تاثیر مؤلفه قائم زلزله بر تلاطم و لنگر پایه مخازن هوایی مخروطی به کمک روش های عددی و آزمایشگاهی

Abstract

در تحلیل لرزه‌ای مخازن هوایی حاوی سیال، مؤلفه قائم زلزله به علت تأثیر در سطح متلاطم سیال درون مخزن و همچنین تشدید اثر "P-delta" از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. به منظور بررسی عملکرد نوسانی مخزن و تاثیر تلاطم سطح سیال بر آن، به یک مخزن استونه ای به قطر 60 سانتیمتر که در آن آب با عمق های مختلف قرار گرفته، فرکانسهای هارمونیک توسط ابزاری ابداعی به نمونه های آزمایشگاهی اعمال گردید. به منظور تعیین تاثیر نوسانات بر سازه، از نرم افزار آباکوس برای مدلسازی بهره گرفته شده است. صحت سنجی و کالیبراسیون مدل عددی با مقایسه نتایج مدل آزمایشگاهی و مدل عدی از نوسانات سطح آب با ایجاد مدل متناظر در نرم‌افزار آباکوس و با ایجاد تعداد قابل ملاحظه‌ای از ترکیبات گوناگون از متغیرهای مدل‌سازی از قبیل روش شبکه‌بندی و اندازه مناسب سلولها به‌گونه‌ای انتخاب شدند تا نتایج حاصل از تحلیل عددی با نتایج آزمایشگاهی با دقت مناسبی منطبق گردد. نتایج مدلسازی عددی همبستگی 98% با نتایج آزمایشگاهی داشت. سپس مدل عددی مخازن با ابعاد بزرگ در نرم‌افزار آباکوس ایجاد و با متغیرهای مدلسازی که در مرحله صحت سنجی نهایی گردیده بود، تحلیل گردید. مدل عددی از مخازن هوایی با سه نسبت مختلف از ارتفاع سیال درون مخزن و شعاع به مقدار ارتفاع کل مخزن در نرم افزار ایجاد گردیدند. همچنین زاویه کف با افق در کلیه مخازن 45 درجه در نظر گرفته شده و مورد ارزیابی قرار گرفت. هرکدام از این حالت ها با 7 شتاب‌نگاشت مختلف از زلزله‌های متفاوت بارگذاری گردیدند. در کلیه این مخازن، اثر مؤلفه قائم زلزله بر مقادیر ارتفاع موج و ممان ایجاد شده در پایه با حالت بدون احتساب اثر مولفه قائم زلزله مقایسه گردید. نتایج نشان داد که احتساب مولفه قائم زلزله منجر به افزایش ارتفاع موج به میزان 38% و افزایش گشتاور در پایه به میزان 9% میگردد.