مقایسه عملکرد مخازن ذخیره مایعات بتنی مکعبی و استوانه‌ای روزمینی تحت اثر نیروهای لرزه‌ای

مخازن ذخیره سیال به دلیل نقش ویژه‌ی آنها در تامین آب آشامیدنی در هر زمان و در هر شرایطی، به‌خصوص در شرایط بحرانی پس از زلزله، از اجزاء بسیار مهم در شریان‌های حیاتی محسوب می‌شوند. علاوه بر این، تخریب مخازن بزرگ که در مناطق پرجمعیت واقع‌شده‌اند، می‌تواند خطرات جانی برای ساکنین آن منطقه داشته باشد. با توجه به آسیب‌دیدگی مخازن طی زمین‌لرزه‌های مختلف، بررسی عملکرد لرزه‌ای این مخازن و طرح مخازن مقاوم‌تر در برابر زمین‌لرزه‌ها ضروری است. با توجه به این ضرورت، در تحقیق حاضر بررسی عملکرد مخازن نگهداری آب در زمان وقوع زلزله موردتوجه قرارگرفته و عملکرد لرزه‌ای سازه مخازن مکعبی و استوانه‌ای روسطحی بررسی شده و شکل بهینه از منظر پاسخ دینامیکی انتخاب شده است. دو نوع مخزن مکعبی و استوانه‌ای شکل در نرم‌افزار آباکوس شبیه‌سازی و تحلیل‌ شدند. برای اعمال نیروهای دینامیکی از شتاب‌نگاشت زلزله‌های کوجالی و دوزجه در ترکیه و زلزله کوبه در ژاپن استفاده شد. مخازن مکعبی و استوانه‌ای با 91 درصد پرشدگی با اعمال مولفه‌ی افقی به‌صورت تنها و بار دیگر با اعمال توام مولفه‌های افقی و قائم شتاب‌نگاشت‌های زلزله‌های فوق‌الذکر تحلیل‌شدند. نتایج نشان داد بیشینه نوسان سطح آب در مخزن مکعبی بیش از مخزن استوانه‌ای بوده و با اعمال مولفه‌ی قائم زلزله، شرایط بحرانی‌تری برای مخزن مکعبی ایجاد می‌گردد. بیشینه لنگر خمشی ایجادشده در دیواره‌ی مخزن مکعبی بیشتر از مقدار بیشینه آن در مخزن استوانه‌ای است. مقدار تنش‌های کششی در دیواره مخزن مکعبی بیشتر از مقدار متناظر آنها در مخزن استوانه‌ای بوده و در هر دو مخزن با اعمال مولفه‌ی قائم شتاب زلزله مقدار تنش‌های کششی کاهش می‌یابند، اگرچه در هر دو مخزن این کاهش قابل‌توجه نمی‌باشد. مقدار بیشینه عرض ترک مجاز در آیین‌نامه 123 طراحی مخازن تحت نیروهای بهره‌برداری برابر 0.3 میلی‌متر توصیه شده است، که در تمامی مدل‌ها و تحت تمامی نیروهای لرزه‌ای عرض ترک حاصل شده کمتر از مقدار مجاز آیین‌نامه‌ای می‌باشد.