Doğrusal olmayan analiz ile deprem yükleri altında taban izolatörlü LNG tanklarının davranışlarının karşılaştırılması

Geçmiş depremlerde sıvı depolama tanklarında meydana gelen hasarlar; tankların sismik davranışının deneysel ve analitik olarak incelenmesini zorunlu kılmıştır. Bu çalışma, farklı tipteki taban izolatör sistemlerinin Sıvılaştırılmış Doğal Gaz depolama tanklarının sismik performansı üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Sabit mesnetli ve üç farklı sismik yalıtımlı tankların zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizleri, Deprem Yer Hareketi-1'e (DD-1) göre ölçeklenen 7 farklı yer hareketinin ortalama ivmesi için gerçekleştirilmiştir. İzolatör tipi olarak yüksek sönümlemeli kauçuk, kurşun çekirdekli kauçuk ve sürtünmeli sarkaç sistemleri gözönüne alınmıştır. Bu izolatörler, deneysel verilere dayalı kuvvet-yer değiştirme ilişkilerine sahip doğrusal olmayan yaylar olarak modellenmiştir. LNG sıvısı, çelik tank, dış kabuk, betonarme çevre kirişi, çatı, temel betonu, alt ve yan duvar izolasyonlarının modelleme çalışmalarında ANSYS Workbench programı; LNG sıvısı, çelik tank ve temel betonunun lineer olmayan analizi için LS-DYNA programı kullanılmıştır. Sabit mesnetli ve üç farklı sismik yalıtımlı tankların toplam taban kesme kuvveti, çalkalanma yüksekliği, çelik tank gerilmeleri, çelik tank kabuk levhası yanal deformasyonu, çelik tank taban ve duvarın en üst noktasındaki deplasmanları, izolatör yatay kuvvet-yer değiştirmeleri ve izolatöre gelen düşey kuvvetler karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, sabit ve izolatörlü sistemlerde modlar arasında fark olmadığını göstermektedir. Sıvının dalga hareketinin yapının salınımından farklı hareket ettiği ve izolatörlerin çalkalanma hareketini etkilemediği sonucuna varılmıştır. Sismik yalıtımlı tankların taban kesme kuvvetleri ve çelik tank gerilmelerinin sabit mesnetlilere göre sırasıyla %50-70 ve %85-95 arasında azaldığı görülmüştür. Fakat çalkalanma yüksekliklerinde bir değişiklik söz konusu değildir. İzolatörlü sistemlerin 400mm'ye varan yatay deplasman hareketi ise tanka bağlanan mekanik techizat ve borular açısından tehlike arz etmektedir.