مطالعه عددی پاسخ مخازن زمینی فولادی با حرکت گهواره‌ای آزاد تحت اثر تحریک افقی زلزله

مخازن زمینی فولادی یکی از اجزای مهم مجتمع‌های صنعتی است که حفظ عملکرد آن‌ها حین و بعد از وقوع بحران‌هایی مانند زلزله اهمیت فراوانی دارد. در سال‌های اخیر به کارگیری فن‌آوری‌های کم خسارت، که توسعه خسارت غیرخطی در اعضای سازه‌ای، و نیز زمان و هزینه تعمیر را کاهش داده و رفتار لرزه‌ای را بهبود می‌بخشد، مورد توجه محققین قرار گرفته است. سازوکار گهواره‌ای از جمله این فن‌آوری‌ها است که به عنوان یک روش کاهنده تقاضا، گزینه مناسبی برای بهبود عملکرد لرزه‌ای مخازن به نظر می‌رسد. در این مقاله یک مخزن زمینی فولادی استوانه‌ای با نسبت‌ ابعادی باریک (نسبت D/H کمتر از 75/0) مورد مطالعه قرار گرفته و پاسخ لرزه‌ای آن در دو حالت الف) مهار شده یعنی با اتصال گیردار به پی و ب) مهار نشده یعنی با آزادی حرکت گهواره‌ای از روی پی، تعیین و با هم مقایسه شده است. مدلسازی اندرکنش سیال-سازه با استفاده از مدل‌ جرم متمرکز انجام و از نرم‌افزار OpenSees برای تدوین مدل‌ عددی کمک گرفته شده است. همچنین کف مخازن صلب و در مقابل لغزش مقید فرض شده است. مخازن موردنظر تحت تحریک افقی زلزله در پایه قرار گرفته و پاسخ سیستم اندرکنش سیال-سازه، تغییرمکان بام، نیروی برشی پایه و لنگر واژگونی محاسبه شده است. نتایج بیانگر کاهش 9 تا 26 درصدی پاسخ‌های نیرویی و افزایش پاسخ‌های تغییرمکانی بام و جرم صلب سیال در مخزن مهار نشده نسبت به مخزن مهار شده است. همچنین افزایش مقدار تغییرمکان جرم نوسانی سیال در مخزن با آزادی حرکت گهواره‌ای نسبت به مخزن مهار شده ناچیز است.