فهرست:
فصل اول: مقدمه ........................................................................................................................................ 2
فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته................................................................................................ 5
فصل سوم: مبانی تئوری
3-1-مقدمه.............................................................................................................................................. 9
3-1-1-تعریف مخزن بتنی ......................................................................................................... 9
3-2- مثالهای زوال مخازن مرتفع.................................................................................................... 10
3-2-1- گزارش زلزله منجیل درباره زوال و خسارتهای مخازن مرتفع........................... 10
3-2-1-1-مخزن شماره یک ................................................................................................ 10
3-2-1-2-مود زوال مخزن شماره یک............................................................................... 11
3-2-1-3-مخازن شماره دو و سه ...................................................................................... 11
3-2-1-4-مواد زوال مخزن شماره دو................................................................................ 12
3-2-1-5-مواد زوال مخزن شماره سه ............................................................................. 12
3-2-2- زلزله BHUJ در سال 2001 .................................................................................. 13
3-2-3- زلزله بم در سال 2003 ............................................................................................ 15
3-3- رفتار مخازن مرتفع در برابر زمین لرزه ................................................................................ 17
3-3-1- خرابی‌های کلی در مخازن ذخیره مایعات و عوامل آن.......................................... 18
3-4- محاسبه نیروها و بارگذاری....................................................................................................... 18
3-4-1- بارهای وارده بر مخازن هوایی..................................................................................... 18
3-4-2- نحوه محاسبه بارها........................................................................................................ 19
3-4-2-1-بار مرده ................................................................................................................. 19
عنوان صفحه
3-4-2-2-بار زنده.................................................................................................................... 19
3-4-2-3-فشار استاتیکی سیال ........................................................................................ 19
3-4-2-4-نیروی ناشی از تغییرات دما.............................................................................. 19
3-4-2-5-نیروهای دینامیکی وارده به مخزن.................................................................. 19
3-4-3- فشارهای هیدرودینامیکی در مخازن........................................................................ 20
3-5- عوامل مهمر دیگر ...................................................................................................................... 20
3-5-1- تاثیر انعطافپذیری دیوارهای مخزن .......................................................................... 20
3-5-1-1- بررسی تأثیر انعطافپذیری بر فشارهای هیدرودینامیکی........................ 20
3-5-1-2- استفاده از روش جرم افزوده با در نظر گرفتن
انعطافپذیری دیوارها ............................................................................................................. 22
3-5-2- تاثیر بر هم کنش خاک و مخزن............................................................................... 24
3-5-3- رفتار پیچشی ارتعاشی غیرارتجاعی مخازن مرتفع ............................................. 29
3-6- بهسازی رفتار با استفاده FRP................................................................................................. 29
3-6-1- تعریف FRP.................................................................................................................... 29
3-6-2- الیاف مورد استفاده در کامپوزیتهای FRP........................................................... 30
3-6-2-1- الیاف شیشه .................................................................................................. 30
3-6-2-2- الیاف کربن .................................................................................................... 31
3-6-2-3- الیاف آرامید.................................................................................................... 31
3-6-3- رزینهای موجود در ساخت FRP............................................................................... 31
3-6-4- پوششهای FRP.............................................................................................................. 32
3-6-4-1- پوششهای دست ساز.................................................................................. 32
3-6-4-2- ورقهها یا صفحات پیش ساخته شدهی کامپوزیت ............................. 33
3-6-4-3- ورقههای ماشینی ......................................................................................... 34
3-6-5- استفاده از پوششهای FRP....................................................................................... 34
3-6-5-1- استفاده از FRP در بهسازی سازههای بتنی ........................................ 34
3-7- مبانی تئوریک تحلیل استاتیکی غیر خطی (فشار افزون)............................................... 36
3-7-1- مقدمه............................................................................................................................... 36
3-7-2- مبانی تئوری تحلیل فشار افزون................................................................................ 39
3-7-3- جابجایی هدف................................................................................................................ 46
3-7-4- الگوهای بار جانبی......................................................................................................... 50
عنوان صفحه
3-5- انجام تحلیل فشار افزون............................................................................................................ 52
3-7-6- محدودیتهای تحلیل فشار افزون................................................................................ 54
3-7-7- نتیجه گیری.................................................................................................................... 59
3-8- چگونگی محاسبه شکل پذیری و ضریب رفتار سازه ها.................................................... 61
3-8-1- مقدمه............................................................................................................................... 61
3-8-2- تعیین ضریب رفتار و پارامترهای موثر درآن......................................................... 62
3-7-3- ایده آل سازی منحنی ظرفیت.................................................................................. 71
فصل چهارم: مدل سازی و تحلیل اجزاء محدود اتصالات
4-1- مقدمه............................................................................................................................................. 74
4-2- تحلیل اجزاء محدود و مفهوم تحلیل غیر خطی................................................................. 74
4-3- مدل سازی اجزاء محدود بتن آرمه در ANSYS.............................................................. 76
4-3-1- معیار شکست حاکم بر رفتار بتن در نرم افزار ANSYS.................................. 77
4-3-2- پارامترهای مورد نیاز برای مدل سازی اجزاء محدود بتن آرمه........................ 79
4-3-3- المانهای مورد استفاده برای مدل سازی بتن و آرماتور در ANSYS.............. 82
4-4- مدل سازی سیال در ANSYS............................................................................................... 82
4-5- مدل سازی کامپوزیتهای FRP در ANSYS...................................................................... 82
4-5-1- معیار شکست حاکم بر رفتار کامپوزیتها.................................................................... 83
4-5-2- المانهای مورد استفاده در ANSYS برای مدل سازی FRP................................ 84
4-6- مقایسه نتایج بدست آمده از ANSYS................................................................................ 86
4-7- تحلیل اجزاء محدود غیر خطی مخازن، تشخیص مکانیزم شکست آن ها
و تقویت آنها با ورقهای FRP.............................................................................................................. 86
4-7-1- ابعاد، مشخصات و مصالح مورد استفاده در ساخت نمونه های مورد نظر.......... 87
4-7-2- مدل سازی مخازن با استفاده از ANSYS............................................................... 88
4-7-2-1-ترسیم مدل........................................................................................................... 88
4-7-2-2- تعریف المان ها و معرفی ثابت های حقیقی آنها........................................ 90
4-7-2- 3-معرفی مواد مورد استفاده................................................................................ 91
4-7-2-4- اعمال شرایط مرزی .......................................................................................... 93
4-7-3- انجام آنالیز دینامیکی تاریخچه ی زمانی و فشار افزون....................................... 95
4-7-4- تشخیص مکانیزم شکست........................................................................................... 97
عنوان صفحه
4-7-5- انتخاب ضخامت های FRP......................................................................................... 98
4-7-6- نتایج حاصل از آنالیز فشار افزون مدلهای با FRP ................................................. 99
4-7-7- انجام آنالیز دینامیکی تاریخچه ی زمانی بر روی مدلهای برگزیده .................. 107
4-7-8- نتیجه گیری..................................................................................................................... 107
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری............................................................................................................................... 110
5-2- پیشنهادات.................................................................................................................................. 111
فهرست منابع و مأخذ .......................................................................................................................... 112
منبع:
1- Jacobsen, L.S. (1949). "Impulsive Hydrodynamics of Fluid Inside a Cylindrical Tank and of Fluid Surrounding a Cylindrical Pier", Bull. Seism. Soc, Amer. No. 39.
2- Housner, G. W. (1957). "Dynamic pressures on accelerated fluid containers" , Bull. Seism. Soc, Amer. No. 47.
3-Veletsos, A.S. (1974). "Seismic Effects in Flexible Liquid Storage Tanks", Proc. 5th World Conf. Earthquake Eng.1, Rome, Itally, pp: 630-639.
4- Fischer, D. (1979). "Dynamic fluid effects in liquid-filled flexible ylindrical tanks" , Earthquake and Structural Dynamics, l.7(6), pp: 587-601.
5-Haroun, M.A. and Housner, G.W. (1981). "Seismic Design of Liquid Storage anks", Journal of the Technical Councils of ASCE, 107(1), pp:191-207.
6-Haroun, M.A. and Tayel, M.A. (1985). "Axisymmetrical vibrations of tanks-Numerical", J. Eng. Mech, 111(3), pp: 329- 345.
7- Maheri, M.R. and Severn, R.T. (1989). "Impilsive Hydraulic Pressures in Ground-Based Cylindrical Structures", Journal of Fluids and Structures, 3(6), pp: 555-557.
8- Maheri, M.R. and Severn, R.T. (1992). "Experimental added-mass in model vibration of cylindrical structures" Engineering Structures, 14(3), pp:163-175.
9- Dutta, S.; Mandal, A. and Dutta, S.C. (2004). "Soil-structure interaction in dynamic behavior of elevated tanks with alternate frame staging configurations", Journal of Sound and Vibration, 227(4). Elsevier.
10- Livaoglu, R. and Dongangun, A. (2006). "Simplified seismic analysis procedures for elevated tanks considering fluid-structure-soil-interaction", Journal of Fluids and Structures, 22(3), pp: 421-429.
11- Dutta, S. and Roy, R. (2009). "Dynamic Behavior of R/C Elevated Tanks with Soil-Structure Interaction", Journal of Engineering Structures 31, pp: 2617-2629.
12- Dutta, S.; Jain, S. and Murty, C. (2001). "Inelastic Seismic Torsional Behavior of Elevated Tanks", Journal of sound & vibration, pp:151-167.
13- Maheri, M. R. Report of the Manjil, Iran Earthquake of 20 June 1990.
14- Durgesh, C. Rai. (2003). "Performance of elevated tanks in Mw=7.7 Bhuj earthquake of January 26th, 2001" , "Seismic retrofitting of R/C shaft support of elevated tanks", Proc. Indian Academic Science (Earth Planet Sci.), 112(3), pp: 421-429.
15- Eshghi, S. and Razzaghi, M.(2003). "The Behavior of Special Structures During the Bam Earthquake ", special issue on Bam earthquake, pp:197-209.
16- AWWA D-110, (1995). "Wire- and strandwound circular, prestressed concrete water tanks", American Water Works Association, Colorado, USA.
17- Eurocode 8, (1998). "Design provisions for earthquake resistance of structures", Part 1- General rules and Part 4 – Silos, tanks and pipelines.
18- Uang, C. M. (1991). "Establishing R (or Rw) and Cd factors for building seismic provisions", Journal of Structural Engineering, 117(1), pp: 19-28.
19- FEMA. (2003). Recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures, FEMA-356. Washington (DC): Federal Emergency Management Agency.
20- ATC. (1996). Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings. ATC-40, Applied Technology Council, Redwood City.
21- FEMA. (2003). Recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures, FEMA-273. Washington (DC): Federal Emergency Management Agency.
22- کتاب مخازن آب زمینی، ج.سلاجقه، انتشارات دانشگاه با هنر، سال 1386
23-Baris, Binici. (2008). "Design of FRP sin circular bridge column retrofits for ductility enhancement", Journal of Engineering Structures, 30(3), pp:766-776.
24- Krawinkler, H., and Seneviratna, G. D. P. K. (1998). "Pros and cons of a pushover analysis of seismic performance evaluation" Journal of Engineering Structures, 20( 4-6), pp: 452-464.
25- Mwafy, A. M., and Elnashai, A. S. (2001). "Static Pushover versus Dynamic Collapse Analysis of RC Buildings" Journal of Engineering Structures, 23(5), pp: 407-424.
26- Kalkan, E. and Kunnath, S. K. (2007). "Assessment of current nonlinear static procedure for seismic evaluation of buildings", Journal of Engineering Structures, 29, pp: 305-316.
27- Uang, C. M. (1991). "Establishing R (or Rw) and Cd factors for building seismic provisions", Journal of Structural Engineering, 117(1), pp: 19-28.
28- Miranda, E; Eeri, M. and Bertero, V. (1994). "evaluation of strength reduction factors for earthquake-resistant design", Engineering Spectra, 10(2),
pp: 357-379.
29- American Society of Civil Engineering (ASCE). (2000). Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings. Prepared for the Federal Emergency Management Agency, FEMA 356.
30- Park, R. (1989). "Evaluation of Ductility of Structures and Structural Assemblages from Laboratory Testing", Bulletin of the New Zealand National Society for Earthquake Engineering, 22(3) pp: 155-166.
31- ANSYS User’s Manual, 9th ed., SAS IP, Inc, 1996.
32- Kachlakev, D.; Miller, T.; Yim, S. and Chansawat, Kasidit. (2001). "Finite Element Modeling of Reinforced Concrete Structures Strengthend with FRP Laminates", Final Report for Oregon Department of Transportation Research Group, Internet File.
33- Chen, W. F. (1982). "Plasticity in Reinforced Concrete", McGraw-Hill, New York.
34- طرح تقویت مخازن رشت و انزلی شرکت مهاب قدس محمدرضا علی بیک 1370
35- آیین نامه ایرانی طراحی ساختمانها در برابر زلزله، استاندارد 2800