طراحی بهینه شکل سد بتنی قوسی تحت شرایط لرزه ای بر اساس اصول مکانیک شکست

هر یکی از پارامترهای مهم در طراحی سدهای بتنی، مقاومت کششی بتن حجیم غیر مسلح است. علاوه بر خواص مصالحو ترکیب بتن، مقاومت بتن متاثر از عوامل مختلفی از جمله اندازه مقطع، نوع بارگذاری و سرعت بارگذاری است. معمولا باافزایش اندازه نمونه، مقاومت آن کاهش مییابد و این موضوع در مقاطع بسیار بزرگ سدهای بتنی نسبت به مقادیرآزمایشگاهی، نمود بیشتری پیدا میکند. در این پژوهش با درنظر گرفتن اثر این عوامل در مقاومت بتن بویژه اثر اندازهمقطع در طراحی سدهای بتنی، تغییرات عمده ای که در هندسه و شکل و حجم سدهای قوسی بهینه طراحی شدهصورت می گیرد، بررسی شده است. بدین منظور از فرمول مقاومتی پیشنهادی دانگار (بر اساس رابطه اثر اندازه بازانت)استفاده شد. نتایج حاصل باطراحی های مبتنی بر مقاومت کلاسیک و نیز رابطه مقاومت رافایل مقایسه گردید. جهتطراحی سدها، از برنامه بهینه سازی شکل سدهای قوسی CADSO بهمراه ارتقای الگوریتم طراحی آن بمنظور اعمال رابطهمقاومتی مذکور استفاده شد. برنامه جدید قادر است شکل بهینه سد را با ارضای قیود مختلف از جمله قیود تنشی ناشیاز شرایط ترکیبی هر سه نوع بارگذاری وزن بدنه و فشار آب و لرزهای ضمن درنظر گرفتن اندازه مقطع و نوع و سرعتبارگذاری، معین نماید. نتایج مطالعات بر روی سدهای بزرگ از جمله سد شهید رجایی نشان می دهد طراحی بهینه براساس اصول مکانیک شکست، موجب افزایش ضخامت مقاطع به ویژه در نواحی تمرکز تنش کششی در نزدیکی پی (تاحدود 36 درصد) و نیز تغییر الگوی شکل بهینه رویه سد میگردد. در نتیجه حجم بدنه در مورد مطالعاتی مذکور درحدود 10 درصد افزایش می یابد. بدین ترتیب نیاز به تغییر بینش در طراحی ایمن شکل بدنه سدهای بتنی نسبت بهالگوهای رایج احساس می شود.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی شکل سد بتنی ، اثر اندازه مقطع ، مقاومت کششی بتن ، مکانیک شکست