Determinarea presiunilor hidrodinamice (seism) pentru rezervoare circulare
Presiunile hidrodinamice la nivelul peretelui circular și al radierului se determină în funcție de forțele hidrodinamice, în acest caz am ales modelul lui G. Housner. Acest procedeu presupune un model de calcul simplificat în care fluidul accelerat este împărțit în două mase, M0 și M1. Centrele de greutate ale acestora se află la înălțimile h0, respectiv h1, la nivelul peretlui circular. Se consideră că masa M0 este solidară cu rezervorul, iar M1 se deplasează în funcție de spectrul de răspuns elastic. Etapele de calcul sunt:
Determinarea maselor - masa toptală, M0, M1;
Calculul perioadei T pentru masa M1;
Calculul deplasării masei M1 din spectrul de răspuns elastic (cf. P100 - 2013);
Calculul presiunilor hidrodinamice și a variației suprafeței apei în rezervor;
Modelul de calcul se prezintă mai jos.
Schema de calcul simplificată de răspuns elastic - G. Housner
Determinarea maselor:
Perioada T ce corespunde masei M1:
Calculul deplasării Masei M1 din spectrul de răspuns elastic:
Perioade de control (colt) ale spectrului de raspuns elastic pentru componente orizontale cf. P100-2013
Se determină rigiditatea resortului aferent M1 (k1), înălțimile la care acționează rezultantele presiunilor hidrodinamice (h0 și h1), presiunile hidrodinamice p1 și p2, precum și deplasarea suprafeței libere a apei din rezervor (𝜟H):
Notații și simboluri:
𝛼 = 0 (0 pentru pereți, 1.33 pentru radier)
𝛽 = 1 (1 pentru pereți, 2 pentru radier)
R - Raza rezervorului (interior)
H - înălțimea coloanei de apă în rezervor
M0 - Masa apei solidară cu rezervorul
M1 - Masa de apă ce se deplasează funcție de spectrul de răspuns elastic
M - Masa totală de apă
T - perioada fundamentală a masei M1
ag - accelerația de vârf a terenului conform P100 - 2013
𝛿 - Deplasarea masei M1 (spectrul de răspuns elastic)
k1 - Rigiditatea totală a resorturilor ce fac legătura între masa M1 și rezervor
𝜟H - Deplasarea suprafeței libere a apei din rezervor
p1, p2 - Rezultantele presiunilor hidrodinamice date de M1, respectiv M0
Sd(T) - Spectrul de proiectare conform P100 - 2013
q = 1.5 - Factorul de comportare al structurii (de modificare a răspunsului elastic în raspuns inelastic)
𝛽0 = 2.5 - Factorul de amplificare dinamică maximă a accelerației orizontale a terenului de către un sistem cu un grad de libertate dinamică
Simiplificat, rezultantele p1 și p2 se pot distribui uniform pe înălțimile h1 - 2h0, respectiv 2h0.