تحلیل دینامیکی غیر خطی مادی و هندسی برج آبگیر با احتساب اندرکنش برج- آب- سد

تحلیل سازه های طره ای مستغرق در آب مانند برج های آبگیر، پایه پل ها، شفت قائم سرریزهای نیلوفری و ... تحت تاثیر زلزله، ملزومات خاصی را طلب می کند که در مورد سازه های ساخته شده بر روی زمین و بدون تماس با آب با آنها سروکار نداریم. برج های آبگیر در سدها از جمله سازه هائی هستند که عملکرد سازه ای و هیدرولیکی آنها بسیار پیچیده است . ساخت این نوع سازه ها در مناطق لرزه خیز تدابیر زیادی نیاز دارد . مشخصات دینامیکی یک سازه تحت لرزش که در تماس با آب است با مشخصات همان سازه در غیاب با آب متفاوت است . لرزش سازه باعث ایجاد فشارهای هیدرودینامیکی شده و از سوی دیگر وجود سیال نیز باعث میشود که رفتار سازه تغییر کند. بنابراین هر روشی که برای تحلیل این گونه سازه ها تحت تحریکات ناشی از زلزله مورد استفاده قرار میگیرد باید نیروی دینامیکی اضافی و هم چنین تغییر خصوصیات دینامیکی سازه ای در اثر وجود آب اطراف آنها را مد نظر قرار دهد. پاسخ لرزه ای برج های آب گیر در سالهای اخیر به صورت گسترده ای مورد بررسی قرار گرفته است. مدلهای معمول تنها فشار هیدرودینامیک ناشی از آب داخل و اطراف برج آبگیر را در نظر می گیرند و در اکثر مدل ها آب اطراف با عمق یکنواخت و طول بینهایت فرض می شود در نتیجه فشارهای ناشی از تغییر مکان برج آبگیر به تنهائی در نظر گرفته شده و اثرات سازه سد لحاظ نمی شود که بایستی اندرکنش آن نیز در نظر گرفته شود. برای یک سیستم واقعی، برج آبگیر در نزدیکی سد واقع شده است و فشار ناشی از سد بر روی رفتار دینامیکی برج آبگیر تاثیر می گذارد. هدف اصلی این پژوهش بررسی رفتار لرزه ای غیر خطی توام مادی وهندسی برج آبگیر و هم چنین بررسی این مطلب است که پاسخ لرزه ای برج آبگیر چگونه با حضور سد تحت تاثیر قرار می گیرد. در این پایان نامه با مدل سازی برج آبگیر، رفتار لرزه ای خطی و غیرخطی مادی و هندسی آن تحت اثر زلزله های طبس، منجیل و امپریال بررسی شده است. مدل سازی المان محدود سه بعدی برج آبگیر-مخزن با کمک نرم افزار abaqus صورت گرفته است که کلیه اثرات اندرکنش هیدرودینامیکی برج-مخزن را شامل می شود. نتایج بدست آمده از تحلیل های لرزه ای غیرخطی نشان می دهند که پاسخ لرزه ای غیرخطی هندسی برج – مخزن با رفتار خطی آن یکسان است درصورتیکه پاسخ لرزه ای غیرخطی مادی برج – مخزن با رفتار خطی آن متفاوت است که این امر باید بطور جدی در روند طراحی ایمن این گونه سازه ها درنظر گرفته شود. هم چنین تاثیر حضور سد و تکیه گاه با مدلسازی شرط مرزی آنها مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان دهنده تاثیر آنها بر روی رفتار دینامیکی برج آبگیر می باشد. علاوه بر این، نوع تحریک لرزه ای درایجاد نوع پاسخ، الگوی پخش فشار هیدرودینامیکی، توزیع تنش ها و پروفیل آسیب موثر است..