Оценка влияния отпора грунта и физической нелинейности железобетона при расчете подземных сборных железобетонных трубопроводов для воды

Одним из наиболее распространенных видов гидротехнических сооружений являются железобетонные трубопроводы, используемые в различных областях водохозяйственной деятельности. Их применяют в системах водоснабжения и водоотведения, как подводящие и отводящие трубопроводы ГЭС и насосных станций, в системе мелиорации. Ввиду распространенности этих сооружений и, учитывая их большую протяженность, вопросы проектирования играют важную роль. В настоящее время при расчете железобетонных трубопроводов монолитных и сборных, рассматривается кольцо трубы единичной ширины как линейно-упругое тело в условиях плоско-деформированного состояния. При этом считается, что железобетонные трубопроводы обладают достаточно большой жесткостью, поэтому влияние отпора грунта, обусловленное их деформацией, очень мало и его при проектировании не учитывают. Кроме того, в железобетоне, из которого сделаны трубы, уже при небольших нагрузках возникают нелинейные деформации, связанные с проявлением его ползучести. Нелинейная работа железобетона возникает также в случае образования трещин в оболочке трубопровода, а в наиболее напряженных ее зонах возможно образование трещин и появление напряжений текучести в арматуре. Указанные факторы приводят к изменению жесткости сечений оболочки трубопровода и перераспределению усилий. В статье рассматривается, как влияет наличие раструбных стыков на напряженное состояние оболочки подземного трубопровода, насколько оправдано предположение о малом влиянии отпора грунта на работу сборного водопроводящего трубопровода, а также исследуется влияние физической нелинейности железобетона на результаты его расчета в пространственной постановке.

1. Берген Р.И. Проектирование лотковых и трубчатых конструкций мелиоративных сооружений: учебник. - М.: Колос, 1995. - 206 с.

2. СП 13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84, с изм. № 1. - М.: ОАО «ЦНИИС», 2017. - 344 с.

3. Тевелев Ю.А., Дмитриев А.Н. Железобетонные конструкции в водохозяйственном строительстве. Проектирование и изготовление. - Ч. 2. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. - 260 с.

4. Ксенофонтова Т.К. Моделирование натурных испытаний железобетонных раструбных труб водохозяйственного назначения на внешнюю нагрузку // Природообустройство. - 2020. - № 2 - С. 49-55.

5. Абдразаков Ф.К., Логашов Д.В., Рукавишников А.А. Реконструкция всасывающего трубопровода с изменением раструба электрифицированных насосных станций Приволжской оросительной системы // Аграрный научный журнал. - 2020. - № 12 - С. 81-84.

6. Ксенофонтова Т.К. Расчет подземных железобетонных трубопроводов для воды с учетом их пространственной работы // Современные проблемы развития мелиорации и пути их решения: Мат-лы Международной научно-практической конф. Костяковские чтения. Т. II. - М.: ВНИИГиМ, 2020. - С. 304-307.

7. ГОСТ 6482-2011. Трубы железобетонные безнапорные. Технические условия, с попр., изм. № 1). - М.: Стандартинформ, 2013. - 20 с.

8. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Введен 20 июня 2019 г. - М.: 2019. - 144 с.URL: http://docs. cntd.ru/document/554403082.

9. Ксенофонтова Т.К., Цуй Юй. Выбор оптимального угла охвата подземной железобетонной трубы при ее опоре на фундамент // Природообустройство. - 2013. - № 1 -С. 47-50.

10. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Введен 20 мая 2011 г. - М.: 2011. - 162 с.

11. Ксенофонтов К. А., Ксенофонтова Т.К. Определение коэффициентов реактивного сопротивления грунта для подземных труб по опытным данным // Расчет конструкций мелиоративных сооружений. - М.: 1990. - С. 77-84.

12. Городецкий А. С., Барабаш М. С., Сидоров В.Н. Компьютерное моделирование в задачах строительной механики: учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ, 2016. - 338 с.