شماره راهنما :
1166 دكتري
پديد آورنده :
مرادي، روح اله
عنوان :
ارائه مدل مكانيكي جامع براي رفتار لرزهاي مخازن استوانه اي بتني انعطاف پذير
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده عمران
صفحه شمار :
چهارده، [۱۲۱]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فرهاد بهنام فر
استاد مشاور :
شمس الدين هاشمي
توصيفگر ها :
اندركنش مايع - سازه , فشار ضربه اي , فشار نوساني , مخازن استوانه اي بتني , روش ريلي-ريتز , مدل مكانيكي
استاد داور :
حسين تاجمير رياحي، مهدي زندي، مرتضي مدح خوان
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/01/26
كد ايرانداك :
ID1166 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده مخازن ذخيرۀ مايعات از جمله سازه هاي حياتي و پر اهميت در جوامع امروزي ميباشند آنها همچنين نقش مهمي در امور امداد رساني پس از زلزله ايفا مي كنند آسيب ديدگي مخازن پس از وقوع زلزله عالوه بر زيان اقتصادي ممكن است قطع آب آتش سوزي هاي كنترل نشده نشت مواد شيميايي آلوده كننده و سمي را به همراه داشته باشد به خاطر طراحي نامناسب اين مخازن زيان هاي قابل توجهي در زلزله هاي گذشته رخ داده است بنا بر اين با توجه به اهميت قابل توجه اين مخازن اطمينان از عملكرد رضايت بخش آنها طي زمين لرزه هاي قوي ضروري است مخازن بتني داراي ابعاد متفاوتي از نظر ضخامت و وزن ديواره نسبت به مخازن فوالدي مي باشند بنابراين انتظار ميرود اين مخازن از نظر فركانس طبيعي و صلبيت مشابه مخازن فوالدي عمل نكرده و با توجه به انعطافپذيري كمتر نسبت به مخازن فوالدي رفتار ويژه اي داشته باشند در قسمت اول اين رساله يك روش تحليلي براي برآورد پاسخ لرزهاي مخازن استوانهاي بتني تحت تحريك افقي زلزله با در نظر گرفتن انعطافپذيري ديواره مخرن كه تا سطح خاصي از مايع پر شدهاند ارائه ميشود با حل معادله الپالس حاكم بر رفتار سيال درون مخزن دو مولفه ضربهاي ونوساني بهدست ميآيد حل مساله سيستم مايع پوسته براي بهدست آوردن فشار ضربهاي بهروش المان محدود و ريلي ريتز انجام ميگيرد در تحليل ارتعاشي پوسته در حركت افقي زلزله اثر مدهاي محيطي نوع Cos n و پوسته مخزن بهصورت نازك در نظر گرفته شده است با استفاده از مولفه نوساني جريان ميتوان فشار نوساني و حداكثر ارتفاع موج نوساني را بهدست آورد نتايج اين تحليل با ساير تحقيقات موجود مقايسه گرديد و صحت روابط تحليلي پيشنهادي به اثبات رسيد سپس با استفاده از روابط تحليلي پيشنهادي يك مدل مكانيكي با در نظر گرفتن انعطافپذيري جداره مخزن براي مخازن استوانهاي بتني تحت تحريك افقي زلزله ارائه شد و نتايج اين مدل مكانيكي و دقت جواب حاصل از آن با نتايج تحليلي پيشنهادي و آييننامه 60 3 053 ACI مقايسه شد كه مويد عملكرد صحيح و دقت قابل قبول اين مدل مكانيكي پيشنهادي ميباشد در انتها اين نتيجه حاصل ميشود كه جوابهاي آييننامه 60 3 053 ACI با روش تحليلي پيشنهادي تفاوت زيادي دارد كه علت آن در نظر نگرفتن صحيح انعطافپذيري جداره توسط اين آييننامه ميباشد در ضمن در مدل مكانيكي پيشنهادي اثر ميزان پرشدگي و همچنين اثر جرم ديواره در نظر گرفته شده است همچنين نشان داده ميشود كه آييننامه ACI 60 3 053 اثر جرم ديواره را بهخوبي در نظر نميگيرد در قسمت دوم اين رساله رفتار لرزهاي مخازن استوانهاي بتني تحت تحريك قائم زلزله با توجه به تحقيقات اندك موجود در اين زمينه مورد ارزيابي قرار ميگيرد در ابتدا معادله الپالس حاكم بر رفتار مايع درون مخزن حل شده و مولفه ضربهاي حاصل از اين ارتعاش بهدست ميآيد با استفاده از اين مولفه ميتوان فشار ضربهاي ناشي از ارتعاش قائم را با كمك حل سيستم مايع پوسته بهروش ريلي ريتز بهدست آورد نتايج حاصل از اين روابط با ساير تحقيقات موجود مقايسه شده و صحت اين روش تحليلي به اثبات ميرسد سپس با كمك اين روش تحليلي يك مدل مكانيكي با توجه به متقارن محوري بودن مساله ارائه ميگردد كه در اين مدل اثر ميزان پر شدگي لحاظ شده است سپس نتايج حاصل از مدل مكانيكي پيشنهادي و دقت جواب آن با نتايج تحليلي پيشنهادي و آييننامه 60 3 053 ACI مقايسه ميشود كه مويد عملكرد صحيح و دقت قابل قبول اين مدل مكانيكي پيشنهادي نسبت به آييننامه مذكور ميباشد در انتها يك تابع تخميني فشار ضربهاي با توجه به مدل مكانيكي پيشنهادي براي تحريك قائم زلزله ارائه ميشود كه اين تابع تا شباهت بسيار زيادي با فشار ضربهاي واقعي دارد كلمات كليدي اندركنش مايع سازه فشار ضربهاي فشار نوساني مخازن استوانهاي بتني روش ريلي ريتز مدل مكانيكي
چكيده انگليسي :
A Mechanical Model for Cylindrical Flexible Concrete Tanks Undergoing Lateral Excitation Rouhollah Moradi roohallah moradi@yahoo com June 3 2017 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranFarhad Behnamfar farhad@cc iut ac irShamsedin Hashemi s hashemi@yu ac irMohammad Navid Moghim moghim@cc iut ac ir Associate Professor Department of Civil Engineering Isfahan Univ of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Assistant Professor Department of Civil Engineering Isfahan Univ of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Department Graduate Program Coordinator Assistant Professor Department of Civil Engineering IsfahanUniv of Technology 84156 83111 Isfahan Iran AbstractIn this research a mechanical model is developed for evaluating the seismic response of flexible concretecylindrical tanks under horizontal ground motion For obtaining the parameters of the liquid shell interaction ofthis model a semi analytical approach is employed using the Rayleigh Ritz method In the developed analyticalapproach the vibration modes of a deformable open top clamped bottom shell are considered The shell isassumed to be thin and the first approximation theory is applied Based on the analytical approach a simple yetsufficiently accurate mechanical model in which effects of the liquid and the tank wall considered separately isproposed for tanks completely or partially filled with liquid Parameters of this model are illustrated in chartseasy to use for design purposes In this model only the first circumferential and vertical modes are considered Also the time history of sloshing wave height and its maximum are obtained Finally the base shear and theoverturning moment calculated by the analytical method and proposed mechanical model are compared withthose suggested by ACI 350 3 06 The results demonstrate that the proposed mechanical model is verysuccessful in predicting the base shear and overturning moment but ACI 350 3 06 overestimates orunderestimates the responses case by case Therefore this model can be utilized with confidence for estimationof the design seismic loads of concrete cylindrical tanks KeywordsConcrete cylindrical tank liquid shell interaction Rayleigh Ritz method seismic design mechanical model IntroductionOne of the first investigations on a rigid tank under earthquake excitation was that of Hoskins andJacobsen 1 Although investigation of the dynamic responses of a liquid storage tank was startedbased on the study of the dynamic responses of a fuel tank in aerospace engineering 2 and thereare some research in mechanical engineering about it 3 4 there is a difference between theresearch on the dynamic responses of fuel tanks in aerospace engineering and those in civilengineering The latter is more concerned with response in the lower frequencies as the size of suchtanks is so large Consequently the dynamic response resulting from the lower frequenciesdominates the critical stresses and deformation of the tanks used in civil engineering practice 5 Housner 6 7 developed a mechanical model based on a simplified analytical method for evaluatingthe hydrodynamic actions of a rigid cylindrical tank This model consisted of two lamped masses onefor the impulsive and the other for the convective action The mentioned model made the first basis
استاد راهنما :
فرهاد بهنام فر
استاد مشاور :
شمس الدين هاشمي
استاد داور :
حسين تاجمير رياحي، مهدي زندي، مرتضي مدح خوان
