Title of article :
Introduction of Air Cushion to Reduce Seismic Demand in Cylindrical Water Storage Tanks
Author/Authors :
Ashrafzadeh, F Department of Civil Eng, Faculty of Eng - Urmia University , Tariverdilo, S Department of Civil Eng, Faculty of Eng - Urmia University , Sheidaii, M.R Department of Civil Eng, Faculty of Eng - Urmia University
Abstract :
Water storage tanks not designed explicitly for seismic loading could require retrofit. One of the common ways of retrofit include some structural change in the lateral load resisting system that could be expensive and requires the tank to be out of service for relatively long time. This paper introduces a novel method to reduce seismic demand on tank’s wall without structural intervention. This is done by employing air cushions adjacent to the wall. The paper investigates the effect of air cushion system on the seismic response of the cylindrical water storage tanks. While in tank without air cushion, the boundary condition adjacent to tank wall is kinematic with no control on the wall pressure, in the proposed method this boundary condition becomes kinetic, enabling control of dynamic fluid pressure on the tank walls. The response parameters of the tank is developed in terms of wall pressure, wave height, base shear, and overturning moment in cylindrical tanks of different sizes with and without air cushions under the far field and near source ground motions. The results demonstrate that the proposed method is an effective way to reduce sloshing force demand.
Farsi abstract :
مخازن ذخيره آب كه براي بارهاي لرزه اي طراحي نشده اند، اغلب نيازمند بهسازي هستند. روش معمول بهسازي لرزهاي در برگيرنده تغييراتي در سيستم سازهاي مخازن ميباشد كه هزينه بر بوده و توام با خروج از سرويس مخزن براي زمان طولاني است. مقاله حاضر روشي جديد مبتني بر كاهش نياز در ديوارههاي مخازن تحت بارگذاري لرزهاي معرفي مينمايد كه نيازمند تغيير در سازه مخزن نيست. اين امر با تعبيه بالشتك هوا در حد فاصل ديوار مخزن و سيال انجام ميشود. در مخازن عادي (بدون بالشتك) شرايط مرزي ديواره مخزن سينماتيكي است و هيچگونه كنترلي روي فشار سيال وارد بر ديواره مخزن وجود ندارد. با تعبيه بالشتك، شرايط مرزي در ديواره سينتيكي شده، امكان كنترل فشار سيال بر روي ديواره مخزن ايجاد ميگردد. در اين مقاله، پاسخ مخزن شامل فشار سيال بر ديواره، ارتفاع موج، برش و لنگر خمشي در مخازن استوانهاي به ابعاد مختلف با و بدون بالشتك هوا براي زلزلههاي حوزه دور و نزديك ارائه شده و كارايي سيستم پيشنهادي بررسي شده است. نتايج نشانگر آن است كه روش ارائهشده يك روش مؤثر براي كنترل نيروي ناشي از مواج شدگي است
Keywords :
Cylindrical Water Storage Tanks , Air Cushion , Seismic Response , Boundary Condition , Wall Pressure
Journal title :
Astroparticle Physics