Consideration of elasticity of fixed supports in strength calculations of above-ground pipelines

Abstract

Для проведения прочностных расчетов трубопроводов в системах автоматического проектирования с целью упрощения применяют абсолютно жесткие модели неподвижных опор. Использование таких моделей приводит к завышению расчетных величин напряжений относительно реальных значений, следствием чего, в свою очередь, является увеличение капитальных затрат на устройство свайных оснований опор. Учитывая свойство упругости неподвижных опор, расчет можно сделать более приближенным к практическим условиям эксплуатации. Посредством обратимых деформаций компенсируется часть напряжений, возникающих в опоре, что подтверждается базовыми законами теории упругости и сопротивления материалов. Ввиду уменьшенных напряжений проектировщик может сократить объем свайного основания опоры, тем самым добившись экономии затрат. Авторами комплексно рассмотрен вопрос определения параметров податливости опорных элементов и их учет в прочностных расчетах надземных трубопроводов. Разработана актуализированная методика по проведению прочностных расчетов, позволяющая на этапе проектирования существенно сократить объемы свайных оснований неподвижных опор за счет снижения расчетных величин напряжений, возникающих в опоре в процессе эксплуатации. Применение результатов данного исследования на практике позволит получить гарантированную экономию человеческих и материальных ресурсов при строительстве новых объектов надземного трубопроводного транспорта. To carry out the strength calculations of pipelines in computer-aided design systems, absolutely rigid models of fixed supports are used for simplification. The use of such models leads to the overestimation of the calculated stress values relative to the real values, which, in turn, leads to the increase in the capital costs for the construction of support pile foundations. Considering the elasticity of fixed supports, the calculation can be made more approximated to practical operating conditions. The part of the stresses, arising in the support, is compensated by reversible strains, which is confirmed by the basic laws of the theory of elasticity and resistance of materials. Due to the reduced stresses, the designer can reduce the volume of the support pile foundation, thereby achieving the cost savings. The authors comprehensively considered the issue of determining the parameters of supporting elements mechanical compliance and their consideration in the strength calculations of above-ground pipelines. The updated methodology for carrying out strength calculations has been developed, which makes it possible (at the design stage) to significantly reduce the volume of pile foundations of fixed supports by reducing the calculated stress values that arise in the support during the operation. The application of this study results in practice will provide guaranteed savings in human and material resources in the construction of new facilities for above-ground pipeline transport.