ВОПРОСЫ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В СЕЙСМИЧЕСКИ ОПАСНОЙ ЗОНЕ

Т. И. Сулейманов, Х. М. Насиров

Аннотация


Введение Подземные трубопроводы могут быть подвергнуты воздействию как статических, так и динамических воздействий, в особенности на сейсмически активных участках. Реакция трубопровода на такое воздействие зависит от таких факторов, как жесткость материала; физико-механические характеристики земляной массы, покрывающей трубопровод; качество исполнения; взаимодействие структуры трубопровода и земляного массива и т.д. Подземные трубопроводы могут быть подвержены воздействию тяжелого транспорта, гидродинамического давления, а также сейсмического удара. Разрывы трубопроводов из-за сейсмических событий показывают, что они возникают вследствие действия сил, создающих продольное напряжение, таких как аксиальная компрессия или продольный изгиб из-за сгибающего момента или сдвигающей силы в поперечном сечении трубы. Все это приводит к появлению напряженности на стенке трубы. Статья посвящена задаче оптимального проектирования подземных трубопроводных сетей в сейсмически опасных зонах. Задача исследования состоит в нахождении оптимальной функциональной зависимости диаметра и толщины стенки трубы, при которой специально сформированный функционал цели в виде определенного интеграла по всем возможным значениям толщин стенок трубопроводов сети достигает экстремальной величины. Результаты Показано, что при наложении некоторого интегрального ограничительного условия на функциональную зависимость между диаметром и толщиной стенки трубы применительно к трубопроводной сети, состоящей из множества трубопроводов с разной толщиной стенок, существует оптимальный вид указанной функциональной зависимости, при котором среднеинтегрированная величина напряженности в трубе при сжатии достигает минимальной величины. Обнаруженная закономерность может быть полезной при проектировании трубопроводов различного назначения.

Ключевые слова


трубопровод;оптимизация;сейсмическая опасность;диаметр трубы;сеть трубопроводов;pipeline;optimization;seismic hazard;pipe diameter;pipeline network;

Полный текст:

PDF

Литература


Ryu Y., Kwag S., Ju B.S. Fragility Assessments of Multi-Story Piping Systems Within a Seismically Isolated Low-Rise Building // Sustainability. 2018. Vol. 10. P. 3775. DOI: 10.3390/su10103775.

Meniconi S., Brunone D., Frisinghelli M. On the Role of Minor Branches? Energy Dissipation and Small Defects in the Transient Response of Transmission Mains // Water. 2018. Vol. 10. P. 187. DOI: 10.3390/w10020187.

Ancas A.D., Atanasiu G.M. Seismic Risk Management Considering the Urban Lifeline Existing System, Business Excellence // Business Excellence: Materials of the 6th International Conference. Brasov, Romania. 2011. P. 20-23.

Chris J.G., Vasileios E.M. Evaluation of Seismic Protection Methods for Buried Fuel Pipelines Subjected to Fault Rupture // Frontiers in Built Environment. 2016. Vol. 2. Article 34. DOI: 10.3389/fbuil.2016.00034.

Guidelines for the Design of Buried Steel Pipe. American Lifelines Alliance, 2005. 76 p.

CEN. Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake resistance. Part 4: Silos, Tanks and Pipelines. Brussels: European Committee for Standard, Vol. 3. 2005. 83 p.

CSA Z662-07 Oil and Gas Pipeline Systems. Toronto: CSA Group, 2020. 923 p.

IITK-GSDMA Guideline for Seismic Design of Buried Pipelines. Kanpur: National Information Center of Earthquake Engineering, 2007. 105 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2021-1-73-78

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 Т. И. Сулейманов, Х. М. Насиров

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.