بررسی برهم کنش لرزه ای لوله های فولادی مدفون اصلی و فرعی در شبکه های توزیع

خطوط لوله به عنوان یکی از اصلی ترین اعضای بسیاری از شریان های حیاتی چون سامانه توزیع آب، سامانه فاضلاب، سامانه انتقال گاز و سوخت مایع به شمار می رود. با مروری بر ادبیات فنی این مسئله روشن می شود که در اکثریت مطالعات دید شبکه ای نسبت به یک سامانه ی متشکل از خطوط لوله نبوده است و چه روابط تحلیلی بدست آمده و چه منحنی های آسیب تجربی ارائه شده برای بارهای زلزله ی مختلف همچون روانگرایی، گسلش، انتشار موج و ... برای اجزای مختلف یک شبکه به صورت مجزا بوده است. مطالعه ی حاضر با این دید که در تحلیل یک شبکه ی متشکل از خطوط لوله برهم کنش لرزه ای اعضا ممکن است در پاسخ لرزه ای نهایی یکدیگر و در نتیجه در پاسخ لرزه ای کل شبکه موثر باشد، شکل گرفته است. فلذا در این مطالعه با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی و در نظر گرفتن مولفه های زلزله در سه بعد به عنوان ورودی لرزه ای به بررسی برهم کنش لرزه ای خطوط لوله ی اصلی و انشعابات آن در سامانه های توزیع شبکه گاز با تمرکز بر روی لوله ها ی فولادی مدفون پرداخته شده است. نسبت پاسخ نیروهای داخلی و تغییرمکان محوری قطعه لوله ی اصلی در دو حالت حضور و عدم حضور لوله ی انشعاب فرعی به عنوان شاخص برهم کنش لرزه ای تعریف گردید. مولفه های مختلفی موثر در میزان برهم کنش لرزه ای همچون نوع خاک ساختگاه، قطر لوله های اصلی و فرعی، بیشینه شتاب زمین و فاصله ی اتصالات تا محل انشعاب در مطالعه در نظر گرفته شد. جمع بندی نتایج حاصل از تحلیل های انجام شده نشان داد که با توجه به نسبت ممان اینرسی دو لوله ی اصلی و فرعی می توان ضرایبی برای میزان برهم کنش نیروهای داخلی اعضا تعریف کرد که مقادیر این ضرایب در حالت های مختلف خاک ساختگاه و بیشینه شتاب زمین نسبتاً یکسان هستند. مقادیر این ضرایب از حدود 5/3 در حوالی نسبت ممان اینرسی حدود یک شروع شده و با روندی کاهشی به نزدیکی یک برای نسبت ممان اینرسی حدود 35 می رسد. این در حالیست که اگر معیار ارزیابی، بررسی تغییرمکان محوری لوله در محل اتصال باشد عدم مدلسازی انشعاب خروجی از لوله ی اصلی تاثیری در میزان تغییرمکان محوری ندارد. پس می توان اینگونه گفت که مدلسازی یا عدم مدلسازی انشعاب در تحلیل یک شبکه ی خطوط لوله بستگی به نوع پاسخ لرزه ای مورد نظر ما دارد اگر مد نظر پاسخ شبکه از دید نیروهای داخلی باشد باید در مدلسازی به اثر برهم کنشی لوله ی اصلی و انشعاب توجه شود ولی اگر پاسخ تغییرمکان محوری لوله مورد نظر باشد می توان از اثر انشعاب بر لوله ی اصلی در مدل شبکه صرفنظر کرد.