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

در تحلیل لرزه ای مخازن هوایی حاوی سیال، مولفه قائم زلزله به علت تاثیر در سطح متلاطم سیال درون مخزن و همچنین تشدید اثر "P-delta" از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. به منظور بررسی عملکرد نوسانی مخزن و تاثیر تلاطم سطح سیال بر آن، به یک مخزن استونه ای به قطر ۶۰ 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 نرم افزار آباکوس و با ایجاد تعداد قابل ملاحظه ای از ترکیبات گوناگون از متغیرهای مدل سازی از قبیل روش شبکه بندی و اندازه مناسب سلولها به گونه ای انتخاب شدند تا نتایج حاصل از تحلیل عددی با نتایج آزمایشگاهی با دقت مناسبی منطبق گردد. نتایج مدلسازی عددی همبستگی ۹۸% با نتایج آزمایشگاهی داشت. سپس مدل عددی مخازن با ابعاد بزرگ در نرم افزار 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 ۴۵ درجه در نظر گرفته شده و مورد ارزیابی قرار گرفت. هرکدام از این حالت ها با ۷ شتاب نگاشت مختلف از زلزله های متفاوت بارگذاری گردیدند. در کلیه این مخازن، اثر مولفه 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 ۳۸% و افزایش گشتاور در پایه به میزان ۹% میگردد.

Keywords:

مخزن هوایی حاوی سیال , تحلیل دینامیکی , اجزاء محدود , مولفه قائم زلزله , ارتفاع موج تلاطم , لنگر پایه