الفهرس 
Chapter 1 : IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 274 |  |  |
| | | from | 274 | | |
Abstract
تعتبر الخزانات الخرسانية المرتفعة عن سطح الأرض أحد العناصر الرئيسية في نظام نقل وتوزيع شبكات المياه ويتم تصميم هذه الخزانات لمقاومة الزلازل باتباع ذات الطرق المتبعة في باقي المنشآت والتي تعتمد على تخفيض القوى والاحمال التصميمية المرنة بالسماح بحدوث تشكلات لدنة تعتمد على قدرة المنشأ على امتصاص الطاقة الناشئة عن الزلازل وذلك باستخدام معامل تخفيض القوى الزلزالية. ومن المعروف ان قيمة معامل تخفيض القوى التصميمية الزلزالية المتبعة سواء في الكود المصري او الاكواد العالمية لا تأخذ بالاعتبار الكثير من العوامل المؤثرة على قدرة المبنى على مقاومة الزلازل مثل المنطقة الزلزالية والتخطيط الرأسي والأفقي للهيكل الخرساني الحامل للخزان وشكل دالة ‘طيف الاستجابة الزلزالية ومن هنا نشأت الضرورة الى تحسين الفهم الخاص بالعوامل المؤثرة على معامل تخفيض القوى الزلزالية.
وفى هذ البحث يتم تقديم دراسة شاملة للعوامل المؤثرة على تحديد قيمة معامل تخفيض القوى الزلزالية للخزانات الخرسانية السابق تصميمها طبقا للكود المصري الحالي للأحمال اصدار 2012. وقد تم في البداية التحقق من كفاءة تطبيق الأسلوب المتبع في برامج العناصر المحددة على أحد الأمثلة السابق نشرها. وتم بعد ذلك تنفيذ دراسة بارا ميتريه تعتمد على تغيير التخطيط الرأسي للهيكل الحامل للخزان وتغيير ارتفاع وكتلة المياه المستخدمة وتغيير المناطق الزلزالية وتغير شكل منحنى طيف التجاوب والتي شكلت 108 حالة تمت دراستها وتحديد قيمة معامل تخفيض القوى الزلزالية.
وقد خلصت الدراسة الحالية الى عدم ثبات قيمة معامل تخفيض القوى الزلزالية وان الاكواد المختلفة الحالية تعطى قيم متحفظة وثابتة لهذا المعامل.
الكلمات الدالة : معامل تخفيض القوى الزلزالية – التحليل اللاخطى اللدن - الخزانات الخرسانية العالية – المناطق الزلزالية – دالة طيف التجاوب.
الدوافع لدراسة هذا البحث
تلعب خزانات المياه المرتفعة دورًا مهمًا جدًا في أنظمة توزيع المياه للاستخدامات الطارئة مثل مكافحة الحرائق ، والاستخدامات العادية مثل موازنة الضغط لشبكات الإمداد بالمياه والمضخات.بسبب هذا الغرض الحاسم ، يجب أن تعمل هذه الخزانات بشكل كامل أثناء الكوارث الطبيعية مثل الزلازل. حدثت العديد من الحوادث التي تنطوي على انهيار خزانات المياه الخرسانية المسلحة خلال الزلازل السابقة بسبب التصميم الهيكلي غير المناسب ، وانخفاض الليونة ، والقوة.
تحدد قواعد الممارسة الفعلية معايير التصميم الزلزالي لخزانات المياه المرتفعة والتي تختلف عن المباني العادية في بعض العوامل. تتميز خزانات المياه المرتفعة ، نظرًا لطبيعتها وأنظمتها الهيكلية ، بقلة التكرار والليونة والقدرة على تبديد الطاقة الديناميكية الناتجة عن الزلازل مقارنة بالمباني العادية. أيضًا ، تولد السوائل داخل الخزانات قوى هيدروستاتيكية وزخمًا على الجدران والهيكل العظمي للهيكل الداعم. نظرًا لأن الأحمال الزلزالية للتصميم الجانبي لخزانات المياه المرتفعة تبدو دائمًا أعلى من الهياكل العادية التي لها نفس الخصائص الديناميكية نظرًا لمحدودية الليونة والتكرار.
عندما يتعرض الهيكل لإثارة زلزالية عالية ، يقال إنه يهتز. تعتمد تقنيات ومعايير التصميم الزلزالي الحالية على الأحمال الثابتة المرنة ونمذجة الأحمال الديناميكية ، ولكنها تأخذ أيضًا في الاعتبار السلوك غير المرن وتبديد الطاقة من خلال إنشاء مناطق بلاستيكية ومفصلات بلاستيكية. ما يسمى بعامل تقليل القوة ، والمعروف أيضًا باسم عامل تعديل الاستجابة ، هو الواجهة بين السلوك المرن وغير المرن (R). بعد تقسيم أحمال التصميم المرن على العامل R ، يتم فحص مجال التصميم الزلزالي غير المرن ، ثم يتم استخدام المجال المرن القياسي. نشأت الحاجة إلى فهم عميق لقيم (R) التي تختلف من رمز إلى آخر لنفس الشروط ويتم إجراء العديد من الأعمال لتحقيق هذه الاختلافات.
أهداف البحث
الهدف الاساسي لهذا البحث هو تحديد عامل تقليل الاستجابة لانظمة الخزانات المرتفعة من الخرسانة المسلحة بناء علي سلوكها غير الخطي .الاسلوب المتبع لتحديد عامل تقليل الاستجابة للهياكل الخرسانية المرتفعة هو تحليل الضغط. التحقيق في العوامل الرئيسية التي تؤثر على قيمة عامل تعديل الاستجابة (R) لخزانات السوائل المرتفعة. تشمل هذه العوامل الارتفاع (م) وسعة الخزان (الكتلة) وميل الأعمدة والمناطق الزلزالية ونوع طيف الاستجابة.
أجزاء البحث
تتكون هذه الرسالة من الفصول التالية:
الفصل الاول: مقدمة
يقدم هذا الفصل لمحة عامة عن البحث الذي يتضمن مقدمة وبيان المشكلة والدافع. يقدم هذا الفصل أيضًا وصفًا للأهداف الرئيسية والفرعية للبحث.
الفصل الثاني: ملخص الاعمال السابقة
سيستعرض هذا الفصل نتائج الدراسات السابقة حول تقييم عامل تعديل الاستجابة للأنظمة المختلفة ، بالإضافة إلى المعلمات التي تؤثر على عامل تقليل الاستجابة والطرق المستخدمة لتحليلها.
الفصل الثالث: مفهوم عامل خفض الاستجابة ومنهجيته وطرق التحليل
يناقش هذا الفصل مكونات عامل تقليل الاستجابة (R) ، والمنهجية وطرق التحليل لتقييم كل مكون ، والقيم المذكورة في الرموز المختلفة لخزانات المياه المرتفعة RC.
الفصل الرابع: أمثلة على نمذجة العناصر المحدودة والتحقق منها لتحليل التمرير للخزانات المرتفعة.
استهدف هذا الفصل توضيح النمذجة غير الخطية لخزانات RC المرتفعة ، من خلال الإجراء التفصيلي للخوارزمية. في البداية ، تم وصف طريقة التصميم المستند إلى الأداء ومستويات الأداء الإنشائي (ATC 40 ، 1996) ، ومستويات الضرر المختلفة للإطارات الخرسانية (ASCE ، 2017b). ثم يتم سرد معلمات النمذجة ومعايير القبول العددي للإجراءات غير الخطية للعوارض والأعمدة الخرسانية المسلحة (ASCE 41-13). شعاع ثلاثي الأبعاد ونمذجة الأعمدة المستخدمة من خلال تحليل التمرير الثابت غير الخطي وأمثلة مقارنة لخزانات RC المرتفعة مع محاذاة الأعمدة الرأسية والمائلة.
الفصل الخامس: دراسة بارامترية للمعامل (R) لخزانات المياه الخرسانية المرتفعة
في هذا الفصل ، تمت دراسة المتغيرات الرئيسية التي تؤثر على قيمة معامل تعديل الاستجابة (R) لخزانات السوائل المرتفعة. تشمل هذه العوامل الارتفاع (م) وسعة الخزان (الكتلة) وميل الأعمدة والمناطق الزلزالية ونوع طيف الاستجابة. تم دراسة 108 نموذج باستخدام برنامج العناصر المحدودة (SAP2000) مع الأخذ في الاعتبار هذه المعلمات لتعزيز فهم قيم العامل (R). تم شرح نتائج التحليل الكاملة وفحص تأثير كل عامل من العوامل الخمسة الرئيسية على قيمة عامل تعديل الاستجابة.
الفصل السادس: الخاتمة
ناقش نتائج التحليل. ، ويتضمن ملخصًا واستنتاجات وتوصيات لدراسات مستقبلية إضافية حول نفس الموضوع.
أهم النتائج
1. لكل خزان من الخزانات الـ 108 التي تمت دراستها ، وبعد إجراء دورة التصميم المثلى متبوعة بتحليل الضغط ، يمكن الحفاظ على العلاقة بين أقصى قص للقاعدة (طن) بواسطة الخزانات والحد الأقصى للإزاحة العلوية ويتم رسمها بشكل متأصل من خلال SAP2000.
2. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الهيكل قد مر عبر مستويات الأداء الثلاثة (IO-LS-CP) ، وفقًا لـ ATC-40 ، مكونات عامل تعديل الاستجابة (R) ، والتي تتكون من عامل القوة الزائدة (Ω ) وعامل تقليل الليونة (Rμ).
3. لغرض التقييم الكمي للنتائج التي تم الحصول عليها ، تم جمع قيم R للحالات المدروسة على المخططات الشريطية الموضحة في الشكل 5-240 إلى الشكل 5-245 لنوع طيف الاستجابة 1 ومن الشكل 5-246 إلى الشكل 5- 251 لطيف الاستجابة من النوع 2. تغطي كل مجموعة من هذه المنحنيات ارتفاع الخزانات (م) والسعة والمناطق الزلزالية والتكوين الرأسي. من هذه الرسوم البيانية ، فإن قيم عوامل R التي تم الحصول عليها لوظائف الطيف من النوع 1 أعلى من النوع 2 مع الأخذ في الاعتبار بقاء باقي المعلمات الأربعة دون تغيير.
4. أظهرت النتائج أنه بشكل عام لجميع المناطق الزلزالية ، فإن زيادة ارتفاع الخزانات (م) تقلل من قيمة عامل R. أيضًا ، ينتج عن تأثير سعة الخزانات زيادة في عامل R ، حيث تتطلب زيادة الكتلة والوزن مقطعًا عرضيًا أكبر للأعمدة للحفاظ على مستويات الأمان لغرض التصميم.
5. يؤدي ميل أعمدة الخزان إلى انخفاض طفيف في قيمة R وهو أمر مفهوم بسبب تأثير القوى العادية التي تقلل من ليونة الهيكل. أيضًا ، كتحليل كمي للنتائج ، مع زيادة تسارع الأرض الزلزالي ، يزداد عامل R والذي يرجع إلى حقيقة أن المقاطع العرضية لها سعة أعلى.
6. أخيرًا ، من المهم إبراز أن قيم عوامل R أعلى من القيم الموصى بها في الأكواد المختلفة وتتراوح من 4-5 ، للخزانات منخفضة الارتفاع المدروسة (H = 10 م) بينما بالنسبة للخزانات متوسطة الارتفاع (م) المدروسة ( H = 15) ، وتتراوح هذه القيم من 3-4 ، وبالنسبة لخزانات الارتفاع (م) (H = 30) ، تكون قيم R في نفس نطاق الرموز (تتراوح من 2-4) ، مما يفسر التحفظ قيم عوامل R موصى بها من قبل معظم الكود الوطني والدولي