|
|
|
|
Главная Переработка нефти и газа
Про д о л Ич о П U
о сх ssssggsggsgsggsgggsgg oooddddd о о о о о.™ ( I I I I 11 I I I I 1 I Г I ggggggsggg 55 со со со со о о о О о со со со о о о о о о о d d о о oooooood о о о о о d о (М I" I шшышшшшишшщшшшшышшш I I I 9 5 5 ? ? § 5 5 3 5 5 5 - > £2 СО СО СО со г}* tJ" Sgggggggggggggggggggg ooooooooooooooodddddd >М сч см сч eg Сч! 95 r> iO <П :. - Г- гГ) оо ОС ГЛАВА 7 РАСЧЕТ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ОЧЕРТАНИЕМ ОСИ В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ Ось трубопровода в горизонтальной н.чоскости не прямолинейна. Это обьясняется не только необходимостью обхода каких-либо препятствий или сооружений, по и тем, что для уменьшения HajpyaoK и перемещений на примыкающие к трубопроводу конструкции часто применяются подземные комненсаторы-упоры различной конфигурации. Углы поворота выполняют упругим изгибом или с помощью отводов. При выполнении углов поворота с помощью отводов машинного гнутья обычно угол «набирают» из нескольких отводов с прямолинейными встав-KSM1I между ними. Прн воздействии температуры и внутреннего давления происходит продольно-поперечный изгиб трубопровода. П1)И этом возникают дополнительные изгибные напряжения. Нормы проектирования магистральных трубопроводов требуют выполнения проверки деформаций таких схем прокладки, причем для оценки предельного состояния необходи.мо определять .максимальные напряжения с учетом поперечных и продольных неремещеипй трубопровода. Учитывая разнообразие конструктивных схем, геометрическую нелинейность системы, характер взаимодействия трубопровода с грунтом и невозможность получения решснргя для оценки напряженно-деформироианного состояния трубопровода в замкнутом виде, для решения задачи используют мпслснные методы расчета с применением 3BAV. С помощью разработанной 11рогра.имы рассчитывают систему и проверяют выполнение предельных состояний, усгановлсиных нормами. § I. Область применения программы «Шаг-лента» Для расчета подземных трубопроводов с произвольным очертанием оси в горизонтальной плоскостн .можно использовать разработанную ВНИИСТом ii ЮжПИИГипрогазом программу «Шаг -лента» для ЭВМ ЕС любого тина [-39]. Программа напнсана на алгоритмическом языке Фортран-IV. Конструктивная схема рассчитываемого участка трубопровода может состоять из прямых участков, кривых, выполненных упругим из1ибом, и отводов произвольного радиуса. Толщина стенки трубы и деталей, а также механические характеристики металла могут быть различны.ми по длине рас-1чнтыпаемого участка трубопровода. Но концам рассчитываемого участки можно задать произвольные граничные условия, определяющие взаимодействие трубопровода с конструкциями, примыкаюни1мн к обоим концам этого УШстка. Граничные усрглня задаются .9наче»нядгн подагливогтсй (величин, обратных жесткости) примыкающей конструкщщ. Данная программа предназначена для расчета подземных трубонрово-прокладываемых только на иеобводпенных участках трассы, так как "на не учитывает изменение характеристик обводненного грунта и балластировку. Физико-механические характеристики грунта, глубина заложения грубы, рабочее давлсиие продукта н температурный перепад могут быть различными по длине рассчитываемого участка трубопровода. Кроме toio, "Р(ра.мма позволяет рассчитывать трубопровод прн дснствин на него внешних усилий, приложенных к любой точке систомы. Эти уснЖия представляются при необходимости в пидс трех компонентов: изгибающего момента, гюперсчиоп и продольной (по отношению к осп трубопровода) силы. Про1рамма реализует пелнисйиыс модели сопротивления грунта нро--10льнь»1 и поперечным перемсщсиням трубы, 1Юэтому может быгьиопользи- вана при расчете систем с большими псремещепними и для трубопровод прокладываемых в грунтах с низкой несущей способностью. Программа позволяет рассчитывать сочетание различных углов по рота в плане, й то.и чнсле компенсаторы-уиоры, подземную систему с стичнон компенсацией перемещений, у.иоженную по типу «змейкн», . кладку со слабоизогиутыкп участками, параллельную прокладку, шлей подходы с компрессорной и паго-ной станцлн и к сктжниа.м, «рямол ную Систему с различными воздействиями по длине, например участок бопровода со Стабилизатором у узла прнема-пуска очистных устрой концевой участок трубопровода с анкером-трубой и др. Для определения напряженно деформированного состояния ползе* трубопровода используется чисченпый метол, япляюшиисп разновидно метода конечных элементов, описанного в предыдущей главе. В качестве расчетной модели трубопровода принимается стер» (балка) трубчатого сечения. Для первоначально криволинейных учас трубопроводов - отводов учитывается (п соответствии со СНнП П-45-умеиьшеине их жесткости по сравнению с прямой грубой. Материал rpj принимается упругим, сч11тастся, что рассматриваемый участок труб вода, представляющий собой плоскую систему, в процессе иагружения тается в тон же плоскости. При определении деформаций трубопровода учитывается двух иаиряжепиое состояние иапориогс трубопровода на основе обобп закона Гука. Взаимодействие трубоировола с rpytfToM описывается .ависимостьки противления грунта от перемещения. Записнмосги сонротив.чения грунт яопереч1гых и продольных перемещений приняты билинейными в виде граммы типа диаграммы Прандтля, характсрн-ующлмнся соогвет предельной несущей способностью грунта а предельным сопротивлея грунта сдвигу. Расчетные модели грувга и их количесгвенныс хараи стнки приведены в гл. 3. Физическая нелинейность грунта учитывается итерационным ме упругих решений с помощью переменных параметров упругости грунта, каждого этапа расчета проводится линеаризация модели грунта. Для ветствующего этапа расчета используются линейные параметры, получений на предыдущем этапе. § 2. Матрица податливости элемента Так как на каждом этапе расчета прини.мается линейная модель гру то для получения матрицы податливости используются уравнения равно сня, Б которых параметры грунта не зависят от перемещения. Для ка э.пемента можно считать, что ввиду малости нопсречных перемещений и лов поворота продольные перемещения от поперечных нагрузок равны иу Поатому для определения перемещений можно использовать исзавн уравнения равновесия относительно поперечных и продольных перемсще При этом для определения поперечных перемещений используется лине дифференциальное ураписиие с постоянными коэффициентами. Нелинейн (продольно-поперечный изгиб) будем учитывать па конечном этапе рас как это делается при расчете стержневых рам методом сил нли пере щений. Для элемента считается, что внешнее обобщенное усилие может бь Приложено только по его концам, внутреннее давление и температурнь перепад одинаковы по длине элемента, а элемент представляет собой балк трубчатого сечения с заглушка.ми по когщам. В соответствии с постановкой задачи для вычисления матрицы пода лнвостк и столбца нагрузки используем следующие уравнения рапнове элемента: (7.2) ..раметр коэффиииента нормального сопротнв.пеиня 7 ,араметр коэффищ.ента касательного сопротивле- * ... наняла  (Т I) с испо-чьзовапием ус-ювии (.О) 01\. .(sh2J; l-sin2>); i (ch 2K - cos2X): 2рЗЯ/(? .(sh2?.-sin2); 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
 |
