[knmdk]

Уважаемые специалисты, прошу оценить корректность подхода в методике расчёта на прочность и воздействия отдельностоящей скользящей (подвижной) опоры из стальной трубы для надземного газопровода (давлением до 1,2 МПа включительно) с фундаментом стойки из буронабивной сваи. Работа проведена на добровольных началах по мотивам этого сообщения с целью проверки решений ушедшего поколения специалистов и расширения кругозора. Критика приветствуется.

[YuraSiro]

Нормально все. А последняя строчка сего труда это прикол такой?

[ник25]

Неплохо Алексей Борисович посчитал

[RrRR]

На странице 3 у вас N сумма горизонтальных и вертикальных сил?
И вы на эту нагрузку N проверяете стойку на центральное сжатие?
у вас там ограмный перерасход металла, кстати ...
И про сплошное сечение А и не сплошное Ас не понял

[мозголом из Самары]

Бегло пролистал. и сразу бросилось в глаза
1. Гибкость 108 трубы ( обычно на 5 м ставили 219 трубу)
2. Опрокидывание фундамента посчитано не "через ту точку"
3. Если будит пучинистые грунты, то все ваши опоры выдернет
C Миллером конечно прикольно

[Alexmf]

Гибкость стойки 270

[мозголом из Самары]

Ну там можно подшаманить с мю оно не всегда 2, если учитывать собственный вес трубы

[Alexmf]

Сообщение от мозголом из Самары Ну там можно подшаманить с мю оно не всегда 2, если учитывать собственный вес трубы

В плоскости трубы (плоскость, перпендикулярная оси трубы газопровода) Мю будет 2 и тут не с чем шаманить. Ну а в плоскости параллельной оси газопровода - может быть и можно по шаманить, но я бы не стал.

[Dakar]

Alexmf, не согласен. Мю от 1.12 до 2 (плоскость, перпендикулярная оси трубы газопровода). В этих пределах и предлагается шаманить.

[Alexmf]

Сообщение от Dakar Мю от 1.12 до 2

Серьезная разбежка. А где такие рамки прописаны? И как учитывать, когда 1,12 и когда 2...

[Dakar]

В учебниках по устойчивости стержневых систем, а граничные случаи в табл. 30 СП 16.13330 и табл. 71,а СНиП II-23-81.
Учитывается величина коэф. расч. длины консольной стойки в зависимости от распределения действующих на стойку нагрузок. Так для равномерно нагруженной по длине стойки будет 1,12, а для загруженной ТОЛЬКО на верхнем конце - 2. Соответственно, если вес стойки соизмерим в весом нагружающим стойку(газопровод со снегом и льдом), то коэф. будет менее 2. Вот только точно считать обычно лень или некогда, поэтому принимают 2 про запас. Но маневр для шаманства остается.

[RrRR]

Хорошо, а на изгиб эту стойку считать надо?

[Dakar]

Ну ветер и трение трубы на стойку действуют. Значит и считать на эти воздействия надо.

[RrRR]

и я так думаю, в расчете этого не увидел

[Alexmf]

Сообщение от Dakar Ну ветер и трение трубы на стойку действуют. Значит и считать на эти воздействия надо.

Не плохо бы проверить. Но из практики, при такой высоте стойки и вертикальной нагрузке первым делом подобрал бы по гибкости. Я думаю здесь это решающий фактор.

[SergeyKonstr]

Расчет с учетом фундамента

Сообщение от knmdk из буронабивной сваи.

а это, скорее всего столб с альфа*L менее 2,5
ну просто шедевр.

[igr]

А где горизонтальные силы на опоры от температурного перепада? На сколько провиснет труба на пролете 10 м?

[RrRR]

Сообщение от igr А где горизонтальные силы на опоры от температурного перепада? На сколько провиснет труба на пролете 10 м?

я так понял опора скользящая, автор берет трение сталь по стали

[100рож]

Сообщение от Dakar В учебниках по устойчивости стержневых систем, а граничные случаи в табл. 30 СП 16.13330 и табл. 71,а СНиП II-23-81. Учитывается величина коэф. расч. длины консольной стойки в зависимости от распределения действующих на стойку нагрузок. Так для равномерно нагруженной по длине стойки будет 1,12, а для загруженной ТОЛЬКО на верхнем конце - 2. Соответственно, если вес стойки соизмерим в весом нагружающим стойку(газопровод со снегом и льдом), то коэф. будет менее 2. Вот только точно считать обычно лень или некогда, поэтому принимают 2 про запас. Но маневр для шаманства остается.

Пробовал такие рассуждения (вполне логичные, на мой взгляд) защищать в госэкспертизе Самары - не прокатило. Эксперт понимает 1,12 и 2 не как граничные значения, а как обязательные. Дословно: "1,12 - это для ненагруженных стоек, типа молниеотводов, стоек воздушников дренажек и т.д.".
По поводу самого расчета. Не учтена предельная гибкость (150), неверно посчитана вертикальная нагрузка (почему-то вычислена как сумма вертикальных и горизонтальных). Не увидел (может быть, проглядел), расчета по деформациям газовой трубы, 10,5 м для трубы 108х3,5, кажется, многовато. Повиснет как макаронина и будет собирать конденсат в местах провиса. По справочнику Николаева (для теплосетей) для сотки пролет не более 5 м.
Насчет расчета на опрокидывание есть сомнения. Я бы не стал так считать. Обычно считаю такой фундамент как сваю на горизонтальную нагрузку по прил. В СП 24.13330.2011, принимая предельное горизонтальное перемещение 1-2 см (нормируемого значения в НД не нашел). Экспертизу устраивает.
От морозного пучения спасут 2 слоя рулонной гидроизоляции, к расчету это не относится.

[knmdk]

Господа, благодарю всех за уделенное время! I have no idea what I'm doing, поэтому не обессутьте. Исходный файл немного поправил (нашлась ошибка в вычислении тау_n для фундамента, не был произведен перевод в радианы). По порядку.

Сообщение от YuraSiro А последняя строчка сего труда это прикол такой?

Время покажет!

Сообщение от RrRR На странице 3 у вас N сумма горизонтальных и вертикальных сил? И вы на эту нагрузку N проверяете стойку на центральное сжатие? у вас там ограмный перерасход металла, кстати ... И про сплошное сечение А и не сплошное Ас не понял

Про нагрузку N – да, на нее, при этом я не уверен в корректности. Сделано по аналогии с п. 7.1.5 СП 16.13330 в этой части:
При отсутствии планок или решеток такие элементы, помимо расчета по формуле (7) в главных плоскостях х-х и у-у, следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле (...)
Про сечения – в п. 7.2.1 СП 16.13330 сказано:
Расчет на прочность элементов сквозного сечения при центральном растяжении и сжатии следует выполнять по формуле (5), где Ап - площадь сечения нетто всего стержня.
Вы намекаете на то, что корректнее отдельно проверять по каждой плоскости отдельно? Но ведь силы будут слабее, могли бы вы ткнуть носом, где прочитать?

Сообщение от мозголом из Самары Бегло пролистал. и сразу бросилось в глаза 1. Гибкость 108 трубы ( обычно на 5 м ставили 219 трубу) 2. Опрокидывание фундамента посчитано не "через ту точку" 3. Если будит пучинистые грунты, то все ваши опоры выдернет C Миллером конечно прикольно

Про 1: действительно, многие применяют для высоких опор толстенные стойки. Но как следует из расчёта (в текущем его виде), стойка играет второстепенную роль – фундамент важнее. Далее, есть такая „газовая“ Серия 5.905-18.05, в которой для опор высотой выше 5 м положено применять стойку из трубы Ду150 вне зависимости от диаметра газопровода (до Ду350) с учетом приведенных в Серии рекомендуемых пролётов (они рекомендуются короче, чем расчитанные по условию статистической прочности из СП 42-102-2004). Всё это намекает на то, что не обязательно закладывть Ду200 или Ду150 просто исходя из высоты опоры. И работа призвана подкрепить расчётом это положение.
Про 2: можно учточнить – через какую тогда? В СП 35.13330 не нарисовано, поэтому скорее фантазировал. Точка опрокидывани внизу фундамента?
Про 3: согласен, необходимо было уточнить, что настоящий расчёт – для ненабухающих, непросадочных и непучинистых грунтов (эту тему по мере необходимости затрону в будущем).

Сообщение от Alexmf Гибкость стойки 270

Расчётную длину (lp=10 м при mu=2) стойки делил на радиус инерции сечения. Коэффициент mu определил из условий закрепления (4-й случай – верхушка не закреплена). Где ошибка?

Сообщение от Dakar В учебниках по устойчивости стержневых систем, а граничные случаи в табл. 30 СП 16.13330 и табл. 71,а СНиП II-23-81. Учитывается величина коэф. расч. длины консольной стойки в зависимости от распределения действующих на стойку нагрузок. Так для равномерно нагруженной по длине стойки будет 1,12, а для загруженной ТОЛЬКО на верхнем конце - 2. Соответственно, если вес стойки соизмерим в весом нагружающим стойку(газопровод со снегом и льдом), то коэф. будет менее 2. Вот только точно считать обычно лень или некогда, поэтому принимают 2 про запас. Но маневр для шаманства остается.

Благодарю за пояснение. Я правильно понимаю, что „шаманство“ вокруг mu требуется для расчета минимально допустимого диаметра стойки, а при mu=2 будет некий запас? Или речь про что-то другое.

Сообщение от RrRR Хорошо, а на изгиб эту стойку считать надо?

Сообщение от Dakar Ну ветер и трение трубы на стойку действуют. Значит и считать на эти воздействия надо.

Сообщение от RrRR и я так думаю, в расчете этого не увидел

Действительно, этого нет. Если я верно понял, что для этого необходимо производить расчёт по разделу 8 СП 16.13330, то предпочёл бы избежать без крайней необходимости.

Сообщение от Alexmf Не плохо бы проверить. Но из практики, при такой высоте стойки и вертикальной нагрузке первым делом подобрал бы по гибкости. Я думаю здесь это решающий фактор.

На всякий случай уточню: возможно, есть какая-то формула для определения условия необходимости расчета на изгиб?

Сообщение от SergeyKonstr Расчет с учетом фундамента а это, скорее всего столб с альфа*L менее 2,5 ну просто шедевр.

Действительно, ничего там не предусмотрено внутри, кроме бетона. В силу специфичности для меня этого вопроса, выбрал наиболее респектабельное название. Корректнее называть столбом или не принципиально? Влечет ли это за собой необходимость расчёта фунамента по иной методике?

Сообщение от 100рож Пробовал такие рассуждения (вполне логичные, на мой взгляд) защищать в госэкспертизе Самары - не прокатило. Эксперт понимает 1,12 и 2 не как граничные значения, а как обязательные. Дословно: "1,12 - это для ненагруженных стоек, типа молниеотводов, стоек воздушников дренажек и т.д.". По поводу самого расчета. Не учтена предельная гибкость (150), неверно посчитана вертикальная нагрузка (почему-то вычислена как сумма вертикальных и горизонтальных). Не увидел (может быть, проглядел), расчета по деформациям газовой трубы, 10,5 м для трубы 108х3,5, кажется, многовато. Повиснет как макаронина и будет собирать конденсат в местах провиса. По справочнику Николаева (для теплосетей) для сотки пролет не более 5 м. Насчет расчета на опрокидывание есть сомнения. Я бы не стал так считать. Обычно считаю такой фундамент как сваю на горизонтальную нагрузку по прил. В СП 24.13330.2011, принимая предельное горизонтальное перемещение 1-2 см (нормируемого значения в НД не нашел). Экспертизу устраивает. От морозного пучения спасут 2 слоя рулонной гидроизоляции, к расчету это не относится.

Про пределюную гибкость можно поподробнее – где посмотреть? Про ошибку с вертикальной нагрузкой – как предалагете считать? Я хоть и критически отношусь к формулам СП 42-102-2004, но здесь явно лучше принять большую нагрузку, чем меньшую (да и СП так говорит). Про деофрмацию: газ в распределительные газопроводы по умолчаюи поступает с ГРС осушенный, поэтому расчет на длину среднего пролёта при условии образования конденсата не проводился. Здесь, если не лень, у меня возник вопрос отстраненный. Взгляните, пожалуйста, на формулу п. 5.99 СП 42-102-2004 – выглядит ли она для вас, как тепловика, знакомой и корректной? Это как раз формула для случая с конденсатом в газопроводе, и по ней (из условия образования конденсата) пролёты действительно получаются очень короткие (2 м для Ду100). Насколько это корректно? Ведь если взять плотность транспортируемой среды, равной плотности воды, то расчёт из условия статистической прочности выполняется и при пролёте в те же 10,5 м. Где собака зарыта? За ссылку на СП 24.13330 спасибо, ознакомлюсь для общего развития. Но повторюсь, идея не в удовлетворении абстрактной экспертизы, а в проверке корректности решений (ну и оптимизации при явных неувязках и космических запасах прочности).

Сообщение от igr А где горизонтальные силы на опоры от температурного перепада? На сколько провиснет труба на пролете 10 м?

Как заметил уважаемый RrRR, надеюсь обойтись без этого в случае подвижной опоры. При понимании более простого случая, перейду к более комплексному – неподвижной опоре. Но во всем должна быть последовательность.

[igr]

Не нашел в расчете горизонтальной нагрузки, И прогибов трубы нету на пролете 10 м. По прочности она пройдет но провиснет "до земли". И определяющей нагрузкой для расчета опоры будет горизонтальная.

[SergeyKonstr]

Сообщение от knmdk Корректнее называть столбом или не принципиально?

Не принципиально.

Сообщение от knmdk Влечет ли это за собой необходимость расчёта фунамента по иной методике?

Да.

[мозголом из Самары]

Я пользуюсь методикой расчета опор ВЛ ( столбы вкопанные) есть в пособии к старому СНиПу

[100рож]

Сообщение от knmdk Про пределюную гибкость можно поподробнее – где посмотреть? Про ошибку с вертикальной нагрузкой – как предалагете считать? Я хоть и критически отношусь к формулам СП 42-102-2004, но здесь явно лучше принять большую нагрузку, чем меньшую (да и СП так говорит). Про деофрмацию: газ в распределительные газопроводы по умолчаюи поступает с ГРС осушенный, поэтому расчет на длину среднего пролёта при условии образования конденсата не проводился. Здесь, если не лень, у меня возник вопрос отстраненный. Взгляните, пожалуйста, на формулу п. 5.99 СП 42-102-2004 – выглядит ли она для вас, как тепловика, знакомой и корректной?

1. Предельная гибкость - п. 10.4.1 СП 16.13330.2011. Табл. 32, п. 4. Вы будете возражать, что опора не является колонной. Дело ваше. Лично я бы не хотел находиться в сильный ветер рядом с газопроводом, проложенным на 5-метровых стойках из 108-й трубы...
2. Вертикальная нагрузка действует вдоль оси опоры, горизонтальные - перпендикулярно ей. Вертикальная вызывает сжатие. Горизонтальные - момент и поперечную силу. Нельзя просто так взять и сложить нагрузки, действующие в разных направлениях. Их действие нужно рассматривать совместно, по п. 9.2.2 СП 16.13330.2011.
3. Я не тепловик, я конструктор ))) Поэтому не буду смотреть на формулу, уж увольте ))) Навскидку не вспомню, где искать ограничение прогиба для газопроводов, может, его и нет вовсе...

[knmdk]

Сообщение от igr Не нашел в расчете горизонтальной нагрузки, И прогибов трубы нету на пролете 10 м. По прочности она пройдет но провиснет "до земли". И определяющей нагрузкой для расчета опоры будет горизонтальная.

Это не считалось отдельно, т.к. принял методику определения пролёта из условия статистической прочности из СП 42-102-2004. Насколько я понимаю, она должна учитывать отсутствие прогиба в каких-то рамках (например, 2,5-5 см). Эту формулу в другой НТД не встречал. Обратную проверку отбросил (решил, что она будет вокруг условия R=min{Ryn/2,6;Run/1,5}). Неверный ход мысли?

Сообщение от SergeyKonstr Не принципиально.

Ознакомился со вложением. Очень похоже на то, что изложено в Приложении В СП 24.13330, упомянутом уважаемым 100рож.

Сообщение от мозголом из Самары Я пользуюсь методикой расчета опор ВЛ ( столбы вкопанные) есть в пособии к старому СНиПу

Речь про Раздел 11 „Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)“?

Сообщение от 100рож Предельная гибкость - п. 10.4.1 СП 16.13330.2011. Табл. 32, п. 4. Вы будете возражать, что опора не является колонной. Дело ваше. Лично я бы не хотел находиться в сильный ветер рядом с газопроводом, проложенным на 5-метровых стойках из 108-й трубы... Вертикальная нагрузка действует вдоль оси опоры, горизонтальные - перпендикулярно ей. Вертикальная вызывает сжатие. Горизонтальные - момент и поперечную силу. Нельзя просто так взять и сложить нагрузки, действующие в разных направлениях. Их действие нужно рассматривать совместно, по п. 9.2.2 СП 16.13330.2011. Я не тепловик, я конструктор ))) Поэтому не буду смотреть на формулу, уж увольте ))) Навскидку не вспомню, где искать ограничение прогиба для газопроводов, может, его и нет вовсе...

Я здесь не чтобы возражать по каждому поводу. Криминального в том, чтобы лишний раз проверить, не вижу – по предельной гибкости действительно проходит только стойка из ~Ду200 (значение <150 по п. 7 таблицы 32 СП 16.13330?). Насколько это критичный параметр, раз на него указал и Alexmf (я не понял ранее, что имелось ввиду)? 150 весьма жесткий критерий: уже при высоте стойки в 3 м стойка из Ду100 не вписывается. А это полная ерунда, в жизни не так. Отмечу, что видел газопровод из Ду50 со стойками из Ду50 высотой 5 м в поле с нарушением принципов расстановки опор (шаг равный и отсутствие компенсаторов), так вот он действительно раскачивался при сильном ветре, но не падал (дождался, когда исправили ошибку горе-монтажники).
За толкование во втором абзаце спасибо, изучу указанный пункт СП 16.13330.
По третьем абзацу – не смею настаивать, мне и самому эти формулы во снах приходят.

[SergeyKonstr]

Сообщение от knmdk Очень похоже на то, что изложено в Приложении В СП 24.13330

Похоже, за исключением того, что при < 2,5 нельзя понижать К.
А можно рассчитать при < 2,5 и по другой методе, и не нужно будет увеличивать длину сваи (столба).

[Alexmf]

Сообщение от knmdk Расчётную длину (lp=10 м при mu=2) стойки делил на радиус инерции сечения. Коэффициент mu определил из условий закрепления (4-й случай – верхушка не закреплена). Где ошибка?

При вышеописанном Вами гибкость стойки получается 270, а предельно допустимая 150 (по новому СП - 180). Если даже принять тот случай, когда Мю будет 1,12, гибкость стойки получается 151. Увы, не вписываемся в предел. Серия, на которую вы ссылаетесь - это конечно хорошо. Но не плохо бы и проверять своими расчетами.

[igr]

Конечно не верный. Согласно п 8.33 МАГИСТРАЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ длина пролета определяется не только прочностью но и аэродинамической устойчивостью. Принятая конструкция будет вибрировать от ветра

[knmdk]

Сообщение от Alexmf При вышеописанном Вами гибкость стойки получается 270, а предельно допустимая 150 (по новому СП - 180). Если даже принять тот случай, когда Мю будет 1,12, гибкость стойки получается 151. Увы, не вписываемся в предел. Серия, на которую вы ссылаетесь - это конечно хорошо. Но не плохо бы и проверять своими расчетами.

Вижу, выше написал по этому же моменту ответ для 100рож. Вот http://10 лет назад коллеги обсуждал...этого критерия, там много и не все ясно. Какие сегодня веяния для моей элементарной конструкции: строго следовать таблице 32 (пункт для 180 затрудняюсь определить – подскажите) и ограничивать условие гибкости 180-ю? Или же это для моей конструкции не самый вашный критерий и можно превысить?

Сообщение от igr Конечно не верный.

Онлайн-калькуляр намекает, что вариант определения пролёта по СП 42-102-2004 действительно предусматривает некоторое провисание трубы (108 × 3,5 при пролёте 10,5 м провиснет только от своего веса на 9,7 см). А при определении допустимого провисание достаточно руководствоваться критерием фотогеничности трубопровода (подбирать пролёт для условия провисания не более 1 de, например), если прочности хватает?

Сообщение от igr Согласно п 8.33 МАГИСТРАЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ длина пролета определяется не только прочностью но и аэродинамической устойчивостью. Принятая конструкция будет вибрировать от ветра

Это так с той лишь разницей, что рассматриваемая конструкция не предназначена для магистральных трубопроводов. Поэтому от расчёта на динамическую прочность (расчёт на вибрации) считаю уместным уклониться.

[igr]

Уклониться можно но от ветра не уйдешь опора как дерево от ветра качатся будет

[Alexmf]

Сообщение от knmdk Вижу, выше написал по этому же моменту ответ для 100рож. Вот http://10 лет назад коллеги обсуждал...этого критерия, там много и не все ясно. Какие сегодня веяния для моей элементарной конструкции: строго следовать таблице 32 (пункт для 180 затрудняюсь определить – подскажите) и ограничивать условие гибкости 180-ю? Или же это для моей конструкции не самый вашный критерий и можно превысить?

По поводу 180 это не тот случай, извиняюсь - не на тот "путь" вас навел. Вашу стойку рассматриваем как основную колонну с гибкостью 180 - 60α. Число α=0,5. Пояснения найдете в табл. 32 примечания. Вот и получается 180-60*0,5=150. Наши ГИПы такие стойки подбирают с гибкостью 120)
То, что где-то в поле "по дороге к бабушке" раскачивается газопровод и я видел. По мимо того что он раскачивается, происходят еще трения сталь о сталь (причем интенсивные). Так не долго и до дыры протереть))) И наблюдайте потом, как вылетит "птичка"

[Dakar]

Я бы, пожалуй, взял предельную гибкость 210-60алфа (150-180). И основным критерием достаточной жесткости стойки использовал бы не пред. гибкость, а деформацию от ветра.

[100рож]

Автор, у вас личка закрыта. Откройте, я вам скину пример расчета такого фундамента как сваи.

[Alexmf]

Сообщение от 100рож Автор, у вас личка закрыта. Откройте, я вам скину пример расчета такого фундамента как сваи.

Не приходилось считать такие фундаменты. Не могли бы вы и мне скинуть пример. Премного благодарен.

[100рож]

Да там все просто. Условно считаем этот фундамент сваей, работающей на горизонтальную нагрузку, и вперед... Мне не жалко: https://yadi.sk/d/BkQceBuUqC9mo