействия от подвижных нагрузок в местах, не предназначенных для постоянного проезда;

в)    воздействия, возникающие в процессе изготовления и транспортирования труб:

усилия, возникающие в стенке трубы, изготовляемой способом виброгидропрессования, в момент передачи давления от спиральной и продольной арматуры на бетон;

усилия, возникающие в сердечнике трубы, изготовляемой по трехступенчатой технологии, в процессе обвивки его спиральной предварительно-напряженной арматурой;

усилия от собственной массы трубы при ее транспортировке

3.6.    К особым нагрузкам на трубопроводы относят: воздействия, возникающие в случаях прокладки труб в вечномерзлых, про-садочных и набухающих грунтах, на подрабатываемых и оползневых территориях и в районах с сейсмичностью более 6 баллов.

3.7.    Определение величины нагрузок, приходящихся на трубы, производится в соответствии с главой СНиП 11-6-74 и «Инструкции по определению нагрузок на подземные трубопроводы».

При расчете труб должны приниматься расчетные нагрузки, получаемые путем умножения нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузки, величины которых приведены в Инструкции.

3.8.    Трубы должны рассчитываться на наиболее невыгодные, но возможные сочетания нагрузок и воздействий, которые определяют с учетом глав СНиП П-А. 10-71 и 11-6-74.

3.9.    В трубах рассчитывают наиболее напряженные продольные (меридиональные) и поперечные (кольцевые) сечения (рис. (2).

При расчете продольного сечения должна быть рассмотрена как цилиндрическая, так и раструбная части трубы.

П римечание. При расчете раструбной части трубы дополнительно учитывают давление, обусловленное обжатием резинового уплотнительного кольца в стыке.

7

Расчет раструба от давления резинового уплотнительного кольца возможно производить как статически неопределимую замкнутую круговую оболочку переменного сечения.

2* Зак. 436

При отсутствии опытных данных, определяющих максимальный отпор резинового кольца, допускается расчет раструбной части трубы производить на дополнительное действие эквивалентного внутреннего давления 3 ат/см длины периметра окружности резинового уплотнительного кольца.

ЗЛО. Продольные сечения труб (рис. 2) (АБВГ) рассчитывают на образование трещин как конструкцию 1-й категории трещи -ностойкости, к которой предъявляют требование недопущения образования трещин и на прочность, на воздействие окружного изгибающего момента (Mi) и продольной силы (ЛГР), в соответствии с требованиями пп. 5.3 и 5.4 настоящего Руководства.

Рис. 2. Расчетная схема продольного и поперечного сечений железобетонной напорной предварительно-напряженной трубы

АБВГ — продольное сечение трубы; ЛГДС — поперечное сечение трубы; Fп. /'к— площадь продольного и поперечного (кольцевого) сечений стенки трубы; Wpl Mi — нормальные силы и изгибающие моменты, действующие в продольном сечении; Л^пр;^пр — то же, действующие в поперечном (кольцевом) сечении; fH ^*нп — площадь напрягаемой спиральной и продольной арматуры; h — толщина стенки трубы; г — средний радиус трубы

Примечание. Толщины стенок железобетонных напорных труб рекомендуется назначать исходя из условия обеспечения требуемой трещш$остойкости, прочности, водонепроницаемости стенок труб с учетом воздействий, испытываемых стенками труб как в процессе их изготовления, так и эксплуатации,

3.11. Трубы со стальным цилиндром с учетом воздействия кратковременной нагрузки (гидравлического удара) допускается рассчитывать как железобетонные конструкции 2-й категории трещино-стойкости с кратковременным раскрытием трещин шириной до 0,1 мм при условии обеспечения их последующего надежного закрытия.

4. ВЕЛИЧИНЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЙ

В АРМАТУРЕ

4.1. Величины предварительного напряжения в арматуре, кгс/см2, без учета потерь, соответствующие нулевым напряжениям в бетоне, должны приниматься, не более:

для спиральной проволочной арматуры

0„<O,75tf«;    (1)

для продольной проволочной арматуры

(То <0,65/?^;    (2)

для продольной стержневой арматуры

0,9/5,    (2')

где Я “ — нормативное сопротивление арматуры, кгс/см2, принимаемое по главе СИиП Н-21-75 в зависимости от диаметра арматуры и класса арматурной стали.

Рис. 3. Схема осуществления предварительного напряжения спиральной арматуры в трубах, изготовляемых способом виброгидропрессования a — состояние после предварительного напряжения; б — то же, до предварительного напряжения; 1 — полый цилиндр сердечника; 2 — дырчатый цилиндр сердечника;

3 — резиновый чехол; 4 — проклейка лентой шва обечаек наружной формы; 5— стержни продольной арматуры; 6 — виток спиральной арматуры; 7 — свежеуло-женный отвибрированный бетой; 8 — наружная форма;

9 — стяжные болты с тарированными пружинами; 10 — ребро жесткости наружной формы; 11 — вода под давлением (опрессовочным); А — контролируемая величина раздвижки наружной формы

вания (рис. 3), определяют по формуле

' л п (Рм Рп) Га

О0 — 0,9 Шт

4.2. Величину предварительного напряжения спиральной напрягаемой арматуры труб, изготовляемых способом виброгидропресео-

(3)

где о'О—величина напряжения в спиральной арматуре, определенная с учетом половинной величины потерь от релаксации стали;

рш — олреосовочное давление воды под резиновым чехлом внутренней формы, кгс/см2; рп — потери опрессовочного давления, кгс/см2; га — радиус окружности, по которой располагается центр тяжести спиральной арматуры, см;

Fн — площадь сечения спиральной напрягаемой арматуры, см* на 1 см длины трубы; тт — коэффициент точности натяжения спиральной арматуры.

9

5

1

2