ارائه ی منحنی های آسیب پذیری لرزه ای برای مخازن بتنی استوانه ای آب

یکی از ساز ه های ضروری در تأسیسات صنعتی و سیستم های انتقال آب مخازن می باشند. مخازن با توجه به اهداف کاربردی آ ن ها، به صورت زمینی، هوایی، مدفون و یا نیمه مدفون ساخته می شوند. مخازن برای ذخیره ی مواد مختلفی مانند آب، نفت، نیتروژن، گازهای فشار بالا و بنزین استفاده می شوند. عمدتاً مخازن در دو فرم مستطیلی و استوانه ای ساخته می شوند. برای ذخیره ی آب از مخازن بتنی استفاده می شود. این مخازن برای اهداف مختلفی همچون ذخیره، تأمین فشار و آرام کننده ی جریان سیال استفاده می شوند. آسیب مخازن می تواند خسارت های مالی و حتی انسانی به همراه داشته باشد. همچنین لزوم تأمین آب برای جامعه ی زلزله زده پس از وقوع زمین لرزه، اهمیت بررسی عملکرد مخازن را در هنگام زلزله برای حفظ کاربری آن ها نشان می دهد. به دلیل استفاده گسترده از مخازن و همچنین آسیب پذیری آن ها در برابر زمین لرزه، آسیب های قابل توجهی در مخازن به هنگام زمین لرزه های پیشین مشاهده شده است. این آسیب ها گاهی باعث از دست رفتن کامل کاربری مخزن و از بین رفتن سیال ذخیره شده در آن می شود. برخی دیگر از آسیب ها باعث از دست رفتن کامل حجم محتویات مخزن نمی شود و می توان با صرف هزینه ای آن ها را بازسازی نمود. در این تحقیق رفتار دینامیکی مخازن بتنی استوانه ای آب مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای موثر در پاسخ دینامیکی مخازن همچون اثر صلبیت دیواره، اثر گیرداری اتصال کف، اثر شتاب قائم زمین و نسبت ارتفاع به قطر مخازن مورد ارزیابی قرار گرفته اند. همچنین به منظور بررسی آسیب پذیری این مخازن، منحنی های آسیب پذیری لرزه ای برای سه نوع مخزن با نسبت ارتفاع به قطر متناظر با 75/0، 5/0 و 25/0 ارائه شده است. علاوه بر این، اثر درصد پر شدگی مخازن در منحنی های آسیب پذیری لرزه ای با در نظر گرفتن سه حجم ذخیره ی مختلف برای یکی از مخازن بررسی شده است. طراحی این مخازن با استفاده از آیین نامه ی aci 350.3 انجام گردید، سپس به منظور تحلیل دینامیکی مخازن از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. در ساخت مدل مخازن فرض شده که مخازن بر روی فونداسیون صلب قرار گرفته اند. یکی از مهم ترین مسائل در طراحی مخازن بتنی آب کنترل عرض ترک برای جلوگیری از نشت سیال و همچنین خوردگی آرماتورها در اثر تماس با سیال می باشد. علاوه بر این آگاهی از میزان ارتفاع آب ایجاد شده در اثر تلاطم سطح آب، به منظور در نظر گیری فاصله ی آزاد سطح آب تا سقف مخزن حائز اهمیت می باشد. از این رو در این مطالعه منحنی های آسیب بر مبنای عرض ترک بحرانی، ظرفیت خمشی مقطع دیوار و سر ریز سیال درون مخزن ارائه گردید. یکی از موارد مهم در خصوص رفتار دینامیکی مخازن مدور که به طور کافی در تحقیقات گذشته مورد بررسی قرار نگرفته است، اثر توأم شتاب افقی و قائم زمین در زلزله می باشد. نتایج تحلیل های عددی نشان داد که افزایش انعطاف پذیری مخازن اثر قابل توجهی بر سیال و به خصوص دیواره ی مخزن دارد. همچنین استفاده از اتصال مفصلی به جای اتصال گیردار در کف مخازن به شکل قابل توجهی حداکثر لنگر خمشی ایجاد شده در دیواره ی مخازن را کاهش می دهد. بر اساس نتایج عددی مشخص شد که باید اثر شتاب قائم زمین در طراحی مخازن با نسبت ارتفاع به قطر بالا، در نظر گرفته شود. همچنین منحنی های آسـیب پذیری لرزه ای برای وقوع ترک بحرانی و سر ریز سیال درون مخزن نشان داد که نسبت ارتفاع به قطر در مخازن و همچنین درصد پر شدگی آن ها دو عدم قطعیت مهم در پیش بینی آسیب پذیر مخازن بتنی استوانه ای می باشند.