مطالعه اثر دینامیکی زلزله در پاسخ برجهای آبگیر متقارن نیمه مستغرق در نظر گرفتن اندرکنش آب و سازه

در این پایان نامه، اثر آب محیطی بر رفتار دینامیکی برجهای آبگیر مورد مطالعه قرار گرفته است. ارزیابی پاسخ سازه در تمامی مودهای ارتعاش با ملحوظ نمودن اندرکنش هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفته، دقت پاسخها با صرفنظر از امواج سطحی و تراکم پذیری آب درحل هیدرودینامیک مطالعه شده، اثر اندرکنش هیدرودینامیک بر پریود مقدماتی ارتعاش بررسی شده، و دقت روش معمول جرم افزوده که از مدتها پیش برای وارد نمودن اثر آب بر رفتار دینامیکی سازه های هیدرولیکی استفاده می شد مورد ارزیای قرار گرفته است. نتایج این بخش از مطالعات عبارتند از:- اندرکنش برجهای آبگیر با آب محیطی باعث افزایش پریود مقدماتی ارتعاش و کاهش نسبت میرایی آنها می شود.- تراکم پذیری آب تاثیر قابل توجهی بر نیروهای هیدرودینامیک موثر بر برجهای لاغر نمی گذارد.- روش سنتی جرم افزوده در عین سادگی دارای نقایص قابل توجهی می باشد، لیکن خطای محاسباتی ناشی از آن در مود مقدماتی ارتعاش برج ناچیزاست.- ارائه اثر آب بصورت جرم افزوده ای که با توجه به اشکال مودی ارتعاش سازه بدست آمده باشد، روش مناسبی در تعیین حداکثر نیروهای داخلی سازه در برابر زلزله به روش طیفی می باشد.برای تحلیل پاسخ برجهای آبگیر متقارن محوری نیمه مستغرق در برابر تحریکات زلزله، روش بسیار موثری ارائه شده است. این روش بر پایه تکنیک بر سازه بنا شده است که در آن برج و آب محیطی به دو زیر سازه مدل می شوند. برج به المانهای محدود متقارن محوری تجزیه شده و تغییر مکانهای آن بصورت جمع آثار تغییر مکانهای چند مود ارتعاش نوشته می شوند.عبارات مربوط به اثر اندرکنش هیدرودینامیکی در معادله حرکت نودال نیز با حل معادله لاپلاس که معادله حاکم بر دینامیک سیالات غیرقابل تراکم می باشد و تحت شرایط مرزی مناسب بدست می آیند. در مورد برجهای استوانه ای از حل عددی معادله مزبور به روش اجزا محدود بدست می آیند. پاسخ سازه در برابر تحریکات زلزله با انتگرال گیری گام به گام معادلات شرکت بدست می آید.بر پایه روش توضیح داده شده، برنامه کامپیوتری برای آنالیز پاسخ برجهای داخل آب تحت تحریکات زلزله تهیه شده و با استفاده از آن مطالعه موردی دو برج آبگیر بتن مسلح انجام شده است. تحلیلهای انجام شده، مبین این واقعیت می باشند که عموما اثر آب چه محاطی و چه محیطی بر پاسخ دینامیکی برجها قابل توجه بوده و بایستی در نظر گرفته شوند. بر پایه تنش های محاسبه شده در دو برج مزبور، معیارهایی برای طراحی برجهای آبگیر در مناطق زلزله خیز ارائه شده است.