[发明专利]配气站设备工艺区管道地震易损性分析方法及分析系统

说明书

本发明公开了配气站设备工艺区管道地震易损性分析方法及分析系统，建立配气站设备工艺区管道的有限元模型；对地震动进行调幅；进行瞬态时程分析，得到在任意地震动下管道的最大范式等效应力响应值；绘制IDA曲线；定义管道在遭受地震作用下的各破坏状态及对应区间，并基于IDA曲线得到极限状态下地震动的强度指标；建立管道地震概率需求模型并求解，得到地震易损性函数，绘制地震易损性曲线。本发明用以解决现有技术中没有专门针对配气站设备工艺区管道的地震易损性分析方法的问题，实现为配气站设备工艺区管道提供针对性的地震易损性分析方法，为管理者提供科学制定震前防灾维护、震后应急管理策略方法的目的。

技术领域

本发明涉及天然气配气站领域，具体涉及配气站设备工艺区管道地震易损性分析方法及分析系统。

背景技术

历年来，燃气供应系统因地震破坏而造成安全功能丧失的事例比比皆是：1994年的美国洛杉矶地震，致使燃气系统发生了高达15×10⁴处漏气，导致数起火灾；1995年日本阪神地区发生大地震，地震造成煤气管道破裂致使煤气泄漏，共有459处起火，燃烧面积达数万平方米，造成大量的人员伤亡。2008年5月12日四川汶川发生里氏8.0级特大地震，都江堰市燃气管道破坏非常严重，地下管道破裂10余处，需重建的地下管道达50千米，全市燃气输配系统遭受经济损失约6700万元。因此，因地震导致的燃气供应系统安全事故会给人民的生命财产安全带来严重损害。在这种情况下，对燃气供应系统的震害风险进行科学、准确的评估，为燃气企业决策层和管理人员提供科学的评价方法是十分必要的。

设备工艺区在天然气配气站内承担着储存、调压、计量、加臭的主要任务。设备工艺区管道是指配气站站场内部连接各种设备、进行天然气输送处理的管道，与常规埋地管道不同的是，配气站设备工艺区管道在短距离（小范围）内连接了多种设备，如分离、调压、计量和各种阀门等，管道设置相较常规埋地管道而言十分复杂，因此其在遭受地震后的损害风险极大。然而现有技术中还没有专门针对配气站设备工艺区的地震易损性分析方法，无法为决策层和管理人员提供科学合理的设备工艺区防震害依据。

发明内容

本发明提供配气站设备工艺区管道地震易损性分析方法及分析系统，以解决现有技术中没有专门针对配气站设备工艺区管道的地震易损性分析方法、无法为决策层和管理人员提供科学合理的设备工艺区防震害依据的问题，实现为配气站设备工艺区管道提供具有针对性的地震易损性分析方法，为管理者提供科学制定震前防灾维护、震后应急管理策略方法的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

配气站设备工艺区管道地震易损性分析方法，包括以下步骤：

S1、获取配气站设备工艺区管道的材料参数，建立管道几何模型；对几何模型划分网格、设置约束条件，得到有限元模型；

S2、对地震动进行调幅；

S3、将调幅后的地震动时程加载到管道的有限元模型上，进行瞬态时程分析，得到在任意地震动下管道的最大范式等效应力响应值；以最大范式等效应力作为X轴，以地面峰值加速度PGA作为Y轴，绘制IDA曲线；

S4、定义管道在遭受地震作用下的各破坏状态及对应区间，根据各破坏状态的对应区间得到极限状态点，基于IDA曲线得到极限状态下地震动的强度指标；

S5、建立管道地震概率需求模型，求解管道地震概率需求模型，得到地震易损性函数；

S6、根据得到的地震易损性函数，绘制配气站设备工艺区管道的地震易损性曲线。