DIN 16961-2:2010-03

Методы оценки несущей способности труб

Приложение B (информативное)

Методы оценки несущей способности труб

B. 1 Общая часть

Одно из наиболее частых применений профилированных труб - это подземные трубопроводы. Перед их монтажом требуется подтверждение их несущей способности.

Это подтверждение может быть предоставлено в виде строительного расчета на прочность или расчетных графиков или таблиц, составленных на основе практического опыта и сравнительных вычислений.

Расчет на прочность на основе анализа и вычислений не всегда является необходимым при проектировании термопластичных трубопроводов. На практике расчетный прогноз поведения трубопровода сильно зависит от того, насколько принятые для целей расчета условия соответствуют реальным условиям на месте. Имея это в виду, в критических случаях рекомендуется, чтобы входные данные быть тщательно проверены и выверены путем проведения анализа почвы и контроля операций укладки труб.

В стандартных ситуациях установки (см. Таблицу В.1), прогноз поведения подземных труб может быть сделан на основе практического опыта.

В.2 Строительный расчет на прочность на основе практического опыта

Опираясь на многолетний опыт и при условии, что используемые трубы соответствуют по крайней мере минимальному качеству, требуемому данным стандартом, и уложены правильно, можно сказать, что большинство строительных работ, включающих прокладку подземных труб, может осуществляться без какой-либо необходимости в сложных расчетах строительных конструкций (см. ЕКС / TS 15223, DIN EN 13476-1).

В отношении условий установки и качества установки должны соблюдаться Предельные значения, указанные в таблице В.1.

В исследованиях на европейском уровне (см. Библиография [Design of buried thermoplastic pipes. Results of European research project by APME and TEPPFA, March 1999F]) и обширных исследованиях поведения трубопроводов при отклонениях в существующих системах трубопроводов в Европе (см. Библиографию [Wim Elzink, Wavin M&T and Jan Molin, VBB VIAK, Sweden. The actual performance of buried plastic pipes in Europe over 25 years. Plastic Pipes VIII, Eindhoven, NLF]) изучалась тема отклонений подземных труб. В ходе последнего исследования фактические отклонения измерялись несколько раз в течение 25 лет.

Результаты этих двух исследований позволили получить эмпирические значения, указанные на Рисунке B.1.

Рисунок B.1 иллюстрирует ожидаемый максимум долговременного отклонения подземных труб в зависимости от качества прокладки и кольцевой жесткости труб.

Обозначения

X Кольцевая жесткость SN, в кН/м2

Y Долговременное отклонение, в %

А Уплотнение ”СРЕДНЕЕ”

В Уплотнение ”ХОРОШЕЕ”

Рисунок B.1 - Долговременный прогиб труб: максимальные значения

Кольцевая жесткость трубы или фиттинга не может быть непосредственно преобразована из Sr24 к значению SN и наоборот.

В связи с влиянием различных факторов: модуля упругости соответствующего материала, номинального размера трубы, различных методов испытания на жесткость и различной продолжительности испытаний, значение кольцевой жесткости требуется определять в каждом отдельном случае индивидуально, путем испытаний. Практика показала, что эти факторы не имеют никакого измеримого влияния на фактическое отклонение труб после того как они уложены.

Показанные на графиках значения кольцевой жесткости меньше SN 4 (Sr24 16) чаще всего встречаются в больших трубах.

Обозначения

X Кольцевая жесткость SN, в кН/м2

Y Уровень грунтовых вод над дном трубы, в м

1 Уплотнение ”ХОРОШЕЕ”

2 Уплотнение ”СРЕДНЕЕ”

Рисунок В.2 - Максимально допустимый уровень грунтовых вод выше дна трубы (GW) согласно ATV-DVWK-127 (Строительные нормы DWA-127)

ПРИМЕЧАНИЕ 1

Соотношение между SN и Sr24, показанное на рисунке В.2, составлено для полиэтилена и является ориентировочным. Кривая рассчитана исходя из глубины укладки 6 м и хорошего качества укладки (см. таблицу В.1). Более высокие уровни грунтовых вод допускаются для труб, уложенных на глубине менее 6 м.

ПРИМЕЧАНИЕ 2

Понятия ”хорошее” и ”среднее” уплотнение со степенью уплотнения, соответствен- но, 95% и 90% стандартной плотности по Проктору, применимы для всех типов грунта, в который устанавливаются трубы (т.е. включая природный грунт). Рассматривается только случай I установки согласно ATV-DVWK-127. Предполагаются смешанные почвы групп 1 и 2 согласно ATV-DVWK-127 (DIN 18196).

В соответствии с CEN / TS 15223, системы трубопроводов классов жесткости SN 4 или Sr24 16, предназначенные для подземного использования, доста- точно устойчивы к внешнему давлению воды. Более строгие требования ATV-DVWK-127 (DWA-127) [ATVDVWK- A 127 (DWA-A 128), Statische Berechnungen von Abwasserkanälen und –leitungen

(Structural design of drains and sewers)] в отношении внешнего давления воды могут быть проконтролированы по Рисунку В.2, где представлена зависимость от кольцевой жесткости трубы.

Таблица B.1 — Условия, для которых построены графики на Рисунке B.1

Система труб  Системы, предназначенные для установки под землей и в соответствии с требованиями DIN 16961, Части 1 и 2

Глубина 0,8 m – 6,0 m

Транспортная нагрузка включена

Ширины траншеи по DIN EN 1610

Грунтовые воды см. Рисунок В.2 и Примечания

Качество укладки по DIN EN 1610

Уплотнение “ХОРОШЕЕ”

Гранулированный почвы для использования в качестве основания аккуратно поме- щаются в заглубление и уплотняются, после чего почва засыпается слоями не более 30 см и каждый слой тщательно уплотняется. Труба должна быть покрыта слоем не менее 15 см толщиной. Затем траншея заполняется почвой (любого типа) и уплотня- ется. Плотность засыпки по Проктору 95%

Уплотнение “СРЕДНЕЕ”

Гранулированный почвы для использования в качестве основания засыпается слоями не более 30 см и каждый слой тщательно уплотняется. Труба должна быть покрыта слоем не менее 15 см толщиной. Затем траншея заполняется почвой (любого типа) и уплотняется. Плотность засыпки по Проктору 90%

Опалубка

Опалубка должна быть удалена до уплотнения, как рекомендовано в DIN EN 1610.

Подтвержденная гибкость труб такова, что трубопровод не разрушится, даже если будет подвергнут непредвиденной нагрузке или неправильно установлен. Отклонения до 15% не оказывают отрицательного влияния на правильное функционирование (например, на прочность, гидравлические свойства и герметичность) трубопровода.

В.3 Расчет прочности конструкций на основании проектных расчетов

Если необходим расчет прочности (например, если условия укладки отличаются от приведенных в таблице B.1), то следует использовать метод, приведенный в DIN EN 1295-1. В Германии, как правило, применяется метод по DVWK А 127 (DWA-А127). Рекомендуемые значения отклонений могут быть найдены в CEN / TS 15223.

В.4 Пригодность методов для труб большого диаметра

Показатели, приведенные в CEN / TS 15223 и DIN EN 13476-1, ограничиваются трубами диаметром до 1 200 мм в диаметре. Однако, взаимодействие между трубой и окружающей землей в значительной степени всегда одинаково, независимо от диаметра трубы. Причиной этого является доминирующее влияние окружающей земли. Расчеты, выполненные в соответствии с ATV-DVWK-127 (DWA-127), показывают, что диаметр трубы мало влияет на результаты анализа напряжения и отклонений. Это подтверждает также и Рисунок B.1. Основным фактором является отличное качество почвы и качество укладки, которое рекомендуется для труб большого диаметра.