Файл: Проектирование резервуара горизонтального и магистрального нефтепровода по дисциплине Сооружения в нефтегазовом комплексе.docx

, (83)

где S – эквивалентное продольное осевое усилие сжатия в прямолинейном или упруго изогнутом трубопроводе, возникающие от действия двух расчетных нагрузок и воздействий: внутреннего давления и положительного перепадатемператур;

m – коэффициент условий работы.

????_кр– продольное критическое усилие, при котором наступает потеря

продольной устойчивости трубопровода.

(84)

Продольное критическое усилие для прямолинейного участка подземного трубопровода, при котором происходит потеря устойчивости, определяется выражением:

, (85)

где

– сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины;

– сопротивление поперечным вертикальным перемещениям отрезка трубопровода, обусловленное весом грунтовой засыпки и собственным весом трубопровода, отнесенное к единице длины.

Найдем площадь поперечного сечения металла трубы:

Эквивалентное продольное усилие находим по формуле (84):

Величину

- определяем по формуле:

, (87)

где

– предельные касательные напряжения по контакту трубопровода с грунтом.

, (88)

где

– среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом;

– угол внутреннего трения грунта;

– сцепление грунта.

, (89)

где

– коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта;

– высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до дневной поверхности;

– нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом.

(90)

Сопротивление вертикальным перемещениям:

(91)

где

– коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта;

– высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до дневной поверхности;

– нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом;

– номинальный диаметр трубопровода.

Нагрузка от собственного веса трубопровода:

нормативная:

(92)

γ_м= 78,5 кН/м³;

расчетная:

(93)

Нагрузка от веса изоляционного покрытия:

нормативная:

(94)

расчетная:

(95)

Нагрузка от веса транспортируемого продукта:

нормативная:

(96)

расчетная:

(97)

Нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом по формуле (90):

Сопротивление вертикальным перемещениям согласно формуле (91):

Среднее удельное давление на трубопровод (87):

Предельные касательные напряжения вычислим по формуле (88):

Сопротивление грунта продольным перемещениям трубопровода согласно формуле (87):

Осевой момент инерции поперечного сечения трубы определим по формуле (98):

(98)

Критическое усилие для прямолинейного участка трубопровода в случае жесткопластичной связи его с грунтом по формуле (85):

Проверяем выполнение условия (83):

Т.е. условие выполняется, следовательно, устойчивость трубопровода при заданных параметрах обеспечивается.

Для криволинейных (выпуклых участков трубопровода, выполненных упругим изгибом, в случае пластичной связи трубы с грунтом критическое усилие подсчитывается как:

(99)

где

- сопротивление вертикальным перемещениям,

–радиус кривизны, м.

или

(100)

где

– коэффициент, который находится по номограмме в зависимости от параметров

(101)

(102)

где E – модуль продольной упругости стали,

–сопротивление грунта продольным перемещениям.

Для оценки устойчивости упругоизогнутого участка трубопровода определим параметры θ и z по формулам (101-102):