بهسازی لرزه ای مخازن هوایی استوانه ای ذخیره ی آب به کمک جداسازهای غیرخطی با در نظر گرفتن اندرکنش سیال- سازه

وسعت احداث مخازن هوایی به عنوان یکی از مهم ترین سازه های تامین کننده آب بهداشتی شهرها، و ضعف آنها در برابر زلزله، ضرورت تحقیق راجع به روش های نوین کنترل غیر فعال این سازه ها را دو چندان می نماید. از جمله فناوری های نوین مهندسی زلزله، طراحی جداسازهای لرزه ای و کاربرد آن در سازه های خاص از جمله مخازن هوایی محتوی مایع است. در تحقیقات انجام شده تاکنون بررسی خاصی بر روی کارایی این نوع سیستم ها در کاهش پاسخ لرزه ای مخازن هوایی استوانه ای با در نظر گرفتن انعطاف پذیری پوسته انجام نشده است. در این پژوهش با انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی، عملکرد لرزه ای یک مخزن فولادی هوایی با جداساز و بدون آن، تحلیل و نتایج با هم مقایسه شدند. بدین منظور، از دو نوع جداساز هسته سربی و الاستومری استفاده شده است. جهت نیلبه این هدف، المان های محدود با رفتار پوسته ای برای جداره ی مخزن، المان های محدود داخلی برای سیال درون مخزن و المان های هیسترزیس با رفتار دوخطی برای جداسازها انتخاب گردیده و آنالیز لرزه ای مخزن انعطاف پذیر تحت تاثیر زلزله واقعی در حوزه زمان انجام می شود. نتایج نشان میدهد که جداسازی افقی علیرغم ایجاد تغییرمکان قابل توجه در سازه، کارایی بیشتری در کاهش پاسخ لرزه ای سیستم دارد که این موضوع به خصوصیات زلزله بستگی دارد.

Improving seismic performance of elevated cylindrical water storage tanks using nonlinear isolators incorporating liquid–structure interaction

Pervasive construction of elevated liquid tanks as the most important sourcesfor urban hygienic water, and their failure under earthquake, highlighsthe necessity for research toward new passive control devices. Design anduse of base-isolation systems for elevated liquid tanks is propounded as anovel seismic engineering technology. To date, no special examination hasbeen discussed in relation with the workability of such systems in reducingthe seismic response of elevated liquid tanks considering tank wall flexibility.In this study, the seismic performance of a steel elevated water tankwith/without isolator was analyzed and outcomes were evaluated using leadrubberand elastomeric bearings by performing time-history analyses. To thisend, finite shell elements for tank wall and internal finite elements for liquid,and bilinear hysteretic elements for the base-isolation systems are elected,and the seismic analysis of flexible liquid tank is performed in the timedomain under real earthquake. The results show that the lateral control devicedespite excessive structural displacement could offer a substantial benefit forreducing the system’s seismic response which depends on the earthquakecharacterestics.