تعيين ضريب رفتار مخزن‌ها بتني استوانه اي با استفاده از تحليل فزاينده غيرخطي

Evaluation of modification factor for concrete cylindrical tanks using pushover analysis

در اين پژوهش ضريب رفتار ناشي از شكل پذيري و اضافه مقاومت مخزن‌هاي بتني زميني و هوايي استوانه اي شكل با الگوسازي مخزن و سيال داخل آن به روش اجزاي محدود به دست آمد. براي اين هدف، از تحليل ايستاي فزاينده غيرخطي و شكل مودهاي موثر در حركت جانبي سازه استفاده شد. براي الگوسازي رفتار غيرخطي مصالح بتني از الگوي پنج عاملي ويليام و وارنكه و براي فولاد از الگوي كشسان- مومسان كامل بهره گرفته شد. الگوسازي رفتار آب داخل مخزن به دليل نبود امكان روي دادن رفتار غيرخطي، به صورت خطي انجام پذيرفت. ميلگردهاي داخل بتن هم به صورت دقيق و هم به صورت درصد حجمي در نظر گرفته شدند. با چشم پوشي از اندركنش خاك و سازه، در چندين حالت مختلف سطح?هاي عملكرد سازه با تغيير عامل?هاي گوناگون مانند ارتفاع، ضخامت، شعاع و درصد ميلگرد پايه و پوسته، ضخامت وابعاد سخت كننده هاي كف و نيز ارتفاع آب داخل مخزن، بررسي و ضريب رفتار مخزن‌هاي بتني استوانه اي تعيين شد. نتيجه ها بيانگر آن است كه ويژگي?هاي پايه بيشتر روي ضريب رفتار اين سازه اثر مي?گذارند، به طوري?كه اين ضريب براي سطح هاي عملكرد اولين ترك در پوسته منبع گسترش ترك در آن، در مخزن هاي هوايي از حدود 4 و 5 و در مخزن هاي زميني از حدود 1 و 2 تغيير مي يابد.

In this paper the response modification factor due to ductility and saved strength of cylindrical concrete elevated and ground tanks is obtained using finite element method and nonlinear push over analysis considering the lateral effective modes of tanks. To modeling the behavior of the tank materials, the five parameters William-Warnke and prefect elastoplastic models are used for concrete and reinforcement rebars respectively. In the calculations the reinforced bars are modeled both exactly and as percentage of concrete surface area. In addition it is assumed that the foundation of the structure is absolutely rigid and contained water has linear behavior. The response modification factor is obtained for different performance levels by changing different parameters such as height, thickness, radius, and percentage of the reinforcementbars of the shaft and shell, thickness and dimensions of stiffener and water level. The obtained results show that the factor for the elevated tanks changes between 4and 5 and the factor for the ground tanks varies between 1 and 2.5 these changes depend on the performance levels for the tanks.