رفتار لرزه‌اي مخازن استوانه‌اي زميني داراي سيستم بافل دوگانه بتني و الاستيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

يكي ازسازه‌هاي اساسي كه به‌طور گسترده در مجتمع هاي نفتي و سيستم‌هاي انتقال آب به‌كار مي‌روند، مخازن هستند كه متناسب با كاربرد مدنظر از آن مخازن به‌صورت مدفون، زميني و هوايي ساخته شده و در بيش‌تر موارد اين مخازن به دو صورت استوانه‌اي شكل و مستطيل شكل اجرا مي‌شوند. از آن‌جايي كه مخازن حاوي سيالات متفاوتي نظير آب، نفت، نيتروژن مايع و بنزين مي‌باشند، در برخي موارد اين مخازن فولادي بوده و يا به‌صورت بتن مسلح ساخته مي‌شوند. باتوجه به آسيب‌هاي مشاهده شده در زلزله هاي اخير و نظر به ضعف فولاد در برابر آتش‌سوزي و هم‌چنين قابل اشتعال بودن برخي از سيالات نظير نفت و پيشرفت‌هاي حاصل شده در زمينه‌ي ترميم سازه‌هاي بتن آرمه به‌منظور بهره برداري مجدد مخازن پس از زلزله از سويي ديگر، مهندسان را به ساخت مخازن بتني سوق داد. به‌طور كلي خرابي مخزن و نشت سيال خسارات جاني و مالي غير قابل جبراني را به‌همراه دارد. از اين رو، در نظر گرفتن ملاحظات مهندسي براي حفظ عملكرد اين سازه‌ها پس از وقوع زلزله، امري اجتناب ناپذير است كه لازمه اين امر، شناخت آسيب‌هاي ايجاد شده در سازه مخزن پس از زلزله و به‌كارگيري روش‌هاي نوين براي استهلاك انرژي زلزله است. در اين پژوهش براي بهبود عملكرد لرزه‌اي مخازن بتني، از بافل‌هاي حلقوي دوگانه بتني و كشسان به‌عنوان ابزاري براي بالابردن خاصيت ميرايي تلاطم سيال داخل مخزن استفاده شده است. براي افزايش كارايي بافل‌ها از سويي به سطح بيش‌تري نياز بوده و از طرف ديگر اين كار استفاده از بافل‌هاي بتني براي اين منظور به لحاظ اجرايي ممكن نيست؛ از اين رو در اين مطالعه از بافل‌هاي كشسان در سطح بسيار وسيع‌تري از مخزن در‌كنار بافل بتني استفاده مي‌شود. كشسان بودن اين بافل‌ها و سطح بزرگ آن‌ها، قاعدتاً علاوه بر كاهش تلاطم، باعث عدم نياز به طراحي و اجراي بافل‌هاي بتني بزرگ وغيراجرايي خواهد شد و كارايي سيستم بافل‌ها را افزايش مي‌دهد. از لحاظ اجرايي و مهندسي استفاده از بافل كشسان و بافل بتني به‌صورت هم‌زمان به‌دليل اتصال آسان محيط خارجي بافل كشسان به بافل بتني راحت‌تر بوده و انتظار مي‌رود كه اندركنش اين دو بافل حالت مطلوبي ايجاد كند. طراحي مخازن براساس آيين‌نامه ACI.350.3-06 انجام شده و به‌منظور انجام اين پژوهش، سه مخزن بتني استوانه‌اي با ارتفاع و قطرهاي متفاوت در نرم‌افزار انسيس مدل‌سازي شده و با استفاده از 11 ركورد لرزه‌اي مقياس شده به طيف طرح آيين‌نامه، تحليل تاريخچه زماني بر روي مخازن انجام شده و اثر تغييرات نسبت عرض اين بافل‌ها برروي واكنش‌هاي ديناميكي مخزن به‌خصوص ميزان تلاطم سيال درون مخزن بررسي مي‌شود. بر اساس بررسي‌هاي صورت گرفته، استفاده از بافل‌هاي بتني و الاستيك گرچه منجربه كاهش تلاطم سيال مي‌گردد، اما افزايش برش پايه و لنگر واژگوني را به همراه دارد. با اين حال افزايش عرض بافل‌ الاستيك تغيير قابل توجهي بر برش پايه و لنگر واژگوني ايجاد نكرده و كاهش تلاطم سيال را به‌همراه دارد.

219673

آب و سازه‌هاي هيدروليكي

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان