الاهتزاز الحر للخزانات الاسطوانية الأرضية المعدنية - دراسة تحليلية وتجريبية

الملخص

أظهرت الأحداث الزلزالية الأخيرة في سوريا أهمية دراسة المنشآت وتقييمها زلزاليًا حتى تحافظ على حياة السكان. تمتلك خزانات السوائل دور رئيسي ويجب الحفاظ على بقائها في حالة الاستثمار بعد حدوث الزلازل، لذلك لا بد من تقييم أدائها ودراسة سلوكها الزلزالي. تم في هذا البحث دراسة الخصائص الديناميكية والحصول على الترددات الطبيعية وأنماط الاهتزاز لخزانات أرضية بالقرب من دمشق باستخدام الطرق التجريبية.تم تنفيذ قياسات الضجيج الطبيعي وفق تقنية ناكامورا 1989 في حالة الخزان الفارغ. تم مقارنة النتائج التجريبية مع نتائج نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد نُمذج بطريقة العناصر المنتهية باستخدام برنامج (ABAQUS). إضافة إلى ذلك، تم دراسة خزانين في مرحلة الاستثمار (بحالة الملء) بنسبتي نحافة مختلفتين (T1=0.36, T2=0.82) لتوضيح أثر نسبة نحافة الخزان على قيم الترددات و إيجاد التردد الطبيعي  للمركبتين النبضية والدفعية تحليلياً.تم إيجاد قيم التردد تحليلياً باستخدام علاقات الكود الأوروبي، ورقمياً باستخدام طريقة العناصر المنتهية. استخدمت طريقة Couple Acoustic Structure (CAS) من أجل نمذجة التفاعل المشترك بين السائل والخزان. أظهرت نتائج البحث إمكانية استخدام طريقة تسجيلات الضجيج الطبيعي وفق تقنية ناكامورا وصلاحيتها لتقدير الاستجابة لمثل هذا النوع من المنشآت، حيث وصلت نسبة التقارب مع طريقة العناصر المنتهية حتى 83% في حالة الخزان الفارغ، بالإضافة إلى إمكانية استخدام طريقة العناصر المنتهية (CAS) في إيجاد التردد الطبيعي لكل من المركبتين النبضية والدفعية حيث بلغت نسبة التقارب مع الكود الأوروبي بنسبة تصل إلى 97% و98% للتردد الدفعي للخزان (1T) والخزان (2T) على الترتيب، وتقارب 95% و88% للتردد النبضي للخزان(1T) والخزان(2T) على الترتيب. وأخيراً، يمكن تلخيص أهمية البحث في تجنب حدوث حالة الطنين انطلاقاً من ملائمة التصميم الهندسي لجملة منشأ-سائل.