بررسي تاثير سختي بتن فونداسيون و مخزن بر پاسخ لرزهاي مخازن مرتفع با استفاده از تحليل احتمالاتي

Investigate the effect of foundation and tank concrete hardness on the seismic response of high tanks using probabilistic analysis

مخازن آب از جمله اجزاء اصلي شبكه‌هاي آبرساني به منظور ذخيره، نگهداري و نيز تامين فشار آب مي‌باشند و به جهت اهميتي كه اين سازه‌ها دارند بايد پس از وقوع زلزله قابليت بهره‌برداري و تامين فشار در شبكه آبرساني را داشته باشند. در اين مقاله تاثير نسبت سختي بتن فونداسيون به سختي بتن مخزن بر تحليل لرزه‌اي مخازن هوايي مورد بررسي قرار گرفته است. در تحليل لرزه‌اي حاضر، نسبت سختي بتن فونداسيون به سختي بتن بدنه مخزن به صورت ضريب ثابت K بيان شده است. با تغيير اين ضريب، تاثير آن بر روي هر كدام از پارامترهاي تنش كششي، فشاري و تغييرمكان با استفاده از تحليل احتمالاتي مورد بررسي قرار گرفته است. مخزن مورد مطالعه به كمك روش‌هايي كه مبتني بر روش اجزاي محدود مي باشد به صورت سه بعدي در نرم‌افزار انسيس مدل‌سازي شده است. در اين مدل‌سازي اندركنش بين بدنه مخزن، سيال و فونداسيون در نظر گرفته شده و براي اعمال زلزله از شتاب‌نگاشت زمين لرزه منجيل در مدل مورد نظر استفاده شده است. تحليل احتمالاتي استفاده شده، شبيه‌ساز مونت‌كارلو با استفاده از روش نمونه برداري ابر مكعبي لاتين بوده و از ضريب K به عنوان متغير ورودي استفاده شده است. مقدار ماكزيمم تغيير مكان افقي سازه، تنش اصلي اول حداكثر و تنش اصلي سوم حداكثر نيز به عنوان پاسخ‌هاي بحراني و متغيرهاي خروجي انتخاب شده‌اند. نتايج حاصل از تحليل مدل‌ها و مقايسه پاسخ‌هايي نظير تنش‌هاي اصلي حداكثر و تغييرمكان حداكثر نشان مي‌دهند كه با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادي و ضريب اطمينان مناسب براي سيستم، بهينه‌ترين و مطلوب‌ترين مقدار براي ضريب K تقريبا 0/7 مي‌باشد.

Water tanks are among the main components of water supply networks for storing, maintaining and supplying pressure, and these structures should have the ability to exploit and supply pressure in the water supply network after the earthquake. In this paper, the effect of foundation concrete hardness to tank concrete hardness on seismic analysis of air tanks has been investigated. In the current seismic analysis, the relationship between the concrete hardness of the foundation and the concrete of the tank body is expressed by the definition of the constant coefficient K. By changing this coefficient, its effect on each of the tensile/compressive stress, and displacement parameters using a probabilistic analysis is examined. The tank is modeled using a three-dimensional finite element method based on ANSYS software. In this model, the interaction between the tank body, fluid and foundation are considered and the accelerogram of Manjil earthquake in the intended model is used to apply the earthquake. The probabilistic analysis used in this study is Monte Carlo simulator using the Latin hypercube sampling method and K coefficient is used as an input variable. The maximum horizontal displacement of the structure, the maximum 1st principle stress and the maximum 3rd principle stress are selected as critical responses and output variables. The results of analyzing models and comparing responses such as maximum principle stresses and maximum displacement show that with regard to economic considerations and the appropriate reliability coefficient for the system, the most efficient and optimal value for the coefficient K is approximately 0.7.