ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 0
где |
h— толщина стенки раструба; |
|
|
|
|
е — относительная |
деформация |
стенки раструба. |
|
Д л я данной трубы |
и материала |
уплотнения |
при одинаковой |
|
силе |
запрессовки q вероятно, что /(А3 ) = const = |
1. |
Рис. 27.
Тогда из (1.5.6) имеем
(1.5.8)
Приближенно определим значения этих коэффициентов для каждого конкретного случая нагружения стыка:
1. /<Г= KN. Из рис. 276
и
стк - 7
|
|
- * D l G |
U = KNu |
|
|
|
(1.5.9) |
|
|
|
Встк |
|
|
|
|
||
|
|
KN = |
*DG^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стк |
|
|
|
|
где и — абсолютная |
деформация |
сдвига стыка, |
т. |
е. смещение |
||||
|
одной трубы |
относительно |
другой |
|
вдоль |
оси трубы в |
||
|
стыке; |
|
|
|
|
|
|
|
Т — относительная деформация |
сдвига; |
|
|
|
|
|||
G — модуль сдвига. |
|
|
|
|
|
|
||
Сравнивая (1.5.9), |
(1.5.8) и (1.5.1), |
можем |
|
принять /г = т = 1 , |
||||
XXg<74 |
= nG. Имея в виду О — q |
|
Я |
3 |
= |
-, получаем |
||
|
h |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
40
|
|
|
|
|
|
|
_ |
r.qP |
CC7K |
|
|
|
|
|
|
(1.5.10) |
||
|
|
|
|
|
|
|
~ |
h |
|
й с т к |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
K=K |
Из |
рис. 276 |
|
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Q = L q D l m ^ ^ E D / с т к Ä |
|
|
|
- • ± = KQw |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, (1.5.11; |
|
|
|
|
K0=Q- |
|
= qD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
<? |
ш/ |
|
* |
|
Л3 |
o C T K |
|
|
|
|
|
|
||
где w — абсолютная деформация |
|
стыка |
при сжатии |
его |
перпен |
|||||||||||||
дикулярно оси |
трубы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
т—\. |
|
|
|
|
||||
Следовательно, |
в этом |
случае |
я = |
1; |
|
|
|
|
||||||||||
3 - |
^ = / Ç w „ - И |
з |
Р и с - 2 7 |
6 |
^ = lG, |
т = т ~ ' |
а = = |
^ с |
т к |
- с |
Д РУ" |
|||||||
|
'кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гой стороны, а = |
D |
следовательно |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
-y-tp, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2ô„ |
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
л = |
3, |
да= |
1. |
(1.5.12) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Км |
. И з |
рис. 27в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
•стк |
|
W |
|
|
|
CTK |
|
|
с |
/ |
' S |
\ |
*CTK |
|
|||
|
A |
|
|
CTK |
|
|
|
25 CTK |
|
|
|
|
? |
/ ' |
2 2 C T K |
|
||
|
изг |
|
|
стк |
21 |
|
« |
^ |
f |
l |
I |
C |
û |
= |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 C T K |
l ^3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
I" |
|
/ |
Г |
\ |
|
|
I |
I I |
|
1 |
|
(1.5.13) |
||
|
|
|
|
» ,.,.„ |
_ |
/ |
i - |
1 |
|
„ о |
1 CTK |
CTK |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
7 |
<*з)' |
|
|
отсюда n = 3, |
n 2 |
= |
2, ^ |
= |
1, m = n + |
/г, — n2 |
= |
2. |
|
можно за |
||||||||
Таким образом, в общем случае формулу |
(1.5.5) |
|||||||||||||||||
писать (переходя к прежнему обозначению Да) |
в |
виде |
|
|||||||||||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
стк ' |
1 |
Л п |
' |
|
|
|
|
|
4 1
Обозначив ^ — Khf (h), запишем
стк
И Л И
(1.5.14)
стк \ W H
Сравнивая формулу (1.5.14) с (1.5.10). (1.5.11), (1.5.12) и (1.5.13), получаем
K^KQ |
=К2, |
П. = \, |
mt = |
0 |
|
к і = |
КМкр=Кѵ |
Й , = |
3, |
/ Л , = 0 |
(1.5.15) |
По формуле (I . 5. 14) можно определить приближенные значе ния коэффициентов стыковки для других диаметров, если они найдены опытным путем для какого-либо одного диаметра.
Для определенного типа стыковки
К„ |
: КП |
: К-, |
M |
кр |
стк \ . |
|
|
мкр |
|
|
|
|
|
|
, Хж — коэффициенты, |
(1.5.16) |
|
здесь |
Х^, XQ ) X |
характеризующие по |
датливость стыковки при различных видах нагружения. Из (1.5.16) имеем
|
|
|
кр |
|
(1.5.17) |
"К |
кр |
/с |
|
Л І „ , г |
|
|
/ С N |
||||
|
|
|
|
|
Сравнения результатов проведенных экспериментов для раз личных Дн с формулой (1.5.14) дали приемлемые совпадения.
Таким образом, формула (1.5.14) позволяет определить разные коэффициенты стыковок в зависимости от диаметра и других факторов, если они определены экспериментально для одного диаметра.
Г л а в а I I
СЕ Й С М О Д И Н А М И К А С Л О Ж Н Ы Х С И С Т Е М ПОДЗЕіМНЫХ С О О Р У Ж Е Н И И
Внаших ранних исследованиях [81—89] изучены отдельные вопросы сейсмостойкости прямолинейных сетей подземных трубо проводов, рассмотрены продольные колебания трубопроводов для наиболее общих и характерных видов закрепления концов; уста новлены зависимости расчетных сейсмических напряжений и пере
мещений от „ралльности, грунтового условия, глубин |
заложения |
|
и т. д. В практике строительства |
преимущественно |
встречаются |
сложные системы трубопроводов и сооружений. Глава |
посвящена |
|
разработке динамической теории |
таких систем [35, 36, |
92—95]. |
§ 1. Уравнения движения сложных систем подземных сооружений при сейсмических воздействиях
Расположим сложный узел системы в начале |
|
пространствен |
||||||||||||
ной ортогональной |
системы |
координат |
(Oxyz), |
а |
вдоль |
координат |
||||||||
ных осей (в положительном и отрицательном направлениях) |
про |
|||||||||||||
ложим трубопроводы |
различных |
сечений, |
диаметров |
и жестко- |
||||||||||
стей (рис. |
28). |
|
|
|
|
|
|
|
и0 |
(х, |
t) |
|
|
|
Пусть |
сейсмическое |
движение |
грунта |
|
происходит |
|||||||||
вдоль оси X. Трубопроводы, проложенные вдоль этой оси, считаем |
||||||||||||||
основными. В таком предположении трубы на осях у и г |
(—у и —г) |
|||||||||||||
совершают только поперечные колебания. Прогибы |
(абсолютные |
|||||||||||||
перемещения по осям у и г (—у |
и — г)) |
этих |
труб |
обозначим |
||||||||||
соответственно w2 |
и w3 |
[га2 |
и ™з |
] . Основные |
трубы, кроме |
про |
||||||||
дольных, |
совершают |
и |
поперечные |
колебания |
в |
направлениях |
||||||||
у и г ( - у |
и - г ) ; |
их |
прогибы —wy |
Hwz{wy |
|
и wz |
у |
Абсолют |
||||||
ные перемещения |
основных |
труб |
вдоль оси |
х (—х) |
обозначим |
|||||||||
и ' х (и"х) • Относительное продольное перемещение трубы |
х(—х) |
|||||||||||||
равно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
= и0 — и'х, |
[и |
= и0 — их}. |
|
|
|
(11.1.1) |
43
Рис. 28 .
Дифференциальные уравнения системы для различных моде
лей грунта. Жесткость на изгиб |
и |
растяжение |
труб |
|
обозначим |
|||||||||
соответственно EI = D, EF — B, а для различных |
труб |
и |
направле |
|||||||||||
ний деформаций |
припишем |
соответствующие |
им |
индексы и |
||||||||||
штрихи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дифференциальные уравнения поперечных |
изгибных |
колеба |
||||||||||||
ний труб у, z будут иметь вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Dy~^r |
+ \my~myrp |
|
|
| |
- Й |
Г |
+ Л |
= ^ . |
|
("-1.2) |
||
|
|
D*-ö^ |
+ К - |
|
І ^ + Л = Р з . |
|
|
(H -1-3) |
||||||
труб X в плоскости |
хОу и X Э ~ соответственно |
|
|
|
||||||||||
|
|
D*y " I F " + К - « ж г р | - в / " |
|
= Р У > |
|
< І І Л - 4 > |
||||||||
здесь |
/?гж , /пу ,да^— массы |
единиц |
длины |
труб; |
|
|
||||||||
тг |
, яг„ , m , |
—замещаемые |
массы |
грунта; |
|
|
||||||||
-*гр |
Угр |
zrp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ру, |
Pz |
, |
|
— внешние |
нагрузки; |
|
|
|
|
|
||||
ру |
, рг , р2 |
, />3 — реакции |
грунта, |
определяемые |
моделью |
|||||||||
|
|
|
|
рассматриваемого |
|
грунта. |
|
|
||||||
Аналогичные |
выражения нетрудно |
написать |
и для |
упругой, |
упруго-вязкой, упруго-пластической, упруго-вязко-пластической моделей грунта.
В уравнения поперечных движений труб входят абсолютные значения разностей масс единиц длины труб и масс грунтов, заме щаемых этими трубами. Поясним эти выражения на примере поперечного движения жесткой трубы в гр'унге. Запишем уравне ние движения Б виде
|
|
m w — k(u0 |
— w)\ |
(II.1.6) |
здесь |
w — абсолютное |
ускорение |
трубы; |
|
|
k — коэффициент постели; |
|
|
|
|
m — неизвестная |
масса трубы с учетом замещаемой массы |
||
|
грунта. |
|
|
|
Очевидно, что при равенстве масс трубы |
и замещаемого |
|||
грунта |
относительное |
движение трубы должно |
отсутствовать: |
при m — /п г р w — uQ, m = О, т. е. m = \т — тг? (.
Это заключение поясним следующим образом. Мысленно выде ленный цилиндрический объем грунта диаметром Да движется
45