مطالعه عددي پاسخ مخازن زميني فولادي با حركت گهوارهاي آزاد تحت اثر تحريك افقي زلزله

Numerical Study on the Response of Steel Ground Tanks with Free Rocking Motion under Horizontal Earthquake Excitation

مخازن زميني فولادي يكي از اجزاي مهم مجتمعهاي صنعتي است كه حفظ عملكرد و خدمترساني آنها حين و بعد از وقوع بحرانهايي مانند زلزله اهميت فراواني دارد . در سالهاي اخير به كارگيري فنآوريهاي كم خسارت، كه توسعه خسارت غيرخطي در اعضاي سازهاي، و نيز زمان و هزينه تعمير را كاهش داده و به طور كل رفتار لرزهاي را بهبود ميبخشد، مورد توجه محققين قرار گرفته است. سازوكار گهوارهاي از جمله اين فنآوريها است كه به عنوان يك روش كاهنده تقاضاي لرزهاي، گزينه مناسبي براي بهبود عملكرد مخازن به نظر ميرسد. بدين منظور در اين مقاله يك مخزن زميني فولادي استوانهاي با 1) مورد مطالعه قرار گرفته و پاسخ لرزهاي آن در / نسبت ابعادي باريك (نسبت قطر به ارتفاع كوچكتر از 0 دو حالت الف) مهار شده يعني با اتصال گيردار به پي و ب) مهار نشده يعني با آزادي حركت گهوارهاي از روي پي، تعيين و با هم مقايسه ميگردد. مدلسازي اندركنش سيال-سازه با استفاده از مدل جرم متمركز OpenSees انجام و از نرمافزار براي تدوين مدلهاي عددي كمك گرفته شده است. همچنين كف مخازن صلب و در مقابل لغزش يا جابجايي افقي نسبت به پي مقيد فرض شده است. مخازن موردنظر تحت تحريك شتاب افقي زلزله در پايه قرار گرفته و پاسخ سيستم اندركنش سيال-سازه، تغييرمكان بام، نيروي برشي پايه و لنگر واژگوني محاسبه شده است. نتايج بيانگر كاهش 9 تا 26 درصدي پاسخهاي نيرويي و افزايش قابل توجه پاسخهاي تغييرمكاني بام و جرم صلب سيال در مخزن با آزادي حركت گهوارهاي نسبت به مخزن مهار شده است. همچنين افزايش مقدار تغييرمكان جرم نوساني سيال در مخزن با آزادي حركت گهوارهاي نسبت به مخزن مهار شده كمتر از 3% است.