ارزیابی رفتار دینامیکی مخازن استوانه ای فولادی تحت اثر زلزله های دور و نزدیک گسل

طراحی، ساخت و نگه داری مخازن نگه دارنده سیالات که بطور گسترده برای ذخیره انواع مایعات در کارخانه های صنعتی و مجتمع های نفتی ازجمله انبارهای نفت و غیره بکار برده می شوند از اهمیت بسزایی برخوردار است. تجربه زلزله های گذشته در کشورهای ژاپن، ایالات متحده و ترکیه نشان می دهد، اینگونه مخازن در مقابل حرکات زمین لرزه ها بسیار آسیب پذیر بوده و مطالعات آسیب پذیری و مقاوم سازی آنها از اهمیت زیادی برخوردار است. به دلیل پیچیدگی اثرات زمین لرزه و تاثیر پارامترهای متعدد زلزله ازجمله محتوای فرکانسی آن در آسیب پذیری مخازن نگه دارنده مایعات، سیستم مخازن نیازمند مطالعه و تحلیل های دقیق تر تحت زمین لرزه های دور و نزدیک می باشند. لذا در این تحقیق اثرات محتوای فرکانسی متفاوت زلزله های دور و نزدیک با در نظر گرفتن مولفه های افقی زلزله ها بر رفتار مخزن استوانه ای فولادی حاوی سیال با نسبت ارتفاع به قطر 0.4 ثابت در تکیه گاه مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، جهت تحلیل دینامیکی مخزن مورد نظر از تحلیل تاریخچه زمانی استفاده شده است. مدل سازی مخزن و سیال با استفاده از روش المان محدود در نرم افزار آباکوس، با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش سازه و سیال به روش جرم افزوده انجام شده است. نتایج حاکی از آن است که تفاوت قابل ملاحظه ای در پاسخ سیستم مخزن-سیال با در نظر گرفتن اثرات همزمان مولفه های افقی زلزله وجود دارد. همچنین پاسخ سیستم مخزن-سیال در برابر زلزله ها با محتوای فرکانسی متفاوت دارای تفاوت قابل ملاحظه ای می باشد بنابراین در نظر گرفتن اثر همزمان مولفه های مختلف و نیز محتوای فرکانسی مختلف در تحلیل و طراحی این نوع مخازن قویا توصیه می شود.

Evaluation of the Seismic Behavior of Steel Liquid Storage Tanks under Near and Far Fault Earthquakes

Design, construction and maintenance of liquid storage tanks, which have been extensively used to store liquid in industrial factories, oil refineries and petrochemical sites, are crucial. Vulnerability of liquid storage tanks have been recognized regarding to the experiences of major earthquakes occurred specifically in Japan, United states and Turkey. Therefore, evaluation of seismic responses of steel storage tanks is important. In this research, due to the complexity of ground motion behavior and the effects of different parameters such as frequency content of excitations on damage assessment of liquid storage tanks, more precise seismic analyses under nearfault and farfault ground motions considering bidirectional horizontal components is carried out. For this purpose, the fixed base steel liquid storage tanks with height to diameter ratio equal to 0.4 is considered. The finite element analysis of the tankliquid is carried out using ABAQUS software considering fluidstructure interaction based on addedmass method and nonlinear time history analysis. Significant difference between the seismic responses of the tank to unidirectional and bidirectional earthquake is obtained. More interestingly, the effect of frequency content of excitations on the dynamic response of steel liquid storage tanks are discussed.