Reliability based seismic assessment of unanchored circular steel storage tanks

Abstract

Since liquid storage tanks are important systems for the safety of industrial facilities, the tightness of these structures and their serviceability are key issues. Therefore, the ability of large liquid storage tanks to withstand damage during earthquakes is of great relevance not only to the engineering profession but also to the safety of society in general. This is because these structures often form an important part of a community's lifeline and therefore should remain in use in emergency situations. In addition, since the content stored in some facilities could be hazardous, in this case, necessary measures must be taken against accidental infiltration. Due to the importance of storage tanks for society, there are many studies and standards in the literature on the behavior of liquid storage tanks. The most detailed method is the incremental dynamic analysis, which considers the time history analysis within a finite element model for the seismic analysis of unanchored circular steel liquid storage tanks to assess performance. In this study, a performance-based study was conducted on the dynamic behavior of an unanchored circular steel liquid storage tank in order to consider possible improvements in the design phase of the model to withstand earthquakes. It is assumed that the tanks stand on a rigid foundation and are exposed to one-way horizontal ground motion. The main purpose of the study is to determine the performance of the structure for certain failure criteria by using the engineering program ABAQUS to perform reliability-based analyzes of the model.

Sıvı depolama tankları, endüstriyel tesislerin güvenliği için önemli sistemler olduğundan, bu yapıların sağlamlığı ve hizmet verebilirliği kilit konulardır. Bu nedenle, büyük sıvı depolama tanklarının depremler sırasında hasara dayanma kabiliyeti sadece mühendislik mesleği için değil, aynı zamanda genel olarak toplumun güvenliği için de büyük önem taşımaktadır. Bunun nedeni, bu yapıların genellikle bir toplumun yaşam çizgisinin önemli bir parçasını oluşturması ve bu nedenle acil durumlarda kullanımda kalmalarıdır. Ayrıca, bazı tesislerde depolanan içerik tehlikeli olabileceğinden, bu durumda, kazara sızmaya karşı gerekli önlemler alınmalıdır. Depolama tanklarının toplum için önemi nedeniyle, literatürde sıvı depolama tanklarının davranışı hakkında birçok çalışma ve standart bulunmaktadır. Ankrajsız dairesel çelik sıvı depolama tanklarının performansını değerlendirmek için en ayrıntılı yöntem olan artımlı dinamik analiz methodu zaman geçmişi analizlerinin sonlu elemanlar modeline uygulanmasıyla elde edilir. Bu çalışmada, depremlere dayanacak modelin tasarım aşamasında olası gelişmeleri dikkate almak için, sabit olmayan bir dairesel çelik sıvı depolama tankının dinamik davranışı üzerinde performansa dayalı bir çalışma yapılmıştır. Tankların rijid bir temel üzerinde durduğu ve tek yönlü yatay yer hareketine maruz kaldığı varsayılmaktadır. Çalışmanın temel amacı, modelin güvenilirlik tabanlı analizlerini yapmak için ABAQUS mühendislik programını kullanarak belirli başarısızlık kriterleri için yapının performansını belirlemektir.