تحلیل دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی با در نظر گرفتن اثر اندرکنش-سیال -سازه خاک

در مقاله حاضر، رفتار دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه تحت حرکت ناشی از زمین‌لرزه مورد بررسی قرار می‌گیرد. اثر اندرکنش توام خاک سازه مایع بر رفتار دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی به روش اجزاء محدود در فضای سه بعدی، براساس تحلیل خطی و در حوزه‌ی زمانی مورد بررسی قرار می‌گیرد. با توجه به اینکه در بعضی از مخازن، مانند سازه‌های استخری بزرگ بتن مسلح که برای ذخیره سازی طولانی مدت خوشه‌های پسماند سوخت‌های هسته‌ای استفاده می‌گردند انعطاف‌پذیری دیواره مخزن می‌تواند اثر قابل توجهی در پاسخ‌های دینامیکی ایجاد ‌کند، دیوارهای مخزن به صورت ورق‌های انعطاف‌پذیر در نظر گرفته شده‌اند‌. خاک فونداسیون به عنوان یک محیط محدود الاستیک همگن با شرایط مرزی لزج که به منظور شبیه سازی جذب انرژی امواج در نواحی بریده شده آن قرار گرفته، مدل شده‌است. به منظور ارزیابی دینامیکی مخزن واقع شده بر روی فونداسیون، شش نوع تیپ خاک مختلف که مورد تایید آیین‌نامه‌ها و استانداردهای طراحی کنونی هستند مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در مدل‌ مورد مطالعه با استفاده از روش اجزاء محدود، تاثیر تیپ‌های مختلف خاک بر روی پاسخ‌های سازه‌ای مورد ارزیابی گرفته و با تغییر خصوصیات خاک، مقایسه‌هایی بین پاسخ‌های دینامیکی از قبیل برش پایه، لنگر پایه، منحنی‌های توزیع فشار هیدرودینامیکی و پاسخ‌های تلاطمی تحت دو شتاب‌نگاشت مختلف انجام گردیده است. نتایج نشان می‌دهد خاک زیر مخزن بسته به جنس آن می‌تواند تغییرات قابل ملاحظه‌ای در پاسخ‌های سازه‌ای ایجاد کند.

Dynamic Analysis of Concrete Rectangular Tanks Considering the Effect of SoilStructureFluid Interaction

In this paper, the dynamic behavior of concrete rectangular tanks under the effects of soilstructure interaction and motion caused by earthquakes is studied. The simultaneous effects of soilstructurefluid interaction on the dynamic behavior of concrete rectangular tanks by the finite element method in threedimensional space, based on linear analysis and intime domain is discussed. Considering that, in some tanks such as large reinforced concrete pool structures used for longterm storage of nuclear spent fuel assemblies or prestressed concrete water tanks where the flexibility of the rectangular tank wall can cause a significant effect on the dynamic responses, the tank walls are considered as flexible plates. A simple model with a viscous boundary is used to include deformable foundation effects as a linear elastic medium. For dynamic evaluation of a rectangular container located on the foundation, six different types of soil approved by the current regulations and design standards are used. In the finite element model, the effects of different soil types on structural responses have been evaluated and comparisons between dynamic responses such as base shear, base moment, hydrodynamic pressure distribution and sloshing responses under different ground motions have been evaluated by changing soil properties. It is concluded that the soil under the tank, depending on its type, can cause significant changes in the dynamic responses.