1390-بررسی رفتار مخازن جذاسازی شذه با جذاگر نوع Dcfp

شاىـذسي ػوـههلي گشـویي وضط

، ایشاىسواى، سواى، داطگا 31٩٩اسدیثطت ٧ ٦

DCFPشذه با جذاگر نوع یرفتار مخازن جذاساز یبررس

3فرامرز خوشنودیان، 2تام فرزانه پی، 1مرتضی باقری

دانشجوی کارشناسی ارشذ مهنذسی عمران گرایش سازه دانشگاه صنعتی امیرکبیر -2و1

صنعتی امیرکبیردانشگاه دانشیار دانشکذه مهنذسی عمران -3

[email protected]

خالصه

هخد دس هخضى غیساى خذاگشای اصغىاوي تاتغ استفاع ها دیخت و پش يیهخاصى اص ا یخذاساص یتشا ياصغىاو یاستفاد اص خذاگشا

اسد یهحس یشیخذاساص تاتغ یيشایتاصگشداذ ه یشیحال يی. تا اسسذ يههؼمل ت ظش اسی، تس تاضذ يهثد تا تاتغ هطخصات خذاساص

DCFP (Doubleضذ تا خذاگش ع یسفتاس هخاصى خذاساص يهمال ت تشسس يیدسى هخضى ستذ . دس ا غیاستفاع ها گشیت ػثاست د ای

Concave Friction Pendulum ). شیاصغىان خذاساص تاث ةیاستفاع اتؼاد هخضى ، ضش یپاساهتشا يتشسس يیدس ا پشداخت ضذ است

ضذ است . خذاگش ت صست یه تؼذی هخضى یض ت صست د خشم هتوشوض تا فش هیشاگش هذل يضؼاع هثش خذاساص تش سفتاس هخضى تشسس

ضت ضذ است . دس ایي تشاه تا استفاد اص تحلیل تاسیخچ صهاي غیش خغي ت تشسسي پاسخ Matlabدس هحیظ یا تشاه. تشای ایي هظس اذ ضذ

. ضد يهضذ تشای ضتاتگاضت ای سدی پشداخت ذلساص ه یا لشص

زمانی خچهیتار، تحلیل DCFPجذاگر اصطکاکی، مخسن، کلمات کلیذی:

مقذمه .1

استفاد اص خذاساصای ا سش، الصم است ت حی هاسة دس تشاتش صلضل همام ضذ. یىي اص ا آىتا تخ ت حساسیت هخاصى هایؼات اویت

ال ت یاتذ. دس ایي هم ضد دس تاب ولي هخضى تضسي ضذ یشی اسد ضذ ت هخضى واص هي تاضذ. استفاد اص خذاساصا سثة هي ای هي لشص

ضد. تشسسي سفتاس ایي هخاصى پشداخت هي

مذل ریاضی .2

هغالؼاتي شایاخای تشای آى دس ظش گشفت ضذ. تش خاذ تد، اص ویي سی هذل ساد ضذ هذل اخضا هحذد هخضى خذاساصی ضذ تسیاس پیچیذ صهاى

دذ همایس ضذ. ایي هغالؼات طاى هي ]2[صست پزیشفت و دس آى تایح آصهایطات هذل اخضا هحذد تا هذل اسائ ضذ تسظ اسى اسش ]3[

و ایي هذل تغاتك ختي تا الؼیت داسد.

و دس ضىل عس واىاستفاد ضذ است. 3ای هغاتك تا ضىل وشا تا خذاساصای لشص ]2[دس ایي همال اص هذل ساد ضذ اسى اسش

خشم صلة mr (rigid base)هطخص است، هخضى آب هخد دس آى تسظ چذ خشم هتوشوض فش هیشاگش دس ظش گشفت ضذ است، و دس آى

mc (convective ضد يه وشا تا تذ هخضى دس ظش گشفت وذ يهساى است و تا تذ هخضى يخشه ((mi impulsive mass تاضذ يه

mass ) هذل يی. دس ا وذ يهخشم هاج است و خذاگا ساىKi هشتط ت خشم يسختmi Kc هشتط ت خشم يسختmc ثاتت يیاست . وچ

.ضذ يهداد صیوا Ci Ccتا ةیت تشت ضی خشم يیا یتشا یيشایه

٪]2[است استفاد ضذصیش اص ساتظ ا خشمص ش وذام ا یتشا یيشای ه يخشم ، سخت شیت دست آسدى هماد یتشا

و دس ایي ساتظ

سثت خشم ستذ و ت صست صیش تؼشیف هي ضذ ٪ ، )سثت استفاع هخضى ت ضؼاع آى(



]3[ای لرزهمذل ساده شذه مخسن همراه با جذاساز – 1شکل

چگالي هایغ هخد دس هخضى است . و دس آى

ت صست صیش ت دست هي آیذ ٪ فشواس عثیؼي تشای د خشم

√

√ (

)

پاساهتش تذى تؼذی است و اص ساتغ صیش ت دست هي آیذ ٪ چگالي خذاس هخضى ت تشتیة هذل االستیسیت و دس آى

حال تشای ت دست آسدى سختي هیشایي خاین داضت٪

هي تاضذ . سثت هیشایي تشای د خشم و دس آى

وشا تا هخضى تش سی آى آسد ضذ است. تا تخ ت ایي ضىل ت تشسسي دیاگشام خشم آصاد DCFPتصیش ضواتیه خذاساص 2دس ضىل

.ا آىهشتط ت یيشای ثاتت ه ا يسخت ةیتشت يیاست ت و mcواى mi m4واى m3 ، 2دس ضىل ضد. هخد پشداخت هي یا خشمته ته

2



DCFPهمراه با جذاساز مخسن شماتیک مذل – 2شکل

تیي د سغح همؼش لشاس گشفت است. یشی اصغىان تیي ایي لغضذ ش وذام اص د سغح m1و دس ضىل پیذاست لغضذ عس واى

خاذ تد. ا آىهتاسة تا ضشیة اصغىان تیي

دس ظش شیاصغىان تا سشػت ت صست ص ةی( ساتغ ضشConstantinou etal., 1990aهذل عثك واس ادام ضذ تسظ ) يیدس ا

گشفت ضذ است ٪

| |

يثیضش a هیضد ی سشػت ا ادیص یاصغىان دس سشػت ا یثاتت ا ةیت تشت سشػت لغضش ساتغ تاال دس

دسظش sec/m 3٩٩ضذ ، ياستفاد ه ياصغىاو یو دس ساخت خذاگشا یهاد یتشا aتاضذ . همذاس يه ت اتمال اص یاست تشا

. ضد يهگشفت

، هؼادالت حاون تش ا خشم ضتي هؼادالت تؼادل تشای ش وذام اص 2هخد دس ضىل یا خشمتا تشسسي دیاگشام خشم آصاد ش وذام اص

دذ. سا طاى هي ا اگشامیدایي 1ایي سیستن ت دست خاذ آهذ. ضىل

.میپرداز یمحال به بررسی دیاگرام جرم آزاد این مدل

u1

u2

u3

u4 m4

m3

m2

m1

cb

c3

c4

k3

k 4

1



معادالت حرکت .3

٪ضد يههحاسث شیضذ ت ش سغح ت صست ص اسد یشی

| | | |

ةیضش لغضذ سثت ت سغح همؼش ، يسث یيخا ت خا ضؼاع هثش ، ، يگا یتى الؼول ػىس یشی Wو دس آى

. ذیآ ي( ت دست ه3٧ اص ساتغ ) 3 -3 يیاست ت يىیستشتی شیهتغ . ذیآ ي( ت دست ه31اصغىان اتست ت سشػت است و اص ساتغ )

. يىیستشتی شیاست . هتغ ذیسایتاتغ i Hسغح یيخات خا تیظشف . ضد يه دادیحذاوثش ا یيت خات خا ذىیاست و ت خاعش سس يسخت

٪ ضد يه يهؼشف شیص لیفشاسیتسظ هؼادل د

{ | | [ ]}

سا هیستشتیستذ و ضىل حلم یيشایهتغ ، ، سشػت لغضش سغح همؼش است ، ضذى یخاس یيخات خا

وذ . يوتشل ه

دستگا هؼادالت يیا ىیتا تخ ت اهؼادالت حشوت ایي سیستن ت دست خاذ آهذ، ا خشمي هؼادالت تؼادل تشای ش وذام اص تتا ض

تا ت دستگا هؼادالت هشتث ال نیتش يهحالت یهؼادالت سا ت فضا يی، ا ستی شیاهىاى پز ياست حل آى ت ساحت 2دستگا هؼادالت دسخ هی

.تاضذ يهلاتل حل matlabتسظ شم افضاس يضذ و ت ساحت لیتثذ{ } [ ]{ } { }

است ٪ شیت صست ص { }و تشداس حالت { } { }

4



است ٪ شیت صست ص { } سیهاتش یا یدسا هؼادالت حشوت تا تخ ت تشداس حالت

[

]

[

]

{ | | [ ]}

{ | |

[ ( ) ]}

{ | |

[ ( ) ]}

. ذیآ يت دست ه { } تشداس [ ] سیهاتش تا تا تخ ت لسوت سوت ساست هؼادالت

. ضذ يهحل Matlabدس شم افضاس ode15s solverتسظ 3دسخ لیفشاسیهؼادل د 3٩ يیا

خطینتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر .4

PGAو تاضذ يه Cape Mendocinoگاضت صلضل هخضى وشا تا خذاساص ضتاب يخغ شیغ يصها خچیتاس لیتحلی اتخاب ضذ تشا تگاض ضتاب

.ضد يههطاذ 1ضت دس ضىل اسىیل ضذ است . ایي ضتا تگا g 0.6آى ت

Cape Mendocinoزلسله نگاشت شتاب – 3شکل

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 5 10 15 20 25 30 35

1



تا خذاساصی هظس دس اتتذا يی. ت و تاضذ يه DCFPضذ تا خذاگش ع یسفتاس هخاصى خذا ساص یاتؼاد هخضى تش س شیپشط ذف تاث يیدس ا

دس ظش گشفت ضذ ٪ شیهطخصات ص

γ β α a(Sec/m) DCFP

سغح تاال 1 0.06 0.03 100 0.1 1 0.5 0.5

پاییيسغح 1 0.06 0.03 100 0.1 1 0.5 0.5

دس ظش گشفت ضذ ٪ شیهخاصى تا اتؼاد ص ضیهخضى ی تشا

H(m) R(m) Tank

Storage

0.03 1.74 46.26 493.10 1031.29 0.5 1 T1

0.05 1.52 40.98 1777.52 1357.25 1 1 T2

0.09 1.48 498.13 4526.69 1413.11 2 1 T3

هخضى اسید یفق تشا یو دس هحاسث پاساهتشا

ضیدسى هخضى غیها يدس ظش گشفت ضذ است چگال

تا تشاتش

دس ظش گشفت ضذ است .

تا خذاساص روش ضذ دس صیش آسد ضذ است٪ تایح تحلیل تشای هخاصى وشا

(T1)زمان -جا به جایی جداگر



(T1) جا به جایی –جداگر یروین



(T1)زمان - ییجا به جا



٦



آى تش سفتاس هخضى پشداخت ضذ است ٪ شیاصغىان دس خذاگش تاث ةیضشا يهخضى سا ثاتت فشض وشد ت تشسس سپس

H(m) R(m) Tank

Storage

0.03 1.74 46.26 493.10 1031.29 0.5 1 T1

اصغىان ضؼاع هثش تشاتش است( ٪ ةید سغح ضش یاست )تشا شیهطخصات خذاگشا ت ضشح ص

γ β α a(Sec/m) DCFP

0.5 0.5 1 0.1 100 0.03 0.05 1 D1

0.5 0.5 1 0.1 100 0.03 0.1 1 D2

0.5 0.5 1 0.1 100 0.03 0.15 1 D3

٪تایح تحلیل تشای هخاصى وشا تا خذاساص روش ضذ دس صیش آسد ضذ است

اذ. داد ضذ ت دست آهذ یا یسدتشاه ضت ضذ دس هحیظ هتلة ستذ و تا تخ ت یا يخشخوداسای تاال

(D1)زمان -جا به جایی جداگر



(D1) جا به جایی –جداگر یروین



(D1)زمان - ییجا به جا



٧



گیری نتیجه .5

ذاضت تا DCFP، استفاع هخضى تاثیش صیادی تش سی سفتاس هخاصى خذاساصی ضذ تا خذاساص ضد يهو اص تایح ت دست آهذ هطاذ عس واى

یاتذ. همذاس ووي خا ت خایي خشم هاج تا افضایص استفاع هخضى افضایص هي

سختي خذاساص صیاد دس تشسسي دم ت تشسسي تاثیش ضشیة اصغىان تیي سغح خذاساص پشداخت ضذ است. تا افضایص ضشیة اصغىان

. تا افضایص ضشیة اصغىان سغح اتذی يهیاتذ لي خا ت خایي خشم هاج افضایص سد، خا ت خایي خذاساص واص هي و اتظاس هي عس واىضذ

یاتذ. هحي یستشصیس ت همذاس لاتل تخي وچه ضذ دس الغ اشطی خزب ضذ واص هي

مراجع .6

1. Christovasilis I, Whittaker A.(2008) “Seismic analysis of conventional and isolated LNG tanks using

mechanical analogs.” Earthquake Spectra:599–16.

2. Haroun MA, Housner GW.(1981) “Seismic design of liquid storage tanks. Journal of Technical

Councils,”ASCE;107:191–207. 3. EmreAbalı, ErenUc-kan.(2010) “Parametric analysis of liquid storage tanks base isolated by curved

surface sliding bearings, ” Soil Dynamics and Earthquake Engineering 30: 21–31

٨

Documents

1390-بررسی رفتار مخازن جذاسازی شذه با جذاگر نوع Dcfp