2. OBLICZENIA RUROCI GÓW 2.1. OBLICZENIA PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Transkrypt

1 . OBLICZENIA RUROCI GÓW.. OBLICZENIA PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

2

3 .. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH. OBLICZENIA HYDRAULICZNE RUR CIŒNIENIOWYCH Z PVC I PE OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Ustaleie œredic przewodów przeprowadza siê a podstawie przep³ywów cieczy przez poszczególe odciki przewodów przy przyjêtej œrediej prêdkoœci przep³ywu. Œredie prêdkoœci przep³ywu w przewodach wodoci¹gowych ograiczoe s¹ ze wzglêdów ekoomiczych oraz ze wzglêdu a mo liwoœci uderzeñ hydrauliczych, które Przewody z PVC Dla przewodów z PVC, zarówo owych jak i bêd¹cych w eksploatacji, firma Pipelife stosuje astêpuj¹ce wartoœci wspó³czyika chropowatoœci bezwzglêdej k): s¹ bardziej iebezpiecze przy wiêkszych prêdkoœciach. Prêdkoœci przep³ywu powiy zawieraæ siê w przybli eiu w graicach:,, m/s, m/s) w przewodach o œredicach < mm;,9, m/s w przewodach o œredicach > mm. Prêdkoœci przep³ywu poi ej, m/s s¹ iekorzyste ze wzglêdu a utrzymaie czystoœci przewodu powstawaie osadów), a prêdkoœci powy ej, m/s mog¹ wywo³ywaæ du- e spadki ciœieia oraz iebezpiecze uderzeia hydraulicze, k=, mm dla przewodów o œredicy d mm, o ma³ej iloœci przy³¹czy lub odga³êzieñ i armatury Nomogram Nr ) k=, mm dla przewodów o œredicy d > mm, o ma³ej iloœci przy³¹czy lub odga³êzieñ i armatury Nomogram Nr ) k=, mm dla przewodów o du- ej iloœci odga³êzieñ i armatury Nomogram Nr ). Przewody z PE W przypadku rur z polietyleu firma Pipelife stosuje astêpuj¹ce wartoœci wspó³czyika chropowatoœci bezwzglêdej k): k=, mm dla przewodów o œredicy d mm Nomogram Nr ), k=, mm dla przewodów o œredicy d > mm Nomogram Nr ). W tym przypadku wielkoœæ oporów miejscowych a elemetach sieci ³uki, trójiki, zawory), ie jest uwzglêdioa. Dla typowych rozwi¹zañ sieci, wielkoœci oporów miejscowych mo- a przyjmowaæ w wysokoœci % wielkoœci strat liiowych. Miejscowe straty ciœieia W projektach, w których wymagae jest uwzglêdieie miejscowych strat ciœieia w poszczególych elemetach tak w przewodach z PVC jak i z PE) mo a korzystaæ ze wzoru a obliczaie strat miejscowych: h= ξ V g gdzie: h- strata ciœieia [m], ξ - wspó³czyik oporów miejscowych, zale y od rodzaju przeszkody, V - prêdkoœci przep³ywu [m/s], g - przyspieszeie ziemskie [m/s ]. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW PRZY PRZEP YWIE O SWOBODNYM ZWIERCIADLE KRZYWE SPRAWNOŒCI PRZEKROJU KO OWEGO Podstaw¹ do wymiarowaia sieci kaalizacyjych s¹ wyliczoe maksymale przep³ywy oraz ustaloe w rozwi¹zaiu wysokoœciowym sieci spadki kaa³ów. Projektowae OBLICZENIA PRZEWODÓW KANALIZACJI ZEWNÊTRZNEJ spadki kaa³u musz¹ zapewiaæ uzyskaie ajmiejszych prêdkoœci zapewiaj¹cych tzw. samoczyszczeie kaa³ów. Waruki przep³ywu w przewodach zamkiêtych przy czêœciowym ape³ieiu s¹ zró icowae, zale- ie od stopia ich ape³ieia. Tak wiêc uzupe³ieiem omogramów do ustaleia parametrów hydrauliczych przewodów przy ca³kowitym ape³ieiu s¹ krzywe sprawoœci przekroju ko³owego wyzaczaj¹ce zale oœci miêdzy przep³ywami q i prêdkoœciami V przy rzeczywistych ape³ieiach od wielkoœci przep³ywów Q i prêdkoœci V przy ca³kowitym ape³ieiu przewodu. Nomogram Nr przedstawia krzywe sprawoœci dla przekroju ko³owego wyzaczoe a podstawie formu³y Thormaa, uwzglêdiaj¹cej wp³yw tarcia pomiêdzy zwierciad³em œcieków, a powietrzem zawartym pomiêdzy zwierciad³em œcieków i powierzchi¹ ie zwil oego sklepieia kaa³u). Przy obliczeiach hydrauliczych przewodów z rur produkowaych przez Pipelife zaleca siê stosowaie astêpuj¹cych wartoœci wspó³czyika chropowatoœci bezwzglêdej k): ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

4

5 .. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH Prêdkoœci zalecae do wyzaczaia spadków) ie powiy byæ traktowae jako sta³e, lecz uzale- ioe od œredicy kaa³u i powiy wzrastaæ wraz ze œredic¹. Aby powy szy waruek zosta³ spe³ioy, miimale spadki kaa³ów rurowych mo a przyjmowaæ wg praktyczej formu³y: Miimaly spadek hydrauliczy spe³iaj¹cy waruek samoczyszczeia kaa³u, mo e byæ rówie wyra oy jako opór tarcia miêdzy œciak¹ daego przekroju a trasportowaymi œciekami. Miimaly spadek hydrauliczy mo a okreœliæ ze wzoru a œredie graicze aprê eie stycze "τ": i = mi d τ = γ R i gdzie: d - œredica wewêtrza [m]. gdzie: γ - ciê ar w³aœciwy œcieków [kg/m ]; R - promieñ hydrauliczy [m]; i - spadek hydrauliczy [ ]. Rzeczywiste aprê eie stycze τ o wyra a siê wzorem: τ= γrik gdzie: d R= dla kaa³ów ko³owych ca³kowicie ape³ioych k h -wspó³czyik korekcyjy k= f d d -œredica wewêtrza [m] k odczytuje siê z Nomogramu Nr R z krzywej R d R st¹d: τ = γ i R Po odpowiedim przekszta³ceiu wzoru i wstawieiu wartoœci τ, miimaly spadek hydrauliczy bêdzie wyra oy wzorem: i = mi τ g d R R - Waruek bêdzie spe³ioy je eli τ, Pa dla wód deszczowych ; τ, Pa dla œcieków bytowo-gospodarczych dla wód deszczowych: i =, mi - d R R - dla œcieków bytowo-gospodarczych: i =, mi - d R R - Spadki i prêdkoœci maksymale Najwiêksze dopuszczale spadki ruroci¹gów wyikaj¹ z ograiczeia maksymalych dopuszczalych prêdkoœci przep³ywu œcieków. Wi¹ e siê to ze œcieraiem materia³u œciaki rury, zw³aszcza w dolej czêœci tam gdzie œcieki ios¹ du e iloœci piasku i iych zaieczyszczeñ. Licze badaia rur z tworzyw sztuczych potwierdzi³y du ¹ ich odporoœæ a œcieraie i korozjê, zaczie przekraczaj¹c¹ odporoœæ rur betoowych, ceramiczych i elbetoowych. Œcieraloœæ rur z tworzyw sztuczych, w wyiku SPADKI PRZEWODÓW KO OWYCH trasportu zawiesi zawieraj¹cych PRZY MAKSYMALNYCH DOPUpiasek, oceiaa jest a miej i,mm w ci¹gu lat eksploatacji. SZCZALNYCH PRÊDKOŒCIACH. Mimo zaczej odporoœci materia³u Œredica rury Spadek [%] rur z tworzyw sztuczych, [mm] v=m/s mo liwoœæ iszczeia œciaek przewodów w wyiku abrazji i korozji po-,,7 wia byæ braa pod uwagê przy projektowaiu systemów kaalizacyjych. Firma Pipelife zaleca, aby 9,, prêdkoœci maksymale ie przekracza³y,7, m/s. Odpowiadaj¹ce tym, prêdkoœciom spadki maksymale 7, bêd¹ zale a³y od œredicy przewodu i,7 przyjêtego ape³ieia. Orietacyje wielkoœci spadków ruroci¹gów podae s¹ obok.,7 9, ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

6 .. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH OBLICZENIA HYDRAULICZNE SYSTEMÓW DRENA Y ROLNICZYCH I BUDOWLANYCH Podstaw¹ do wymiarowaia ruroci¹gów drearskich s¹ obliczeiowe przep³ywy Q) oraz spadki ruroci¹gów i) ustaloe w rozwi¹zaiach wysokoœciowych sieci drearskich. Perforowae ruroci¹gi drearskie s¹ zasilae wod¹ a ca³ej Dla rur drearskich karbowaych PVC do obliczeia strumieia œcieków przep³ywaj¹cych przez rurê ca³kowicie ape³io¹ mo a stosowaæ wzór Pradtla - Colebrook`a: Przy za³o eiu wspó³czyika k=, mm dla rur drearskich karbowaych z PVC opracowao omogram do okreœlaia œredic zbieracza i wydajoœci s¹czków Nomogram Nr 9) d³ugoœci, wystêpuje wiêc przep³yw ieustaloy, iejedostajy. Jedak œredicê ruroci¹gów dobiera siê dla maksymalego atê eia przep³ywu a koñcu daego odcika obliczeiowego i a ca³ym odciku przyjmuje siê jedakow¹ œredicê. [ k Q= π d, v -, log + d gdi,7 Do doboru œredic ruroci¹gów drearskich stosowae s¹ wzory Pradtla Coolebrok a I Darcy - Weisbach a, przy ca³kowitym ape³ieiu oraz krzywa sprawoœci przekroju ko³owego Nomogram Nr ). gdi gdzie: Q - przep³yw przy ca³kowicie ape³ioym kaale k - wspó³czyik chropowatoœci bezwzglêdej [m] d - œredica wewêtrza przewodu [m] v - prêdkoœæ [m/s] i - spadek [ ] [ OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Systemy drearskie u ytków rolych Przep³ywy obliczeiowe drea- y u ytków rolych oblicza siê a podstawie orm odp³ywów jedostkowych, ustaloych w oparciu o œredie rocze opady atmosferycze, sk³ad mechaiczy gleb i spadki powierzchi tereu oraz wielkoœæ odwadiaej powierzchi. Projektowae spadki ruroci¹gów drearskich musz¹ zapewiaæ samoczyszczeie siê ruroci¹gów z osadów które mog¹ dostawaæ siê do wêtrza przez otwory perforacji z dop³ywaj¹c¹ wod¹. Przep³ywy wody w ruroci¹gach drearskich a zw³aszcza w s¹czkach) odbywaj¹ siê ajczêœciej przy iewielkim ape³ieiu, a wiêc i przy ma³ych prêdkoœciach. Tylko przez kilka lub kilkaaœcie di w roku, po roztopach wioseych i d³ugotrwa³ych obfitych opadach, ape³ieie ruroci¹gów jest du e, prêdkoœci przep³ywu wody ajwiêksze i wtedy astêpuje usuiêcie z ruroci¹gów wiêkszych iloœci osadów. Z tego wzglêdu miimale prêdkoœci wody w drea ach przy ca³kowitym ape³ieiu powiy wyosiæ:, m/s w glebach zwiêz³ych i œredio zwiêz³ych,, m/s w glebach pylastych i elazistych, przy zabezpieczeiu dreów materia³em filtracyjym,, m/s w glebach kurzawkowych i pylastych, silie za- elazioych. Miimale* [%] Maksymale piaski, gliy piaszczyste, gliy lekkie oraz py³y piaszczyste i zwyk³e gliy œredie, ciê kie, bardzo ciê kie, i³y, py³y gliiaste i py³y ilaste ) Maksymale prêdkoœci przep³ywu ie powiy przekraczaæ, m/s w glebach lekkich oraz, m/s w glebach œredich I ciê kich. Na tereach górskich I podgórskich o wyraÿie zbitym pod³o u dopuszcza siê m/s. Zbyt du e spadki i prêdkoœci przep³ywu zagra aj¹ trwa³oœci ruroci¹gów drearskich, ze wzglêdu a mo liwoœæ przep³ywu wody w zasypie a zew¹trz rury i wymywaie cz¹stek grutu. Uzyskiwaie odpowiedich prêdkoœci zwi¹zae jest z zapewieiem odpowiedich spadków ruroci¹gów podaych w tabeli poi ej. MINIMALNE I MAKSYMALNE SPADKI RUROCI GÓW DRENARSKICH Œredice ruroci¹gów d [mm] *) spadki podae w awiasach dotycz¹ tereów, gdzie wystêpuje zagro eie zamulaia dreów cz¹stkami gleby i zwi¹zkami elaza, ) 9 ) 7, ),,),,), ), ) ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

7 .. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH Ustaleie œredic s¹czków i zbieraczy OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW W dreowaiu systematyczym u ytków rolych ie oblicza siê œredic s¹czków. Stosuje siê s¹czki z rur perforowaych o œredicy mm, z zachowaiem odpowiediej d³ugoœci s¹czków. W praktyce d³ugoœæ s¹czków ie powia przekraczaæ mm, a a tereach p³askich, gdzie koiecze jest stosowaie spadków miimalych mm. Do wykoywaia zbieraczy oraz s¹czków drea y kombiowaych i iesystematyczych stosuje siê rury wiêkszych œredic mm. Przep³yw obliczeiowy ustala siê a podstawie wzoru: - Q=Aq= L B q gdzie: Q - atê eie przep³ywu [dm /s] A - odwadiaa powierzchia [ha] q - orma odp³ywu jedostkowego [dm /s ha] L - rozstaw s¹czków lub szerokoœæ powierzchi odwadiaej), [m] B - sumarycza d³ugoœæ s¹czków lub d³ugoœæ ruroci¹gu drearskiego),[m] NORMY ODP YWU JEDNOSTKOWEGO q [dm /s ha] Gatuek gleby Spadek tereu [ ] Normy odp³ywu przy œredich opadach roczych [mm] < > Gleby zawieraj¹ce powy ej % czêœci sp³awialych o œredicy <, mm Gleby zawieraj¹ce - % czêœci sp³awialych o œredicy <, mm Gleby zawieraj¹ce powy ej % czêœci sp³awialych o œredicy <, mm < - > < - > < - >,,,,,,,,,, -,, -,, -,, -,, -, -,, -,7, -,, -,, -,,-,, -,, -,, -,, -,,7 -,9, -,9, -,9, -,, -,, -,, -,, -,, -,,9 -,,9 -,,9 -,, -,, -,, -,,,, Do obliczaia œredich zbieraczy ale y przyjmowaæ ormê odp³ywu z dok³adoœci¹ do, dm /s ha Podae w tabeli ormy ale y zwiêkszyæ w przypadku dreowaia czêœciowego i iesystematyczego, stosuj¹c astêpuj¹ce wspó³czyiki ujête w tabeli: WSPÓ CZYNNIKI DO OKREŒLANIA NORM ODP YWU PRZY DRENOWANIU CZÊŒCIOWYM I NIESYSTEMATYCZNYM Stopieñ zasilaia tereów wodami ap³ywaj¹cymi z obszarów przyleg³ych I waruki ich odp³ywu Terey bez wyraÿego ap³ywu wód z obszarów przyleg³ych spadki obszarów przyleg³ych do %) lub obszarów o dobrych warukach odp³ywu Przy dreowaiu czêœciowym, Wartoœci wspó³czyika Przy dreowaiu iesystematyczym, Terey o utrudioych warukach odp³ywu wód powierzchiowych, itesywie zasilae sp³ywami z obszarów przyleg³ych spadki obszarów przyleg³ych> %),, Terey bezodp³ywowe kotliy) itesywie zasilae sp³ywami z obszarów przyleg³ych,, ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

8 OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH.. 7 Gatuek gleby Gleby zawieraj¹ce - % czêœci sp³awialych o œredicy <, mm W przypadku ustalaia rozstawu s¹czków a podstawie wzorów hydrauliczych, wartoœci miarodajych orm odp³ywu jedostkowego z tereów objêtych dreowaiem MIARODAJNE ODP YWY DOBOWE q [dm /s ha] NA TERENACH TRWALE PODMOK YCH mm/dobê, ale y przyjmowaæ zgodie z poi sz¹ tabel¹: Œredi opad roczy z wielolecia [mm] < dm /h ha, mm/dobê,-, Odp³yw q dm /h ha,-,7 mm/dobê,-7, dm /h ha,7-, OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Gleby zawieraj¹ce powy ej % czêœci sp³awialych o œredicy <, mm,,,-,,7,-,,7-,9 Przy ustalaiu rozstawu, ale y przyjmowaæ q z zaokr¹gleiem do, mm/dobê, przy obliczaiu œredic zbieraczy z dok³adoœci¹ do, dm /s ha MIARODAJNE ODP YWY DOBOWE q [dm /s ha] WG OPRACOWAÑ NIEMIECKICH Œredi opad roczy z wielolecia [mm] Gatuek gleby < - > Odp³yw q mm/dobê dm /h ha mm/dobê dm /h ha mm/dobê dm /h ha Odp³yw ze zbieracza,,, Wysokoœæ odp³ywu s¹czków Przeliczaie jedostek: mm opadu =, cm /cm = l/m =m /ha = m /km doba = s mm/dobê =, l/s ha l/s ha =, mm/dobê Do wykoywaia systemów odwadiaj¹cych u ytków rolych firma Pipelife oferuje karbowae rury drearskie z PVC izpppragma z perforacj¹ lub bez. Do wykoywaia zbieraczy mog¹ byæ te wykorzystywae rury kaalizacyje z PVC o œciakach g³adkich lub rury Pragma zpp. Do obliczeñ hydrauliczych ruroci¹gów drearskich firma Pipelife przygotowa³a omogramy dla astêpuj¹cych wartoœci chropowatoœci bezwzglêdej k): Rury karbowae z PVC k=, mm Nomogram Nr 9. Rury o podwójej œciace z PP Pragma k=, mm Nomogram Nr. W przypadku wykoywaia zbieraczy z rur kaalizacyjych z PVC ale y korzystaæ z odpowiedich omogramów Nr i)opracowaych dla tych rur, a dla rur Pragma odpowiedio omogramy r 7 i. ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

9 .. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH Drea e budowlae OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Obliczeia hydraulicze ruroci¹gów drea y budowlaych maj¹ a celu ustaleie œredic ruroci¹gów drea owych i kolektorów odprowadzaj¹cych oraz sprawdzeie graiczych prêdkoœci maksymalych i miimalych. Przep³yw obliczeiowy ustaloy jest a podstawie obliczeñ hydrogeologiczych z uwzglêdieiem uk³adu warstw, wspó³czyików filtracji grutu, waruków zasilaia wód grutowych itp. Podstaw¹ do doboru œredic s¹ dop³ywy do ruroci¹gów drearskich i kolektorów przy ajwy szych staach wody grutowej zwykle wios¹ i jesiei¹). Natomiast przep³ywy wody przy iskich staach wody grutowej zwykle póÿym latem), s¹ podstaw¹ do obliczeia prêdkoœci miimalej. Miimale prêdkoœci wody w ruroci¹gach odwadiaj¹cych i kolektorach powiy zapewiaæ usuwaie cz¹stek grutu dostaj¹cych siê przez otwory perforacji. Jako ajmiejsz¹ prêdkoœæ umo liwiaj¹c¹ samoczyszczeie siê ruroci¹gów przyjmuje siê: V mi, m/s, przy za³o eiu, e do ruroci¹gu ie przedostaj¹ siê zaieczyszczoe wody powierzchiowe. Miimale spadki ruroci¹gów drea y budowlaych wyosz¹: % dla rur o œredicy d mm w grutach gliiastych i ilastych, % dla rur o œredicy d mm w grutach piaszczystych i pylastych,,% dla ruroci¹gów o œredicy d > mm. W przypadku gdy do drea u wprowadzoe s¹ rówie wody z odwodieia powierzchiowego tereu miimala prêdkoœæ przep³ywu w ruroci¹gu powia wyosiæ: V mi, m/s Maksymale prêdkoœci przep³ywu w ruroci¹gach drearskich ie powia przekraczaæ, m/s. Najmiejsz¹ œredic¹ rur zaleca¹ do stosowaia w drea ach budowlaych jest œredica d= mm wyj¹tkowo d= mm). Do wykoywaia systemów drea y budowlaych Pipelife oferuje rury drearskie karbowae z PVC z perforacj¹ lub bez, rury o podwójej œciace z PP Pragma z perforacj¹ i bez. Do budowy kolektorów mog¹ te byæ wykorzystywae rury kaalizacyje z PVC o œciaach g³adkich klasy L, N, T). Do obliczeñ hydrauliczych ruroci¹gów drea y budowlaych ale y stosowaæ odpowiedio Nomogramy Nr 9i.. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW INSTALACJI KANALIZACYJNYCH WYMIAROWANIE INSTALACJI KANALIZACJI BYTOWO GOSPODARCZEJ Wymiarowaie przewodów kaalizacji wewêtrzej polega a okreœleiu œredicy przewodów i spadków iezbêdych dla zapewieia odpowiedich prêdkoœci przep³ywu oraz ape³ieia ruroci¹gów [B]. Podstaw¹ do wymiarowaia przewodów istalacji kaalizacyjych s¹ ustaloe wartoœci przep³ywów obliczeiowych w poszczególych odcikach ruroci¹gów. Œredice podejœæ pojedyczych i zbiorowych oraz przewodów spustowych pioów) i przewodów wetylacyjych ustala siê a podstawie wartoœci sumy rówowa ików odp³ywu. Œredice przewodów odp³ywowych poziomów) i pod³¹czeñ przykaalików) kaalizacji bytowo gospodarczej, ogólosp³awej i deszczowej mo a ustalaæ a podstawie wzoru Chezy: Dla u³atwieia projektowaia opracowae zosta³y omogramy do wymiarowaia istalacji kaalizacyjych: dla poziomów i przykaalików kaalizacji bytowo gospodarczej przy ape³ieiu h/d=, Nomogram Nr, dla poziomów i przykaalików kaalizacji deszczowej przy ape³ieiu h/d=,7 Nomogram Nr, dla poziomów i przykaalików kaalizacji ogólosp³awej, przy ape³ieiu h/d=,7 Nomogram Nr. q=v F v=c R i; C= g λ gdzie: q -atê eie przep³ywu œcieków [m /s] V - œredia prêdkoœæ przep³ywu œcieków [m/s] F - powierzchia przekroju rury wype³ioa œciekami [m ] R - promieñ hydrauliczy [m] i - spadek ruroci¹gu, g - przyspieszeie ziemskie [m/s ] λ - wspó³czyik oporów liiowych ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

10 .. 9 OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH WYMIAROWANIE PRZEWODÓW INSTALACJI DESZCZOWEJ Wymagaia dotycz¹ce projektowaia istalacji kaalizacyjej wód deszczowych zawarte s¹ w ormie PN 9/B 77 Istalacje kaalizacyje. Norma ta zaleca wymiarowaæ przewody kaalizacji deszczowej podejœcia, przewody spustowe) przy przyjêciu miarodajego atê eia deszczu ie miejszego i I= l/s ha) pkt..7. Normy). Przyjêcie w ormie takiego du ego atê eia deszczu uzasadioe jest d¹ eiem do poprawy iezawodoœci dzia³aia podejœæ i pioów ara oych a ró orode zaieczyszczeia. Wymieioa wy ej orma dopuszcza stosowaie iych uzasadioych techiczie metod wyzaczaia przep³ywów obliczeiowych i w kosekwecji iych metod wymiarowaia przewodów istalacji kaalizacyjych pkt... Normy). Firma Pipelife do wymiarowaia produkowaych przez siebie systemów ryowych Crescet, Rapidflow i Streamlie), propouje metodê opisa¹ poi ej. Stosowaie tej metody jest uzasadioe poiewa : powierzchie ryie i rur spustowych produkowae z PVC s¹ g³adkie, co przyczyia siê do du- ej wydajoœci systemu, specjaly, hydrauliczie op³ywowy kszta³t elemetu ³¹cz¹cego ryê z pioem wprawia wodê w ruch wirowy i powoduje jej zasysaie, co w kosekwecji przyspiesza odp³yw wody. Dziêki temu ryy mog¹ byæ mocowae w poziomie, bez spadków, ³agodie wyprofilowae ³uki ryie i przewodów spustowych przyspieszaj¹ odp³yw wody i ie dopuszczaj¹ do gromadzeia siê zaieczyszczeñ, przy okreœlaiu odp³ywu uwzglêdioe jest przestrzee rozmieszczeie rur spustowych, uwzglêdioy jest wp³yw kieruku wiatru a wielkoœci powierzchi efektywej dachu, zdoloœæ przepustowa elemetów systemu potwierdzoa zosta³a pomiarami hydrauliczymi. W metodzie tej, przy wymiarowaiu elemetów systemu ryowego, uwzglêdioe s¹ dwa podstawowe parametry: efektywa powierzchia dachu, atê eie deszczów. Efektywa maksymala) powierzchia sp³ywowa dachu zale y od: spadku dachu, g³ówego kieruku wiatru. B A 9 C OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Do okreœleia tej powierzchi stosuje siê wzór: η czyli E= η A+B C A+B =A+ E= A+ B C B gdzie: E- efektywa powierzchia dachu [m ] A- d³ugoœæ rzutu poziomego krawêdzi pochy³ej dachu [m] B- pioowa odleg³oœæ pomiêdzy krawêdzi¹ ryy a kaleic¹[m] C- d³ugoœæ dachu [m] η-wspó³czyik uwzglêdiaj¹cy wp³yw kieruku wiatru >. Natê eie deszczów zale y od waruków klimatyczych regiou i okreœloe jest a podstawie obserwacji meteorologiczych oraz przyjêtego prawdopodobieñstwa wystêpowaia opadu. Do wymiarowaia ryie i pioów deszczowych propouje siê itesywoœæ opadów wyosz¹c¹ 7mm/h, podczas deszczu trwaj¹cego mi raz a cztery lata. Odpowiada to wielkoœci odp³ywu do l/s ha). W celu obliczeia przep³ywu Q w ryie ale y wiêc pomo yæ efektyw¹ powierzchiê dachu przez sp³yw powierzchiowy f=, l/s m ): Q=E f gdzie: Q - atê eie przep³ywu, [l/s] E - efektywa powierzchia dachu, [m ] f - obliczeiowe atê eie deszczu [L/s m )] f =, l/s m ). Podae w asortymecie wyrobów systemów ryowych Pipelife œredice rur spustowych i powierzchie dachów ustaloe zosta³y a podstawie atê eia deszczu, l/s m ). Œredice przewodów odp³ywowych poziomów) i przy³¹czy istalacji deszczowej ale y wymiarowaæ wg Nomogramów Nr i Nr. ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

11 .. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH. OBLICZENIA SIECI GAZOWYCH OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Techologiczy re im pracy gazoci¹gu okreœlaj¹ astêpuj¹ce parametry: charakterystyka gazu obliczeiowe atê eie przep³ywu gazu ciœieie i temperatura gazu w puktach pocz¹tkowym i koñcowym ka dego z odcików gazoci¹gu dyspozycyje spadki ciœieia). Wymagaia dotycz¹ce wartoœci ciœieia omialego podae s¹ w ormie PN 7/C 9 Paliwa gazowe rozprowadzae wspól¹ sieci¹ i przezaczoe dla gospodarki komualej. Przewody z rur PE szeregu wymiarowego SDR i SDR 7, s¹ powszechie stosowae do budowy gazoci¹gów iskiego i œrediego ciœieia do, MPa). W przewodach pracuj¹cych pod iskim ciœieiem objêtoœæ i prêdkoœæ przep³ywaj¹cego gazu jest w przybli eiu sta³a, a wartoœæ strat ciœieia jest iewielka. W przewodach œrediego i wysokiego ciœieia astêpuje izotermicze zwiêkszeie objêtoœci i prêdkoœci przep³ywu. Podstawowe zagadieia przy obliczaiu strat ciœieia w ruroci¹gach reguluje orma PN 7/M Ruroci¹gi. Zasady obliczeñ strat ciœieia. Dla odcików prostych przewodów spadek ciœieia zale y od d³ugoœci, œredicy wewêtrzej rury, prêdkoœci przep³ywu gazu, ciê- aru w³aœciwego oraz od wspó³czyika oporu przep³ywu. Wspó³czyik oporów przep³ywu uzale ioy jest od chropowatoœci powierzchi rury oraz lepkoœci medium tarcia wewêtrzego wyra oego liczb¹ Reyoldsa). Dla u³atwieia obliczeñ gazoci¹gów firma Pipelife przygotowa³a omogramy dla typowych waruków eksploatacyjych gazoci¹gów z rur polietyleowych. Nomogram Nr dla rur gazowych z PE szeregu SDR, przy przep³ywie uwarstwioym i adciœieiu roboczym mbar, Nomogram Nr dla rur gazowych z PE szeregu SDR 7,, przy przep³ywie uwarstwioym i adciœieiu roboczym mbar, Nomogram Nr dla rur gazowych z PE szeregu SDR, przy przep³ywie burzliwym, Nomogram Nr 7 dla rur gazowych z PE szeregu SDR 7,, przy przep³ywie burzliwym. Na omogramach ozaczoo wielkoœci œredic zewêtrzych przewodów, jedak w obliczeiach uwzglêdioo œredice wewêtrze rur. Nomogramy opracowae s¹ dla astêpuj¹cych parametrów gazu: gaz ziemy GZ gêstoœæ gazu,γ=,7 kg/ m temperatura gazu o C lepkoœæ dyamicza gazu Pa s wspó³czyik chropowatoœci bezwzglêdej k=,7 mm. W przypadku gazu z iej podgrupy ale y zastosowaæ wzór korekcyjy: P=K K= P [ ] γ,9,7 gdzie: P - ró ica pomiêdzy ciœieiem p ip [bar] P,P -ciœieie maometrycze a pocz¹tku i koñcu odcika gazoci¹gu [bar] P labs - ciœieie absolute pocz¹tkowe [bar], p abs =p +) p abs - ciœieie absolute koñcowe [bar], p abs =p +) Dla powszechie stosowaych gazów wspó³czyik K wyosi: GZ γ=,7 kg/m ) K=, GZ, γ=, kg/m ) K=, GZ γ=, kg/m ) K=, Z omogramów odczytuje siê jedostkowe spadki ciœieia a d³ugoœci, wielkoœci oporów miejscowych ie jest uwzglêdioa. Przy obliczaiu oporów miejscowych w gazoci¹gach mo a pos³ugiwaæ siê wartoœciami rówowa ymi oporów miejscowych. W praktyce, a straty ciœieia wywo³ae oporami miejscowymi rezerwuje siê % dyspozycyjej straty ciœieia dla daego uk³adu gazoci¹gów, lub te wprowadza siê do obliczeñ tzw. d³ugoœæ obliczeiow¹. D³ugoœæ obliczeiowa jest to d³ugoœæ geometrycza ruroci¹gu pomo oa przez wspó³czyik,. ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

12 NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR doboru parametrów hydrauliczych dla rur ciœieiowych z PVC wg wzorów Darcy - Weisbach`a/Colebrook`a - White`a.. N OBLICZENIA HYDRAULICZNE Natê eie przep³ywu - Q [dm /s],,,,,, Prêdkoœæ [m/s],, Œredica omiala d [mm] Spadek-i[ o/ oo ] Rury PVC d = - mm, PN, k =,mm, temp. C Rury PVC d = - mm, PN, k =,mm, temp. C omogram obliczoo dla œredic wewêtrzych d ) i ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

13 N OBLICZENIA HYDRAULICZNE.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR doboru parametrów hydrauliczych dla rur ciœieiowych z PVC wg wzorów Darcy - Weisbach`a/Colebrook`a - White`a Natê eie przep³ywu - Q [dm /s],,,,,,, Prêdkoœæ [m/s], Œredica omiala d [mm] 7 Spadek-i[ o / oo] Rury PVC d = -mm, PN, k =,mm, temp. C omogram obliczoo dla œredic wewêtrzych d ) i ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

14 NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH.. N NOMOGRAM NR doboru parametrów hydrauliczych dla rur ciœieiowych z PE wg wzorów Darcy - Weisbach`a/Colebrook`a - White`a omogram obliczoo dla œredic wewêtrzych) rur d < mm, k =, mm, temp. C; dla rur d > mm, k =,mm, temp. C OBLICZENIA HYDRAULICZNE Œredica omiala d [mm],,, Spadek i [ /oo] o,, Spadek i [ /oo] o,,,,,,,,, Natê eie przep³ywu Q [dm /s],,,, Prêdkoœæ,, ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

15 N OBLICZENIA HYDRAULICZNE.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR Krzywe sprawoœci przekroju ko³owego h d,9,,7 q Q d,,, z V V R R, h,, h d q Q,,,,,,,7,,9,,, - stosuek wysokoœci czêœciowego ape³ieia h ) do œredicy wewêtrzej rury d). - stosuek wielkoœci przep³ywów q ) przy rzeczywistych ape³ieiach kaa³ów h ) do wielkoœci przep³ywów Q) przy ca³kowitym ape³ieiu d). q V,, R Q V R V V R R - stosuek prêdkoœci przep³ywu przy rzeczywistych wysokoœciach ape³ieia kaa³ów h ) do prêdkoœci przep³ywu V) przy ca³kowitym ape³ieiu d). - stosuek promieia hydrauliczego przy rzeczywistych wysokoœciach ape³ieia h ) do promieia hydrauliczego przy ca³kowitym ape³ieiu d). ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

16 NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR doboru parametrów hydrauliczych dla rur kaalizacyjych z PVC klasy T-SN = kpa przy ca³kowitym ape³ieiu wg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooka - White`a dla k =,mm, temp. C... N OBLICZENIA HYDRAULICZNE Przep³yw Q [dm /s],,,,,, Prêdkoœæ [m/s],, 7 Œredica omiala d [mm], 7 Spadek i[ o/oo] Uwaga: Dla rur klasy L - SN = kpa ale y zwiêkszyæ przep³yw Q o,% Dla rur klasy N-SN = kpaale y zwiêkszyæ przep³yw Q o,% ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

17 N OBLICZENIA HYDRAULICZNE.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR doboru parametrów hydrauliczych dla rur kaalizacyjych z PVC klasy T-SN = kpa przy ca³kowitym ape³ieiu wg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooka - White`a dla k =,mm, temp. C Natê eie przep³ywu Q [dm /s],,,,,, Prêdkoœæ [m/s],, 7 7 Œredica omiala d [mm] Spadek i[ o/oo] Uwaga: Dla rur klasy L - SN = kpa ale y zwiêkszyæ przep³yw Q o,% Dla rur klasy N-SN = kpaale y zwiêkszyæ przep³yw Q o,% ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

18 NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH.. N7 NOMOGRAM NR 7 doboru parametrów hydrauliczych dla rur kaalizacyjych Pragma z PP wg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooke-White`a dla k =,mm, temp. C przy ca³kowitym ape³ieiu OBLICZENIA HYDRAULICZNE Natê eie przep³ywu - Q [dm /s] Spadek-i[ o/ oo ],,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, Prêdkoœæ V [m/s],,,,,, Œredica omiala d [mm] ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

19 N.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH o oo OBLICZENIA HYDRAULICZNE NOMOGRAM NR doboru parametrów hydrauliczych dla rur kaalizacyjych Pragma z PP wg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooke-White`a dla k =,mm, temp. C przy ca³kowitym ape³ieiu Natê eie przep³ywu - Q [dm /s] Spadek-i[ / ],,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, Œredica omiala d [mm] ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

20 NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR 9 omogram do okreœlaia œredic dreów karbowaych PVC wg wzoru Pradtla-Colebrook`a dla k =,mm.. N9 OBLICZENIA HYDRAULICZNE powierzchia-a[ha] 7 7, v =, m/s Natê eie przep³ywu - Q [dm /s] 7 7,,, DN,,, l/s ha,, l/s ha, l/s ha,7,,,,,,,7 7 Spadek - i [%] ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

21 N OBLICZENIA HYDRAULICZNE.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR do doboru rur drearskich z PP Pragma wg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooke-White`a dla k =,mm, temp. C Natê eie przep³ywu - Q [dm /s] Spadek-i[ o/ oo ],,,,,,,,,,,,,, Œredica omiala d [mm],,,, Prêdkoœæ V [m/s],,,,,,,, ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

22 NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR do wymiarowaia poziomów i przykaalików kaalizacji bytowo - gospodarczej wg wzoru Chezy dla k =,mm, temp. C przy ape³ieiu h/d =,.. N OBLICZENIA HYDRAULICZNE, Spadek - i [%],,,7,,,, d=, d=, d=, d=, d=, d=, d=, d=, d=, d=, d=,7, - góre ograiczeie dla przewodów w budykach - góre ograiczeie dla przewodów zewêtrzych wg PN - 9/B Przep³yw obliczeiowy q [dm /s] s ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

23 N OBLICZENIA HYDRAULICZNE.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR do wymiarowaia poziomów i przykaalików kaalizacji deszczowej wg wzoru Chezy dla k =,mm, temp. C przy ape³ieiu h/d =,7 Spadek - i [%],,,,7, d=, d=, d=, d=, d=,,,, d=, d=,7 d=, d=, d=, d=, d=, d=, d=,, Przep³yw œcieków deszczowych q [dm /s] d - góre ograiczeie dla przewodów w budykach - góre ograiczeie dla przewodów zewêtrzych wg PN - 9/B ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

24 NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH.. N NOMOGRAM NR do wymiarowaia poziomów i przykaalików kaalizacji ogólosp³awej wg wzoru Chezy dla k =,mm, temp. C przy ape³ieiu h/d =,7 OBLICZENIA HYDRAULICZNE Spadek - i [%],,,,7, d=, d=, d=, d=, d=,,,, d=, d=,7 d=, d=, d=, d=, d=, d=, d=,, Przep³yw obliczeiowy q [dm /s] 9 - góre ograiczeie dla przewodów w budykach - góre ograiczeie dla przewodów zewêtrzych wg PN - 9/B ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

25 p/l - jedostkowy spadek ciœieia [mbar/m] N OBLICZENIA HYDRAULICZNE.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR doboru rur gazowych z PE szeregu SDR dla gazu ziemego o temp. C przy przep³ywie uwarstwioym i adciœieiu roboczym mbar x, x, x, x,7 x, 7x, x, x, x, x,7 x, 9x, x, x, 9 7,,, x, x,7 x, x, x, x,,, x, Natê eie przep³ywu gazu q [m /h] - *Uwaga: m /h - przelicza siê w warukach t = CiP=barabs) ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

26 p/l - jedostkowy spadek ciœieia [mbar/m] NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR doboru rur gazowych z PE szeregu SDR 7, dla gazu ziemego o temp. C przy przep³ywie uwarstwioym i adciœieiu roboczym mbar.. N OBLICZENIA HYDRAULICZNE x, x, x,9 x, 7x, 9x, x, x7, x, x9, x, x, x, x, x7,9 x, x, x, x,,, x, 9 7,,, Natê eie przep³ywu gazu q [m /h] *Uwaga: m /h - przelicza siê w warukach t = CiP=barabs) ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

27 - N OBLICZENIA HYDRAULICZNE.. NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR doboru rur gazowych z PE szeregu SDR dla gazu ziemego o temp. C przy przep³ywie burzliwym - bar m abs abs P P L x, x, x,7 x, 7x, 9x, x, x, x,7 x, x, x, x, x,7 x, x, x, x, x, x, Natê eie przep³ywu gazu q [m /h] ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

28 - NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH NOMOGRAM NR 7 doboru rur gazowych z PE szeregu SDR 7, dla gazu ziemego o temp. C przy przep³ywie burzliwym i adciœieiu roboczym > mbar.. N7 OBLICZENIA HYDRAULICZNE bar m abs abs P P L - - x, x, x,7 x, 7x, x, - 9x, x, x, x,7 x, x, x, x, x,7 x, x, - x, x, x, Natê eie przep³ywu gazu q [m /h] ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

29 . OBLICZENIA RUROCI GÓW.. OBLICZENIA STATYCZNO -WYTRZYMA OŒCIOWE RUR

30 .. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH. ODDZIA YWANIE MIÊDZY GRUNTEM I ELASTYCZN RUR UMIESZCZON W GRUNCIE Rury PVC, PE i PP, w termiologii i yierskiej azywae elastyczymi, pod wp³ywem obci¹ eia pioowego odkszta³caj¹ siê bez zmia strukturalych) przyjmuj¹c kszta³t elipsy. Œredica pioowa rury ulega skróceiu o wartoœæ δ v schemat a rysuku). Dla lepszego zrozumieia wzajemego oddzia³ywaia pomiêdzy sztywoœci¹ obwodow¹ rury i sztywoœci¹ grutu, mo a zastosowaæ wzór Spagler a: Odkszta³ceie rury od obci¹ eia pioowego δ v D D Odkszta³caj¹ca siê rura wywieraj¹c acisk a grut, wywo³uje a zasadzie reakcji odpór grutu, co z kolei powoduje zmiejszeie aprê eñ zgiaj¹cych w œciace rury. = fq) S+S r s δ v Si³a z jak¹ grut wokó³ rury jest w staie przeciwstawiæ siê aciskowi rury, zale y od wielkoœci obci¹ eia pioowego oraz od rodzaju grutu i jego zagêszczeia sztywoœci). Im wiêksza bêdzie si³a odporu grutu, tym miejszemu odkszta³ceiu ugiêciu) ulegie rura pod obci¹ eiem. Wp³yw grutu w strefie u³o eia rury a jej ogól¹ wytrzyma³oœæ jest g³ówym czyikiem odró iaj¹cym pracê rury elastyczej od zachowaia siê rury sztywej, a miaowicie: rura szty- wa, p. betoowa, sama przyjmuje a siebie oddzia³ywaia si³ pioowych, podczas gdy w³asoœæ rury elasty- czej, zale a jest od zdoloœci przejêcia pioowych obci¹ eñ przez uk³ad rura-grut. Rówaie to opisuje ugiêcie wzglêde δ v /D rury o sztywoœci S r poddaej pioowemu obci¹ eiu q i umieszczoej w grucie o sztywoœci S s, gdzie D ozacza œredicê pioow¹ pocz¹tkowo ie odkszta³coej rury. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z rówaia tego wyika, e ugiêcie rury mo emy ograiczaæ do dopuszczalej wartoœci przez dobór sztywoœci rury lub grutu, b¹dÿ przez oba czyiki jedoczeœie. Widaæ tak- e, jak zmiejszaie jedego z tych czyików mo e byæ kompesowae przez wzrost drugiego. Mo a rówie powiedzieæ, e im rura ma wiêksz¹ sztywoœæ obwodow¹, w tym miejszym stopiu zdaje siê a wspó³pracê mechaicz¹ z grutem i tym miejsze jest ryzyko przekroczeia dopuszczalych ugiêæ rury spowodowaych p. iew³aœciwym wykoawstwem robót. Z drugiej stroy, je- eli da siê rurze wiêksze wsparcie grutu przez odpowiedi dobór materia³u obsypki i wiêksze jej zagêszczeie, sztywoœæ rury mo e byæ miejsza. W obu przypadkach ale y kierowaæ siê rachukiem ekoomiczym, bior¹c pod uwagê koszt zakupu dro - szej rury o wy szej klasie sztywoœci) w stosuku do kosztów materia³u obsypki, jej dowozu i kosztów robót zwi¹zaych z zagêszczeiem grutu.. METODA OBLICZANIA ODKSZTA CEÑ RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH Wytrzyma³oœæ rur elastyczych uk³adaych w wykopie otwartym i astêpie zasypaych, mo a obliczyæ w oparciu o metodê staów graiczych: sta graiczy u ytkowaia ale- y sprawdziæ przez porówaie odkszta³ceñ od obci¹ eñ z odkszta³ceiem dopuszczalym, sta graiczy oœoœci mo a sprawdziæ przez porówaie aprê- eñ krytyczych powoduj¹cych utratê stateczoœci a skutek wyboczeia z aprê eiami œciskaj¹cymi od obci¹ eñ obliczeiowych oraz przez porówaie odkszta³ceia wzglêdego obwodowego) wywo³aego ugiaj¹c¹ siê rur¹ pod wp³ywem obci¹ eia z odkszta³ceiem dopuszczalym. Obecie wobec braku opracowañ krajowych, do obliczaia odkszta³ceñ rur elastyczych u³o oych w grucie przyjêto metodê Molia [E], zwa¹ te metod¹ skadyawsk¹, udokumetowa¹ ajowszymi badaiami i popart¹ -letim doœwiadczeiem. Procedura obliczeñ metod¹ skadyawsk¹ uwzglêdia oddzia³ywaie pomiêdzy rur¹ a otaczaj¹cym j¹ grutem. ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

31 .. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH. OBCI ENIA OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Na rurê u³o o¹ w wykopie i astêpie zasypa¹ dzia³aj¹: obci¹ eia pioowe q v ), które ogólie mówi¹c, wywo³uj¹ w rurze sta aprê eia i odkszta³ceie, obci¹ eia poziome q h ), które siê temu przeciwstawiaj¹. Obci¹ eie rury zasypem grutowym Obci¹ eie pioowe rury zasypem grutowym mo a obliczyæ z wyra eia zgodie ze schematem a rysuku obok): Model rozk³adu parcia grutu wg metody skadyawskiej H D h q=q+q z w q Poziom tereu Poziom wody grutowej v δ v q h h γ γ' γ w W ormalych warukach u³o eia rury, pioowa sk³adowa parcia grutu q v ) jest wiêksza od sk³adowej poziomej q h ). Ró ica q v q h ) powoduje odkszta³ceie siê œciaki rury, co odpowiada zmiejszeiu siê œredicy poziomej. Odkszta³caj¹ca siê œciaka rury powoduje odpór grutu, którego wielkoœæ zale y od wielkoœci parcia pioowego i od stosuku sztywoœci obsypki do sztywoœci rury. gdzie: q pioowe obci¹ eie grutem [kn/m ] z - q = γ h + γ' H h) z qw- ciê ar wody [kn/m ] q = γ h w w γ - ciê ar w³aœciwy grutu zasypki [kn/m ] do obliczeñ przyjmuje siê œredio γ=9kn/m ) γ' - ciê ar w³aœciwy grutu zasypki z uwzglêdieiem si³y wyporu [kn/m ] do obliczeñ przyjmuje siê œredio γ' =kn/m ) γw- ciê ar w³aœciwy wody w porach grutu [kn/m ] H - mi¹ szoœæ warstwy zasypu powy ej rury [m] h - odleg³oœæ pomiêdzy zwierciad³em wody grutowej, a powierzchi¹ tereu Schemat rury u³o oej w grucie Obci¹ eia zewêtrze aziomu Obci¹ eia aziomu pochodz¹ od s¹siaduj¹cych budowli i obiektów asypów oraz obci¹ eñ drogowych, tramwajowych itp. Przy obliczaiu aprê eñ od obci¹ eñ zewêtrzych stosowaa jest teoria sprê ystoœci wg Boussiesque a [B]. Do ajczêœciej wystêpuj¹cych obci¹ eñ zewêtrzych aziomu ale ¹ obci¹ eia ruchem drogowym. Obci¹ eia ruchem drogowym i tramwajowym ale y przyjmowaæ zgodie z obowi¹zuj¹cymi ormami [B,B7]. Przy obci¹ eiu powierzchi wieloma si³ami skupioymi, przy obliczaiu aprê eñ stosuje siê zasadê superpozycji. St¹d te przy obliczaiu obci¹ eñ od pojazdów stosuje siê odpowiedie wspó³czyiki uwzglêdiaj¹ce obci¹ eia od kilku kó³. H Z P σ Z σ Z σ Z σ Z σ Z Schemat rozk³adu aprê eñ w grucie wg teorii Boussiesque a. ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

32 .. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH W oparciu o ormatywy ale y przyj¹æ jako obci¹ eie ruchem drogowym miarodajy pojazd o trzech osiach daj¹cych aciski o wartoœciach kn oœ przedia)+xkndwie osie tyle). dla dróg I i II klasy techiczej klasê A obci¹ eñ, dla dróg III, IV i V klasy techiczej klasê B obci¹ eñ, dla dróg wy szych klas techiczych klasê C obci¹ eñ. Nacisk od kó³ pojazdu roz³o oy jest a prostok¹t o wymiarach x cm. Norma uzale ia wielkoœci obliczeiowe od klasy obci¹ eñ. Dla wymagañ w klasach A, BiC przeprowadzoo aalizê obci¹ eñ przewodu w zale oœci od przykrycia rury. Pos³u oo siê wzorem Boussiesque`a: Z przekszta³ceia powy szego wzoru okreœloo zale oœæ: Klasa obci¹ eñ A B C D E q= r q= PH π R CP H r OBCI ENIE NORMOWE OD POJAZDÓW Naciski a osie P P P [kn] [kn] [kn] - - [ kpa] [ kpa] Odleg³oœæ miêdzy pojazdami [m],,,,, gdzie: P acisk ko³a [kn] H przykrycie przewodu [m] R odleg³oœæ puktu przy³o eia si³y od rozpatrywaego puktu [m]. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Dla okreœleia wystêpuj¹cego we wzorze wspó³czyika C sporz¹dzoo wykres zamieszczoy obok). Norma dopuszcza, aby przy zag³êbieiu aalizowaej kostrukcji wiêkszej i, m poi ej poziomu awierzchi, ie uwzglêdiaæ wspó³czyika dyamiczego. Wykres obowi¹zuje dla okreœlaia obci¹ eñ u ytkowych dzia³aj¹cych a przewód o œredicy do mm. Przy obliczaiu statyczo-wytrzyma³oœciowym przewodów wiêkszych œredic prosimy o kotakt z Dzia³em Techiczym Pipelife. Przy obliczaiu odkszta³ceñ du- ych kolektorów przy ma³ym przykryciu ale y rozpatrzyæ wp³yw wielkoœci œredicy i rodzaju grutu w warstwie ochroej i zasypie koñcowym a wielkoœæ obci¹ eia. Wspó³czyik "C",,,,,,,, KLASA OBCI EÑ "A" KLASA OBCI EÑ "B" KLASA OBCI EÑ "C",,,,,,,,,,,,,, Przykrycie przewodu "z" [m] Ca³kowite pioowe obci¹ eie rury u³o oej w grucie wyosi: q=q+q z w ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

33 .. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH. SPRAWDZANIE STANÓW GRANICZNYCH OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Sta graiczy u ytkowaia ugiêcie Dla rur u³o oych w grucie ugiêcie uwarukowae jest przez zewêtrze obci¹ eie, sztywoœæ rury, jakoœæ obsypki i pod³o a oraz przez rodzaj zastosowaej techologii mota- u. Teoretyczie ugiêcie spowodowae obci¹ eiami zewêtrzymi obliczoe jest ze wzorów [E]: Zgodie z orami skadyawskimi rury kaalizacyje bezciœieiowe sklasyfikowao przy u yciu wartoœci krótkotrwa³ej sztywoœci obwodowej SN wyra oej zwykle w kpa kpa = kn/m ). Dla rur o œciakach pe³ych, g³adkich momet bezw³adoœci przyjmuje siê rówy: Modu³ sztywoœci grutu Do obliczeia odkszta³ceia wzglêdego œredicy rury wykorzystuje siê modu³ sieczy grutu [E' s ]. Modu³ sieczy grutu zale y od stopia zagêszczeia grutu wokó³ rury i od efektywego parcia grutu, tz. od g³êbokoœci u³o eia przewodu. Modu³y siecze grutu ustalae s¹ a podstawie badañ grutów w aparacie cylidryczym. W praktyce metoda ta mo e byæ stosowaa do obliczeñ odkszta³ceñ rur z tworzyw sztuczych uk³adaych w grutach iespoistych. Modu³ sieczy grutu zale y od stopia zagêszczeia grutu wokó³ ruroci¹gu, wysokoœci przykrycia rury oraz po³o eia poziomu wody grutowej. Na rysuku obok podao miimale wartoœci modu³ów sieczych grutu uzyskae w badaiach. a) δv D I= e Przykrycie rury H [m] q E s [kn/m ], x q = SN +,E' s SN = E 9% % % 7% 7 I D stopieñ zagêszczeia *) gdzie: δ v zmiejszeie œredicy rury [mm] D œredica okrêgu obojêtego rury ieodkszta³coej [mm] q v obci¹ eie pioowe rury [kn/m ] SN sztywoœæ obwodowa rury [kn/m ] E`s modu³ sieczy grutu [kn/m ] E modu³ relaksacji materia³u rury [kn/m ] wartoœæ krótkotrwa³a E mi = [MPa] dla rur PVC) I momet bezw³adoœci œciaki rury [mm ] e gruboœæ œciaki rury [mm] b) E s [kn/m ] 7 Przykrycie rury H [m] *) stopieñ zagêszczeia grutu wg zmodyfikowaej metody Proctora. 9% % % 7% Modu³ sieczy grutu dla zasypki ruroci¹gu z materia³ów sypkich a) poziom wody grutowej poi ej rury b) poziom wody grutowej powy ej rur stopieñ zagêszczeia *) awczymi. Z tego powodu w celu okreœleia maksymalego odkszta³ceia pocz¹tkowego, do odkszta³ceia obliczoego od obci¹ eñ ale y dodaæ ugiêcie wyikaj¹ce z zastosowaej metody mota u oraz waruków pod³o a. Maksymale ugiêcie pocz¹tkowe mo e byæ obliczoe ze wzoru: δv D mp δv = +I+B f D q f Wp³yw waruków wykoawstwa Odkszta³ceie wzglêde przekroju rury od obci¹ eñ pioowych okreœla pocz¹tkowe odkszta³ceie rury, powstaj¹ce bezpoœredio po wykoaiu zasypu ruroci¹gu. Ugiêcie pocz¹tkowe, spowodowae zewêtrzym obci¹ eiem pioowym, dla rur zasypywaych grutem sypkim p. piaskiem lub wirem) wyosi zazwyczaj % do %. Z wieloletich obserwacji tereowych wyika, e zacza czêœæ ugiêcia spowodowaa jest pracami wykogdzie: δv D mp I f B f -maksymale ugiêcie pocz¹tkowe [%] δ - obliczeiowe teoretycze v ugiêcie wywo³ae obci¹ eiem grutu i azio- D q mu [%] - sk³adowa ugiêcia rury wyikaj¹ca z waruków mota u [%] - sk³adowa ugiêcia rury wyikaj¹ca z waruków pod³o a [%] ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

34 .. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH Na wartoœæ sk³adowej mota u I f wp³ywaj¹ waruki budowy: rzeczywisty kszta³t mota u wykopu rys. a), metoda i rodzaj u ytego sprzêtu do zagêszczeia rys. b), atê eie ruchu podczas budowy rys. c). Wykop stopiowy a) Zagêszczeie grutu bezpoœredio ad rur¹ za pomoc¹ ciê kiego sprzêtu >, kn) Du y ruch sprzêtu budowlaego przy ma³ej g³êbokoœci przykrycia rury H, m b) c) OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Na wartoœæ sk³adowej ugiêcia B f sk³adaj¹ siê: waruki w die wykopu, jakoœæ wykoawstwa, umiejêtoœci ekipy mota owej. Waruki w die wykopu: a) Nierówe pod³o e wystêpowaie kamiei) b) le wykoaa warstwa wyrówawcza ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

35 .. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR W tabelach podao orietacyje wartoœci sk³adowych ugiêcia I f ib f zalecae dla wykopów wype³iaych materia³em sypkim. Wartoœæ œredi¹ ugiêcia pocz¹tkowego otrzymamy, je eli we wzorze a ugiêcie δv maksymale - ie uwzglêdimy D mp sk³adowej pod³o a B f. Przy w³aœciwym wykoawstwie œredie ugiêcie pocz¹tkowe ie przekracza a ogó³ %. Dopuszczale maksymale ugiêcia pocz¹tkowe wyosz¹: dla rur z PVC - % dlarurzpeipp-9% ORIENTACYJNE WARTOŒCI SK ADOWEJ MONTA U RUR If Metoda mota u Sk³adowa mota u If [%] Rura w wykopach stopiowych - bez adzoru - z adzorem Du e obci¹ eie ruchem pojazdów budowlaych i H <. m Zagêszczeie zasypki wykopu powy ej rury przy pomocy ciê kiego sprzêtu, P >. kn ORIENTACYJNE WARTOŒCI SK ADOWEJ POD O A B Waruki w die wykopu jakoœæ pod³o a) Bez adzoru - bez kamiei *) - grut z kamieiami i g³azami Z adzorem - bez kamiei *) - z kamieiami Sk³adowa pod³o a B f [%] wykoawstwo starae zwyk³e f *) dotyczy da wykopu Ze wzglêdu a procesy osiadaia i przemieszczaia siê cz¹stek grutu, zachodz¹ce zarówo w obrêbie obsypki, jak i zasypki, pocz¹tkowe ugiêcie rury bêdzie wzrastaæ w czasie, a do mometu uzyskaia wartoœci zblizoej do sta³ej, ostateczej wartoœci po roku do lat od u³o eia i zasypaia ruroci¹gu. Jak wykazuj¹ d³ugoletie obserwacje, wielkoœæ ostateczego ugiêcia po latach osi¹gie oko³o dwukrotoœæ ugiêcia pocz¹tkowego. Praktyczie dla obliczeia ostateczego ugiêcia rury po okresie lat ale y zastosowaæ wzór: Maksymale ostatecze ugiêcie rury, bêdzie wiêc wyra oe wzorem: δv =k D δv =k D most ost δ D δ D v q v q + I f + B f gdzie: k wspó³czyik odkszta³ceia d³ugotermiowego, a podstawie wieloletich doœwiadczeñ przyjmuje siê wartoœci,,. ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

36 .. 7 OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH Wartoœæ ugiêcia rury ograiczoa jest warukiem zachowaia szczeloœci w ca³ym okresie eksploatacyjym oraz iewielk¹ zmia¹ przepustowoœci. W zwi¹zku z tym zaleca siê, aby maksymale d³ugotrwa³e ugiêcie rury ie przekracza³o %. Dla rur drearskich karbowaych z PVC a ogó³ ie przeprowadza siê obliczeñ statyczych i wytrzyma³oœciowych. Przyjmuje siê, e g³êbokoœci drea y z rur karbowaych z PVC ie powiy przekraczaæ,, m.. STAN GRANICZNY NOŒNOŒCI WYBOCZENIE δ D v most % Przedstawioa powy- ej metoda obliczaia odkszta³ceñ rur z tworzyw sztuczych dotyczy przewodów kaalizacyjych bezciœieiowych) jak i przewodów ciœieiowych, poiewa maksymale ugiêcie wyst¹pi, gdy ciœieie wewêtrze bêdzie rówe zeru. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Pod wp³ywem zewêtrzego ciœieia grutu powstaj¹ si³y œciskaj¹ce dzia³aj¹ce obwodowo a œciakê rury. Je eli si³y te s¹ du e, mog¹ spowodowaæ uszkodzeie powsta³e w wyiku wyboczeia œciaki rury. Oddzia³ywaie to jest po³¹czoym dzia³aiem du ego ciœieia zewêtrzego lub podciœieia) i iskiej sztywoœci rury, co stwarza ryzyko wyst¹pieia wyboczeia. Osadzeie rury w zagêszczoym grucie zaczie zwiêksza jej odporoœæ a wyboczeia, tote wystêpuj¹ oe w formie drobych fal. Natomiast, gdy otaczaj¹cy grut jest luÿy, to odporoœæ a wyboczeia jest miejsza, a wiêc wyst¹pi¹ oe w kszta³cie miej lub bardziej eliptyczym rys. obok). Wyboczeia o kszta³cie eliptyczym grut luÿy Rodzaje wyboczeia Wyboczeia o kszta³cie drobych fal grut zwiêz³y Ze wzglêdu a ryzyko wyst¹pieia wyboczeñ dozwoloe bezpiecze) parcie dla grutów zwiêz³ych mo e byæ obliczoe zgodie z poi szym rówaiem: q =, gdzie: dop SN E' F t F wspó³czyik bezpieczeñstwa dla wszystkich przypadków F=) SN sztywoœæ obwodowa rury [kn/m ] E t modu³ styczy grutu, charakteryzuj¹cy sztywoœæ grutu [kn/m ] zaleca siê przyjmowaæ E t =E s ) ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;

37 .. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH W przypadku gdy rura otoczoa jest grutem luÿym, takim jak mu³, glia czy i³, dopuszczale zewêtrze parcie grutu oblicza siê zgodie z rówaiem: q dop = SN F + E' t F Pod warukiem, e spe³ioa jest zale oœæ: SN >,7 E' t OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA OŒCIOWE RUR Miimala iezbêda wartoœæ stosuku gruboœci œciay do œredicy rury e/d), dla rury z PVC ze wzglêdu a ryzyko wyst¹pieia wyboczeia wyosi: Ruch drogowy ie wystêpuje wystêpuje e/d),,, Odkszta³ceie wzglêde œciaki rury Dla rur ciœieiowych odkszta³ceie ca³kowite bêdzie sum¹ odkszta³ceia zgiaj¹cego i rozci¹gaj¹cego. Dla rur z tworzyw sztuczych materia³ o wysokiej szybkoœci relaksacji aprê eia zgiaj¹cego), obliczeia mog¹ byæ wykoywae oddzielie dla aprê eia rozci¹gaj¹cego spowodowaego przez wewêtrze ciœieie i osobo dla aprê eia zgiaj¹cego spowodowaego przez obci¹ eia zewêtrze od grutu i ruchu uliczego). Wyboczeie Sprawdzaie rur a wyboczeia ale y przeprowadzaæ przy za³o eiu, e modu³ styczy grutu E' t rówy jest zeru, iezale ie od rodzaju grutu otaczaj¹cego rurê. Dla rur ciœieiowych, posiadaj¹cych du ¹ sztywoœæ SN, wyboczeia rzadko bêd¹ decyduj¹cym kryterium projektowym. Odkszta³ceie Odkszta³ceie dla rur ciœieiowych sprawdzamy zgodie ze wzorem: ε= pd f e E +D δv d e d gdzie: ε dopuszczale odkszta³ceie wzglêde %) p ciœieie robocze [MPa] e omiala gruboœæ œciaki [mm] E modu³ Youga [d³ugotrwa³y] [MPa] δ ugiêcie bezwzglêde [mm] D D f œredica omiala [mm] wspó³czyik zwi¹zay z mometem zgiaj¹cym spowodowaym ugiêciem. Wspó³czyik D f ma charakter z³o oy, jego wartoœæ mo e zmieiaæ siê w przedziale do i wiêcej œredio ). ul.torfowa ; Kartoszyo; - Krokowa tel.:+ ) 77 ; fax: + ) 77 7; dok@pipelife.com.pl;