فهرست مطالب
فهرست شکلها الف
فهرست جدولها ت
فصل اول: مخازن ذخیره مایعات
1ـ1 پیشگفتار. 2
1ـ2 سیستم سازهای مخازن.. 5
1ـ2ـ1 سیستم سازهای سقف… 5
1ـ2ـ2 سیستم سازهای دیوار. 6
1ـ2ـ3 سیستم سازهای کف… 7
1ـ2ـ4 سیستم سازهای مقاوم در برابر نیروهای زلزله. 7
1ـ3 بارگذاری مخازن.. 8
1ـ3ـ1 بارهای استاتیک… 9
1ـ3ـ2 بارهای دینامیک… 9
1ـ3ـ2ـ1 روش تحلیل استاتیکی معادل.. 9
1ـ3ـ2ـ2 روش تحلیل دینامیکی.. 11
1ـ3ـ2ـ3 روش شبه دینامیکی.. 13
1ـ4 نیروهای هیدرودینامیک در مخازن.. 14
1ـ5 خلاصه فصل اول.. 14
فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده در زمینهی رفتار دینامیکی مخازن
2ـ1 پیشگفتار. 16
2ـ2 تحلیل دینامیکی مخازن هوایی.. 17
2ـ2ـ1 مدل جرم فشردهی مجرد. 17
2ـ2ـ2 روشهای مدلسازی و تحلیل سیستم سازه ـ سیال.. 20
2ـ2ـ2ـ1 مدلهای ساده شده. 20
2ـ2ـ2ـ2 روش جرم افزوده. 23
2ـ2ـ3 روشهای مدلسازی و تحلیل سیستم سیال ـ سازه ـ خاک… 25
2ـ2ـ3ـ1 مدلسازی سیستم خاک ـ سازه. 25
2ـ2ـ3ـ2 تحلیل دینامیکی.. 27
2ـ2ـ4 مقایسه انواع روشهای تحلیل دینامیکی.. 29
2ـ3 بررسی اثر انعطافپذیری دیواره مخزن.. 30
2ـ3ـ1 تحلیل دینامیکی مخزن با دیوار صلب… 30
2ـ3ـ2 تحلیل دینامیکی مخزن با دیوار انعطافپذیر. 34
2ـ3ـ3 تأثیر انعطافپذیری دیوار مخزن.. 36
2ـ4 پژوهشهای آزمایشگاهی بر روی مخازن.. 37
2ـ5 خلاصه فصل دوم. 41
فصل سوم: مدلسازی و صحتسنجی چند مسأله بنیادین
3ـ1 پیشگفتار. 44
3ـ2 مدلسازی یک تیر دو سر مفصل و تحلیل ارتعاش آزاد سازه. 44
3ـ3 مدلسازی یک ستون با تکیهگاه گیردار و تحلیل ارتعاش آزاد سازه. 48
3ـ4 مدلسازی یک المان دو بعدی سیال و تحلیل ارتعاش آزاد سیال.. 51
3ـ5 خلاصه فصل سوم. 54
فصل چهارم: مدلسازی مخزن دو بعدی مستطیلی
4ـ1 مقدمه. 56
4ـ2 مخزن زمینی دوبعدی مستطیلی.. 56
4ـ2ـ1 معادله و شرایط مرزی حاکم بر سیال.. 57
4ـ2ـ2 معادله و شرایط مرزی حاکم بر سازه. 57
4ـ2ـ3 شرایط مرزی اندرکنشی.. 59
4ـ2ـ4 نتایج عددی.. 60
4ـ3 مخزن هوایی دوبعدی مستطیلی.. 64
4ـ3ـ1 صحتسنجی اولیه. 65
4ـ3ـ2 مدل پیشنهادی.. 66
4ـ3ـ3 آنالیز حساسیت… 68
4ـ3ـ3ـ1 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به پایه مخزن.. 68
4ـ3ـ3ـ2 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به دیوارهای مخزن.. 69
4ـ3ـ3ـ3 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به کف مخزن.. 70
4ـ3ـ3ـ4 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به سیال.. 71
4ـ4 خلاصه فصل چهارم. 72
فصل پنجم: مدلسازی مخزن سهبعدی استوانهای
5ـ1 مقدمه. 75
5ـ2 مخزن زمینی سهبعدی استوانهای.. 75
5ـ2ـ1 معرفی مدل مخزن.. 75
5ـ2ـ2 نتایج عددی.. 76
5ـ2ـ2ـ1 مخزن زمینی سهبعدی استوانهای خالی.. 77
5ـ2ـ2ـ2 مخزن زمینی سهبعدی استوانهای پر. 79
5ـ3 مخزن هوایی سهبعدی استوانهای تک پایه. 82
5ـ3ـ1 مقدمه. 82
5ـ3ـ2 مدل پیشنهادی.. 82
5ـ3ـ3 آنالیز حساسیت بر روی مخزن هوایی سهبعدی استوانهای تک پایه. 84
5ـ3ـ3ـ1 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به پایه مخزن.. 84
5ـ3ـ3ـ2 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به دیوارهای مخزن.. 85
5ـ3ـ3ـ3 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به کف مخزن.. 86
5ـ3ـ3ـ4 سنجش حساسیت نتایج نسبت به تغییر پارامترهای مربوط به سیال.. 87
5ـ4 مخزن هوایی سهبعدی استوانهای چند پایه. 88
5ـ4ـ1 مدل پیشنهادی.. 88
5ـ4ـ2 نتایج عددی.. 89
5ـ4ـ3 بررسی اثر تعداد پایهها 93
5ـ5 خلاصه فصل پنجم.. 94
فصل ششم: نتیجهگیری و ارائه پیشنهادات تحقیقاتی
6ـ1 نتیجهگیری.. 97
6ـ2 پیشنهاداتی برای مطالعات آینده. 99
منابع و مراجع.. 100
فهرست شکلها
فصل اول: مخازن ذخیره مایعات
شکل 1ـ1 نمونهای از مخازن ذخیره مایعات.. 2
شکل 1ـ2 کمانش الماسی شکل در مخازن فولادی [3] 3
شکل 1ـ3 تغییرشکل پافیلی در مخازن فولادی [3] 4
شکل 1ـ4 مخزن فولادی آتش گرفته. 4
شکل 1ـ5 شکست مخزن ذخیره بتنی. 5
شکل 1ـ6 پلان سیستم سازهای دیوار مخازن مستطیلی. 7
شکل 1ـ7 پلان مخزن مستطیلی [7] 8
فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده در زمینهی رفتار دینامیکی مخازن
شکل 2ـ1 انواع مخازن هوایی و مدل جرم فشرده مجرد. 17
شکل 2ـ2 سطح مقطع عمودی مخزن هوایی بتن مسلح برای تحلیل دینامیکی [10] 19
شکل 2ـ3 مقادیر سختی و جرم محاسبه شده برای مدل جرم فشردهی مجرد. 19
شکل 2ـ4 مدل جرم و فنر مخزن [10] 20
شکل 2ـ5 مدل دو جرمی هوزنر برای مخازن هوایی [10] 21
شکل 2ـ6 مقادیر سختی و جرم برای مدلهای ساده شده 22
شکل 2ـ7 مشبندی اجزاء محدود سیستم سازه ـ سیال برای روش جرم افزوده [10] 24
شکل 2ـ8 مدل مکانیکی ساده شده برای مخازن هوایی بر اساس اندرکنش سیال ـ سازه ـ خاک [10] 26
شکل 2ـ9 مدل در نظر گرفته شده برای اندرکنش سازه ـ خاک پی [10] 27
شکل 2ـ10 مدل اجزای محدود برای سیستم سیال ـ سازه ـ خاک [10] 28
شکل 2ـ11 مقادیر برش پایه بدست آمده برای 9 مدل تحلیل شده 29
شکل 2ـ12 مخزن مستطیلی ساده 31
شکل 2ـ13 مشبندی المان محدود برای مخزن با عرض واحد با فرض دیوار صلب [18] 31
شکل 2ـ14 فشار ضربهای بدون بعد بر روی دیوار مخزن مستطیلی حاوی سیال [18] 32
شکل 2ـ15 فشار همرفتی بدون بعد بر روی مخزن مستطیلی حاوی سیال [18] 32
(الف) |
شکل 2ـ16 توزیع مقادیر فشار هیدرولیکی با فرض صلب بودن دیوار [18] 34
شکل 2ـ17 مشبندی المان محدود برای عرض واحد با فرض انعطافپذیر بودن دیوار مخزن [18] 35
شکل 2ـ18 توزیع فشار هیدرودینامیک بدست آمده با فرض انعطافپذیر بودن دیوار 36
شکل 2ـ19 توزیع نیروهای هیدرودینامیک بدست آمده از پژوهش دوگانگون و لیواگلو [18] 37
شکل 2ـ20 دستگاههای انجام آزمایش برای مخزن مستطیلی. 38
شکل 2ـ21 مخزن کروی هوایی. 40
فصل سوم: مدلسازی و صحتسنجی چند مسأله بنیادین
شکل 3ـ1 تیر ساده 44
شکل 3ـ2 مشخصات تیر سادهی تحلیل شده توسط نرمافزار 45
شکل 3ـ3 مودهای ارتعاشی تیر ساده 47
شکل 3ـ4 ستون با تکیهگاه گیردار 48
شکل 3ـ5 مشخصات ستون تحلیل شده توسط نرمافزار 49
شکل 3ـ6 مودهای ارتعاشی ستون با تکیهگاه گیردار 50
شکل 3ـ7 المان دو بعدی سیال. 51
شکل 3ـ8 مشخصات المان سیال تحلیل شده توسط نرمافزار 52
شکل 3ـ9 تغییرات فشار در عمق المان دو بعدی سیال برای 5 مود اول ارتعاش.. 53
فصل چهارم: مدلسازی مخزن دو بعدی مستطیلی
شکل 4ـ1 مخزن زمینی دوبعدی مستطیلی با دو دیوار انعطافپذیر، کف صلب و سطح آزاد [2] 56
شکل 4ـ2 دیوارهای در مجاورت سیال [2] 58
شکل 4ـ3 منحنی همگرایی پاسخها برای مخزن زمینی دوبعدی مستطیلی. 61
شکل 4ـ4 تغییرات فشار در عمق مخزن زمینی دوبعدی برای 5 مود اول ارتعاش.. 62
شکل 4ـ5 توزیع فشار هیدرودینامیک نرمال شده بر روی دیوارهای مخزن زمینی دوبعدی مستطیلی. 63
شکل 4ـ6 مخزن هوایی دوبعدی مستطیلی با دو دیوار انعطافپذیر و سطح آزاد. 64
شکل 4ـ7 تغییرات فشار در عمق مخزن هوایی دوبعدی برای 5 مود اول ارتعاش.. 66
شکل 4ـ8 مدل در نظر گرفته شده برای آنالیز حساسیت مخزن هوایی دوبعدی مستطیلی. 67
شکل 4ـ9 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تغییر قطر و ارتفاع پایه مخزن. 69
شکل 4ـ10 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تغییر عرض و ارتفاع دیوارهای مخزن. 70
(ب) |
شکل 4ـ11 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تغییر ضخامت کف مخزن. 71
شکل 4ـ12 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تراکمپذیری سیال و میزان پر شدگی مخزن. 72
فصل پنجم: مدلسازی مخزن سهبعدی استوانهای
شکل 5ـ1 مخزن زمینی سهبعدی استوانهای با دیوارهای انعطافپذیر، کف صلب و سطح آزاد [28] 76
شکل 5ـ2 تغییرات فشار در عمق مخزن زمینی سهبعدی استوانهای برای 5 مود اول ارتعاش.. 81
شکل 5ـ3 مدل در نظر گرفته شده برای آنالیز حساسیت مخزن هوایی سهبعدی استوانهای.. 83
شکل 5ـ4 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تغییر قطر و ارتفاع پایه مخزن. 85
شکل 5ـ5 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تغییر ضخامت و ارتفاع دیوارهای مخزن. 86
شکل 5ـ6 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تغییر ضخامت و عرض کف مخزن. 87
شکل 5ـ7 میزان حساسیت فرکانس مود اول نسبت به تراکمپذیری سیال و میزان پر شدگی مخزن. 88
شکل 5ـ8 مدل در نظر گرفته شده برای مخزن هوایی سهبعدی استوانهای با 8 پایه. 89
شکل 5ـ9 تغییرات فشار در عمق مخزن هوایی سهبعدی استوانهای 8 پایه برای 4 مود اول ارتعاش.. 90
شکل 5ـ10 توزیع فشار هیدرودینامیک نرمال شده بر روی دیوارهای مخزن هوایی سهبعدی استوانهای 8 پایه برای مخزن پر. 91
شکل 5ـ11 توزیع فشار هیدرودینامیک نرمال شده بر روی دیوارهای مخزن هوایی سهبعدی استوانهای 8 پایه برای مخزن نیمه پر. 92
شکل 5ـ12 مدل در نظر گرفته شده برای مخزن هوایی سهبعدی استوانهای با 4 پایه. 93
شکل 5ـ13 توزیع فشار هیدرودینامیک نرمال شده بر روی دیوارهای مخزن هوایی سهبعدی استوانهای 4 پایه. 94
(پ) |
فهرست جدولها
فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده در زمینهی رفتار دینامیکی مخازن
جدول 2ـ1 مشخصات خاک بستر [10] 19
جدول 2ـ2 نتایج بدست آمده از تحلیل مدلهای جرم فشردهی مجرد برای چهار نوع خاک بستر [10] 20
شکل 2ـ6 جدول 2ـ3 پارامترهای روش هوزنر برای مدلسازی با سیستم جرم و فنر [15] 22
جدول 2ـ4 نتایج بدست آمده از مدلهای ساده شده دو جرمی برای چهار نوع خاک [10] 23
جدول 2ـ5 نتایج بدست آمده از مدلهای اجزای محدود. 25
جدول 2ـ6 نتایج بدست آمده از مدلهای اجزای محدود. 25
جدول 2ـ7 نتایج بدست آمده با در نظر گرفتن اندرکنش سیال ـ سازه ـ خاک برای چهار نوع خاک مختلف [10] 28
فصل سوم: مدلسازی و صحتسنجی چند مسأله بنیادین
جدول 3ـ1 مقایسه فرکانسهای حاصل از تحلیل دستی و تحلیل نرمافزاری برای تیر ساده 46
جدول 3ـ2 مقایسه فرکانسهای حاصل از تحلیل دستی و تحلیل نرمافزاری برای ستون با تکیهگاه گیردار 49
جدول 3ـ3 مقایسه فرکانسهای حاصل از تحلیل دستی و تحلیل نرمافزاری برای المان دو بعدی سیال. 52
فصل چهارم: مدلسازی مخزن دو بعدی مستطیلی
جدول 4ـ1 مشخصات مصالح مخزن زمینی دوبعدی تحلیل شده در نرمافزار [2] 60
جدول 4ـ2 مقایسه فرکانس مود اول برای مخزن زمینی دوبعدی در حالت مخزن پر. 61
جدول 4ـ3 مشخصات مخزن هوایی دوبعدی تحلیل شده در نرمافزار 65
جدول 4ـ4 مشخصات هندسی مخزن هوایی دوبعدی مستطیلی جهت حساسیت سنجی. 67
جدول 4ـ5 مشخصات مصالح مخزن هوایی دوبعدی مستطیلی تحلیل شده در نرمافزار 67
جدول 4ـ6 فرکانسهای مخزن هوایی دوبعدی مستطیلی در حالت پر جهت حساسیت سنجی. 68
فصل پنجم: مدلسازی مخزن سهبعدی استوانهای
جدول 5ـ1 هندسه و مشخصات مصالح مخزن زمینی سهبعدی استوانهای تحلیل شده در نرمافزار 76
جدول 5ـ2 مقایسه فرکانسهای حاصل از تحلیل نرمافزاری با مقادیر مطالعات پیشین برای مخزن خالی با المان Shell 77
جدول 5ـ3 مقایسه فرکانسهای حاصل از تحلیل نرمافزاری با مقادیر مطالعات پیشین برای مخزن خالی با المان Solid. 78
جدول 5ـ4 مقایسه فرکانسهای حاصل از تحلیل نرمافزاری با با المانهای Shell و Solid برای مخزن خالی. 79
(ت) |