Айнбиндер А.Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость

Справочное пособие. — М.: Недра, 1991. — 288 с.Изложены теория и практические методы расчетов на прочность и устойчивость магистральных и промысловых трубопроводов, прокладываемых в различных гидрогеологических условиях.
Приведен комплекс программ прочностных расчетов различных конструктивных решений, учитывающих упругопластическую работу металла труб и нелинейный характер взаимодействия трубопроводов с грунтом и анкерами.
Проанализирована работа трубопроводов, проложенных в вечномерзлых грунтах.
Для инженерно-технических работников, занятых проектированием, сооружением и эксплуатацией трубопроводов.Введение.
Основные принципы проектирования и расчета магистральных и промысловых трубопроводов.
Конструктивные решения линейной части трубопроводов.
Основные принципы расчета.
Расчет трубопроводов с учетом упругопластической работы металла труб.
Постановка задачи и методы решения.
Диаграмма «напряжение — деформация» для трубных сталей.
Расчет трубопроводов на внутреннее давление как толстостенной оболочки с учетом физической нелинейности.
Анализ результатов и предложения по определению толщины стенки труб при действии внутреннего давления.
Напряженно-деформированное состояние и жесткостные характеристики сечения.
Определение основных конструктивных параметров подземных магистральных и промысловых трубопроводов.
Нормативные требования по определению основных конструктивных параметров.
Основные конструктивные параметры подземных магистральных трубопроводов.
Основные конструктивные параметры промысловых трубопроводов.
Выбор профиля дна и оси траншеи при естественном (упругом) изгибе трубопровода.
Расчетные модели грунта, взаимодействующего с трубопроводом.
Физико-механические характеристики талого грунта.
Сопротивление грунта продольным перемещениям трубы.
Сопротивление грунта поперечным перемещениям трубы.
Сопротивление грунта повороту трубы относительно ее продольной оси.
Физико-механические характеристики мерзлых грунтов.
Перемещения в месте выхода подземного трубопровода на поверхность.
Перемещения при действии поперечной силы и изгибающего момента.
Перемещения при действии продольного усилия, температурного перепада и внутреннего давления.
Экспериментальное определение распределения продольных перемещений по длине трубопровода.
Определение продольных перемещений в месте выхода подземного участка на поверхность.
Определение расстояний между компенсирующими устройствами.
Определение продольного перемещения в месте сопряжения двух участков трубопровода с различными температурным перепадом и внутренним давлением.
Определение поворота трубопровода при действии крутящего момента.
Продольная устойчивость заглубленных трубопроводов при действии положительного температурного перепада и внутреннего давления.
Определение критического усилия для трубопровода, имеющего начальный изгиб.
Упрощенные зависимости для практических расчетов.
Экспериментальные исследования продольной устойчивости подземных трубопроводов.
Применение метода конечных элементов к расчету линейной части трубопроводов.
Уравнение равновесия стержневого элемента напорного трубопровода с учетом геометрической и физической нелинейностей.
Выбор конечного элемента и его свойства.
Уравнение перемещений и усилий для конечного элемента.
Матрица податливости элемента.
Матрица жесткости элемента.
Уравнение неразрывности узла неразветвленной системы.
Определение перемещений и усилий по длине конечного элемента.
Учет геометрической нелинейности системы.
Расчет подземных трубопроводов, прокладываемых на обводненных участках трассы.
Основные особенности расчета по прочности, устойчивости положения (против всплытия) и продольной устойчивости.
Определение характеристик анкеров, находящихся в талом грунте.
Расчет стержневых и дисковых анкеров, находящихся в мерзлом грунте.
Определение нагрузки от выталкивающей силы воды.
Сопротивление грунта перемещениям трубы.
Описание применения программы для расчета трубопроводов, закрепляемых анкерными устройствами.
Расчет подземных трубопроводов с произвольным очертанием оси в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Область применения программы «ПРУТ».
Алгоритм программы расчета.
Исходные данные для расчета и выходная информация.
Особенности прочностного расчета наземной системы прокладки с компенсационными участками.
Экспериментальные исследования моделей подземных трубопроводов, имеющих различное очертание оси в горизонтальной плоскости.
Расчет трубопроводов, сооружаемых на структурно-неустойчивых просадочных грунтах.
Особенности структурно-неустойчивых грунтов.
Модель осадки оттаивающих мерзлых грунтов основания подземного трубопровода.
Модель осадки при замачивании (водонасыщении) просадочных грунтов основания подземного трубопровода.
Определение нагрузок на трубопровод и переменных параметров упругости.
Результаты численных экспериментов.
Расчет подземных трубопроводов, прокладываемых на пучинистых грунтах.
Особенности морозного пучения различных грунтов.
Нагрузки и перемещения, обусловленные пучением грунта.
Сопротивление перемещениям трубы.
Расчет надземных переходов трубопроводов.
Расчет компенсаторов на воздействие температуры и внутреннего давления.
Определение расстояний между опорами для балочных переходов с компенсаторами.
Расчет однопролетных бескомпенсаторных переходов трубопроводов на поперечную нагрузку, температурный перепад и внутреннее давление.
Расчет арочных переходов трубопроводов.
Расчет многопролетных бескомпенсаторных переходов трубопроводов с применением ЭВМ.
Несущая способность надземных переходов трубопроводов.
Экспериментальное определение критического температурного перепада.
Анализ упругой и упругопластической работы надземных переходов.
Влияние изменения нагрузок и воздействий на несущую способность трубопровода при пластических деформациях.
Вопросы оптимизации конструктивных решений при ограничениях по предельным состояниям.
Оптимизация балластировки и закрепления трубопровода.
Оптимизация профиля линейной части трубопровода с учетом балластировки.
Приложения.
Список литературы.