ﺑﺎ ﻋﻨﺎﯾﺖ ﺑﻪ اﯾﻨﮑﻪ در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ ﻣﺨﺎزن آب ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ نقشه‌های ﺗﯿﭗ ﻣﻌﺎوﻧﺖ راﻫﺒﺮدی رئیس‌جمهور ﺑﺎ ﻣﯿﻠﮕﺮدﻫـﺎی فولادی ﻣﺴـﻠﺢ می‌شوند  و عملاً ﻓﺮﺳﻮدﮔﯽ ﻣﯿﻠﮕﺮدﻫﺎ ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﻋﻤﺮو ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﺨﺎزن ﺷﺪه و سرمایه‌گذاری‌های ﮐﻼن ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺑﻪ ﻫﺪر می‌رود ، مقاوم‌سازی ﻣﺨـﺎزن آب ﺑﺘﻨﯽ به‌عنوان ﺷﺮﯾﺎن ﺣﯿﺎﺗﯽ ﺑﺎ اﻟﯿﺎف ﭘﻠﯿﻤﺮی FRP اﻣﺮی ﺿﺮوری و ﻧﺎﮔﺰﯾﺮ ﺑﻪ ﻧﻈﺮ می‌رسد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﻌﻀﯽ از ﻣﺨﺎزن ﺑﺘﻨﯽ ﻣﻮﺟﻮد ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺎﻓﯽ در ﺑﺮاﺑﺮ زﻟﺰﻟﻪ ﻧﺪارﻧﺪ ﮐﻪ در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺳﻌﯽ می‌شود ﺑﻪ ﮐﻤﮏ اﻟﯿﺎف FRP آن‌ها را در ﺑﺮاﺑﺮ زﻟﺰﻟﻪ ﻣﻘﺎوم ﻧﻤﻮده و ﺳﻄﺢ ﻋﻤﻠﮑﺮد آن‌ها را ﺑﻬﺒﻮد ﺑﺨﺸﯿﺪه به‌گونه‌ای ﮐـه ﺑﻌﺪ از وﻗﻮع زﻟﺰﻟﻪ دارای ﮐﻤﺘﺮﯾﻦ آﺳﯿﺐ ﺑﺎﺷﻨﺪ و به‌عنوان ﺷﺮﯾﺎن ﺣﯿﺎﺗﯽ وﻇﯿﻔﻪ واﻗﻌﯽ ﺧﻮد را ﭘﺲ از وﻗﻮع زﻟﺰﻟﻪ اﻧﺠﺎم دﻫﻨﺪ. ﺟﻬﺖ اﻧﺠﺎم اﯾـﻦ ﺗﺤﻘﯿـﻖ ﯾـﮏ ﻣﺨﺰن ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ اﺑﻌﺎد ﻣﺸﺨﺺ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ و نحوه مدل‌سازی و ﻧﺘﺎﯾﺞ به‌دست‌آمده از ﺗﺤﻠﯿﻞ غیرخطی آن در نرم‌افزار ANSYS ﺻﻮرت می‌پذیرد.اﺑﻌﺎد ﻣﺨﺰن ﻓﻮق در ﻃﻮل و ﻋﺮض و ارﺗﻔﺎع ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ 20و20و8 ﻣﺘﺮ در ﻧﻈﺮ گرفته‌شده اﺳﺖ. ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺑﺰرگ ﺑﻮدن اﺑﻌﺎد ﻣﺨﺰن و اﻓﺰاﯾﺶ ﺗﻌﺪاد المان‌ها عملاً ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﺗﺤﻠﯿﻞ در نرم‌افزار ANSYS ﺑﺴﯿﺎر ﻃﻮﻻﻧﯽ می‌شود ، ﻟﺬا اﺑﻌﺎد ﻣﺨﺰن ﻣﻘﯿﺎس ﺷﺪه در ﻣﺪل ﺑﻪ یک‌پنجم کاهش‌یافته ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻﻠﻪ در ﺣﻞ ﻣﺪل ﻣﻘﯿﺎس ﺷﺪه ﺑﻪ ﻣﺨﺰن اﺻﻠﯽ ﺗﻌﻤﯿﻢ داده ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. ﺑﺮای اﺗﺨﺎذ روﻧﺪ ﻣﻨﻄﻘﯽ در ﺗﺤﻠﯿﻞ اﺑﺘﺪا ﻣﺨﺰن آب ﻓﻮق ﺑﺎ آرﻣﺎﺗﻮر در اﺑﻌﺎد ﻣﻘﯿﺎس ﺷﺪه مدل‌سازی و ﺑﺎ ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﺑﺎر ﻣﺮده وزنده و فشار هیدرو استاتیک و ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮏ آب و ﺑﺎر زﻟﺰﻟﻪ ﺷﺎﻣﻞ ﻧﯿﺮوی ﺟﺎﻧﺒﯽ ﻧﺎﺷﯽ از ارﺗﻌﺎش ﺳﻘﻒ و ﺟﺪاره در ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ANSYS ﻣﺪل و ﺗﺤﻠﯿﻞ ﮔﺮدﯾﺪ، ﺳﭙﺲ ﻣﺨﺰن آب ﺑﺎ اﺑﻌﺎد فوق‌الذکر ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر در ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ANSYS موردبررسی قرارگرفته و ﻧﻘﺎط ﺿﻌﻒ و ﻣﺤﻞ ترک‌ها شناسایی ﮔﺮدﯾﺪﻧﺪ و نهایتاً” ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار و ﻣﺤﻞ و ﺟﻬﺖ ترک‌های ایجادشده در ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻣﺨﺰن ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر لایه‌های ﻣﻨﺎﺳﺐ FRP  ﺑﺮای قسمت‌های ترک‌خورده پیش‌بینی ﮔﺮدﯾﺪه و مجدداً” ﻣﺨﺰن ﻣﻮرد ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺑﺎ ﺑﺮﻧﺎﻣه ANSYS قرارگرفته و ﻧﺘﺎﯾﺞ به‌دست‌آمده ﺑﺎ ﻋﻨﺎﯾﺖ ﺑﻪ اﺛﺮ ﻣﻘﯿﺎس ﺑﻪ ﻣﺨﺰن آب اﺻﻠﯽ ﺗﻌﻤﯿﻢ داده ﺷﺪ.

ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻫﻨﺪﺳﯽ ﻣﺨﺰن ﺑﺘﻨﯽ زﻣﯿﻨﯽ موردمطالعه

ﻣﺨــﺰن ﺑﺘﻨــﯽ زﻣﯿﻨــﯽ موردمطالعه به‌صورت ﻣﮑﻌــﺐ ﻣﺴــﺘﻄﯿﻞ و ﺑــﻪ اﺑﻌــﺎد ﻃــﻮل و ﻋــﺮض و ارﺗﻔــﺎع ﺑــﻪ ﺗﺮﺗﯿــﺐ 20و20و8 ﻣﺘــﺮ در ﻧﻈــﺮ گرفته‌شده اﺳــﺖ (ﺷــﮑﻞ 1) ﮐــﻪ در ﻣــﺪل ﮐــﺮدن در نرم‌افزار، اﺑﻌــﺎد ﻣﺨــﺰن ﻓــﻮق ﺑــﻪ یک‌پنجم کاهش‌یافته و ﻧﺘــﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻــﻠﻪ در ﺗﺤﻠﯿــﻞ ﻣــﺪل ﻣﻘﯿــﺎس ﺷــﺪه ﺑــه ﻣﺨﺰن اﺻﻠﯽ ﺗﻌﻤﯿﻢ داده ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. ﻻزم ﺑﻪ ذﮐﺮ اﺳﺖ ﺟﻬﺖ مدل‌سازی از المان‌های Solid45,Solid65,Link اﺳﺘﻔﺎده ﮔﺮدﯾﺪ.

ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ ﻣﺨﺰن ﺑﺎ آرﻣﺎﺗﻮر واﻗﻊ در ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺑﺎ ﺧﻄﺮ ﻧﺴﺒﯽ ﺑﺴﯿﺎر زﯾﺎد

در اﯾــﻦ ﻗﺴــﻤﺖ ﻧﺘــﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻــﻞ از ﺗﺤﻠﯿــﻞ غیرخطی ﻣﺨــﺰن ﺑــﺎ آرﻣــﺎﺗﻮر آورده ﺷــﺪه اﺳــﺖ. ﺗﺤــﺖ اﺛــﺮ ﺑﺎرﻫــﺎی ﺛﻘﻠــﯽ و ﺟــﺎﻧﺒﯽ (ﺑــﻪ ازای ﺑــﺎر ﺟــﺎﻧﺒﯽ kN 450 )ﺣــﺪاﮐﺜﺮ تغییر مکان ﺟــﺪاره ﺑﺮاﺑــﺮ mm 0.409 می‌باشد . نحوه ترک‌خوردگی ﺟــﺪاره ﻣﺨــﺰن ﺑــﻪ ازای ﺑــﺎر ﺟــﺎﻧﺒﯽ kN 450 ﺗﻨﻬــﺎ در المان‌های ﭘﺎﯾﯿﻨﯽ ﺟﺪاره ﻣﺨـﺰن اﺗﻔـﺎق اﻓﺘـﺎده ﮐـﻪ دﻟﯿـﻞ آن ﺑـﻪ ﮐﺸـﺶ ایجادشده در ﺟـﺪاره ﻣﺨـﺰن بازمی‌گردد.ﻧﮑﺘـﻪ قابل‌توجه اﯾـﻦ اﺳـﺖ ﮐـﻪ به دلیل ﻏﺎﻟــﺐ ﺑــﻮدن ﻧﯿﺮوﻫــﺎی ﻫﯿــﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ آب در ﻣﺨــﺎزن آب ﺑــﻪ ﻧﻈــﺮ می‌رسد ﻧﻘــﺎط ﺿــﻌﻒ آن‌ها در ﻫﻨﮕــﺎم وﻗــﻮع زﻟﺰﻟــﻪ صرفاً دﯾﻮارﻫــﺎ ﺟﺎﻧﺒﯽ ﺑﻮده و ﺳﺎﯾﺮ اﻋﻀﺎی ﻣﺨﺎزن آب ﮐﻪ عملاً ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ آب ﺑﻪ آن‌ها وارد نمی‌گردد دﭼﺎر آﺳﯿﺐ نمی‌شوند. ﻣﺨــﺰن ﻓــﻮق ﺗﺤــﺖ اﺛــﺮ ﻧﯿﺮوﻫــﺎی بزرگ‌تر از آئین‌نامه ﻧﯿــﺰ ﻗــﺮار ﮔﺮﻓــﺖ و در ﺑﺮاﺑــﺮ ﺑــﺎر ﺟــﺎﻧﺒﯽ KN 1290 ﺣــﺪاﮐﺜﺮ تغییر مکان ﺟــﺪار ﺑﺮاﺑــﺮ mm 1.8 می‌باشد. نحوه ترک‌خوردگی ﺟــﺪاره ﻣﺨــﺰن ﺑــﻪ ازای ﺑــﺎر ﺟــﺎﻧﺒﯽ ﻓــﻮق در المان‌های ﭘــﺎﯾﯿﻨﯽ و ﻣﺤــﻞ اﺗﺼــﺎل دو دﯾــﻮار ﺟــﺎﻧﺒﯽ و به ﻋـﺮض 500 میلی‌متر در ﻣﯿﺎﻧـﻪ ارﺗﻔـﺎع دﯾـﻮار ﮐـﻪ در ﻓﺎﺻـﻠﻪ ﻧﺰدﯾـﮏ ﺑـﻪ ﻣﺤـﻞ اﺗﺼـﺎل دو دﯾـﻮار ترک‌ها به‌طرف گوشه‌های ﺑـﺎﻻ و ﭘـﺎﺋﯿﻦ منحرف‌شده‌اند.

(ﺷـﮑﻞ 2) ﻣﻨﺤﻨـﯽ ﺑـﺎر- ﺗﻐﯿﯿـﺮ ﻣﮑـﺎن ﺟـﺎﻧﺒﯽ ﻣﺨـﺰن ﺑـﺎ آرﻣـﺎﺗﻮر را ﻧﺸـﺎن می‌دهد. در اﯾـﻦ ﻧﻤـﻮدار ﻣﻘـﺎدﯾﺮ ﺑـﺎر ﺟـﺎﻧﺒﯽ ﺑـﻪ ازای ﻧﻘﻄـﮥ ﻣﺘﻨــﺎﻇﺮ ﺑﺎ ﻣـﺎﮐﺰﯾﻤﻢ ﺗﻐﯿﯿـﺮ ﻣﮑـﺎن ﺟـﺎﻧﺒﯽ و نقطه‌ای واﻗـﻊ ﺑـﺮ ﻣﺮﮐـﺰ ﻫﻨﺪﺳـﯽ ﺳـﻘﻒ ﺑـﻪ ﺗﺮﺗﯿـﺐ بانامS1 و S2 ترسیم‌شده اﺳـﺖ. ﻧﯿـﺮوی ﺟـﺎﻧﺒﯽ ﺑـﺮای ﻣﺨـﺰن ﻣﻘﯿﺎس ﺷﺪه موردنظر درصورتی‌که در منطقه‌ای ﺑﺎ ﺧﻄﺮ ﻧﺴﺒﯽ ﺑﺴﯿﺎر زﯾﺎد ﺑﺎﺷﺪ، ﻣﻌﺎدلkN 450ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.

. ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ ﻣﺨﺰن ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر

در اﯾﻦ ﻗﺴـﻤﺖ ﻧﺘـﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻـﻞ از ﺗﺤﻠﯿـﻞ غیرخطی ﻣﺨـﺰن ﺑـﺪون آرﻣـﺎﺗﻮر آورده ﺷـﺪه اﺳـﺖ. ﺗﺤـﺖ اﺛـﺮ ﺑﺎرﻫـﺎی ﺛﻘﻠـﯽ و ﺟـﺎﻧﺒﯽ (ﺑـﻪ ازای ﺑـﺎر ﺟـﺎﻧﺒ kN 620 )ﺣــﺪاﮐﺜﺮ تغییر مکان ﺟــﺪاره ﺑﺮاﺑــﺮ mm 4.844 می‌باشد. همان‌گونه ﮐــﻪ ﻣﺸــﺎﻫﺪه می‌شود جابجایی‌ها و ترک‌ها ﺑﺴــﯿﺎر قابل‌ملاحظه اﺳــﺖ ﮐــﻪ دﻟﯿــﻞ آن ﺑــﻪ ﻋــﺪم وﺟــﻮد آرﻣــﺎﺗﻮر بازمی‌گردد . نحوه ترک‌خوردگی ﺟــﺪاره ﻣﺨــﺰن ﺑــﻪ ازای ﺑــﺎر جانبی kN 620 در المان‌های ﭘــﺎﯾﯿﻨﯽ و بالائی و ﻣﺤــﻞ اﺗﺼــﺎل دو دﯾــﻮار ﺟــﺎﻧﺒﯽ و به ﻋــﺮض 500 میلی‌متر در ﻣﯿﺎﻧــﻪ ارﺗﻔــﺎع دﯾــﻮار ﮐــﻪ در ﻓﺎﺻــﻠﻪ ﻧﺰدﯾــﮏ ﺑــﻪ ﻣﺤــﻞ اﺗﺼــﺎل دو دﯾــﻮار ترک‌ها به‌طرف گوشه‌های ﺑـﺎﻻ و ﭘـﺎﺋﯿﻦ منحرف‌شده‌اند. ﻧﮑﺘـﻪ قابل‌توجه اﯾـﻦ اﺳـﺖ ﮐـﻪ ﺑـﻪ دﻟﯿـﻞ ﻏﺎﻟـﺐ ﺑـﻮدن ﻧﯿﺮوﻫـﺎی ﻫﯿـﺪرو دﯾﻨـﺎﻣﯿﮑﯽ آب در ﻣﺨــﺎزن آب ﺑــﻪ ﻧﻈــﺮ می‌رسد ﻧﻘــﺎط ﺿــﻌﻒ آن‌ها در ﻫﻨﮕــﺎم وﻗــﻮع زﻟﺰﻟــﻪ صرفاً” دﯾﻮارﻫــﺎی ﺟــﺎﻧﺒﯽ ﺑــﻮده و ﺳــﺎﯾﺮ اﻋﻀــﺎی ﻣﺨــﺎزن آب ﮐــﻪ عملاً ﻧﯿﺮوﻫــﺎی ﻫﯿــﺪرو دﯾﻨــﺎﻣﯿﮑﯽ آب ﺑــﻪ آن‌ها وارد نمی‌گردد ، دﭼــﺎر آﺳــﯿﺐ نمی‌شوند ، ﻟــﺬا ﻧﺘــﺎﯾﺞ به‌دست‌آمده از ﺗﺤﻠﯿــﻞ غیرخطی ﻣﺨــﺰن ﺑﺘﻨــی ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر ﻣﻌﯿﺎر ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻨﻄﻘﯽ و ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ ﺑﺮای درک ﻧﺤﻮه ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻣﺨﺰن موردمطالعه ﺑﺎ اﻟﯿﺎف ﭘﻠﯿﻤﺮی FRP می‌باشد. (ﺷــﮑﻞ 3) ﻣﻨﺤﻨــﯽ ﺑــﺎر – ﺗﻐﯿﯿــﺮ ﻣﮑــﺎن ﺟــﺎﻧﺒﯽ ﻣﺨــﺰن ﺑــﺪون آرﻣــﺎﺗﻮر را ﻧﺸــﺎن می‌دهد. در اﯾــﻦ ﻧﻤــﻮدار ﻣﻘــﺎدﯾﺮ ﺑــﺎر ﺟــﺎﻧﺒﯽ ﺑــﻪ ازای ﻧﻘﻄــﮥ ﻣﺘﻨﺎﻇﺮ ﺑﺎ ﻣﺎﮐﺰﯾﻤﻢ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن ﺟـﺎﻧﺒﯽ و نقطه‌ای واﻗـﻊ ﺑـﺮ ﻣﺮﮐـﺰ ﻫﻨﺪﺳـﯽ ﺳـﻘﻒ ﺑـﻪ ﺗﺮﺗﯿـﺐ بانامS1 و S2 ترسیم‌شده اﺳـﺖ. ﻣﻘﺎﯾﺴـﮥ اﯾـﻦ ﻧﻤـﻮدار ﺑـﺎ ﻧﻤﻮدار (ﺷـﮑﻞ 2) تأثیر آرﻣﺎﺗﻮرﻫـﺎ را در رﻓﺘـﺎر ﻣﺨـﺰن ﻧﺸـﺎن می‌دهد. همان‌گونه ﮐـﻪ ﻣﻼﺣﻈـﻪ می‌شود ﭘـﺲ از ترک‌خوردگی در دیواره ﻣﺨـﺰن ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻋﺪم وﺟﻮد آرﻣﺎﺗﻮر تغییر مکان ﺑﺰرﮔﯽ در اﯾﻦ ﻧﺎﺣﯿﻪ اﺗﻔﺎق ﻣﯽاﻓﺘﺪ.

(ﺷﮑﻞ 4) نحوه ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﻣﺨﺰن ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر ﺗﺤﺖ اﺛﺮ ﺑﺎرﻫﺎی ﺛﻘﻠﯽ و ﺟﺎﻧﺒﯽ( ﺑﻪ ازای ﺑﺎر ﺟﺎﻧﺒﯽ kN 620 )در آﺧﺮﯾﻦ زﯾﺮ ﮔﺎم را ﻧﺸﺎن می‌دهد.

(ﺷــﮑﻞ 5) نحوه ترک‌خوردگی ﺟــﺪاره ﻣﺨــﺰن ﺑــﺪون آرﻣــﺎﺗﻮر ﺑــﻪ ازای ﺑــﺎر ﺟــﺎﻧﺒﯽ KN 620 را ﻧﺸــﺎن می‌دهد. همان‌گونه ﮐــﻪ مشاهده می‌شود ترک‌های قابل‌ملاحظه‌ای در ﺟـﺪاره ﻣﺨـﺰن اﺗﻔـﺎق اﻓﺘـﺎده ﮐـﻪ دﻟﯿـﻞ آن ﺑـﻪ ﻋـﺪم وﺟـﻮد آرﻣـﺎﺗﻮر بازمی‌گردد ﮐـﻪ اﺑـﺎ ﺗﻮﺟـﻪ ﺑـﻪ اﯾـﻦ ﺷـﮑﻞ، می‌توان ﻣﻘﺪار، ﻣﺤﻞ و ﺟﻬﺖ ترک‌ها را ﻣﺸﺨﺺ و ﺑﺮ اﯾﻦ اﺳﺎس، لایه‌های ﻣﻨﺎﺳﺐ FRP را ﺑﺮای قسمت‌های ترک‌خورده پیش‌بینی ﻧﻤﻮد.

ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ ﻣﺨﺰن ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر تقویت‌شده ﺑﺎ کامپوزیت‌هایFRP

در اﯾﻦ ﻗﺴﻤﺖ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻﻞ از ﺗﺤﻠﯿﻞ غیرخطی ﻣﺨﺰن ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر و تقویت‌شده ﺑﺎ ﺳﻪ ﻻﯾﻪ FRP آورده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺗﺤﺖ اﺛﺮ ﺑﺎرﻫﺎی ﺛﻘﻠﯽ و ﺟﺎﻧﺒﯽ ﺑﻪ ازای ﺑﺎر ﺟﺎﻧﺒﯽ( kN 1060 )ﺣﺪاﮐﺜﺮ تغییر مکان ﺟﺪاره ﺑﺮاﺑﺮ mm 2.278 می‌باشد. نحوه ترک‌خوردگی ﺟﺪاره ﻣﺨﺰن ﺑﻪ ازای ﺑﺎر ﺟـﺎﻧﺒﯽ kN 1060 در المان‌های ﭘﺎﯾﯿﻨﯽ و بالائی و ﻣﺤﻞ اﺗﺼﺎل دو دﯾﻮار ﺟﺎﻧﺒﯽ و به ﻋﺮض 1000 میلی‌متر در ﻣﯿﺎﻧﻪ ارﺗﻔﺎع دﯾﻮار ﮐﻪ در ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻧﺰدﯾﮏ ﺑﻪ ﻣﺤﻞ اﺗﺼﺎل دو دﯾﻮار ترک‌ها به‌طرف گوشه‌های ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﺋﯿﻦ منحرف‌شده‌اند. همان‌گونه ﮐﻪ ﻣﻼﺣﻈﻪ می‌شود ترک‌ها ﺑﻪ ﻧﺤـﻮ ﻣﻄﻠـﻮﺑﯽ توزیع‌شده‌اند.بنابراین اﻟﯿـﺎف ﭘﻠﯿﻤـﺮی FRP ﺗﻮاﻧﺴﺘﻪ اﺳﺖ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻣﻮرد اﻧﺘﻈﺎر را ﺑﺮآورده ﻧﻤﺎﯾﺪ. ﻻزم ﺑﻪ ﺗﻮﺿﯿﺢ اﺳﺖ ﻓﺮض ﺷﺪه ﮐﻪ هیچ‌گونه ﺣﺮﮐﺘﯽ ﺑﯿﻦ ﺑﺘﻦ و ﻻیه FRP وﺟﻮد ﻧﺪاﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ.

ﻣﺤﻞ ﻗﺮارﮔﯿﺮی کامپوزیت‌ها در ﻣﺪل ﻣﻘﯿﺎس ﺷﺪه و اﻟﺒﺘﻪ ﺑﺮای ﻧﯿﻤﯽ از ﻃﻮل دﯾﻮار در اﺷﮑﺎل6 و 7 ﻣﺸﺎﻫﺪه می‌شود (ﻗﺮِﯾﻨـﻪ اﯾـﻦ ﻣـﺪل در ﺳـﻤﺖ دﯾﮕﺮ دﯾﻮار ﻗﺎﺑﻞ ﮐﺎرﺑﺮد اﺳﺖ). در ﻣﺪل ﻣﻘﯿﺎس ﺷﺪه ﺳﻪ ﻻیه CFRP ﺑﺮ روی جداره ﺧﺎرﺟﯽ دﯾﻮار ﻗﺮار داده‌شده اﺳﺖ ، ﺑﻨـﺎﺑﺮاﯾﻦ در ﻣـﺪل اﺻـﻠﯽ ﺑﺎﯾﺴـﺘی ﺗﻌﺪاد ﭘﺎﻧﺰده ﻻﯾﻪ ﺑﺮ روی جداره ﺧﺎرﺟﯽ دﯾﻮار ﻗﺮار داده ﺷـﻮد. ﺟﻬـﺖ اﺻـﻠﯽ ﺗﺎرﻫـﺎی کامپوزیت‌های FRP ﺑﺎﯾﺴـﺘﯽ ﻋﻤـﻮد ﺑـﺮ راﺳـﺘﺎی ترک‌ها ﺑﺎﺷـﺪ. کامپوزیت‌های FRP واقع در گوشه‌ها با زاویه 45 درجه قرارگرفته‌اند.(راستا قرارگیری جهت اصلی FRPبا پیکان قرمز در اشکال نشان داده‌شده‌اند.)

(ﺷﮑﻞ 8) ﻣﻨﺤﻨﯽ ﺑﺎر -ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن ﺟﺎﻧﺒﯽ ﻣﺨﺰن ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر و تقویت‌شده ﺑﺎ FRP را ﻧﺸﺎن می‌دهد. در اﯾﻦ ﻧﻤﻮدار ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎر ﺟﺎﻧﺒﯽ ﺑﻪ ازای ﻧﻘﻄﮥ ﻣﺘﻨﺎﻇﺮ ﺑﺎ ﻣﺎﮐﺰﯾﻤﻢ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن ﺟﺎﻧﺒﯽ و نقطه‌ای واﻗﻊ ﺑﺮ ﻣﺮﮐﺰ ﻫﻨﺪﺳﯽ ﺳﻘﻒ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ بانامS1 و S2 ترسیم‌شده اﺳﺖ. ﻣﻘﺎﯾﺴﮥ اﯾﻦ ﻧﻤﻮدار ﺑﺎ ﻧﻤﻮدار (ﺷﮑﻞ 3 )تأثیر کامپوزیت‌های FRP را در رﻓﺘﺎر ﻣﺨﺰن ﻧﺸﺎن می‌دهد. همان‌گونه ﮐﻪ ﻣﻼﺣﻈﻪ می‌شود تغییر مکان ﺑﺰرﮔﯽ ﮐﻪ ﭘﺲ از ترک‌خوردگی در دیواره ﻣﺨـﺰن ﺑـه ﻋﻠﺖ ﻋﺪم وﺟﻮد آرﻣﺎﺗﻮر در اﯾﻦ ﻧﺎﺣﯿﻪ اﺗﻔﺎق اﻓﺘﺎده ﺑﻮد ( mm 4.844 )ﺑﻪ ﮐﻤﮏ کامپوزیت‌های FRP مهارشده اﺳﺖ(ﺑﻪmm 2.278 کاهش‌یافته اﺳﺖ).

(ﺷﮑﻞ 9) نحوه ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﻣﺨﺰن ﺗﺤﺖ اﺛﺮ ﺑﺎرﻫﺎی ﺛﻘﻠﯽ و ﺟﺎﻧﺒﯽ( ﺑﻪ ازای ﺑﺎر ﺟﺎﻧﺒﯽ kN 1060 )در آﺧﺮﯾﻦ زﯾﺮ ﮔﺎم راﻧﺸـﺎن می‌دهد. همان‌گونه ﮐـه ﻣﻼﺣﻈﻪ می‌شود ﺣﺪاﮐﺜﺮ تغییر مکان ﺟﺪاره در اﺛﺮ اﯾﻦ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﺑﺮاﺑﺮ mm 2.278 می‌باشد.

(ﺷﮑﻞ 10) نحوه ترک‌خوردگی ﺟﺪاره ﻣﺨﺰن را ﺑﻪ ازای ﺑﺎر ﺟﺎﻧﺒﯽ KN 1060 ﻧﺸﺎن می‌دهد.

ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ ﻣﺨﺰن موردمطالعه در حالت‌های مختلف:

همان‌گونه ﮐــﻪ قبلاً ذﮐــﺮ ﮔﺮدﯾــﺪ ﺑــﺮای اﺗﺨــﺎذ روﻧــﺪ ﻣﻨﻄﻘــﯽ در ﺗﺤﻠﯿــﻞ اﺑﺘــﺪا ﻣﺨــﺰن آب ﻓــﻮق ﺑــﺎ آرﻣــﺎﺗﻮر در اﺑﻌــﺎد ﻣﻘﯿــﺎس ﺷــﺪه مدل‌سازی و در ﺑﺮﻧﺎﻣــه ANSYS ﺗﺤﻠﯿــﻞ ﮔﺮدﯾــﺪه و ﺗﻐﯿﯿــﺮ مکان‌ها و ﻣﻘﺎوﻣــﺖ آن ﻣﺸــﺨﺺ ﮔﺮدﯾــﺪ. ﺳــﭙﺲ ﻣﺨــﺰن آب ﺑــﺎ اﺑﻌــﺎد فوق‌الذکر ﺑــﺪون آرﻣــﺎﺗﻮر در ﺑﺮﻧﺎﻣــه ANSYS موردبررسی قرارگرفته و ﻧﻘــﺎط ﺿــﻌﻒ و ﻣﺤــﻞ ترک‌ها شناسایی ﮔﺮدﯾﺪﻧــﺪ و نهایتاً ﺑــﺎ ﺗﻮﺟــﻪ ﺑــﻪ ﻣﻘــﺪار و ﻣﺤــﻞ و ﺟﻬــﺖ ترک‌های ایجادشده در ﺗﺤﻠﯿــﻞ ﻣﺨــﺰن ﺑــﺪون آرﻣــﺎﺗﻮر لایه‌های ﻣﻨﺎﺳــﺐ CFRP ﺑــﺮای قسمت‌های ترک‌خورده پیش‌بینی ﮔﺮدﯾــﺪه و مجدداً ﻣﺨﺰن ﻣﻮرد ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺑـﺎ ﺑﺮﻧﺎﻣـﻪ ANSYS. قرارگرفته و ﻧﺘـﺎﯾﺞ به‌دست‌آمده ﺑـﺎ ﻋﻨﺎﯾـﺖ ﺑـﻪ اﺛـﺮ ﻣﻘﯿـﺎس ﺑـﻪ ﻣﺨـ ﺰن آب اﺻـﻠﯽ ﺗﻌﻤـﯿﻢ داده ﺷـﺪ ﮐـﻪ ﻧﺘـﺎﯾﺞ به‌دست‌آمده در ﺟﺪول ( ﺷﻤﺎره 1 ) قابل‌مشاهده می‌باشد.

ردیف ﺷﺮاﯾﻂ ﻣﺨﺰن ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ در  ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻏﯿﺮ ﺧﻄﯽ ﺑﺎ ANSYS ﻣﯿﺰانﺑﺎرﺟﺎﻧﺒی وارده ﺑه KN ﺣﺪاﮐﺜﺮﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن ﻣﺨﺰن واﻗﻊ در ﻧﻘﻄﻪ ای از دﯾﻮاره به mm ﺗﻐﯿﯿﺮﻣﮑﺎن ﻧﻘﻄﻪ ای واﻗﻊ درﻣﺮﮐﺰ هندسی ﺳﻘﻒ به mm ﻧﺤﻮه ﺗﺮک ﺧﻮردﮔﯽ ﻣﺨﺰن
1  ﻣﺨﺰن ﺑﺘﻦ آرﻣﻪ 450 0.409 -0.15 ﺗﻨﻬﺎ دراﻟﻤﺎﻧﻬﺎی ﭘﺎﺋﯿﻨﯽ ﺟﺪاره ﻣﺨﺰن
1290 1.75 -0.3
2 ﻣﺨﺰن ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر 620 4.844 -0.2 ﺗﺮﮐﻬﺎ در اﻟﻤﺎن ﭘﺎﺋﯿﻨﯽ وﺑﺎﻻﺋﯽ و اﺗﺼﺎل د
دﯾﻮاره ﺟﺎﻧﺒﯽ وﺑﻌﺮض 500 ﻣﯿﻠﯿﻤﺘﺮ در ﻣﯿﺎﻧﻪ ارﺗﻔﺎع دﯾﻮار ﮐﻪ در ﻧﺰدﯾﮑﯽ اﺗﺼﺎل دو دﯾﻮار
ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﮔﻮﺷﻪ ﻫﺎ ﻣﻨﺤﺮف ﺷﺪه اﻧﺪ.
3 ﻣﺨﺰن ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺪونآرﻣﺎﺗﻮر

ﺗﻘﻮﯾﺖﺷﺪه ﺑﺎ CFRP

1060 2.278 -0.2 ﺗﺮﮐﻬﺎ در اﻟﻤﺎن ﭘﺎﺋﯿﻨﯽ وﺑﺎﻻﺋﯽ واﻟﻤﺎن ﻣﺤﻞ
اﺗﺼﺎل دو دﯾﻮاره ﺟﺎﻧﺒﯽ وﺑﻌﺮض 1000
ﻣﯿﻠﯿﻤﺘﺮ در ﻣﯿﺎﻧﻪ ارﺗﻔﺎع دﯾﻮار ﮐﻪ در ﻧﺰدﯾﮑﯽ اﺗﺼﺎل دو دﯾﻮار ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﮔﻮﺷﻪ ﻫﺎ ﻣﻨﺤﺮف
ﺷﺪه اﻧﺪ ودر واﻗﻊ ﺗﺮﮐﻬﺎ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﮔﺴﺘﺮده ﺷﺪه اﻧﺪ.

نتیجه‌گیری

 

  1. ﻧﮑﺘﻪ قابل‌توجه اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻏﺎﻟﺐ ﺑﻮدن ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﻫﯿﺪرو دﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ آب در ﻣﺨﺎزن آب ﺑﻪ ﻧﻈﺮ می‌رسد ﻧﻘﺎط ﺿـﻌﻒ آن‌ها در ﻫﻨﮕـﺎم وﻗـﻮع زﻟﺰﻟـﻪ صرفاً” دﯾﻮارﻫﺎی ﺟﺎﻧﺒﯽ ﺑﻮده و ﺳﺎﯾﺮ اﻋﻀﺎی ﻣﺨﺎزن آب ﮐﻪ عملاً ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ آب ﺑﻪ آن‌ها وارد نمی‌گردد دﭼـﺎر آﺳـﯿﺐ نمی‌شوند.ﻟﺬا ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد می‌گردد ﺑﺮای ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻣﺨﺎزن آب ﺑﺎ اﻟﯿﺎف ﭘﻠﯿﻤﺮی CFRP ﺑﻪ ﺟﻬﺖ ﮐﺎﻫﺶ هزینه‌ها صرفاً” دﯾﻮارﻫﺎی ﺟﺎﻧﺒﯽ ﻣﺪﻧﻈﺮ ﻗﺮار ﮔﯿﺮﻧﺪ.
  2. ﻧﺘﺎﯾﺞ به‌دست‌آمده از ﺗﺤﻠﯿﻞ غیرخطی ﻣﺨﺰن ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺪون آرﻣﺎﺗﻮر ﻣﻌﯿﺎر ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻨﻄﻘﯽ و ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ ﺑﺮای درک ﻧﺤﻮه ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻣﺨﺰن موردمطالعه ﺑﺎ اﻟﯿﺎف ﭘﻠﯿﻤﺮ CFRP می‌باشد.ﻟﺬا ﺑﺎ اﺗﺨﺎذ اﯾﻦ روش هزینه‌ها ﺑﻪ ﻣﯿﺰان قابل‌توجهی ﮐﺎﻫﺶ می‌یابد.
  3. نرم‌افزار ANSYS در اﻧﺠﺎم ﺗﺤﻠﯿﻞ غیرخطی ﻣﺨﺎزن ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺴﯿﺎر ﺗﻮاﻧﻤﻨﺪ اﺳﺖ و ﻧﺘﺎﯾﺞ به‌دست‌آمده از آزﻣﺎﯾﺸﺎت ﺗﺠﺮﺑﯽ و ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ آن ﺑﺎ خروجی‌های نرم‌افزار ﻓﻮق ﺑﯿﺎﻧﮕﺮ اﯾﻦ ﻣﺪﻋﺎ می‌باشد.
به اشتراک بگذارید:

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert