بررسي رفتار ارتعاشي و پاسخ‌هاي لرزه‌اي مخازن مستطيلي ذخيره آب

Seismic Response and Free Vibration of Rectangular Liquid Storage Tanks

براي بالا بردن دقت تحليل ديناميكي مخازن ذخيره آب، بررسي مشخصه ها و رفتار ارتعاشي سيستم آب و سازه اهميت دارد. براي بررسي رفتار ارتعاشي مخازن آب، يك مخزن مستطيلي فولادي ساخته و براي حالت هاي مختلف ارتفاع آب، آزمايش مودال روي آن انجام شد. محاسبه فشار هيدروديناميكي، مهم ترين مسيله در تحليل سيستم هاي آب و سازه است. در آيين نامه هاي طراحي، فشار هيدروديناميكي آب بر بدنه مخزن با فرض صلب بودن ديوارها به دست مي آيد. در اين مقاله براي درنظرگرفتن اثر انعطاف پذيري ديوارها در محاسبه فشار هيدروديناميكي و در تحليل ديناميكي سازه از يك روش پيشنهادي المان محدود به صورت حل گام به گام استفاده شده است. پس از تحليل تاريخچه زماني، تحت شتاب افقي زمين، پاسخ هاي ديناميكي شامل تغييرمكان ها، برش هاي پايه و فشارهاي هيدروديناميكي بررسي شد. از مقايسه پاسخ ها نتيجه گرفته مي شود كه استفاده از روش جرم افزوده كه به وسيله ي آيين نامه ها بر پايه مدل هاسنر پيشنهاد شده، محافظه كارانه است.

The experimental study of structural vibration is often performed to determine the modal parameters of a structure or to verify the theoretical models and predictions. The first phase of this research involved the experimental determination of the modal properties of a rectangular steel tank with different levels of water. The natural frequencies obtained from the experiments were compared to those calculated by the analytical models. In the second phase, a procedure for computing hydrodynamic pressures in rectangular tanks is proposed. This procedure considers the effect of tank wall flexibility in determining the hydrodynamic pressures produced by the impulsive response. Based on a two-dimensional model of the tank wall, a dynamic time-history analysis was carried out. The results were compared with other models based on the current design practice codes and standards, which use a lumped mass approach. The comparison shows that, in most cases, the lumped mass approach overestimates the base shear. The effect of wall flexibility on wall displacements and base shears are also discussed,