اثر محتوای فرکانسی زلزله بر پاسخ دینامیکی مخازن بتنی مستطیلی با استفاده از روش ترکیبی المان محدود و هیدرودینامیک ذرات هموار

Abstract

مخازن زمینی بتنی، کاربرد گسترده‌ای در ذخیره آب، فاضلاب، نفت، مواد شیمیاییِ سمی و سایر مایعات دارند. بنابراین با توجه به نوع کاربری آنها، به طور معمول در رده سازه‌های با اهمیت خیلی زیاد شریان‌های حیاتی قرار دارند؛ در نتیجه تحلیل دینامیکی مخازن ذخیره مایعات از موضوعات مهم در مهندسی زلزله است. از طرفی بررسی رفتار لرزه‌ای مخازن و اندرکنش مایع درون آن اهمیت بسزایی دارد. در این مطالعه محیط آب به روش هیدرودینامیک ذرات هموار و سازه مخزن به روش اجزای محدود مدلسازی شدند. روش هیدرودینامیک ذرات هموار که یک روش بدون مش است دارای مزایای فروانی نسبت به دیگر روش‌های سنتیِ بر پایه شبکه‌بندی می‌باشد. به منظور صحت سنجی، درستی مدل‌سازی با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود مقایسه شد، دلایل و پارامترهای موثر در انتخاب رکوردها بیان، و سپس مخزن مدلسازی شده تحت تاثیر رکورد زلزله‌های با محتوای فرکانسی مختلف به صورت تاریخچه زمانی تحلیل گردید. پارامترهای ارتفاع تلاطم، شتاب در بالای دیواره مخزن، برش پایه، نیرو در عرض واحد و جابه‌جایی دیواره برای مقایسه بدست آورده شدند و در انتها تاثیر محتوای فرکانسی با در نظر گرفتن تاثیر اندرکنش آب-سازه بر مخزن بررسی گردید. نتایج نشان داد که رکورد با محتوای فرکانسی کمتر منجر به تلاطم با ارتفاع بیشتر می‌شود؛ در حالی که رکورد با محتوای فرکانسی متوسط علیرغم ارتفاع تلاطم کمتر باعث به وجود آمدن پاسخ‌های بزرگتر سازه مخزن می‌گردد. همچنین مشاهده شد که فرکانس‌های غالب تلاطم با کاهش محتوای فرکانسی زلزله، افزایش پیدا می‌کند.