نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

نقش مقاوم‌سازی در بهبود تاب‌آوری لرزه‌ای مخازن فولادی روزمینی ذخیره مایعات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی عمران ، واحد قزوین ، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
10.22034/jss.2026.586996.1044
چکیده
مخازن فولادی زمینی از جمله زیرساخت‌های حیاتی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی هستند که تداوم بهره‌برداری ایمن از آن‌ها پس از زلزله، از منظر اقتصادی، زیست‌محیطی و ایمنی، اهمیت ویژه‌ای دارد. یکی از عوامل اصلی مؤثر بر آسیب‌پذیری لرزه‌ای این مخازن، نحوه اتصال آن‌ها به پی و امکان وقوع بلندشدگی در ناحیه پایه است. در مخازن مهارنشده، بلندشدگی پایه می‌تواند موجب تمرکز تنش، بروز تغییرشکل‌های نامطلوب، کمانش موضعی جداره و کف، کاهش ظرفیت بهره‌برداری و حتی نشت مواد خطرناک شود. ازاین‌رو، ارزیابی راهکارهای مؤثر برای کنترل این پدیده و ارتقای تاب‌آوری لرزه‌ای مخازن، از مباحث مهم در طراحی عملکردمحور به شمار می‌آید. هدف این پژوهش، بررسی اثر سیستم مهار مکانیکی بر بهبود رفتار لرزه‌ای و افزایش تاب‌آوری مخازن فولادی زمینی و مقایسه عملکرد آن با مخازن مهارنشده در سطوح مختلف خطر لرزه‌ای است.
در این پژوهش، رفتار لرزه‌ای یک مخزن فولادی زمینی مجهز به سیستم مهار مکانیکی مطالعه و با نمونه مشابه مهارنشده مقایسه شد. ارزیابی عملکرد با انجام تحلیل‌های لرزه‌ای در سطوح مختلف خطر صورت گرفت تا میزان تأثیر سیستم مهار بر پاسخ سازه، سطح آسیب‌پذیری و قابلیت حفظ یا بازیابی عملکرد مشخص شود. به این منظور، سه سطح خطر متناظر با دوره‌های بازگشت 75، 475 و 975 ساله در نظر گرفته شد. معیارهای اصلی ارزیابی شامل حفظ بازده عملکردی، شدت آسیب‌های سازه‌ای، پایداری عملیاتی و امکان بازگشت مخزن به شرایط بهره‌برداری پس از زلزله بود.
نتایج نشان داد در سطح خطر با دوره بازگشت 75 ساله، تفاوت معناداری میان عملکرد مخازن مهارشده و مهارنشده مشاهده نمی‌شود و هر دو سامانه رفتار قابل قبولی دارند. با این حال، در سطح طراحی پایه با دوره بازگشت 475 ساله، مخازن مهارنشده با افت عملکردی در حدود 4 تا 6 درصد مواجه شدند، در حالی که مخازن مجهز به مهار مکانیکی پایداری عملیاتی خود را حفظ کردند. همچنین در سطح خطر 975 ساله، مخازن مهارنشده دچار آسیب‌های شدید سازه‌ای و خساراتی شدند که بازسازی آن‌ها از نظر اقتصادی نامطلوب ارزیابی شد؛ در مقابل، مخازن مهارشده تنها وارد مرحله بازیابی شدند و پس از انجام تعمیرات، قابلیت بازگشت به عملکرد اولیه را حفظ کردند
بر اساس نتایج این پژوهش، استفاده از سیستم مهار مکانیکی با کاهش بلندشدگی پایه و محدود کردن آسیب‌های موضعی جداره، موجب بهبود عملکرد لرزه‌ای و ارتقای تاب‌آوری مخازن فولادی زمینی می‌شود. ازاین‌رو، به‌کارگیری این سیستم می‌تواند به‌عنوان راهکاری مؤثر در طراحی و بهسازی لرزه‌ای مخازن، به‌ویژه در مناطق با خطر لرزه‌ای متوسط و زیاد، مورد توجه قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

The Role of Retrofitting in Improving the Resilience of Aboveground Steel Liquid Storage Tanks

نویسندگان English

Amirhoessin Jamlapour
mehran Seyed Razzaghi
Masood Yakhchalian
Department of Civil Engineering , Qa .c., Isalamic Azad university , Qazvin , Iran
چکیده English

Aboveground steel liquid storage tanks are essential components of oil, gas, and petrochemical facilities, and their seismic performance plays a key role in operational safety and service continuity following earthquakes. A major source of seismic vulnerability in these systems is the absence of anchorage between the tank base and the foundation, which can lead to uplift, local shell buckling, and potential leakage. This study evaluates the efficacy of mechanical anchorage in enhancing the seismic resilience of aboveground steel storage tanks
A comparative seismic assessment was carried out for the anchored and unanchored configurations of the tank subjected to earthquake hazard levels corresponding to return periods of 75, 475, and 975 years. The analysis focused on structural damage, operational stability, functional performance, and post-earthquake recovery capacity in order to assess the effectiveness of anchorage as a retrofitting strategy.
The results showed that at the 75-year hazard level, the seismic response of the anchored and unanchored tanks was generally similar. At the 475-year hazard level, the unanchored tank experienced a 4% to 6% reduction in functional performance, while the anchored tank maintained stable operation. At the 975-year hazard level, the unanchored tank suffered severe structural damage with poor economic reparability, whereas the anchored tank remained in a recoverable state and was able to regain its initial functionality after repair.
Mechanical anchorage significantly improves the seismic resilience of aboveground steel liquid storage tanks by reducing uplift-induced damage, preserving operational performance, and enhancing post-earthquake recoverability, especially under moderate to severe seismic hazard levels.

کلیدواژه‌ها English

Insufficient anchorage
Aboveground steel storage tanks
Seismic performance
Resilience
Tank uplift
Incremental Dynamic Analysis (IDA)
دوره 20، شماره 52 - شماره پیاپی 53
در حال انجام
تابستان 1405

  • تاریخ دریافت 25 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 29 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 01 مرداد 1405
  • تاریخ اولین انتشار 01 مرداد 1405
  • تاریخ انتشار 01 تیر 1405