بررسی تاثیر سختی بتن فونداسیون و مخزن بر پاسخ لرزه‌ای مخازن مرتفع با استفاده از تحلیل احتمالاتی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران/دانشکده فنی مهندسی/ دانشگاه محقق اردبیلی/اردبیل/ایران

2 دانشیار گروه مهندسی عمران/ دانشکده فنی مهندسی/ دانشگاه محقق اردبیلی

3 کارشناسی ارشد رشته مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده فنی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

مخازن آب از جمله اجزاء اصلی شبکه‌های آبرسانی به منظور ذخیره، نگهداری و نیز تامین فشار آب می‌باشند و به جهت اهمیتی که این سازه‌ها دارند باید پس از وقوع زلزله قابلیت بهره‌برداری و تامین فشار در شبکه آبرسانی را داشته باشند. در این مقاله تاثیر نسبت سختی بتن فونداسیون به سختی بتن مخزن بر تحلیل لرزه‌ای مخازن هوایی مورد بررسی قرار گرفته است. در تحلیل لرزه‌ای حاضر، نسبت سختی بتن فونداسیون به سختی بتن بدنه مخزن به صورت ضریب ثابت K بیان شده است. با تغییر این ضریب، تاثیر آن بر روی هر کدام از پارامترهای تنش کششی، فشاری و تغییرمکان با استفاده از تحلیل احتمالاتی مورد بررسی قرار گرفته است. مخزن مورد مطالعه به کمک روش‌هایی که مبتنی بر روش اجزای محدود می باشد به صورت سه بعدی در نرم‌افزار انسیس مدل‌سازی شده است. در این مدل‌سازی اندرکنش بین بدنه مخزن، سیال و فونداسیون در نظر گرفته شده و برای اعمال زلزله از شتاب‌نگاشت زمین لرزه منجیل در مدل مورد نظر استفاده شده است. تحلیل احتمالاتی استفاده شده، شبیه‌ساز مونت‌کارلو با استفاده از روش نمونه برداری ابر مکعبی لاتین بوده و از ضریب K به عنوان متغیر ورودی استفاده شده است. مقدار ماکزیمم تغییر مکان افقی سازه، تنش اصلی اول حداکثر و تنش اصلی سوم حداکثر نیز به عنوان پاسخ‌های بحرانی و متغیرهای خروجی انتخاب شده‌اند. نتایج حاصل از تحلیل مدل‌ها و مقایسه پاسخ‌هایی نظیر تنش‌های اصلی حداکثر و تغییرمکان حداکثر نشان می‌دهند که با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی و ضریب اطمینان مناسب برای سیستم، بهینه‌ترین و مطلوب‌ترین مقدار برای ضریب K تقریبا 7/0 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigate the effect of foundation and tank concrete hardness on the seismic response of high tanks using probabilistic analysis

نویسندگان [English]

  • Atabak Feizi 1
  • Majid Pasbani Khiavi 2
  • Leila Ramzi 3
1 Assistant professor, Technical and Engineering Faculty, Department of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Associate professor, Technical and Engineering Faculty, Department of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
3 Graduated Master of Water Engineering and Hydraulic Structures, Technical and Engineering Faculty, Department of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Water tanks are among the main components of water supply networks for storing, maintaining and supplying pressure, and these structures should have the ability to exploit and supply pressure in the water supply network after the earthquake. In this paper, the effect of foundation concrete hardness to tank concrete hardness on seismic analysis of air tanks has been investigated. In the current seismic analysis, the relationship between the concrete hardness of the foundation and the concrete of the tank body is expressed by the definition of the constant coefficient K. By changing this coefficient, its effect on each of the tensile/compressive stress, and displacement parameters using a probabilistic analysis is examined. The tank is modeled using a three-dimensional finite element method based on ANSYS software. In this model, the interaction between the tank body, fluid and foundation are considered and the accelerogram of Manjil earthquake in the intended model is used to apply the earthquake. The probabilistic analysis used in this study is Monte Carlo simulator using the Latin hypercube sampling method and K coefficient is used as an input variable. The maximum horizontal displacement of the structure, the maximum 1st principle stress and the maximum 3rd principle stress are selected as critical responses and output variables. The results of analyzing models and comparing responses such as maximum principle stresses and maximum displacement show that with regard to economic considerations and the appropriate reliability coefficient for the system, the most efficient and optimal value for the coefficient K is approximately 0.7.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Air tank
  • Interaction
  • Foundation
  • Concrete hardness
  • Earthquake
  • Ansys
  • Monte Carlo

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 20 اردیبهشت 1397
  • تاریخ دریافت: 25 دی 1396
  • تاریخ بازنگری: 08 فروردین 1397
  • تاریخ پذیرش: 20 اردیبهشت 1397