نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

ارزیابی حالت‌های خرابی لرزه‌ای و روش‌های مقاوم‌سازی مخازن فولادی استوانه‌ای بدون مهار در یک مجتمع نفتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار پژوهشکده سازه، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله
2 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی تهران مرکزی
چکیده
مخازن استوانه‌ای فولادی روزمینی به‌طور گسترده در مجتمع‌های نفتی و از جمله انبارهای نفت ایران به کار برده می‌شوند. تجربه زلزله‌های گذشته در کشورهای مختلف نظیر ژاپن، ایالات متحده آمریکا و ترکیه نشان می‌دهد که این مخازن در مقابل حرکات نیرومند زمین در زلزله بسیار آسیب‌پذیر بوده و مطالعه آسیب‌پذیری و مقاوم‌سازی آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق مخازن استوانه‌ای فولادی روزمینی مهارنشده در یک مجتمع نفتی با نسبت‌های ارتفاع به قطر (H/D) مختلف مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و انواع مودهای آسیب شامل نوسان سیال، لغزش، واژگونی، کمانش پای فیل، آسیب سقف در اثر نوسان سیال، بلندشدگی کف و نشست نامتقارن با تحلیل غیرخطی بررسی شده است. در این مطالعات، علاوه بر ارزیابی ضوابط آیین‌نامه‌های معتبر از جمله API650 و ASCE، از تحلیل‌های استاتیکی، مودال طیفی (خطی) و تاریخچه زمانی (غیرخطی) نیز استفاده شده است. نتایج مطالعات موردی نشان می‌دهد که با در نظر گرفتن ارتفاع آزاد سیال داخل مخازن (Free Board) برابر با ۱۳ درصد ارتفاع آن‌ها، خطر آسیب‌دیدگی سقف از بین می‌رود. همچنین مخازن با نسبت ارتفاع به قطر بزرگ‌تر و یا مساوی با ۱ (H/D≥1) ناپایدار می‌باشند. سایر مودهای آسیب مذکور در مورد مخازن مورد مطالعه حاکم نمی‌باشند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of Seismic Failure Modes and Strengthening Methods of Unanchored Cylindrical Steel Liquid Tanks in an Oil Complex

نویسندگان English

Naghdali Hosseinzadeh 1
Amin Massoumi Goudarzi 2
چکیده English

Cylindrical steel above ground tanks extensively used in oil refinery complexes and oil depots in Iran. Past earthquake experiences in Japan, U.S.A, and Turkey show that these tanks are very vulnerable to strong ground motions and the study of the vulnerability and strengthening of these tanks are very important. In this paper, 5 steel above ground tanks with different ratio of height to diameter (H/D) have been studied and different failure mechanisms including elephant foot buckling, diamond elastic buckling, failure of roof due to fluctuation of fluid, sliding, overturning, up lift and unsymmetrical settlement were assessed using nonlinear analyses. International documented references such as ASCE and API650 standards and static, modal, spectral (linear) and time history (nonlinear) analyses is used in this study. Results of the analytical study show that the minimum freeboard of tanks should be 13 percent of the tank height to avoid of roof damage during an earthquake. In addition, tanks with a height to diameter ratio greater than 1.0 are unstable with the problem of overturning. Other failure mechanisms mentioned above are not dominant in the case studied tanks.

کلیدواژه‌ها English

Steel Tanks
Vulnerability
Retrofitting
Elephant Foot Buckling
Diamond Buckling