Geri Dön

Atmosferik tankların yapısal risk değerlendirmesi

Structural risk assessment of atmospheric tanks

  1. Tez No: 706983
  2. Yazar: KAYAHAN AKGÜL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CENK ALHAN, PROF. DR. YASİN FAHJAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Deprem Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Engineering Sciences, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 230

Özet

Endüstriyel tesis içerinde yer alan atmosferik tankların deprem, patlama ve yangın riski yapısal olarak incelenmiştir. Tank-sıvı etkileşiminin doğrusal olmayan (nonlineer) davranış kaynaklarını göz önüne alabilen sonlu elemanlar yöntemini (FEM) LS-Dyna (2017) ve Abaqus (2014) yazılımları ile sıvı ihtiva eden üç boyutlu atmosferik tankların sismik, patlama ve yangın yükleri altında davranışları incelenmiştir. Sismik analizlerde yapı-sıvı etkileşimi SPH (Smooth Particle Hydrodynamic) yaklaşımı ile modellenip yapısal sistem performansı değerlendirilmiştir. Analiz modelleri geçmişteki büyük depremlerin etkisi altında hasar mekanizmaları gözlemlenen tank tipleri (tank yüksekliği, çapı ve çatı tipi) incelenerek belirlenmiştir. Yangın ve patlama riskinin yüksek olduğu yanıcı sıvıların depolandığı tank tipleri seçilmiştir. Deprem yer hareketleri fay mesafelerinin yakınlığı, büyüklüğü ve frekans muhtevasına göre tarihsel kayıtlardan seçilmiştir. Kuvvetli yer hareketleri için herhangi bir ölçeklendirme prosedürü uygulanmamıştır. Atmosferik tankların patlama yüklemesi altında dinamik tepkisini tahmin etmek için doğrusal olmayan sonlu eleman analizleri (FEA) LS-Dyna (2017) yazılımı aracılığıyla yapılmıştır. Analizlerde, farklı tank tipleri (yükseklik, çap, sıvı doluluk seviyesi) için farklı patlama yükü senaryoları hazırlanmıştır. Sıvı ortamı Lagrange yaklaşımı ile modellenerek yapı-sıvı etkileşimi dikkate alınmıştır. Patlama yükleri altında oluşabilecek hasar modları incelenerek atmosferik tankların patlama yük kapasiteleri belirlenmiştir. Atmosferik depolama tanklarında yangın riski iki aşamalı metodoloji kullanılarak incelenmiştir. Yapısal yangın yükleri tahmini için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) kullanılarak Abaqus (2014) belirlenmiştir. CFD çözüm algoritmaları elde edilen yükler ile sonlu elemanlar yöntemi entegre (couple analysis) edilerek yapısal yangın riski değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Earthquake, blast and fire risk of the atmospheric tanks in the industrial facility have been structurally investigated. Fluid-structure interaction (FSI) algorithms of the finite element method (FEM) was employed to evaluate the structural response of three-dimensional (3D) atmospheric tanks under seismic, blast and fire loading by taking into account sources of nonlinearity of tanks. The dynamic time-history analyses of the atmospheric tanks was performed using finite element software LS-Dyna (2017) and Abaqus (2014). Fluid-structure interaction (FSI) algorithms incorporated in the finite element method (FEM) were used to evaluate the seismic response of the tank. The analysis models were determined by examining the tank types (tank height, diameter and roof type) whose failure mechanisms were observed under the influence of the past historical major earthquakes. Also, tank types where flammable liquids with a high risk of fire and explosion are stored were selected. Strong ground motions with the time history components (two horizontal components for each ground motion record orthogonal to each other and vertical ground motion) was selected complying with near fault distance, magnitude and frequency content of motion. No scaling procedure was applied for these earthquake ground motions. Nonlinear finite element method (FEM) was employed to estimate the structural response of three-dimensional (3D) atmospheric under tanks blast and fire loading by using LS-Dyna (2017) software. In the analyses, different explosion blast scenarios were performed for different tank types (height, diameter, liquid level). Fluid-structure interaction was modelled with Lagrangian approach. Blast performance of the atmospheric tanks was evaluated in terms of blast failure modes. A two-stage methodology was performed to evaluate the structural fire risk in atmospheric storage tanks. First, the structural fire loads were estimated using computational fluid dynamics (CFD) using Abaqus (2014) software. In order to assess structural fire risk, these computed fire loads were employed and coupled with dynamic time-history analysis.

Benzer Tezler

  1. Atmosferik depolama tanklarında güncel hasarlarla ampirik ve analitik kırılganlık analizi

    Empirical and analytical fragility analysis with current damages in atmospheric storage tanks

    FIRAT BEZİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ SARI

  2. Hasarlı bir betonarme acil durum su kulesinin hasar sebeplerinin incelenmesi, onarımı ve saha deneyleri ile kontrolü

    Assessment, repair and in-situ experimental investigation of a damaged reinforced concrete emergency water tower

    ALİ NAKİ ŞANVER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER İLKİ

  3. Su altı kaynak yöntemi ile birleştirilen düşük karbonlu çelik malzemelerin tahribatlı ve tahribatsız muayenesi

    Destructive and non-destructive testing of the low carbon steels joined by underwater welding

    ZAHİT ÇOLAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİZAMETTİN KAHRAMAN

  4. Analysis of the availability and applicability of fuel cell as a main power unit for a commercial ship

    Bir ticari gemi için yakıt pilinin ana güç üreticisi olarak kullanılabilirliği ve uygulanabilirliğinin analizi

    ÖMER BERKEHAN İNAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENGİZ DENİZ

  5. Effect of rare earth elements addition on magnetic properties of nickel-zinc ferrites

    Nadir toprak elementleri ilavesinin nikel-çinko ferritlerin manyetik özelliklerine etkisi

    KADİR BORA DEMİREL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK