دانش رسان |
مرکز علم و دانش کشور مقاله مقاوم سازی سدهای بتنی وزنی
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
مقاله مقاوم سازی سدهای بتنی وزنی دارای ۹ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله مقاوم سازی سدهای بتنی وزنی کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مقاوم سازی سدهای بتنی وزنی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله مقاوم سازی سدهای بتنی وزنی :
مراجع :
[۱] Legar . p . and Mahyari . A . T . , “Finite element analysis of
post-tensioned Gravity dams for floods and earthquakes, “Dam
Eng..503 , 5-27 . (1994)
[۲] Hall.j.f..Dowling.M.J..and El. “Defensive earthquake design
of concrete Gravity Dam, ” Dam Eng..3141, 249-263(1992)
[۳] Westergaard H.M ,”Water pressure on Dams during
Earthquakes”, ASCE , 1933
[۴] Chopra A.K , “Hydrodynamic Pressure on dams during
earthquakes ,”Proc . ASCE , EM6 , 1967
[۵] احمدی .م .ت ، قره باقی “تحلیل اندرکنش دینامیکی سد و مخزن به روش اویلر- لاگرانژ ” مؤسسه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ، ۱۳۷۲
مقدمه
آب یکی از مهمترین مواد حیاتی است که بشر از ابتدای خلقت با روشهای گوناگون سعی در حفظ آن داشته است . سد یکی از ابزارهایی است که انسان برای حفظ این مایع حیاتی ابداع کرد و از آن استفاده های جانبی دیگری نیز از جمله تولید انرژی به عمل آورد .
در ابتدای صنعت سدسازی، سدها کوچک بوده اند، اما با پیشرفت علم و تکنولوژی سدها بزرک و حجم پشت مخزن افزایش یافته است . که تخریب سدهای بزرگ در هنگام زلزله می توانست موجب خسارات عظیمی به مناطق پایین دست سد شود، لذا با پیشرفت علوم مهندسی در تحلیل سازه سد، سعی در ساختن سدهایی با ابعاد بهینه ، اقتصادی و ایمن شده است .
سدهای بتنی وزنی (شکل ۱) به دلیل ساختمان ساده ، سهولت در ایمنی، در هر ارتفاع دلخواه و در شرایط مختلف طبیعی از جمله در شرایط سخت آب و هوائی، به طور وسیعی در دنیا مورد توجه قرار گرفته اند. نام سدهای وزنی از کلمه Gravity به معنی “ثقل و سنگینی” گرفته شده است که دلیل آن نیز مقاومت و پایداری این نوع سدها در برابر نیروهای اصلی موثر یعنی فشار افقی آب ناشی از اثر وزن میباشد.
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و ایجاد روشهای نوین در طراحی سازه سد و به دلیل نیاز به افزایش ارتفاع در برخی سدها و یا عدم مقاومت و پایداری کافی برخی سدهای بتنی وزنی موجود در برابر نیروهای مختلف از جمله زلزله و نیروی زیرفشار، لزوم مقاوم سازی این نوع سازه ها اجتناب ناپذیر است که تکنیک پس تنیدگی یکی از راهکارهای مقاوم سازی جهت کاهش زیرفشار و حذف تنش های کششی در سدها میباشد.
بتن دارای مقاومت کششی کمی است ولی در برابر فشار نسبتا مقاوم است که با پیش فشرده کردن یک عضو بتنی، پس از خمش در اثر اعمال بار نیز کاملا تحت فشار باقی میماند و بدین دلیل طراحی کارآمدتری را فراهم میآورد.
کاربرد پس تنیدگی به ۴۴۰ سال قبل از میلاد برمیگردد ؛ زمانی که یونانیها کشش و تنش های خمشی در بدنه کشتیهای خود را با پیش تنیدگی ساختار بدنه ، بوسیله طناب های کشیده شده کاهش می دادند.
پس تنیدگی در سدها اولین بار در سال ۱۹۳۴ میلادی در سد با مصالح بنایی Cheurfas در الجزایر برای افزایش مقاومت و پایداری سد به ازای اضافه کردن ۳متر به ارتفاع سد مطرح گردید.
مهیاری و لگر در سال ۱۹۹۴میلادی [۱] پس از آنالیز سدهای وزنی پس تنیده با ارتفاع ۳۵ تا ۹۰ متر نشان دادند اگر شروع ترکها در وجه پایین دست مینیمم باشد، پس تنیده کردن ناحیه پایین دست ضروری است .
هال و همکارانش در سال ۲ ۱ میلادی [۲] با مدل نمودن سد Pine Flat تحت زلزله Elcentro و در نظر گرفتن کابل های پس تنیدگی نشان دادن که پس تنیدگی لغزش و تغییر مکان را کاهش میدهد و تغییر مکان های لغزشی روی اتصالات افقی نسبتا کوچک بوده اند.
شکل ۱: شکل سد بتنی وزنی
۲- تئوری :
روش های گوناگونی جهت تحلیل دینامیکی سد ارائه شده است که بطور عمده میتوان این روش ها را به دو دسته تحلیلی و عددی تقسیم کرد. روش های تحلیلی مبتنی بر حل براساس معادلات حاکم بر محیط مورد بررسی میباشد ؛ بطوریکه با حل معادله حاکم بر رفتار سیستم سد-پی-مخزن ، میتوان با روابط ریاضی و البته فرضیات ساده شونده بطور مستقیم حل نمود.
اولین روش تحلیل برای تعیین فشار هیدرودینامیکی در سدها تحت اثر زلزله توسط وسترگارد در سال ۱۹۳۰ میلادی [۳] ارائه گردید ( شکل ۲). ایشان شتاب زمین را افقی و هارمونیک به شکل در نظر گرفت که در آن ضریب زلزله ، g شتاب ثقل زمین و T پریود تحریک میباشند .
شکل ۲: مدل سد و مخزن بکار رفته توسط وسترگارد معادله حاکم بر محیط مخزن از نوع هلمهولتز و به شکل
مقابل می باشد
در رابطه فوق p فشار هیدرودینامیک و CW سرعت موج آکوستیک در آب می باشند.
وسترگارد با حل مستقیم معادله دیفرانسیل حاکم و با در نظر گرفتن شرایط مرزی، پاسخ زیر را برای فشار هیدرودینامیک مخزن تحت اثر ارتعاشات هارمونیک زمین بدست آورد.
P فشار در مختصات x و y در لحظه t،g شتاب ثقل و Ts پریود تحریک می باشند. پارامترهای qn و cn از روابط زیر به دست می آیند:
در روابط فوق از رابطه قابل محاسبه است و k نیز مدول بالک می باشد.
همچنین وی با ارائه روش جرم افزوده نگاه جدیدی از درک فشار هیدرودینامیکی وارد بر سد ارائه نمود.
پس از وستر گارد چوپرا [۴] و محققین دیگر، روش های مختلفی جهت حل تحلیلی معادلات حاکم بر سد و مخزن
ارائه نمودند. حل دقیق وسترگارد و حتی محققین بعد از آن همراه با فرضیات ساده شونده ای بود که در صورت عدم در نظر گرفتن آنها و اعمال شرایط حقیقی و بویژه در هنگام اعمال نیروی زلزله ، مسئله را بسیار پیچیده و غیر قابل حل مینماید ؛ به همین دلیل ، با توجه به پیچیدگیهای روش تحلیلی تحت شرایط حقیقی و با پیشرفت تکنولوژی، محققین روش های عددی را جهت حل این مسئله مورد مطالعه قرار دادند. این روش ها با حجم محاسباتی بالا متکی بر سرعت کامپیوترها در انجام حل تکراری یک الگوریتم مشخص میباشند.
تحلیل سیال به روش عددی با توجه به وجود سیال به عنوان محیط مخزن ، بر خلاف سازه های معمول دارای پیچیدگیهای خاصی است . روشهای مختلفی جهت مدل سازی مخزن ارائه شده است که می توان این روش ها را به سه گروه عمده تقسیم نمود[۵]: روش اول روش جرم افزوده است که در این روش سیال بصورت یک جرم اضافی به بدنه سد اضافه شده و همراه با سد ارتعاش میکند. روش دوم روش اویلری است که در این روش به بررسی تاریخچه زمانی یک متغیر دلخواه پرداخته میشود.
روش سوم ، روش لاگرانژی است که به بررسی متغییر مشخص در نقاط دلخواه می پردازد.
در این تحقیق از نرم افزار Ansys جهت تحلیل دینامیکی خطی سیستم سد-پی-مخزن -کابل در دو حالت پس تنیده و بدون پس تنیدگی که دارای قابلیت مدل سازی و گرافیکی میباشد، استفاده شده و فرضیات مورد استفاده در این تحقیق به شرح زیر میباشد.
-مصالح سد-پی-مخزن اعم از بتن ، آب و کابل ایزوتروپ ، همگن و خطی میباشد.
-اثر زلزله بر کل سیستم سد-پی-مخزن بصورت یکنواخت میباشد.
-سیستم سد-پس مخزن دو بعدی میباشد.
در این تحقیق جهت مدل سازی سیال مخزن در نرم افزار Ansys از المان هشت گرهی Fluid80 و نیز جهت مدلسازی بدنه سد بتنی و پی سد از المان هشت گرهی Solid65 و مدلسازی کابل های پس تنیدگی از المان Link10 استفاده میشود. از روش لاگرانژی جهت مدلسازی مخزن استفاده شده است .
اشتراک‌گذاری:
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
