عنوان پایان‌نامه
بررسی ضریب رفتار برخی از مخازن مورد استفاده در صنعت نفت و پتروشیمی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1139.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38331
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۸۷
- دانشجو
- پورنگ عزت فر
- چکیده
- مخازن فولادی تحت فشار کاربرد بسیار وسیعی در صنایع مختلفی نظیر صنایع نفت و گاز، صنایع پتروشیمی، صنایع شیمیایی، صنایع و تأسیسات اتمی، ... دارند. در اغلب آییننامهها، دستورالعملها و استانداردهای طراحی، در مورد ضوابط طراحی یا ارزیابی لرزهای این مخازن، تنها به ذکر کلیات پرداخته شده است. بهعلت پیچیدگی رفتار لرزهای این نوع مخازن، که در دسته سازههای شبهساختمانی طبقهبندی میشوند، تعیین دقیق رفتار لرزهای، ضوابط طراحی یا ارزیابی لرزهای و همچنین تعیین نوع مکانیسمهای خرابی این نوع مخازن، ضروری بنظر میرسد. در اغلب آییننامهها جهت استفاده از عملکرد غیرخطی سازهها، به هنگام طراحی از ضریبی موسوم به ضریب رفتار استفاده میشود که در این تحقیق بررسی مقدار این ضریب برای برخی از مخازن تحت فشار، مد نظر میباشد. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از قابلیتهای نرمافزار ABAQUS ، با ارزیابی 18 مدل از مخازن استوانهای فولادی تحت فشار واقع بر روی ساق فولادی و 2 مدل از مخازن کروی فولادی تحت فشار واقع بر روی پایههای مهاربندیشده، ضریب رفتار آنها محاسبه شده و به بحث در مورد مکانیسم خرابی هر کدام از مدلها پرداخته شود. با توجه به نتایج بدست آمده از تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون بر روی مدلهای مخازن استوانهای فولادی تحت فشار و مدلهای مخازن کروی مشخص شد که این مخازن به هنگام زلزله از قابلیت جذب انرژی پائینی برخوردارند. مقادیر ضریب رفتار بدست آمده کوچک بوده و مؤید این مطلب میباشد. مکانیسم خرابی بدست آمده در مدلهای مخازن استوانهای فولادی تحت فشار، کمانش الاستوپلاستیک در قسمت تحتانی جداره تحت فشار یا قسمت تحتانی جداره پایه مخزن و یا هر دو با هم، تشخیص داده شد. همچنین مشخص شد که افزایش فشار داخلی اثر کاهنده بر روی مقاومت کمانشی جداره تحت فشار مخزن دارد ولی بر روی مقدار ضریب رفتار اثر ناچیزی دارد. همچنین در نمونه مدلهای مخازن کروی ملاحظه شد که استفاده از سختکننده در دورتادور جداره تحت فشار و در محل اتصال پایهها به جداره، عملکرد لرزهای این مخازن را بهبود میبخشد.
- Abstract
- Pressure vessels are being used widely in different industries such as petroleum and gas industries, petrochemical industries, nuclear power plants. Most codes, guidelines and standards deal with seismic design or evaluation criteria of these vessels in general not in details. Because of complexity of seismic behavior of these kinds of vessels, they are classified in non-building like structures group, it is important to determine seismic behavior, seismic design or evaluation criteria and the type of failure mechanisms in these vessels. Most codes due to consideration the inelastic behavior of structures for designing use a factor, called behavior factor, which will be considered in this research. In this research, ABAQUS program was utilized to carry out nonlinear pushover analysis and evaluation of 18 models of vertical pressure vessel on skirt and 2 models of spherical pressure vessel on braced legs. Consequently, behavior factor was calculated and failure mechanism of each model was discussed. Considering the results of pushover analysis and low behavior factors which were obtained for vertical pressure vessel and spherical pressure vessel, it is found that these vessels have low capacity for absorption of earthquake energy. Moreover, failure mechanism in models of vertical pressure vessels was observed as elastoplastic buckling at the bottom part of the shell which is under operating internal pressure or at the bottom part of skirt, or both of them. In addition, it was gained that the increase of internal pressure, has a decreasing effect on buckling strength of shell but it has low effect on behavior factor. Furthermore, in spherical pressure vessel models, it was observed that using of wind girder in the circumference of shell and connection of legs to shell improve the seismic performance of these kinds of vessels.
