نقش مقاوم سازی در بهبود تاب آوری لرزه ای مخازن فولادی روزمینی ذخیره مایعات

زمینه پژوهش: مخازن فولادی زمینی ازجمله زیرساخت های حیاتی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی هستند که تداوم بهره برداری ایمن از آن ها پس از زلزله، از منظر اقتصادی، زیست محیطی و ایمنی، اهمیت ویژه ای دارد. یکی از عوامل اصلی موثر بر آسیب پذیری لرزه ای این مخازن، نحوه اتصال آن ها به پی و امکان وقوع بلندشدگی در ناحیه پایه است. در مخازن مهارنشده، بلندشدگی پایه می تواند موجب تمرکز تنش، بروز تغییرشکل های نامطلوب، کمانش موضعی جداره و کف، کاهش ظرفیت بهره برداری و حتی نشت مواد خطرناک شود. از این رو، ارزیابی راهکارهای موثر برای کنترل این پدیده و ارتقای تاب آوری لرزه ای مخازن، از مباحث مهم در طراحی عملکردمحور به‎شمار می آید. هدف این پژوهش، بررسی اثر سیستم مهار مکانیکی بر بهبود رفتار لرزه ای و افزایش تاب آوری مخازن فولادی زمینی و مقایسه عملکرد آن با مخازن مهارنشده در سطوح مختلف خطر لرزه ای است.روش پژوهش: در این پژوهش، رفتار لرزه ای یک مخزن فولادی زمینی مجهز به سیستم مهار مکانیکی مطالعه و با نمونه مشابه مهارنشده مقایسه شد. ارزیابی عملکرد با انجام تحلیل های لرزه ای در سطوح مختلف خطر صورت گرفت تا میزان تاثیر سیستم مهار بر پاسخ سازه، سطح آسیب پذیری و قابلیت حفظ یا بازیابی عملکرد مشخص شود. به این منظور، سه سطح خطر متناظر با دوره های بازگشت ۷۵، ۴۷۵ و ۹۷۵ ساله در نظر گرفته شد. معیارهای اصلی ارزیابی شامل حفظ بازده عملکردی، شدت آسیب های سازه ای، پایداری عملیاتی و امکان بازگشت مخزن به شرایط بهره برداری پس از زلزله بود.یافته ها: نتایج نشان داد در سطح خطر با دوره بازگشت ۷۵ ساله، تفاوت معناداری میان عملکرد مخازن مهارشده و مهارنشده مشاهده نمی شود و هر دو سامانه رفتار قابل‎قبولی دارند. بااین‎حال، در سطح طراحی پایه با دوره بازگشت ۴۷۵ ساله، مخازن مهارنشده با افت عملکردی در حدود ۴ تا ۶ درصد مواجه شدند، درحالی‎که مخازن مجهز به مهار مکانیکی پایداری عملیاتی خود را حفظ نمودند. همچنین در سطح خطر ۹۷۵ ساله، مخازن مهارنشده دچار آسیب های شدید سازه ای و خساراتی شدند که بازسازی آن ها ازنظر 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.نتیجه گیری: بر اساس نتایج این پژوهش، استفاده از سیستم مهار مکانیکی با کاهش بلندشدگی پایه و محدودنمودن آسیب های موضعی جداره، موجب بهبود عملکرد لرزه ای و ارتقای تاب آوری مخازن فولادی زمینی می شود. از این رو، به کارگیری این سیستم می تواند به عنوان راهکاری موثر در طراحی و بهسازی لرزه ای مخازن، به ویژه در مناطق با خطر لرزه ای متوسط و زیاد، مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

مهار ناکافی ، خازن فولادی زمینی ، عملکرد لرزه ای ، تاب آوری ، بلندشدگی مخزن ، تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA)