عنوان پایان‌نامه
ارزیابی و صحت سنجی ضریب رفتار لرزه ای برج های آب در راستای طراحی بهینه آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1947;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64360
- تاریخ دفاع
- ۱۹ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- میرطاها هاشمی
- استاد راهنما
- خسرو برگی
- چکیده
- برج‌های آب یا مخازن هوایی در نگهداری سیالات مورد نیاز شهرها و صنایع مختلف و نیز تامین فشار در شبکه‌های آب‌رسانی استفاده می‌شوند. قسمت اعظم وزن برج‌های آب در فاصله‌ای نسبتا زیاد از پی قرار می‌گیرد, بنابراین تاثیر نیروهای جانبی و شکل‌پذیری در این سازه‌ها اهمیت خاصی پیدا می‌کنند. جهت دخالت دادن شکل‌پذیری در طراحی سازه از مفهوم ضریب رفتار استفاده می‌شود. ضعف‌ها و خرابی‌های گزارش شده در مخازن هوایی بتنی طی زمین‌لرزه‌های اخیر و نیز اهمیت طراحی بهینه و مقاوم آن‌ها, نیاز به بررسی ضریب رفتار که در عملکرد لرزه‌ای نقش اساسی دارد را ضروری می‌کنند. این تحقیق به ارزیابی و تعیین دقیق‌تر ضریب رفتار مخازن هوایی بتنی با استفاده از مدل‌سازی‌های عددی به گونه‌ای که ایمنی لازم را در برابر زلزله تامین کند, می‌پردازد. مدل‌های کامپیوتری برج‌های آب با استفاده از نرم‌افزار SAP2000 در برابر رکوردهایی از زمین‌لرزه‌های شاخص قرار گرفته است. طراحی بر اساس تشکیل مفاصل پلاستیک صورت گرفته است. مخزن موجود در بالای پایه به صورت مکعبی, استوانه‌ای و کروی شکل و سیستم تکیه‌گاهی سازه به صورت تک‌پایه (لوله‌ای شکل) و قابی شکل با ارتفاعات 19, 25 و 31 متری بررسی شده است. تاثیرات اندرکنش‌های سیال-سازه-خاک بر روی پاسخ غیرخطی مخازن هوایی بتنی از طریق معادل‌سازی با فنر لحاظ شده است. از آنالیزهای تاریخچه زمانی غیرخطی برای لحاظ مسائل دینامیکی سازه استفاده شده است. ضریب رفتار با توجه به موارد فوق و در نظر گرفتن پارامتر لرزه‌خیزی سایت و نیز انواع خاک‌ها در محدوده‌ی یک تا پنج به دست آمده است. در انتهای تحقیق, نتایج با برخی آیین‌نامه‌های شاخص مقایسه گردیده و پیشنهاداتی داده شده است.
- Abstract
- Water supply is very essential to put out a fire and for vital needs especially after earthquakes. Thus, elevated tanks should remain safety and functional during earthquakes. Elevated tanks are heavy structures that most of their masses being lumped at a relatively large distance from the foundation. So that it is very important to consider the earthquake forces and ductility in these structures. Concept of response modification coefficient is used for considering ductility in design and evaluation of base seismic forces. Because of weaknesses and failures of the elevated tanks have been reported in recent earthquakes and the importance of optimum and resistant designing and also the better performance of the seismic, it is essential to investigate on response modification coefficient. The effect of the interactions is one of several important reasons to describe the poor seismic performance of elevated tanks during current earthquakes. How to behavior of the fluid into container and the subsoil are important and effective for evaluation of response modification coefficient. The thesis aims to verify and evaluate response modification coefficient of elevated concrete tanks with frame and shaft supporting systems considering the effect of fluid-structure-soil interaction. In this research, response modification coefficient has been evaluated by using numerical modeling with different height (19, 25 and 31 m), container (cylindrical, cubic and spherical) and condition of columns (four and eight columns). These three-dimensional models have been subjected to an ensemble of important earthquake ground motions by SAP2000 software. The effects of soil-structure interaction and fluid-structure interaction on seismic behavior of the elevated tanks have been modeled by equivalent springs and Housner's method, respectively. Dynamic response of the elevated tanks has been considered by using nonlinear time history analysis. The structures have been designed considering target condition of the elements and the formation plastic hinge. Response modification coefficient of the elevated tanks has been evaluated considering fluid-structure-soil and nonlinear behavior of the structures. It has been applied five different subsoil classes and also rigid soil conditions with fluid-structure interaction and empty container. The effect of fluid-structure-soil interaction on response modification coefficient of the elevated concrete tanks has been discussed considering results of the analyses. Response modification coefficient of the elevated concrete tanks has been evaluated in the range of between 1 and 5 considering the seismic site and different subsoil. Finally, results have been compared with important codes and there are the recommendations for designers.
