رویکردهای نوین در مهندسی عمران

رویکردهای نوین در مهندسی عمران

اثر زلزله بر رفتار مخزن بتنی مدفون در خاک

نوع مقاله : مقاله علمی-پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران دانشکاه جامع امام حسین(ع) تهران ایران
2 گروه مهندسی عمران دانشگاه جامع امام حسین
3 کارشناسی ارشد، دانشگاه آیت الله بروجردی(ع)، بروجرد، ایران
چکیده
با توجه به خسارات ناشی از زلزله‌های گذشته بر روی مخازن و تحلیل لرزه‌ای انجام شده بر آن‌ها، طراحی مخازن مقاوم‌تر در برابر زلزله‌ها امری ضروری به نظر می‌رسد. در این پژوهش، شعاع داخلی مخزن مدل‌سازی شده 24 متر و ارتفاع خارجی آن 6 متر در نظر گرفته شده است. ضخامت کف، دیواره و سقف برابر با 300 میلی‌متر تعیین شده است. همچنین، در این مطالعه از سه سطح مختلف سیال، به ترتیب با درصد حجمی 50، 75 و 90 درصد از ظرفیت مخزن که با آب پر شده است، استفاده شده است. تحلیل مودال نشان می‌دهد که با افزایش سطح تراز آب در داخل مخزن، درصد جرم کلی مشارکت‌کننده در دو حالت اول و دوم افزایش می‌یابد. نتایج همچنین نشان می‌دهد که با افزایش حجم اشغال شده در مخزن، دوره تناوب نیز افزایش می‌یابد. پاسخ‌های بررسی شده شامل فشار هیدرودینامیکی ناشی از سیال به جداره مخزن و نیروهای سازه‌ای از جمله نیروی شعاعی، لنگر خمشی و نیروی برشی می‌باشد. به طوری که برای مخزنی با حجم پر شده، مقادیر فشار به ترتیب برابر با kN/m ‌476، kN/m ‌3.46 و kN/m5.33 می‌باشد. در حالت تلاطمی نیز این مقادیر به ترتیب برابر با kN/m 153، kN/m 9.12 و kN/m5.10 است. تأثیر تراز سیال بر ارتفاع نوسانات نشان می‌دهد که با افزایش ارتفاع آب از 50 به 90 درصد، این مقدار تقریباً 30 درصد افزایش می‌یابد. همچنین، با افزایش تراز سیال از 50 به 75 درصد، شیب منحنی به میزان 22 درصد افزایش می‌یابد. تغییر تراز سیال از 75 به 90 درصد نیز باعث افزایش 89 درصدی شیب برش پایه نسبت به حالت قبل شده است. بررسی تأثیر تراز سیال بر تغییرات نیروهای محیطی نشان می‌دهد که بین درصد حجم پر شده و نیروهای محیطی رابطه‌ای غیرخطی وجود دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1- مردی پیرسلطان, محمدرضا , کیلانه ئی, فواد و محبی, بنیامین . (1398). تاثیر زلزله های حوزه نزدیک بر رفتار امواج سطحی مخازن ذخیره مایعات بتنی مستطیلینشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 51(3), 401-414. doi:
2- حاتمی برق, فرزاد و امیدتبریزی, فربد . (1400). پاسخ لرزه‌ای مخازن مستطیلی و استوانه‌ای بتنی تحت زلزله‌های حوزه نزدیک و دورفصلنامه علمی پژوهشی اساس, 23(65), 5-14.
3- لطفی, رضا , محمودآبادی, مسعود و دهقانی, احسان . (1401). بررسی تاثیر شکل مخازن مایع بر رفتار لرزه ای آنها با احتساب اندرکنشهای سیال و سازه و خاک و سازهمهندسی سازه و ساخت.
4-‏ خسروی، شایان، یوسفی، محمدمهدی، و گودرزی، محمدعلی. (1400). توسعه منحنی های شکنندگی لرزه ای مخازن بتنی استوانه ای با استفاده از تحلیل غیرخطی. مهندسی عمران امیرکبیر (امیرکبیر)، 53(1 )، 71-88.
5- صادقی، ج.، و رزاقی، ح. (1403). ارزیابی عملکرد لرزه‌ای مخازن بتنی زمینی در حالت سه‌بعدی تحت تحریکات لرزه‌ای گسل دور و نزدیک و اندرکنش خاک-سازه-سیال. مطالعات علوم کاربردی در مهندسی، 34(10)، 35-57.
6-Housner, G.W., “Dynamic pressure on accelerated fluid containers”, Bulletin of the seismological society of America 47, 1957. pp.15-35.
7- نادری، رضا و یوسفی سمنگانی، علی و طالب پور، محمدحسین،1390،بررسی تاثیر نوع زلزله در تحلیل لرزه ای مخازن مدفون بتنی استوانه ای با توجه به اثر اندرکنش سیال و سازه،کنفرانس ملی مدیریت بحران، زلزله و آسیب پذیری اماکن و شریانهای حیاتی،تهران
8-Hajimehrabi, H. Behnamfar, F. Samani, A. Goudarzi, M.A. 2019. Fragility curves for baffled concrete cylindrical liquid-storage tanks, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 119, 187–195.
10-Moslemi, M. Kianoush, M.R. 2012. Parametric study on dynamic behavior of cylindrical ground-supported tanks, Engineering Structures 42, 214–230.
10- مهدیلوترکمانی، حامد و بسطامی، مرتضی،1388،بررسی اثر نوع سیال در رفتار لرزه ای مخازن مدفون بتنی،اولین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت زیرساختها،تهران