Seismic Behavior and Risk Assessment of Natural Gas Pipelines: Application in a Part of the Istanbul Gas Network:
Creators: name: ΧΑτζηπαναγιωτίδου, Παναγιώτα Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Υπόγειοι Αγωγοί
Δίκτυο Φυσικού Αερίου
Παραμορφώσεις λόγω Διάδοσης Σεισμικών Κυμάτων
Buried Pipelines
Gas Network
Strains due to wave propagation

description: Με αφορμή τη συνεχή ζήτηση για πετρέλαιο και φυσικό αέριο σε παγκόσμιο επίπεδο, η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη συμπεριφορά υπόγειων αγωγών φυσικού αερίου, όταν το περιβάλλον έδαφος υποστεί προσωρινή παραμόρφωση. Η συμπεριφορά ενός αγωγού, κατά τη διάρκεια μιας σεισμικής διέγερσης, εξετάζεται σε σχέση με την προσωρινή παραμόρφωση του εδάφους λόγω της διάδοσης των σεισμικών κυμάτων. Κατά βάση, η παραμόρφωση του αγωγού δεν είναι μόνιμη αλλά ανακτάται το αρχικό σχήμα ή κατά περιπτώσεις παρατηρείται μόνιμη παραμόρφωση της τάξεως των μερικών εκατοστών. Στην παρούσα εργασία, θεωρήθηκαν εννέα διαφορετικές περιπτώσεις όπου ο αγωγός προσομοιώθηκε με τη χρήση του προγράμματος SAP 2000, vs.15.1. Στη γενικότερη περίπτωση, πρόκειται για ευθύγραμμο, συνεχή αγωγό από χάλυβα, διαμέτρου 4inch, δηλαδή 11.43cm, που στο μέσο του μήκους του διέρχεται κάτω από μια λίμνη και σ’ εκείνο το τμήμα εγκιβωτίζεται σε σκυρόδεμα τετραγωνικής διατομής διαστάσεων 33x33cm. Το υπό μελέτη τμήμα είναι το τραπεζοειδές κομμάτι κάτω από τη λίμνη κι όλες οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν μόνο γι’ αυτό το τμήμα. Στις πρώτες τρεις περιπτώσεις, το επικλινές και ακολούθως ευθύγραμμο τμήμα κάτω από τη λίμνη είναι εγκιβωτισμένα σε σκυρόδεμα για λόγους προστασίας από τη διάβρωση, στις επόμενες τρεις περιπτώσεις μελετάται ως χαλύβδινο το επικλινές τμήμα και μόνο το ευθύγραμμο κάτω από τη λίμνη τμήμα εγκιβωτίζεται στο σκυρόδεμα, ενώ στις υπόλοιπες τρεις περιπτώσεις, ο αγωγός είναι χαλύβδινος. Σ’ ότι αφορά το έδαφος, θεωρούνται διαφορετικές εδαφικές συνθήκες κατά περίπτωση, από λεπτή έως πυκνή άμμο.Πραγματοποιείται ανελαστική ανάλυση χρονοϊστορίας και υπολογίζονται οι παραμορφώσεις κατά μήκος του αγωγού. Οι τιμές αυτές συγκρίνονται με τις επιτρεπόμενες τιμές που θέτουν οι κανονισμοί για τον συγκεκριμένο τύπο του αγωγού κι εκτιμώνται τα αντίστοιχα επίπεδα βλάβης.
description: Motivated by the growing demand for new major oil and gas pipeline projects worldwide, the present study investigates the performance of buried pipelines subjected to transient ground deformation. Pipeline component response is addressed for transient ground deformation associated with wave propagation effects that are principally recoverable, but may involve relatively small amounts of residual deformation on the order of few cm or less. Nine case studies are considered in this thesis, regarding the modeling of the pipeline for which SAP 2000, vs.15.1 was employed. The pipeline is continuous, straight (4inch diameter) made of steel in general, but when it comes across a lake (special crossing), its geometry becomes polygonal. The section in study is the polygonal segment under the lake where, for the first 3 cases, both inclined and straight part of the pipeline are embedded in a rectangular concrete segment (33x33cm), for the next three cases, the inclined part is straight steel and the straight part is enclosed in concrete and for the last 3 cases the pipeline is made of steel for all of its length. For each case, different soil conditions are considered, ranging from loose to dense sand. The response characteristics strains are obtained from a nonlinear time history analysis and are used for the capacity evaluation of the pipeline in comparison to the allowable strain, proposed by codes and guidelines for these types of structures.