KHK 是日本的高压气体安全研究所,是一个独立的组织。KHK 制定和发布了设计抵抗地震荷载的工厂基础设施的技术标准。
CAESAR II 在管道输入的地震向导中加入了 KHK 标准。用户可以使用地震向导来计算地震荷载,地震荷载以重力加速度(g)为单位来表示。
在分析地震条件时,应根据 KHK 地震标准和支架配置计算支架运动和地面液化,并将这些值输入软件。
KHK 1 级
1 级是评估在设备使用寿命期间发生可能的强烈地震的情况。目标是使工厂或设施保持安全,而不会出现塑性变形且不会有泄漏发生。
KHK 1 级评估需要以下应力类型
K1P
K1P 应力类型定义了 HPGSL 和 JPI 管道规范的主纵向应力。纵向应力是由压力、重量和设计地震力(管道上的 g 荷载)所导致的。
有关 K1P 的方程和许用值,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的国际规范应力。
CAESAR II 将 K1P 应力类型视为其他管道规范的偶然(OCC)应力类型。
K1SR
K1SR 应力类型定义了 HPGSL 和 JPI 管道规范的二次循环应力范围。循环应力范围是设计地震力(管道上的 g 荷载)和支架运动所导致的。
有关 K1SR 的方程和许用值,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的国际规范应力。
CAESAR II 将 K1SR 应力类型视为其他管道规范的膨胀(EXP)应力类型。
KHK 1 级示例
荷载工况 |
应力 |
组合 |
条件 |
|
---|---|---|---|---|
L1 |
W+T1+P1 |
OPE |
NA |
典型操作荷载工况 |
L2 |
W+P1 |
SUS |
NA |
持续荷载工况 |
L3 |
W+T1+P1+U1 |
OPE |
NA |
带惯性地震力的操作条件(g) |
L4 |
W+T1+P1+U1+D1 |
OPE |
NA |
带惯性地震力的操作条件(g)+ 相对支架位移 |
L5 |
L3-L1 |
OCC |
代数法(Algebraic) |
惯性地震力(g) |
L6 |
L4-L1 |
OCC |
代数法(Algebraic) |
惯性地震力(g)+ 相对支架位移 |
L7 |
L2+L5 |
K1P |
标量法(Scalar) |
持续条件 + 惯性地震力(g) |
L8 |
2L6 |
K1SR |
代数法(Algebraic) |
包括惯性地震力(g)+ 相对支架位移的应力范围 |
不同的加载方向可能需要更精细的荷载工况。
KHK 2 级
2 级是评估设备使用寿命期间可能发生的最强烈地震。这种地震的发生概率极低。目标是让工厂或设施保持安全无泄漏,但允许管道的塑性变形。KHK 2 级除了地面加速度和支架位移之外,还需要考虑可能的土壤液化导致的地面变形。
在极端地震条件(如 KHK 2 级所定义)的管道系统中,直管发生塑性变形前,管道弯头会首先进入塑性范围。2 级在的求解过程中,通过采用等效弹性柔性来包括弯头塑性。求解以迭代方式来进行,每次迭代结束时打开或关闭每个弯头的评估。如果弯头角度变化超过规定的极限值,则分析将修改弯曲刚度以模拟塑性,并对该特定迭代重新进行分析。这一过程在该荷载工况下将一直持续直到求解收敛。然后将收敛的弯曲角度与允许的弯曲角度进行比较,以校核失效准则。软件在一个特殊的弯曲报告中报告此数据。
由于处理弯头塑化需要进行迭代求解,软件将 KHK 2 荷载工况限制为基础荷载组合。
KHK 2 级评估需要以下应力类型。您可能需要构造多个荷载工况来实现这些工况。
K2P
K2P 应力类型定义了 HPGSL 和 JPI 管道规范的主纵向应力。纵向应力是由内压、重量和地震力(管道上的 g 荷载)所导致的。
有关 K2P 的方程和许用值,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的国际规范应力。
CAESAR II 将 K2P 应力类型视为其他管道规范的偶然(OCC)应力类型。由于荷载的极端性质,软件将其他管道规范的许用值设置为 0。
K2SA
K2SA 应力类型定义了 HPGSL 和 JPI 管道规范的二次循环应力幅值。应力幅值是由地震力(管道上的 g 荷载)和支架位移所导致的。您应该使用 K2SA 作为二次幅值荷载工况。
有关 K2SA 的方程和许用值,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的国际规范应力。
CAESAR II 将 K2SA 应力类型视为其他管道规范的膨胀(EXP)应力类型。由于荷载的极端性质,软件将其他管道规范的许用值设置为 0。
K2SR
K2SR 应力类型定义了 HPGSL 和 JPI 管道规范的二次循环应力范围。循环应力范围是由地震力(管道上 g 荷载)和响应位移所导致。您应该使用 K2SR 作为二次范围荷载工况。
有关 K2SR 的方程和许用值,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的国际规范应力。
CAESAR II 将 K2SR 应力类型视为其他管道规范的膨胀(EXP)应力类型。由于荷载的极端性质,软件将其他管道规范的许用值设置为 0。
K2L
K2L 应力类型定义了 HPGSL 和 JPI 管道规范的液化。液化引起对应于最大等效塑性应变为 5%(以度为单位)的角位移。
有关 K2L 的方程和许用值,请参阅 CAESAR II 快速参考指南中的国际规范应力。
CAESAR II 将 K2L 应力类型视为其他管道规范的膨胀(EXP)应力类型。由于荷载的极端性质,软件将其他管道规范的许用值设置为 0。
KHK 2 级应力和许用值汇总
应力类型 |
OPE |
地震荷载 |
许用值 |
|||
---|---|---|---|---|---|---|
P |
W |
T |
U |
D |
||
K2P |
ü |
ü |
ü |
弯头:qa=1.14/h0.46 其他:2S |
||
K2SA |
ü |
ü |
幅值:塑性 - 2% 弯头:qa=1.14/h0.46 其他:2Sy |
|||
K2SR |
ü |
ü |
范围:塑性 - 4% 弯头:qa= 2x1.14/h0.46 其他:2x2Sy |
|||
K2L |
ü |
范围:塑性 - 5% 弯头:qa=2.43/h0.46 其他:4Sy |
KHK 2 级示例
荷载工况 |
应力 |
条件 |
|
---|---|---|---|
L1 |
W+T1+P1 |
OPE |
典型操作荷载工况 |
L2 |
W+P1 |
SUS |
持续荷载工况 |
L3 |
W+T1+P1+U1 |
K2P |
带惯性地震力的操作条件(g) |
L4 |
U1+D1 |
K2SA |
应力幅值包括惯性地震力(g)+ & 相对支架位移 |
L5 |
D2 |
K2L |
地面位移(液化) |
您还可以构建范围工况以使用 K2SR 应力类型,如以下示例所示。在这个例子中,范围是荷载幅值的两倍。您可以将此荷载工况添加到上一示例的荷载工况组中。
荷载工况 |
应力 |
条件 |
|
---|---|---|---|
L6 |
2U1+2D1 |
K2SR |
二次应力范围包括惯性地震力(g)+ & 相对支架位移 |
不同的加载方向可能需要更精细的荷载工况。