B31.4 和 B31.4 第 XI 章 - CAESAR II - 帮助

CAESAR II 用户指南

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中文 (大陆)
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CAESAR II
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帮助
CAESAR II Version
13

用 B31.4 计算压力硬化

规范默认定义了压力硬化。通过在设置文件中更改使用弯头压力硬化选项,可在分析中排除弯头的压力硬化。

用 B31.3 对带法兰端部进行修正

只要弯头不是宽间距虾米弯,规范允许对带法兰的端面进行修正。

B31.4 对接环焊缝默认值

对接环焊缝的默认应力增大系数是 1.0。这也是 Markl 的应力增大系数初始研究的基础。

用 B31.4 计算分支处应力增大系数(SIF)

分支处的面内和面外应力增大系数是分开的、唯一的。

计算 B31.4 许用应力

B31.4 使用 EFF,(见许用应力辅助区域)。B31.4 在环向许用值中使用 EFF。有关更多信息,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的 US 规范应力

用 B31.4 计算有效截面模量

B31.4 并未对分支处有效截面模量的使用作规定。

B31.4 异径管默认值

默认应力增大系数是 1.0。默认柔性系数是 1.0

计算规范应力(仅 B31.4)

B31.4 规范标准定义了管道系统应力许用值表中提供的许用值。该表还指出,规范将应力分类为受约束、不受约束和内陆立管及平台。CAESAR II(9.0 及更高版本)使用此表及其许用应力,但以下解释的情况除外。

规范第 IV 章讨论的离岸液体管道有其自身的应力和许用值。有关更多信息,请参见 B31.4 第 IV 章

规范第 XI 章涵盖泥浆管道系统,并遵循主体的应力计算,在许用值上有一些差异。有关更多信息,请参见 B31.4 第 XI 章

您可以通过许用应力指示符字段为 B31.4 和 B31.4 第 XI 章工作项选择以下选项:

约束管线

软件按完全约束来计算该特定单元中的应力。

非约束管线

软件按不受约束来计算包含的单元。

CAESAR II 决定

软件基于管道系统中计算的轴向载荷来选择应力方程。当轴向管道荷载在极限载荷的 2.5% 以内时,软件应用完全约束的应力计算,否则应用无约束的应力计算。极限载荷是为了完全约束管道轴向抵抗热膨胀和压力伸长的线性叠加的荷载(当配置编辑器特殊执行参数中的波尔登压力效应被选中时)。约束/非受约束状态可能每个单元都会有所不同。

软件使用以下荷载:

  • 局部轴向力

  • 热态力:E*a*AREA1

这里 AREA1 = p(Ro2-Ri2)

  • 波尔登力:(1-2*s)*P*AREA2

这里 AREA2 = pRi2

并根据以下因素确定应力方程:

  • 极限力 = 热态力 + 波尔登力

  • Delta = 极限力 + 局部轴向力

  • 当 |Delta| / |极限力| £ 0.025,则使用弯曲约束的应力计算。

  • 否则,使用非约束的应力计算。

    该选项最适用于埋地管建模器,或者在使用约束条件对土壤/管道的相互作用进行建模时使用。

内陆/立管平台

软件按不受约束来计算包含的单元。该选项不适用于 B31.4 XI。

许用应力指示器定义计算的应力和许用值。有关更多信息,请参阅快速参考指南中的 US 规范应力。B31.4 规范标准还提供了约束与非约束条件的示例。

  • 如果指示符字段设置为内陆/立管平台,则软件将单元视为不受约束。

  • 当管道单元在埋地管建模器中设置成埋地时,软件将许用应力指示符设置为 CAESAR II 决定

对于一次荷载类型(SUS,OCC,OPE 和 HYD),软件计算环向应力、纵向应力和等效组合应力及其各自的许用极限。CAESAR II 报告比值最大(应力/许用值)的应力和许用极限。如果规范标准没有指定应力或许用值,或者许用值为零,则软件将排除这一来自规范应力决定的应力。当所有许用值都为零时,软件将规范应力设置为最大应力。

软件报告非约束单元的等效组合应力为零。对于选择的任意许用应力指示符,它将 HYD 应力类型也视为不受约束。

根据管道规范,软件通过在受约束和不受约束管道的分析中同时考虑正的和负的弯曲应力值来计算纵向应力。CAESAR II 将在规范应力的确定中使用最大的纵向应力。

在计算等效应力或应变时,软件考虑了持续、偶然、施工和瞬态荷载可能出现的最苛刻组合。

软件根据规范标准计算环向应力值,这表明应基于 D/t 的比值来计算。

环向应力基于 (ID/OD/Mean/Lamé)配置设置在这种情况下并不适用。

对于泥浆管道(B31.4,第 XI 章),许用环向应参见 B31.4 2016 C403.2 部分,既可用于约束管道也可用于非约束的管道。对于其他应力,许用值是依据标准设计部分的表格得到的。

该规范为许用值提供以下例外:

  • 对于 B31.4,CAESAR II 根据 B31.4 2016 第 437.4.1 节计算 HYD 应力类型的环向许用值(0.9Sy)。

  • 对于 B31.4 XI,CAESAR II 根据 B31.4 2016 的 C403.3.1 节计算 OCC 应力类型(0.88Sy)的纵向许用值,并根据 B31.4 2016 的 C437.4.1 节计算 HYD 应力类型的环向许用值(0.9Sy)。

有关更多信息,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的 US 规范应力

软件分别依据 B31.4 2016 的 402.5.1 节和第 402.5.2 节,来计算约束管道和非约束管道 EXP 应力类型的规范应力。软件根据 B31.4 2016 的第 403.3.2 节(周期性或循环荷载许用应力的标准)计算非约束管道的许用膨胀应力。在这种情况下,许用值计算中使用的 SL(由于持续荷载引起的应力)是持续应力的最大值与非约束管道的附加纵向允许应力之间的最小值(0.75Sy)。Sy 是最小屈服强度。

在这种情况下,新工作项自由膨胀应力许用值(New Job Liberal Expansion Stress Allowable)配置设置不适用。