اثر اندرکنش خاک-سازه در رفتار لرزه‌ای مجموعه‌ سازه پدستال آنتن‌های بشقابی بزرگ

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی زلزله، سازمان فضائی، تهران، ایران

2 دانشیار، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

چکیده

با توجه به پیشرفت روزافزون فناوری فضایی در سطح جهان و نیز کشور ایران، طراحی و بهره­برداری از تجهیزات مخابراتی جهت ارسال و دریافت اطلاعات در ایستگاه­های زمینی مربوطه دارای اهمیت بسزایی می­باشد. با پیشرفت هر چه بیشتر علوم مرتبط با فناوری فضایی از جمله مهندسی مخابرات و باتوجه به حساسیت بسیار زیاد آنتن­های بشقابی مورد استفاده در این خصوص، لازم است طراحی مربوط به سازه­های مرتبط با این حوزه با دقت بیشتری نسبت به گذشته در دستور کار قرار گیرد. تاکنون در کشور بررسی و پژوهش مشخصی در خصوص این موضوع، خصوصاً تاثیر اندرکنش خاک-سازه جهت بررسی رفتار لرزه­ای و نیز جابه­جایی مجاز برای سازه­های مربوط به آنتن­های بشقابیبزرگ و نحوۀ صحیح محاسبه و اعمال بارهای گوناگون به سازه انجام نشده است؛ لذا در پژوهش حاضر که با هدف بررسی تاثیر اندرکنش خاک-سازه در رفتار لرزه­ای مجموعۀ سازۀ پدستال صورت گرفته، پس از محاسبه جابه­جایی قابل قبول برای یک نمونۀ عملیاتی از آنتن­های مخابراتی (مهمترین عامل در بررسی عملکرد مناسب مجموعۀ سازۀ پدستال برای آنتن) در ابتدا در قالب مدل­سازی همزمان مجموعۀ سازۀ پدستال آنتن و پی، با لحاظ نمودن اندرکنش خاک-سازه و نیز اعمال بارگذاری مربوطه به مجموعۀ سازه، جابه­جایی حاصل شده در دو حالت عملیاتی و دوام، استخراج و در ادامه میزان اختلاف جابه­جایی در حالات مذکور با جابه­جایی حاصل از مدل­سازی پدستال آنتن بدون درنظرگرفتن اندرکنش خاک-سازه مقایسه شده است. در نهایت با توجه به نتایج حاصله از مدل­سازی­های انجام شده مشخص می­گردد که اعمال اندرکنش خاک-سازه در حالت دوام بیش از 50 درصد و در حالت عملیاتی بیش از 500 درصد در جابه­جایی اثرگذار می­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of soil-structure interaction on the seismic behaviour of pedestal-structure system in large dish antennas

نویسندگان [English]

  • Bahador Pourhatami 1
  • Mahmood Hosseini 2
  • Amir Mahmoudzadeh 3
1 MSc of Earthquake Engineering, Iranian Space Agency, Tehran, Iran
2 Associate professor, Structural Engineering Research Centre, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), Tehran, Iran
3 Assistant professor, Civil Engineering Department, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Esfahan, Iran
چکیده [English]

Regarding the progressive improvement in the territory of Space Technology in all developed countries and consequently developing countries including Islamic Republic of Iran, the optimization of design and utilization of the communication equipment has been paid more attention today. For instance, considering recent highly innovative methods, specifically in communication field, developed for design, manufacturing and exploiting dish antenna for specific cases, cooperation of other science and technology experts, like civil engineers, is also necessary. In this way, more delicate design procedure in order to satisfy communication requirement, is achieved. So far, no specific investigation about aforementioned subject, especially the effect of soil-structure interaction (SSI) in analysing the seismic behaviour of communication large dish antennas has been conducted in Iran. In this paper, with the aim of investigating the effect of SSI on seismic behavior of pedestal, first an acceptable range for antenna displacement – as the most important parameter in pedestal structure for antenna – in both operational and survival states, has been calculated numerically based on generic formula. Secondly, the modelling of the whole pedestal-structure system has been modelled subjected to the associated loads and other primary conditions. This procedure has been performed once without considering the SSI and once more with it. Comparison of the obtained results shows that considering the SSI would impress the output results with a difference rate more than 50% and 600% respectively at survival and operational condition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Communication Antenna
  • Pedestal
  • Delicate Structures
  • Soil-structure interaction
  • Allowable Displacement

[1] Kiredron, K. Chain, C.T. (1985). Seismic Analysis of the Large 70-meter Antenna Part I. Pasadena: NASA. Available at: http://ipnpr.jpl.nasa.gov/progres_report/42-82/82D.PDF.

[2] Kiredron, K. Chain, C.T. (1985). Seismic Analysis of the Large 70-meter Antenna Part II. Pasadena: NASA. Available at: http://ipnpr.jpl.nasa.gov/progress_report/42-83/83B.PDF.

[3] Maral, G. Bousquet, M. (2009) Satellite Communications Systems Fifth Edition.  West Sussex: A John Wiley and Sons Ltd Publication.

[4] TELECOMMUNICATIONS INDUSTRY ASSOCIATION., (2005). Structural Standard for Antenna Supporting Structures and Antennas, ANSI/TIA-222-G.Arlington: TELECOMMUNICATIONS INDUSTRY ASSOCIATION.

[5] TELECOMMUNICATIONS INDUSTR ASSOCIATION., (1996) Structural Standards for Steel Antenna Towers and Antenna Supporting Structures, TIA/EIA-222-F. Arlington: TELECOMMUNICATIONS INDUSTRY ASSOCIATION.

[6] Pattan, B. (1996) Satellite Systems Principles and Technologies. Springer

[7] Grace, D. Mohorci , M. (2011) Broadband Communications Via High-Altitude Platform. West Sussex: A John Wileyand  Sons Ltd Publication, Pages: 292-311.

[8] Azhari, M. etc. (2014). Limit States Design of Steel Structures (LRFD ) (in Persian), Volume 5, Members Design. Isfahan: Arkan Danesh Publication.

[9] Research center of Roads, House & Urban Development., (2014). Seismic Code for Buildings Design (in Persian), Standard 2800.Forth Edition. Tehran: Research center of Roads, House &Urban Development.

[10] National Building Regulations Institute, (2013). National Building Regulations of Iran, Sixth Topic: Loads Design for Buildings (in Persian). Tehran: Tose’e Iran Publication.

[11] National Building Regulations Institute, (2013). National Building Regulations of Iran, Tenth Topic: Steel Structures Design (in Persian). Tehran: Tose’e Iran Publication.

[12] American Concrete Institute, (2014). Building Code Requirements for Structural Concrete, ACI 318-14.Farmington Hills: American Concrete Institute.

[13] NEHRP Consultants Joint Venture, (2012).Soil–Structure Interaction for Building Structures. Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology.

[14] Pourhatami, Bahador, (2016), Guidelines for Design of Delicate Structures of Earth Stations of Space Payloads (in Persian), MSc Thesis submitted to Shakhes Pajouh Research Center on Natural Disasters Engineering.

[15] www.Satsig.net (accessed in February 21, 2017).