Sismik Yükleme Altında Silindirik Çelik Su Tanklarının Gerilme ve Burkulma Analizi
Öz
Sıvı depolamak amacıyla kullanılan çelik tanklar arasında en yaygın olanı, silindirik çelik sıvı depolama tanklarıdır. Deprem esnasında bu tanklarda oluşan hasar tiplerini ve bu hasarlara neden olan etmenleri belirlemek amacıyla yapılan çalışmalarda, sıvı depolama tanklarının depremlerde oldukça kötü performans gösterdikleri ve deprem dayanımlarının arttırılması için yeni yöntemlerin geliştirilmesinin gerekliliği ortaya çıkmıştır. Sıvı-yapı etkileşimini içeren tankların sismik analizi karmaşık bir problemdir. Karmaşıklığın temelinde tankın ince bir cidara sahip olması, cidarın eksenel ve çevresel esnemelerinin ve çalkalanan sıvının modlarının çoklu dinamik tepkilerinin olması, içerdiği sıvının ve titreşen cidarın doğrusal olmayan bir davranışa sahip olması ve tank cidarının burkulma şekil değiştirme modalarına sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Tank-sıvı etkileşim sistemlerinin gerçek davranışlarının kısa sürede incelenmesi için en iyi yöntemlerden biride sonlu elemanlar metodudur. Bu çalışmada, sonlu elemanlar metodu (FEM) kullanılarak, sismik yükleme altındaki silindirik çelik sıvı tanklarda meydana gelen gerilmeler ve bu gerilmelere bağlı olarak meydana gelen burkulmalar incelenmektedir. Üstü-açık, konik-kapalı ve kubbe şeklinde kapatılmış tanklar için 4mm, 6mm ve 8mm’lik üç farklı cidar kalınlıklarında yapılan sismik analiz sonucunda, eşdeğer gerilmelerin düşürülmesi ve burkulmaların azaltılması için en iyi tank kapak tasımı belirlenmeye çalışılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- [1] Cooper, T. W., and Wachholz, T. P. 1999. “Optimizing Post-earthquake Lifeline System Reliability” In Proceedings of the 5th US Conference on Lifeline Earthquake Engineering, 878-86.
- [2] Veletsos, A. S., and Yang, J. Y. 1977. “Earthquake Response of Liquid Storage Tanks—Advances in Civil Engineering through Mechanics” In Proceedings of the Second ASCE (American Society of Civil Engineers) Engineering Mechanics Specialty Conference, 1-24.
- [3] Haroun, M. A., and Housner, G. W. 1981. “Earthquake Response of Deformable Storage Tanks” Journal of Applied Mechanics 48 (2): 411-8.
- [4] Chalhoub, M. S., and Kelly, J. M. 1990. “Shake Table Test of Cylindrical Water Tanks in Base Isolated Structures” Journal of Engineering Mechanics 116 (7): 1451-72.
- [5] Bo, L., and Jia-xiang, T. 1994. “Vibration Studies of Base Isolated Liquid Storage Tanks” Computers and Structures 52 (5): 1051-9.
- [6] Malhotra, P. K. 1997. “Method for Seismic Base Isolation of Liquid Storage Tanks” Journal of Structural Engineering 123 (1): 1051-9.
- [7] Shenton, H. W., and Hampton, F. P. 1999. “Seismic Response of Isolated Elevated Water Tanks” Journal of Structural Engineering 125 (9): 965-76.
- [8] J.C. Virella, L.A.Godoy,L.E.Suarez “Dynamic buckling of anchored steel tanks subjected to horizontal earthquake excitation”, Journal of Constructional Steel Research 62 (2006) 521–531.[9] Jacobsen, L.S., 1949: “Impulsive Hydrodynamics of Fluid Inside a Cylindrical Tank and of a Fluid Surrounding a Cylindrical Pier”, Bulletin of the Seismological Society of America, 39, 189-204.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Ali İhsan Çelik
*
Türkiye
Tahir Akgül
Türkiye
Ahmet Celal Apay
Türkiye
Adem Yurtsever
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
17 Aralık 2018
Gönderilme Tarihi
5 Temmuz 2018
Kabul Tarihi
7 Ağustos 2018
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 1 Sayı: 2
