- аэродинамический, в результате которого уточняется геометрия газоотводящего тракта и конфигурация несущего ствола;
- теплотехнический, который определяет распределение температур по толщине стенки трубы;
горизонтальных сечений на воздействие ветра, сейсмических воздействий, собственного веса трубы и градиента температур для определения толщины стенки железобетонного ствола трубы и количества продольной вертикальной арматуры по высоте трубы;
вертикальных сечений стенки железобетонного ствола трубы на воздействие температуры для определения необходимого количества горизонтальной кольцевой арматуры;
прогибов трубы для сравнения их с допускаемыми предельными прогибами, а также для определения дополнительных изгибающих моментов от собственного веса трубы и для проверки устойчивости трубы.
10.22 Расчет стволов монолитных железобетонных труб выполняют по двум группам предельных состояний. При этом следует учитывать влияние температуры на расчетные сопротивления бетона, стали, на их модули упругости и другие параметры деформируемости железобетона в соответствии с СП 27.13330.
Распределение температуры по толщине стенки ствола трубы следует принимать по теплоаэродинамическим расчетам ствола для летнего (по средней температуре наиболее жаркого месяца) и зимнего (по средней температуре наиболее холодной пятидневки) режимов работы трубы.
10.23 Расчетные сечения ствола следует назначать через каждые 20–30 м по высоте ствола, и вести расчет по предварительно назначенным значениям толщин стенки железобетонного ствола и арматуре для двухстороннего армирования по всей высоте трубы.
10.24 Расчет ствола трубы рекомендуется выполнять с использованием деформационной модели железобетонного стержня кольцевого поперечного сечения в соответствии с СП 63.13330 и с учетом дополнительных требований настоящего свода правил.
10.25 При расчете горизонтальных сечений ствола трубы (см. рисунок
10.2) по деформационной модели уравнения, связывающие усилия и обобщенные деформации в сечении, принимают в виде
M= D11 ∙ æ + D13 ∙ ε0; (10)
N= D13 ∙ æ + D33 ∙ ε0, (11)
где М – изгибающий момент, определяемый относительно горизонтальной оси; N – вертикальная сила, обусловленная весом вышележащей части трубы; ε0 – относительная вертикальная деформация на пересечении выбранных осей (в точке O);
æ – кривизна продольной оси в плоскости действия изгибающего момента М;
Dij (i, j = 1, 3) – жесткостные характеристики, определяемые по формулам
 | |
| 633 × 162 пикс. Открыть в новом окне | |
Abi, Zbi – площадь, координаты центра тяжести i-го участка бетона, на которые условно разбивается сечение;
Asj, Zsj – площадь, координаты центра тяжести j-го стержня арматуры;
Eb – модуль упругости бетона;
Es – модуль упругости арматуры;
νbi – коэффициент упругости бетона i-го участка;
νsj – коэффициент упругости j-го стержня арматуры.
 | |
| 930 × 1143 пикс. Открыть в новом окне | |
σbi – напряжение в i-м участке бетона; σsj – напряжение в j-м стержне арматуры
Рисунок 10.2 – Расчетная схема горизонтального сечения ствола трубы
Значения коэффициентов νsj и νbi определяют по диаграммам состояния арматуры и бетона, принятым в СП 63.13330. При этом значения напряжений и относительных деформаций в базовых точках диаграмм состояния определяют с учетом влияния температуры нагрева бетона и арматуры согласно СП 27.13330.
Для труб с монолитной футеровкой при расчете ствола по деформационной модели учитывают различие диаграмм состояния бетона ствола и бетона футеровки.
10.26 Расчет горизонтального сечения по прочности проводят из двух условий:
≤εb,ult , εs,max≤ εs,ult , (15)
где εb,max – относительная деформация наиболее сжатого волокна бетона в нормальном сечении ствола трубы от внешних нагрузок и воздействий;
εs,max – относительная деформация наиболее растянутого стержня арматуры в нормальном сечении ствола трубы от внешних нагрузок и воздействий;
εb,ult – предельное значение относительной деформации бетона при сжатии, принимаемое согласно СП 27.13330 с учетом температуры нагрева бетона;
εs,ult – предельное значение относительной деформации удлинения арматуры, принимаемое согласно СП 27.13330 с учетом температуры ее нагрева.
Значения коэффициентов νbi для всех участков бетона в сечении допускается определять по диаграмме состояния бетона с базовыми точками, установленными при средней по толщине стенки трубы температуры нагрева.
Если при этом условия (15) не выполняются, то значения коэффициентов νbi следует уточнять в зависимости от температуры нагрева i-го участка бетона, принимаемой в соответствие с установленным расчетом распределением температуры по толщине стенки ствола трубы.
10.27 Распределение напряжений в горизонтальных сечениях и определение кривизн расчетных участков допускается проводить в соответствии с указаниями, приведенными в [3].
10.28 Последовательность расчета ствола трубы по первой группе предельных состояний должна состоять в следующем:
для всех горизонтальных сечений ствола, исходя из конструктивных требований, следует задавать толщину стенки и количество вертикальной арматуры на 1 м длины окружности ствола, устанавливаемой у наружной и
внутренней граней сечения. В расчете прочности горизонтальных сечений принимают суммарную площадь наружной и внутренней арматуры Аs+Аʹs со средним радиусом установки r = 0,5(rнар+ rвн);
- определяют нормальные силы N (от собственного веса ствола, футеровки, площадок и т. п.) и изгибающие моменты от суммарной расчетной ветровой нагрузки с учетом ее динамической составляющей. В первом приближении изгибающие моменты определяют без учета влияния прогиба трубы;
определяют относительный эксцентриситет приложения нормальных сил, по которому определяют выходящие нагрузки за пределы ядра сечения, т.е. сечение сжато или имеет растянутую зону;
при наличии растянутой зоны сечения в нем определяют напряжения в арматуре, а также напряжения в бетоне ствола в сжатой зоне сечения. В зонах ослабленных проемами газоходов напряжения в сечениях ствола следует определять с учетом значения этих ослаблений;
определяют кривизну оси ствола трубы в каждом сечении; при этом прогиб ствола трубы от расчетного ветра следует суммировать с прогибами от крена фундамента;
вычисляют дополнительный момент Мдоп от эксцентричного приложения нормальных сил вследствие прогиба трубы;
- с учетом Мдоп находят суммарный изгибающий момент для второго приближения;
- по изгибающему моменту второго приближения определяют кривизну и прогибы трубы, вычисляют новый дополнительный момент и, суммируя его с исходным моментом М1, получают момент третьего приближения М3, который, как правило, должен отличаться от М2 не более чем на 5 % и являться окончательным;
- принимая окончательное значение суммарного изгибающего момента, определяют новые окончательные значения эксцентриситета С0 и угла β, ограничивающего сжатую зону сечения, и вычисляют окончательные значения напряжений в бетоне и арматуре.
- определяют напряжения в бетоне сжатой зоны сечения от воздействия температуры;
- при условии, что относительный эксцентриситет приложения внешних сил не выходит за пределы ядра сечения, напряжения в арматуре не учитывают и определяют только сжимающие напряжения в бетоне.
10.29 При расчете ствола трубы по второй группе предельных состояний расчет сечений следует проводить в следующем порядке:
определяют кривизну и отклонения трубы, дополнительные моменты от прогиба трубы. Эти расчеты следует выполнять в той же последовательности,