Διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης επίγειων κυλινδρικών δεξαμενών αποθήκευσης υγρών που διεγείρονται από κύματα επιφάνειας

• Κύριος συγγραφέας: Νικολάου, Κωνσταντίνος
• Άλλοι συγγραφείς: Παπαγεωργίου, Απόστολος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Δεξαμενές υγρών; Σεισμική απόκριση; Κύματα επιφάνειας; Προσομοίωση με χρήση κώδικα στο MATLAB; Fluid storage tanks; Earthquake response; Surface waves; Simulation with MATLAB; 624.176 2

Η παρούσα εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη της συμπεριφοράς επίγειων κυλινδρικών δεξαμενών αποθήκευσης υγρών υπό την διέγερση σεισμικών κυμάτων. Τα κύματα που θα μας απασχολήσουν κατά κύριο λόγο είναι τα επιφανειακά, καθώς είναι κι αυτά που προκαλούν τις μεγαλύτερες φθορές σε κατασκευές τέτοιου τύπου. Το σύστημα εδάφους-δεξαμενής-υγρού προσομοιώνεται με τη βοήθεια αναλυτικού κώδικα που αναπτύχθηκε με χρήση του προγράμματος Mat lab. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να διερευνήσουμε το πώς επηρεάζει την απόκριση του συστήματος έδαφος-δεξαμενή-υγρό η μεταβολή ορισμένων παραμέτρων αυτού του συστήματος καθώς και η μεταβολή των παραμέτρων της διέγερσης. Η απόκριση του συστήματος ποσοτικοποιείται μέσω μιας σειράς διαγραμμάτων των εσωτερικών εντατικών μεγεθών που αναπτύσσονται στην κατασκευή καθώς και του ύψους κυματισμού του περιεχόμενου στη δεξαμενή υγρού. Η δομή της παρούσας διατριβής αποτελείται από επτά κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται θεωρητική ανάλυση των χαρακτηριστικών των δεξαμενών αποθήκευσης υγρών. Παρουσιάζονται οι κατηγορίες στις οποίες μπορούμε να κατατάξουμε τις δεξαμενές, οι προβλέψεις σε κώδικες και κανονισμούς σχετικά με αυτές, γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση καθώς και καταγραφή των ζημιών σε δεξαμενές από σεισμούς του παρελθόντος. Στο δεύτερο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται θεωρητική αναφορά των χαρακτηριστικών των σεισμικών διεγέρσεων. Ξεκινούμε παρουσιάζοντας τη θεωρία των λιθοσφαιρικών πλακών και την μορφολογία των ρηγμάτων και συνεχίζουμε με την παρουσίαση τόσο των κυμάτων ομοιογενούς χώρου όσο και των κυμάτων επιφανείας. Το κεφάλαιο κλείνει με την ανάλυση του σεισμολογικού προσομοιώματος των Halldorsson και Παπαγεωργίου, το οποίο ανταποκρίνεται στα χαρακτηριστικά του ελλαδικού χώρου. Στο τρίτο κεφάλαιο αναπτύσσουμε το θεωρητικό και μαθηματικό υπόβαθρο στο οποίο στηρίζεται η εργασία μας. Παρουσιάζουμε δηλαδή το σύνολο των εξισώσεων που περιγράφουν τις κινήσεις που συνθέτουν την απόκριση του συστήματος έδαφος-δεξαμενή-υγρό. Αυτή η παρουσίαση είναι σταδιακή και αναλυτική και καταλήγει στο τελικό σύστημα, με επίλυση του οποίου προσδιορίζουμε τις άγνωστες ζητούμενες μετακινήσεις του θεμελίου. Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζουμε επίσης διαγράμματα μεταβολής των συντελεστών που χρησιμοποιούνται στις εξισώσεις που αναπτύξαμε και υπάρχουν στη διεθνή βιβλιογραφία. Αυτά τα διαγράμματα αναπαρήχθησαν και με χρήση του προγράμματος Η/Υ που αναπτύξαμε στο Mat lab και παρουσιάζονται στο παρόν κεφάλαιο, ώστε να είναι συγκρίσιμα με τα ήδη υπάρχοντα στη βιβλιογραφία. Στο επόμενο κεφάλαιο της εργασίας εξετάζεται η απόκριση της κατασκευής σε διέγερση τόσο με κύματα ομοιογενούς χώρου όσο και με κύματα επιφανείας. Παρουσιάζονται κοινά διαγράμματα των μεγεθών απόκρισης και για τους δύο διαφορετικούς τρόπους διέγερσης, ώστε να είναι εύκολα συγκρίσιμα και να μπορέσουμε να εξάγουμε ασφαλή συμπεράσματα. Στο πέμπτο κεφάλαιο της εργασίας διερευνούμε την επιρροή ορισμένων παραμέτρων του συστήματος στα μεγέθη απόκρισης. Αυτές οι παράμετροι είναι η πυκνότητα του υγρού που περιέχεται στη δεξαμενή, καθώς και ο λόγος του ύψους του υγρού στη δεξαμενή προς την ακτίνα της δεξαμενής . Στο επόμενο κεφάλαιο διερευνούμε την επιρροή των παραμέτρων της διέγερσης στα μεγέθη απόκρισης του συστήματος. Αυτές οι παράμετροι της διέγερσης είναι η ένταση του σεισμού, η συχνότητα της σεισμικής διέγερσης, το είδος του εδάφους και η απόσταση της δεξαμενής από το επίκεντρο της σεισμικής διέγερσης. Στο έβδομο και τελευταίο κεφάλαιο εξάγουμε τα τελικά συμπεράσματα στα οποία καταλήγει η εργασία μας.