第五章-管道的抗震设计计算演示幻灯片.ppt

第五章管道抗震设计计算地震使管道破坏并产生严重的次生灾害地震对管道的影响：断层土壤液化地面波动管道抗震的设计规定：设防地震动峰加速度为0.1~0.15g以上（地震烈度为七度）。5-1工程抗震常识P波和S波示意面波——乐甫波(L波)和瑞利波(R波)2、震级3、烈度如唐山地震，震级7.8级，震源深度12~16km，震中烈度11度，各地烈度如下:我国采用12度地震烈度法烈度V，人人可感知，多数人睡中醒来，窗玻璃有摇动，灰泥抹面裂缝，放置不稳的器物倾倒，电线杆、树木、塔状体的摇动有时可见，钟表停摆；烈度VI，人人受惊，跑出室外，重家具移动，灰泥抹面有脱落，烟窗有倾倒，稍有受灾；烈度VII，人人都跑出室外，质量好的建筑物几乎不受损害，一般的则有若干受灾，质量不好的有显著受灾。烟窗折断，人在行驶着的汽车中也可感受到地震；烈度VIII，质量好的建筑物也受有或多或少的灾害，一般的建筑物有相当的灾害，且有一部分倒塌。质量不好的建筑物遭受大的破坏，贴板墙面错动脱落，烟窗、柱、纪念碑、墙壁倾倒。泥沙少量喷出，井水发生变化，汽车行驶有障碍；烈度IX，质量好的建筑物也有相当的震害，建筑物、构筑物的基础错位偏移，地面裂开，地下埋设管道破坏。烈度X，质量好的木造房屋倒塌，多数砖石结构和架桥结构连同基础一起遭到破坏，地面开裂，钢轨弯曲，斜坡与堤防滑移；烈度XI，砖石结构几乎全部倒塌，桥梁破坏。地面全面出现裂缝，地下埋设管道不能使用，软弱地基发生滑移，钢轨显著弯曲。烈度XII，全部遭到震灾，地面波动传播可知，地形变动，物体被抛起来。也可根据最大加速度来确定地震烈度基本烈度基本烈度抗震设防烈度5-2场地及地基土类别的划分各类地段的划分场地土的划分5-3砂土的地震液化影响砂土液化的主要因素地震的烈度和持续的时间砂土能否液化，由地震所引起的土体内最大剪应力的情况和持续作用的时间来决定5-4跨越断层管道的抗震设计破坏模式应力-应变曲线应变控制1国内外研究现状2基于应变的穿越活动断层埋地管道抗震设计方法研究管道模型——ELBOW单元管材模型——R-O本构关系管-土作用模型——PSI单元单元刚度——管轴方向：ASCE指南水平和垂直方向：实际管沟截面内的平面应变有限元分析载荷条件——断层位移算例——西气东输二线34西气东输二线强震区和活动断层段埋地管道基于应变设计导则2.4穿越活动断层埋地管道应变的影响因素分析2.4穿越活动断层埋地管道应变的影响因素分析优选5-5地震波动作用下管道的应力与应变管道在地震时将伴随周围土体一起变形令:2.地震波动时管道的应力理论方法（1）拟静力近似分析方法（最早由Newmark提出）；（2）反应位移方法（由日本学者20世纪70年代提出）；（3）输油(气)钢质管道抗震设计规范法（SY/T0450-2004）；（4）运动-变形分析法（在前几种方法的基础上发展的，更准确的反映了地震波对管道的作用）。反应位移方法（由日本学者20世纪70年代提出）输油(气)钢质管道抗震设计规范法（SY/T0450-2004）运动-变形分析法（在前几种方法的基础上发展的，更准确的反映了地震波对管道的作用）Ⅷ度的EL-centro地震波；地震波沿着Y向支管传播；最大地震响应发生在第4.6s；三通最大应变达到0.2915%。埋地管道抗震设计上的考虑本章小结烈度分为12度。断层是两部分地壳板块之间挤压而导致断裂面，并沿该断裂面发生相对运动。断层类型有三种：走滑断层、正断层和逆断层。走滑断层的主要运动发生在水平面，根据管道-断层的相交角度不同，可导致管道拉伸或压缩。正断层和逆断层的主要地层位移是在竖直方向。正断层使管道承受拉伸变形，而逆断层主要使管道承受压缩变形。砂土液化使土壤强度减少甚至完全丧失，影响土壤液化的因素有：砂土的粒度组成、砂土的密度、砂层的有效覆盖压力、地震的烈度和持续的时间。根据地面在地震波作用下的运动计算管道的应力。