4-3-    معرفی تمامی آنالیز های مد نظر. 60
4-4-    تحلیل  و نتایج آن. 62
4-4-1-     پارامترهای هدف در تحلیل.. 62
4-5-    بررسی اثر جنس مصالح مصرفی بر رفتار لرزه ای مخازن رو زمینی فولادی.. 64
4-5-1-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Kobe. 64
4-5-2-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Northridg. 65
4-5-3-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Manjil 66
4-5-4-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Kobe. 67
4-5-5-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Northridg. 68
4-5-6-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Manjil 69
4-5-7-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Kobe. 70
4-5-8-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Northridge. 71
4-5-9-     بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Manjil 72
4-5-10-   بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Kobe. 73
4-5-11-   بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Northridge. 74
4-5-12-   بررسی اثر جنس مصالح بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Manjil 75
4-6-    بررسی اثر ضخامت دیواره مخزن بر رفتار لرزهای مخازن رو زمینی فولادی.. 76
4-6-1-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Kobe. 76
4-6-2-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Northri 77
4-6-3-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Manjil 78
4-6-4-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Kobe. 79
4-6-5-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Northri 80
4-6-6-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Manjil 81
4-6-7-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Kobe. 82
4-6-8-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Northridg. 83
4-6-9-     بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Manjil 84
4-6-10-   بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Kobe. 85
4-6-11-   بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Northridge. 86
4-6-12-   بررسی اثر ضخامت دیواره بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Manjil 87
4-7-    بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن رو زمینی فولادی.. 88
4-7-1-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Kobe. 88
4-7-2-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Northrid. 89
4-7-3-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده عریض تحت زلزله Manjil 90
4-7-4-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Kobe. 91

4-7-5-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Northrid. 92
4-7-6-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده عریض تحت زلزله Manjil 93
4-7-7-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Kobe. 94
4-7-8-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Northridge. 95
4-7-9-     بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار نشده بلند تحت زلزله Manjil 96
4-7-10-   بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Kobe. 97
4-7-11-   بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Northridge. 98
4-7-12-   بررسی اثر سطح تراز آب بر رفتار لرزه ای مخازن مهار شده بلند تحت زلزله Manjil 99
4-8-    بررسی اثر مهار شدگی و مهار نشدگی بر رفتار لرزه ای مخازن رو زمینی فولادی.. 100
4-8-1-     بررسی اثر مهار شدگی بر رفتار لرزه ای مخازن عریض تحت زلزله Kobe. 100
4-8-2-     بررسی اثر مهار شدگی بر رفتار لرزه ای مخازن عریض تحت زلزله Northridge. 101
4-8-3-     بررسی اثر مهار شدگی بر رفتار لرزه ای مخازن عریض تحت زلزله Manjil 102
4-8-4-     بررسی اثر مهار شدگی بر رفتار لرزه ای مخازن بلند تحت زلزله Kobe. 103
4-8-5-     بررسی اثر مهار شدگی بر رفتار لرزه ای مخازن بلند تحت زلزله Northridge. 104
4-8-6-     بررسی اثر مهار شدگی بر رفتار لرزه ای مخازن بلند تحت زلزله Manjil 105
فصل 5-     بررسی و تفسیر نتایج.. 106
5-1-    بررسی اثر جنس مصالح مصرفی بر رفتار لرزه ای مخازن رو زمینی فولادی.. 107
5-1-1-     مخازن عریض     107
5-1-1-1- مخازن مهار نشده…. 107
5-1-1-2- مخازن مهار شده….. 107
5-1-2-     مخازن بلند.. 108
5-1-2-1- مخازن مهار نشده…. 108
5-1-2-2- مخازن مهار شده….. 108
5-2-    بررسی اثر ضخامت دیواره مخزن بر رفتار لرزه ای مخازن رو زمینی فولادی.. 109
5-2-1-     مخازن عریض     109
5-2-1-1- مخازن مهار نشده…. 109
5-2-1-2- مخازن مهار شده….. 109
5-2-2-     مخازن بلند.. 110
5-2-2-1- مخازن مهار نشده…. 110
5-2-2-2- مخازن مهار شده….. 110
5-3-    بررسی اثر سطح تراز سیال بر رفتار لرزه ای مخازن رو زمینی فولادی.. 110
5-3-1-     مخازن عریض     110
5-3-1-1- مخازن مهار نشده…. 110
5-3-1-2- مخازن مهار شده….. 111
5-3-2-     مخازن بلند… 111
5-3-2-1- مخازن مهار نشده……. 111
5-3-2-2- مخازن مهار شده…… 111
5-4-    بررسی اثر مهار شدگی و مهار نشدگی بر رفتار لرزه ای مخازن رو زمینی فولادی.. 111

یک مطلب دیگر :

5-4-1-     مخازن عریض     111
5-4-2-     مخازن بلند.. 112
5-5-    پیشنهادات   113
مراجع :………….. 114
چکیده:
مخازن ذخیره سیال از اجزاء بسیار مهم در شرایانهای حیاتی به حساب می آیند. با توجه به آسیب های وارده از طرف زمین لرزه های گذشته بر مخازن بررسی لرزه ای این مخازن و طرح مخازن مقاومتر در برابر زمین لرزه ها ضروری می باشد. محققان زیادی از گذشته تا کنون بر روی جنبه های مختلف رفتار مخازن تحقیق نموده اند اما هنوز نیز جنبه های گسترده ای از رفتار مخازن خصوصا رفتار لرزه ای آن ها ناشناخته می باشد. در این تحقیق به بررسی تأثیر ضخامت ورق های دیواره مخزن و همچنین تأثیر نوع فولاد مورد استفاده در دیواره مخازن بر روی رفتار لرزه ای مخازن ذخیره سیال استوانه ای رو زمینی فولادی در دو حالت مهار شده و مهار نشده می پردازیم، همچنین مورد دیگری که در این تحقیق مورد بررسی قرار می گیرد تأثیر تراز سطح آب شامل حالات پر و نیمه پر و خالی بر رفتار لرزه ای مخازن می باشد. برای این منظور از دو نوع مخزن عریض و بلند با نسبت ارتفاع به قطر های0.343 و1.53 استفاده شده است که این مخازن تحت 3 شتاب نگاشت منتخب قرار گرفته اند. برای تحلیل مسئله از روش المان های محدود به کمک نرم افزار المان محدود ABAQUS استفاده شده و برای مدل سازی مجموعه سیال ,مخزن ,پی و خاک از روش مدل سازی مستقیم استفاده شده است، به این ترتیب تمامی اندرکنش های موجود یعنی اندرکنش های سیال- سازه- خاک لحاظ گردیده اند. همچنین برای مدل سازی خاک از مدل رفتاری دراگر-پراگر استفاده شده و در اطراف توده خاک و در فاصله ای مناسب به منظور جلوگیری از بازگشت امواج از مرزهای جاذب استفاده شده است.

کلمات کلیدی: مخازن ذخیره سیال, تحلیل لرزه ای, روش المانهای محدود, اندرکنش سیال-سازه- خاک
1-1-          مقدمه و ضرورت مطالعه
مخازن ذخیره سیال از اجزاء بسیار مهم و حیاتی در صنایع به حساب می آیند. از مخازن به صورت گسترده برای ذخیره سازی و نگهداری سیالات در صنایع پتروشیمی و همچنین نگهداری انواع سیالات در صنایع مختلف استفاده می شود و حتی این مخازن از تجهیزات اصلی تأمین آب شرب شهرها می باشند، لذا باید به این نکته توجه نمود که آسیب هایی که به مخازن ذخیره سیال وارد می شوند می توانند زیان هایی به مراتب وسیع تر از هزینه های مالی در بر داشته باشند. مانند آسیب های وارد شده به مخازن تأمین آب شرب در زلزله 1933Long beach  و زلزله 1971San Fernando  که آبرسانی عمومی شهر را با مشکلات جدی روبرو نمود، و یا خرابی های وارد شده به مخازن ذخیره سیالات قابل احتراق که قادر اند آتشسوزی های غیر قابل مهاری را پیش آورد مانند آنچه در زلزله 1964Niigata  و یا در زلزله 1964Alaska  رخ داد. لذا شناسایی رفتار مخازن و طراحی و ساخت مخازنی مقاوم تر همواره مد نظر محققان بوده است و تحقیقات گسترده ای چه به صورت تئوری و چه به صورت آزمایشگاهی در این زمینه صورت گرفته است.
عوامل مختلفی می توانند منشاء آسیب دیدگی مخازن ذخیره سیال باشند، در این بین باید به خطرات وارده از طرف زمین لرزه ها توجه ویژه ای نمود زیرا در سال های گذشته مخازن متعددی در کشورهای مختلف تحت تأثیرات زمین لرزه ها دچار آسیب های شدید شده اند. بنابر این بررسی لرزه ای  مخازن و طرح مخازن مقاومتر در برابر زمین لرزه ها ضروری است.
مخازن ذخیره سیال در طرح های گوناگونی یافت می شوند که می توان در یک نگاه کلی آنها را به مخازن ذخیره هوایی, مخازن ذخیره روزمینی و مخازن ذخیره زیر زمینی (مدفون یا نیمه مدفون) تقسیم بندی نمود. در این بین مخازن روزمینی به دلیل مزیت هایی (ظرفیت بالاتر , سهولت اجرا ,ایمنی بیشتر و …) که دارند متداولتر می باشند. مخازن هوایی بیشتر برای تأمین فشار مناسب آب و همچنین مخازن مدفون در غالب موارد برای نگهداری سوخت در مناطق شهری مانند پمپ بنزین ها استفاده می شوند. اما مخازن روزمینی در صنایع مختلف و با ابعاد و کارایی های متنوع از مخازنی با قطرهای چند متر تا چند صد متر مورد استفاده قرار می گیرند.
این مخازن را در یک دسته بندی کلی دیگر می توان به مخازن مهار شده و مهار نشده در پی تقسیم نمود در حالت مهار نشده معمولا مخزن بر روی یک پی منعطف قرار می گیرد و اجرای آن نسبت به مخازن مهار شده ساده تر می باشد. اما بررسی های صورت گرفته در زمین لرزه های گذشته نشان داده اند که مخازن مهار نشده نسبت به مخازن مهار شده آسیب پذیر تر بوده اند. در حالت مهار شده مخزن بر روی پی مهار می شود و این موضوع کمک زیادی به جلوگیری از بلند شدگی مخزن می نماید اما مخاطرات و مشکلاتی را نیز به همراه دارد که می توان به احتمال پاره شدگی دیواره مخزن و یا بلند شدگی مخزن به همراه پی آن بر اثر شتاب های افقی و عمودی حرکت زمین  اشاره نمود. لذا داشتن شناخت بیشتر و کامل تر از رفتار پی مخازن و تأثیر رفتار پی بر رفتار مخازن در دو حالت مهار شده و مهار نشده ضروری است, خصوصا در کشور ما که با توجه به دارا بودن مقادیر بالای ذخایر نفت خام در صنایع نفت و پتروشیمی خود نیازمند به کارگیری مخازن در حجم گسترده ای می باشد.
1-2-          آشنایی با مخازن ذخیره سیال
1-2-1-     تاریخچه ایجاد مخازن
اولین چاه نفت موفق در آمریکا و در سال 1859 در Titusville حفر گردید و با شروع استخراج نفت بحث چگونگی ذخیره سازی آن در حجم های گسترده به وجود آمد. برای این امر در ابتدا از بشکه های چوبی برای ذخیره نفت استفاده شد اما این روش به هیچ عنوان مناسب نبود، لذا سعی شد مخازن بزرگتری از جنس چوب ساخته شود به نحوی که با حلقه های فلزی مقاوم گردند اما این مورد هم چندان کار آمد نبود و بر اثر تغییر دمای این مخازن چوبی درز های آن ها نمایان شده و نشت زیادی پیش می آمد. سر انجام بشکه های چوبی جای خود را به بشکه های فلزی دادند که تا به امروز هم مورد استفاده قرار می گیرند. اگر چه این بشکه ها از نظر نشت و بهداشت نگه داری چندان رضایت بخش نیستند اما امروزه آمریکا به تنهایی نیم میلیون بشکه فلزی در چرخه دارد.

اما موادی که بلافاصله نباید مصرف شوند باید برای مصرف در محل مناسبی ذخیره شوند. به این ترتیب مخازن ذخیره سیال شکل گرفتند، اولین مخزن در سال 1896 در Hull و با قطر 23.7 متر و ارتفاع 9.14 متر ساخته شد. (البته این مخزن اولین مخزن بزرگ به حساب می آید و قبل از آن مخازن کوچک زیادی عمدتا از چوب ساخته شده اند) در سال 1892، Marcus Samuel  از شرکت SHELL  دستور گرفت 8 مخزن بزرگ ذخیره نفت با حجم هایی بین 5000 تا 14700 تن بسازد به این ترتیب فاز ایجاد و ساخت مخازن آغاز گردید. بعد از این بود که مالکان، تولید کنندگان وشرکت های بیمه کننده اولین گروه را برای نگارش آئین نامه های طراحی مخازن به وجود آوردند که منجر شد به ایجاد انستیتو مخازن فولادی در سال 1916STI))  Steel Tanks Institute، بعدها در سال 1919 American Petroleum Institute ( API ) که هم اکنون نیز از کدهای معتبر در زمینه طرح، ساخت و نگهداری مخازن فولادی ذخیره سیال است شکل گرفت.
در همین زمان گروه دیگری نیز مشغول ایجاد استاندارد آسانی برای مخازن هوایی بودندUnder writers Laboratories (UL) ، این گروه اولین آئین نامه خود را در  سال 1922 برای مخازن رو زمینی با نام UL142 و با عنوان مخازن رو زمینی برای مواد اشتعال زا و مایعات قابل احتراق منتشر کردند. بعد ها این گروه اولین استاندارد خود را در مورد مخازن مدفون در سال 1925با نام IL58 منتشر نمودند.
همچنین گروه دیگری با عنوانNational Board of fire Under writers(NFBU) در سال 1904 نشریه NFBU30 را با عنوان قوانین و احتیاجات برای ساخت و نصب سیستم های ذخیره با حجم کمتر از 250 گالن برای مایعات با دمای معمولی منتشر کرد. در طول زمان عنوان این گروه(NFBU)   به National Fire Protection Assosiation ( NFPA ) تغییر کرد و با عنوان جدید خود برای اولین بار درسال 1957 کدی را منتشر نمود  Flammable and combustible Liquid code (NFPA30).
اما همچنان کد API معتبرترین استاندارد در زمینه طراحی و اجرای مخازن به شمار می رود و کدهای مختلفی را برای مخازن متفاوت ایجاد نمود.
جدول1‑1 – استاندارد های مختلف API برای انواع مخازن

4-2-2- مشخصات مصالح سد                                                                                  75
4-2-3- مشخصات مصالح پی                                                                                    75
4-3- سد Folsom                                                                                                76
4-3-1-  هندسه سد                                                                                              78

4-3-2- مشخصات مصالح سد                                                                                  79
4-3-3- مشخصات مصالح پی                                                                                    79
4-4- سد Pine Flat                                                                                              80
4-3-1-  هندسه سد                                                                                              82
4-3-2- مشخصات مصالح سد                                                                                  83
4-3-3- مشخصات مصالح پی                                                                                    83
4-5- نرم افزار CADAM                                                                                  84
4-6- نرم افزار RSDAM                                                                         90   4-7- نرم افزار ABAQUS                                                                                              94
4-8- مشخصات مدل                                                                                                   104
فصل پنجم- نتیجه­گیری و پیشنهاد
5-1- مقدمه                                                                                                       105
5-2- نتایج نرم افزارهای CADAM و  RSDAM                                                                     106
5-3- نتایج نرم افزار ABAQUS                                                                                       121
5-4- پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده                                                                               126
مراجع                                                        127

پیشگفتار
با توجه به اهمیت آب برای حیات موجودات زنده بشر از همان ابتدا به دنبال مهار کردن جنبه های مفید منابع آبی مثل تامین آب شرب و همچنین مقابله با اثرات مخرب آن مانند مهار سیلاب ها بوده است. شواهد تاریخی وجود دارد که نشان می دهد سدسازی قدمتی در حدود 4000 سال پیش از میلاد دارد. همانطور که می دانیم اهداف

یک مطلب دیگر :

پایان نامه : سرمایه گذاری صنعتی – مجله علمی خبری رهاجو

 گوناگونی سبب ساخت سدها می شوند که از آن جمله می توان مهار سیلاب ها، تامین آب شرب، کسب برق، تامین آب برای کشاورزی و صنعت، ایجاد مکان های تفریحی، جلوگیری از افت کردن تراز آب زیر زمینی و … را نام برد. سدها دارای طبقه بندی های مختلفی هستند به طور مثال بر حسب وظیفه به کار گرفته شده به صورت: سدهای مخزنی[1]، سدهای نگهداری[2]، سدهای انحرافی[3]، سدهای باطله[4] و سدهای موقت[5] تقسیم بندی می شوند. بر حسب نوع مصالح نیز سدها به سدهای خاکی، سنگ ریزه ای، بتنی و    بتن غلتکی[6] تقسیم می شوند]1[. خود سدهای بتنی بر حسب عملکرد سازه ای به دو دسته وزنی و قوسی تقسیم می گردند. در سدهای قوسی بارهای وارده از طریق دو مکانیزم عملکرد طره ای و عملکرد قوسی به پی و تکیه گاه ها منتقل می شوند. ولی در سدهای وزنی همانطور که از اسم آن ها هویدا است عامل مقاوم در برابر نیروهای وارده وزن خود مصالح سد است. سدهای بتنی وزنی )که در این تحقیق بررسی می شوند( مقاومت و پایداری خود در برابر نیروهای وارده را از طریق وزن خود کسب می کنند. شکل مقطع این نوع سدها به صورت مثلثی است و طبیعی است که هر چه قاعده این مثلث بزرگتر باشد سد پایدار تر است.

1-2- ایمنی در سدها
بهره برداری همراه با کنترل ایمنی دو فرایند جدانشدنی و مستمر در دوره عمر سدها می باشند. با ساخت و شروع بهره برداری از ابر سازه ای چون سد در واقع برای جامعه پایین دست شرایط بالقوه مخاطره ای آمیزی می تواند ایجاد گردد و شکست سد پدیده ی نابهنجاری است که با ایجاد سیل در پایین دست همراه بوده و  می تواند موجب خسارات مالی و جانی قابل ملاحظه ای گردد. دامنه این خسارت ها چه در بعد زمان و چه در بعد مکان بسیار گسترده بوده و حتی موجب کاهش اعتبار ملی یک کشور نیز می گردد]2[.
با توجه به مطالب ذکر شده در بالا موضوع ایمنی در سدها اهمیت بسیار بالایی دارد خصوصا در کشور ما که بسیاری از نقاط سد سازی در مکان هایی با لرزه خیزی بالا قرار دارند. در واقع با توجه به هزینه بالای       سد سازی، عدم توجه کافی به ایمنی سدها می تواند موجب از بین رفتن سرمایه های ملی کشور نیز بشود.

2-8. اثر اندازه رسوب …………………………………………………………………………………………………………………………. 51
2-9. مکانیسم آبشستگی ……………………………………………………………………………………………………………………. 52
2-10. مطالعه­های صورت گرفته بر آبشستگی در زمینه آبشکن­ها …………………………………………………………… 54
2-11. رابطه­های آزمایشگاهی …………………………………………………………………………………………………………….. 60
فصل سوم:
مواد و روش تحقیق
3-1. مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 63

3-2. وسایل آزمایشگاهی مورد استفاده ………………………………………………………………………………………………… 63
3-2-1. معرفی فلوم آزمایشگاهی و سیستم جریان بسته آب ………………………………………………………………….. 63
3-2-2. موقعیت نصب آبشکن …………………………………………………………………………………………………………….. 64
3-2-3. توزیع اندازه ذرات …………………………………………………………………………………………………………………… 65
3-2-4. اندازه گیری دبی ……………………………………………………………………………………………………………………. 69
3-2-5. اندازه گیری عمق …………………………………………………………………………………………………………………… 70
3-2-6. مشخصات آبشکن بکار رفته در آزمایش ها ……………………………………………………………………………….. 70
3-2-7. تنظیم عمق در محل مورد نظر ……………………………………………………………………………………………….. 71
3-3. نحوه انجام آزمایش ها ………………………………………………………………………………………………………………… 72
3-3-1. تعیین سرعت آستانه حرکت ذرات بستر …………………………………………………………………………………… 72
3-3-2. تنظیم عمق جریان توسط دریچه انتهایی …………………………………………………………………………………. 74

یک مطلب دیگر :

3-3-3. آزمایش­های اولیه تعیین زمان تعادل ……………………………………………………………………………………….. 75
3-3-4. انجام آزمایش های اصلی ………………………………………………………………………………………………………… 77
3-4. آنالیز ابعادی ……………………………………………………………………………………………………………………………… 78
3-5. الگوی جریان …………………………………………………………………………………………………………………………….. 80
3-5-1. الگوی جریان در اطراف یک آبشکن …………………………………………………………………………………………. 80
3-5-2. الگوی جریان در بین دو آبشکن ………………………………………………………………………………………………. 82
3-6. آزمایش های مربوط به عمق آبشستگی و سری آزمایش ها …………………………………………………………….. 84
 فصل چهارم:
مشاهدات و تجزیه و تحلیل
4-1. تغییرات زمانی فرسایش و رسوبگذاری در طول دوره 23 ساعته ……………………………………………………… 87
4-2. الگوی جریان اطراف آبشکن ها ……………………………………………………………………………………………………. 89
4-3. رابطه عمق آبشستگی با قطر متوسط ذرات …………………………………………………………………………………… 92
4-4. تغییرات حداکثر عمق آبشستگی با عدد فرود ……………………………………………………………………………….. 94
4-5. اثر فاصله بر روی حداکثر عمق آبشستگی نسبی ……………………………………………………………………………. 95
4-6. اثر فاصله بین آبشکن­ها بر روی حداکثر عمق آبشستگی برای ذرات ثابت …………………………………………. 97
4-7. فرسایش و توپوگرافی بستر …………………………………………………………………………………………………………. 98
4-8. ارائه رابطه برازشی به منظور برآورد حداکثر عمق آبشستگی …………………………………………………………… 104
فصل پنجم:
نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
5-1. نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………. 107
5-2. پیشنهادها ……………………………………………………………………………………………………… 109
منابع ……………………………………………………………………………………………………………………… 111
پیوست الف: سایر نمودارها ………………………………………………………………………………………………. 115

منابع و مآخذ ………………………………………………………………………………………………………………………..88
پیوست ………………………………………………………………………………………………………………………………….96
زمینه تحقیق
منظور از بهینه­سازی[1]در مهندسی عمران یافتن طرحی برای سازه است كه ضمن رعایت ضوابط فنی، حداقل هزینه اقتصادی را داشته باشد. قابهای ساختمانی معمول­ترین سازه­های مهندسی عمران می­باشند. بنابراین، بهینه­سازی این نوع سازه­ها كمك بزرگی از نظراقتصادی خواهدبود. طراحی بهینه قاب­های ساختمانی بصورت

 گسترده در دهه­ 60 میلادی مورد مطالعه قرار گرفت؛ زیرا یافتن پاسخ بهینه بصورت تحلیلی، تنها برای قاب­های ساده و منظم امکان­پذیر است. از دهه 80 میلادی با پیشرفت سریع تکنولوژی کامپیوتر، روش­ها و برنامه­های کامپیوتری زیادی در زمینه بهینه­سازی سازه­های واقعی، تحت قیود طراحی عملی[2]، ارائه شده است ]1[. از آنجا که روش منحصر به فردی برای حل بهینه تمامی مسائل بهینه­سازی وجود ندارد، از اینرو روش­های متعددی برای حل مسائل بهینه­سازی توسعه یافته است ]2[. در حالت کلی، روش­های بهینه­سازی مورد استفاده در مهندسی را می­توان به دو دسته متمایز تقسیم نمود:

الف) گرادیانی[3]
ب)  اکتشافی[4]
از مشهورترین روش­های بهینه­سازی گرادیانی می­توان به روش­های برنامه­ریزی خطی (LP)[5]، برنامه­ریزی مرتبه دوم (QP)[6] و برنامه­ریزی غیرخطی (NLP)[7] و از روش­های اکتشافی نیز می­توان به روش­های الگوریتم ژنتیکی (GA)[8]، شبیه­سازی بازپخت (SA)[9]، بهینه­سازی هجوم ذرات (PSO)[10] و بهینه­سازی فازی (FO)[11] اشاره نمود. در بهینه­سازی گرادیانی، بدست آوردن جواب بهینه نیازمند محاسبه گرادیان­ها و تحلیل حساسیت[12] است. روش­های تحلیل حساسیت در شکل 1-1 آورده شده­اند.
شکل 1-1- رویکردهای مختلف برای تحلیل حساسیت ]3[

یک مطلب دیگر :

علاوه بر مشکلات موجود در زمینه انتخاب روش بهینه­سازی و نحوه تحلیل حساسیت، نحوه اعمال بار لرزه­ای نیز از عوامل مهم موجود در مساله بهینه­سازی می­باشد. بطور کلی بار ناشی از زلزله را می­توان به سه طریق بر سازه اعمال نمود:
الف. استاتیکی معادل (ESL)[13]
ب. تحلیل طیف پاسخ (RSA)[14]
پ. تحلیل تاریخچه زمانی (THA)[15]
در این تحقیق به بهینه­سازی قاب­های مهاربندی شده و مهاربندی نشده فولادی، تحت بارهای ثقلی و لرزه­ای، با استفاده از روش برنامه­ریزی درجه دو متوالی (SQP)[16]و الگوریتم ژنتیکی (GA) پرداخته شده است. بار ناشی از زلزله نیز مستقیما با استفاده از روش تحلیل طیف پاسخ (RSA) بر روی سازه اعمال می­شود. در انتها نتایج حاصل از اعمال این روش­ها بر روی قاب­های 4، 10 و 18 طبقه مهاربندی شده و مهاربندی نشده فولادی با یکدیگر مقایسه و بحث و بررسی­های لازم صورت گرفته است.
1-2-فرضیات تحقیق
فرضیات اعمال شده در این تحقیق عبارتند از :

• تحلیل الاستیک خطی
• چشم­پوشی از اثرات اندرکنش خاک و سازه
• استخراج قاب­ها بصورت دو بعدی از کل سازه

یک مطلب دیگر :