埋地燃气钢管抗震计算与分析

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1、第30卷第5期煤气与热力V01．3ONo．52010年5月GAS&HEATMav2010埋地燃气钢管抗震计算与分析宓亢琪(华中科技大学，湖北武汉430074)摘要：论述了埋地燃气钢管的抗震计算方法，分析了材质、设计压力、管径、温度变化、地震参数对管道抗震性能的影响。关键词：埋地燃气管道；钢管；地震；抗震；组合拉伸应变；组合压缩应变中图分类号：TU996文献标识码：A文章编号：1000—4416(2010)05—0A36—04CalculationandAnalysisofEarthquake—resistanceofBuriedGasSteelPipelineMIKang—qiA

2、bstract：Thecalculationmethodofea~hquake—resistanceofburiedgassteelpipelineisde—scribed．Theinfluencesofmaterial，designpressure，pipediameter，temperaturevariation，seismicpa．一l_rametersonea~hquake—resistanceperformanceofburiedgassteelpipelineareanalyzed．[^Keywords：buriedgaspipeline；steelpipe；ea~h

3、quake；eaahquake—resistance；combinedtensilestrain；combinedcompressionstrain1概述KhgTs=±x由于地震灾害可能造成严重的后果，对于埋地菊燃气管道，当敷设于抗震设防烈度为6度及高于6KhgTs度的地区时，必须进行抗震设计，其中设防烈度高于——max±—4,rr—(2)V~p6度时应作抗震计算_1]。据统计，地震峰值加速度大于或等于0．4倍重(3)力加速度时地下直埋燃气钢管才开始破坏，为安全(4)起见，规范规定地震峰值加速度大于或等于0．2倍重力加速度时应进行抗拉伸和抗压缩校核，在水平(5)地震作用下，剪切波

4、引起的拉伸和压缩应变与内压、式中8max——地震剪切波作用下最大轴向应变温差引起轴向应变的组合应在允许范围内J。因K——基本地震加速度与重力加速度的比此，研究管道管材强度、管径、壁厚、压力与地震参数值，按表1确定等对管道抗震性能的影响具有重要意义。g——重力加速度，mulls2)g=9800mm／s2抗震计算——管道埋设场地的特征周期，s，见表2，2．1轴向应变场地类别与地震分组参照文献[1]地震剪切波作用下最大轴向应变按式(1)、(2)——管道埋设深度处土层的剪切波速，。。计算，取绝对值大者分别以正、负值作校核计算。也mm／s，各类土层的剪切波速范围参照可按式(3)计算界限剪切

5、波速，当0时：——界限剪切波速，mm／s+≤t(8)max．v／4——管道单位长度外表面积，mm／mm，对当+≤O时：于无刚性管基的圆管由式(5)计算，lm+sI≤(9)．对于有刚性管基的管道，即为包括管3抗震计算分析基在内的外缘面积管道壁厚是保证管道强度的重要因素，按设计k——沿管道方向单位管道长度的土体单位压力确定

6、的计算壁厚可视作理论上保障管道安全的面积弹性抗力，N／mm。，无试验数据低限，压力不超过2．5MPa时，计算壁厚往往小于规时，可取k=0．06N／mm。范规定的最小壁厚。为研究管道的抗震能力，下面D——管道外径，mm分析计算壁厚下管道的钢种、设计压力、管径、温度表1的取值⋯变化以及地震参数等对管道抗震状况的影响。抗震设防烈度67893．1不同钢种与设计压力下管道的抗震状况0．1OO．2O0．050．40设定抗震设防烈度为8度，基本地震加速度为0．150．3O0．2g，特征周期为0．25s，剪切波速为250000mm／表2的取值⋯sS，强度设计系数为0．4，管道外径为323．9mm

7、，埋管场地类别IⅡⅢⅣ温度为25℃，输气温度为15℃，进行抗震计算，结第1组O．250．350．450．65设计地第2组0果见表4。在上述地震参数下，由式(1)计算的应变．300．400．55O．75震分组绝对值大于式(2)计算的应变绝对值，式(2)计算值第3组0．350．450．650．90为式(1)计算值的25．7％～30．2％，且此百分数随管道内压与温度变化产生的轴向应变由式(6)压力增大而增大，随钢种强度提高而减小。表4数计算J。．据为按式(1)计算的值。器0z)(6)表