Jdi na obsah Jdi na menu
 


Obsah: Jak napotrubí? IV. - teorie potrubí v zemi

29. 12. 2017

 

Jak na potrubí? IV., E-kniha o pevnostních výpočtech potrubí - teorie potrubí v zemi

Obsah:

1. Úvod  7

2. Používané názvosloví 8

3. Veličiny a jednotky všeobecné  11

4. Základy mechaniky zemin  14

4.1. Klasifikace zemin ve stavebnictví. 14

4.2. Charakteristické vlastnosti zemin  15

4.3. Hodnoty charakteristických vlastností zemin  17

4.4. Napjatost, deformace, pevnost a tlak zeminy. 19

4.5. Stlačitelnost a zhutňování zeminy  20

4.6. Základní druhy působení zeminy na potrubí 21

4.6.1. Druhy výkopu  21

4.6.2. Působení nadloží (zasypu) na potrubí 21

4.6.3.  Působení podloží na potrubí 22

5. Zatížení uložením potrubí v zemi 23

5.1. Zatížení hmotností nadloží (zásypu) a zatížení povrchu terénu  23

5.1.1. Zatížení svislým zatížením od hmotnosti nadloží (násypu) 23

5.1.1.1. Výpočet svislé složky od geostatického napětí: 23

5.1.1.2. Výpočet svislé složky s ohledem na tření materiálu mezi jednotlivými částmi 24

5.1.1.3. Hypotéza zemní klenby  24

5.1.1.4. Zatížení zhutněním nadloží 24

5.1.1.5. Působení svislých zatížení na potrubí 24

5.1.2.  Zatížení vodorovným tlakem zeminy  způsobeným svislými zatíženími při širokém výkopu  25

5.1.3. Zatížení povrchu terénu – statická i dynamická  26

5.1.4. Shrnutí zatížení působením zeminy násypu v příčném směru trubky  27

5.2. Zatížení potrubí v jeho podélné ose  29

5.3. Zatížení potrubí pohyby podloží 29

5.3.1. Pokles podloží pružností zeminy  29

5.3.2. Poddolované podloží 30

5.3.3. Podloží s nedokončeným konsolidačním sedáním   30

5.3.4. Podemleté podloží vodou – nepředpokládané přetvoření zeminy  30

5.3.5. Podloží tvořené zeminou saturovanou vodou  32

5.4. Zatížení potrubí vnitřním tlakem či podtlakem   32

6. Tvorba potrubní třídy pro potrubí v zemi 34

6.1. Co umožňuje tvorbu potrubní třídy?  34

6.2. Potrubí zatížené nadložím   34

6.3. Omezení tloušťky stěny příčnou deformací či tuhostí 34

7. Mezní stavy potrubí – rozdělení a uspořádání 36

7.1. Druhy mezních stavů  36

7.2. Mezní stavy únosnosti 36

7.2.1. Určení dovoleného napětí či součinitele bezpečnosti konstrukce  36

7.2.1.1. Určení dovoleného napětí či součinitele bezpečnosti konstrukce v případě primárního napětí u houževnatých materiálů  36

7.2.1.2. Určení dovoleného napětí či součinitele bezpečnosti konstrukce v případě sekundárního napětí u houževnatých materiálů  37

7.2.1.3. Určení dovoleného napětí či součinitele bezpečnosti konstrukce v případě křehkých materiálů  37

7.2.2. Překročení dovoleného napětí způsobené hmotností nadloží (zásypu) 38

7.2.2.1. Výpočet napětí pro potrubí zatížené nadložím tvořeným zeminou vodou nesaturovanou pro úzký výkop  38

7.2.2.3.  Výpočet napětí pro potrubí zatížené nadložím tvořeným zeminou vodou nesaturovanou s vytvarovaným ložem   40

7.2.2.4. Výpočet napětí pro potrubí zatížené nadložím tvořeným zeminou vodou saturovanou  41

7.2.2.5. Kombinace uvedených zatížení zeminou násypu  (nadloží) 41

7.2.3. Překročení dovoleného napětí způsobeného pohyby podloží 41

7.2.3.1. Předpokládané přetvoření vodou nesaturované zeminy např. na poddolovaném podloží 41

7.2.3.2. Výpočet sekundárních osových napětí pro poddolovaná území 41

7.2.4. Překročení dovoleného napětí způsobené roztažností potrubí v podélné ose  42

7.2.5. Ztráta stability potrubní stěny způsobená pohyby podloží 43

7.2.5.1. Ztráta stability potrubní stěny - boulení stěny všeobecně  43

7.2.5.2. Zatížení potrubí podtlakem   44

7.2.6. Potrubí zatížené podtlakem s napětím v plastické oblasti 45

7.2.7. Kombinace různých druhů zatížení potrubí včetně stability  46

7.3. Mezní stavy použitelnosti 47

7.3.1.Uvažované mezní stavy  47

7.3.2.Výpočet příčných deformací 47

7.3.3.Celková stabilita potrubí v zemi 49

7.3.3.1. Výpočet napětí pro potrubí zatížené nadložím tvořeným zeminou vodou saturovanou  49

8. Plastová a laminátová potrubí v zemi – mezní stavy  51

8.1. Vlastnosti plastů a laminátů  51

8.1.1. Vlastnosti plastů  51

8.1.1.1. Základní vlastnosti plastů  51

8.1.1.2. Viskoelasticita  51

8.1.1.3. Primární a sekundární napětí a jejich pohyb v čase  52

8.1.1.4. Viskoplasticita  52

8.1.2. Vlastnosti laminátů  52

8.1.2.1. Základní vlastnosti laminátů  52

8.1.2.2. Popis a druhy kompozitů  53

8.2. Mezní stavy únosnosti 53

8.2.1. Určení dovoleného napětí či koeficientu bezpečnosti konstrukce  53

8.2.1.1. Určení koeficientu bezpečnosti 53

8.2.1.2. Určení dovoleného napětí a vyhodnocení napětí v případě primárního napětí u plastů  54

8.2.1.3. Určení dovoleného napětí a vyhodnocení v případě sekundárního napětí u plastů  55

8.2.2.  Překročení dovoleného napětí či koeficientu bezpečnosti způsobené hmotností nadloží (zásypu) 56

8.2.3. Vliv na ostatní mezní stavy, způsobené materiálovými veličinami 57

8.3. Mezní stavy použitelnosti 57

8.3.1.Uvažované mezní stavy  57

8.3.2.Výpočet příčných deformací 57

8.4. Možnosti výpočtu  programem  pro pevnostní výpočty potrubí 60

8.4.1. Základní informace  60

8.4.2. Vliv viskoelasticity a viskoplasticity  60

9. Výpočtový model potrubí v zemině a výpočet pomocí specializovaného programu pro potrubí 62

9.1. Výpočtový model potrubí v zemině  62

9.2. Použití jednotlivých norem v programu pro pevnostní výpočty potrubí 63

9.2.1.  Základní podmínky  63

9.2.2. Výpočet podle normy  TNV 75 0211  a v ní citovaných Eurokódů  66

9.2.3. Výpočet podle ATV-DVWK-A127  67

9.2.3. Výpočet podle ČSN EN 13480-6  68

10. Řešení roztažnosti potrubí v zemi v podélné ose metodou trubka v trubce  69

10.1. Předizolované bezkanálové potrubí v zemi pro parovod  69

10.1.1. Uložení parovodu, je-li veden v zemi 69

10.1.2. Kompenzace tepelných dilatací 69

10.1.3. Použití programů pro pevnostní výpočty potrubí 70

10.2. Předizolované bezkanálové (sdružené) potrubí v zemi pro horkovod  70

10.2.1. Definice a popis předizolovaného bezkanálového (sdruženého) potrubí 70

10.2.2. Materiálové hodnoty jednotlivých složek a rozdělení napětí v sdruženém potrubí 71

10.2.3. Kompenzace tepelných dilatací 71

10.2.4. Vodorovné zatížení potrubí zásypem (nadložím) kolmé na osu  72

10.2.5. Použití programů pro pevnostní výpočty potrubí 73

10.2.6. Normy pro sdružená potrubí 73

11. Stárnutí potrubí v zemi a ochrana proti stárnutí 74

11.1. Způsoby stárnutí potrubí 74

11.1.1. Únava materiálu  74

11.1.2. Koroze vnitřní 74

11.1.3. Prostá půdní koroze (Koroze vnější) 74

11.1.4. Koroze bludnými proudy  74

11.1.5. Mikrobiální koroze  75

11.2. Druhy izolace potrubí proti korozi v zemi 75

11.2.1. Asfaltové izolace  75

11.2.2. Plastové izolace  75

11.2.3. Termosetové izolace  75

11.2.4. Příklad použití izolace potrubí proti korozi v zemi 75

11.2.5. Seznam norem týkající se izolace potrubí proti korozi v zemi 76

11.3. Výpočet zbytkové pevnosti a zbytkové životnosti 76

11.3.1. Výpočet předpokládané zbytkové bezpečnosti 76

11.3.2. Pevnostní výpočet tloušťky stěny potrubí při korozním poškození 77

12. Diagnostika potrubí v zemi a jinak nedostupných úseků potrubí 79

12.1. Sledování potrubí v případě nezkonzolidovaného podloží např. po úniku kapaliny a změny podloží 79

12.2. Zkouška těsnosti 79

12.3. Elektromagnetická metoda metalických trub (metoda EDMET) 79

12.4. Metoda DCVG   79

12.5. Metoda MMM    81

13. Použitá literatura a literatura pro další studium   82

13.1.  Normy používané při výpočtu potrubí v zemi 82

13.2.  Ostatní literatura  82

.. 58