نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 -...

10
ﺷﻬﺮ ﺧﻤﻴﻨﻲاﺣﺪ و ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻫﻤﺎﻳﺶ اوﻟﻴﻦ ﻋﻤـﺮان ﻣﻬﻨـﺪﺳﻲ اي اﻓﺰار ﻧﺮم ﻣﻌﺮﻓﻲCADAM وزﻧﻲ ﺳﺪ ﺳﻴﺴﺘﻢ اﻧﻮاع ﻣﺪﻟﺴﺎزي و- ﻣﺨﺰن- ﭘﻲ ﺣﻴﺪري ﻣﻬﺪي ﻣﺤﻤﺪ1 1 - ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت و ﻋﻠﻮم واﺣﺪ اﺳﻼﻣﻲ آزاد داﻧﺸﮕﺎه آﺑﻲ ﻫﺎي ﺳﺎزه دﻛﺘﺮاي داﻧﺸﺠﻮي ﺧﻮزﺳﺘﺎن[email protected] ﭼﻜﻴﺪهCADAM ﺑﺮﻧﺎ ﻳﻚ ﺑﺘﻨﻲ وزﻧﻲ ﺳﺪﻫﺎي اي ﺳﺎزه ﭘﺎﻳﺪاري ارزﻳﺎﺑﻲ ﺑﺮاي ﻛﻪ اﺳﺖ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮي ﻣﻪ ﮔﻴﺮد ﻗﺮارﻣﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻮرد ﺑﺘﻨﻲ وزﻧﻲ ﺳﺪﻫﺎي اﻳﻤﻨﻲ و اي ﺳﺎزه رﻓﺘﺎر ﻣﻨﻈﻮر ﺑﻪ و ﮔﺮدﻳﺪه ﻃﺮاﺣﻲ. ﻧﺮم ﺛﻘﻠﻲ روش اﺳﺎس ﺑﺮ اﻓﺰار) وزﻧﻲ( ﻫﻴﺪرواﺳﺘﺎﺗﻴﻚ ﺑﺎرﻫﺎي ﺑﺮاي ﭘﺎﻳﺪاري آﻧﺎﻟﻴﺰ و اﺳﺖ ﮔﺮدﻳﺪه ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺎرﻫ ﻧﻴﺰ و ﻓﺸﺎرﻫﺎي، زﻟﺰﻟﻪ ﺎيuplift ﺑﺮﺷﻲ ﻣﻘﺎوﻣﺖ و ﺗﺮك ﮔﺴﺘﺮش، ) ﺣﺪاﻗﻞ و ﺣﺪاﻛﺜﺮ( ﭘﻴﺶ، دﻫﺪ ﻣﻲ اﻧﺠﺎم را ﺑﻨﺪ ﭘﺸﺖ ﺷﻤﻊ، ﺑﺴﺘﺮ ﺣﻔﺎﻇﺖ، آرﻣﺎﺗﻮرﻫﺎ ﺗﻨﻴﺪﮔﻲ. ﺑﺮاي ﻣﺘﻌﺪدي ﻫﺎي اﻧﺘﺨﺎب دارد وﺟﻮد ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ در ﻣﺪﻟﺴﺎزي) ﻓﺸﺎرﻫﺎي، ﻫﻨﺪﺳﻲ ﻣﻘﻄﻊ ﻣﺸﺨﺼﺎتuplift ﻣﺸﺨﺼﺎت، زﻫﻜﺶ و ﻣﻌﻴﺎرﻫﺎي و ﺗﺮك آن ﮔﺴﺘﺮش. ( ﻧﺮم اﻳﻦ آﻧﺎﻟﻴﺰﻫﺎي اﻧﻮاع ﺑﺮرﺳﻲ و ﻫﺎ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﻣﻌﺮﻓﻲ ﺿﻤﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ اﻳﻦ در ﺳﺪ ﻣﺪل، اﻓﺰارPine Flat اﻧﻮاع ﺑﺎ اﻓﺰار ﻧﺮم ﺗﻮﺳﻂ ﺳﺪ اﻳﻦ روي دﻳﻨﺎﻣﻴﻜﻲ آﻧﺎﻟﻴﺰ و ﺷﺪه ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻧﻈﺮ در ﺳﺪ ﻫﺎي ﺳﻴﺴﺘﻢ- ﻣﺨﺰن- ﻃﻴﻔﻲ روش ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺎ آﻣﺪه ﺑﺪﺳﺖ ﻧﺘﺎﻳﺞ و ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺻﻮرت ﭘﻲChopra (1988) اﺳﺖ ﺷﺪه ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ. دارد وﺟﻮد ﭼﻮﭘﺮا و اﻓﺰار ﻧﺮم از آﻣﺪه ﺑﺪﺳﺖ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻴﻦ ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ ﺗﻄﺎﺑﻖ. ﻛﻠﻴﺪي ﻛﻠﻤﺎت: اﻓﺰار ﻧﺮمCADAM ﺳﺪ اﺻﻠﻲ، ﻫﺎي ﺗﻨﺶ دﻳﻨﺎﻣﻴﻜﻲ، ﺷﺒﻪ آﻧﺎﻟﻴﺰ، - ﻣﺨﺰن- ﭘﻲ. 1 - ﻣﻘﺪﻣﻪ ﻣـﻴﻼدي ﻫﻔﺘﺎد دﻫﻪ آﻏﺎزﻳﻦ ﺳﺎﻟﻬﺎي در زﻟﺰﻟﻪ اﺛﺮ ﺑﺮ ﺑﺰرگ ﺳﺪ ﭼﻨﺪ دﻳﺪﮔﻲ آﺳﻴﺐ از ﭘﺲ از ﺑـﺴﻴﺎري ﺗﻮﺟـﻪ، ﭘـﻲ ﺳـﻨﮓ و ﻣﺨـﺰن ﺳـﺪ، اﻧـﺪرﻛﻨﺶ اﺛـﺮات ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻧﻈﺮ در ﺑﺎ ﺑﺘﻨﻲ ﺳﺪﻫﺎي اي ﻟﺮزه ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻣﺴﺎﻟﻪ ﺑﻪ ﭘﮋوﻫﺸﮕﺮان در ﻓﺮاواﻧـﻲ، راﻫﻜﺎرﻫـﺎي اراﺋﻪ و ﺑﺤﺚ ﻣﻮرد زﻣﻴﻨﻪ در ﺷﮕﺮﻓﻲ ﭘﻴﺸﺮﻓﺘﻬﺎي ﺳﺒﺐ، ﺗﺎﻛﻨﻮن اﻣﺮ اﻳﻦ ﻛﻪ ﮔﺸﺖ ﻣﻌﻄﻮف ﭘﻴﭽﻴﺪه ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ اﻳﻦ رﻓﺘﺎر دﻗﻴﻘﺘﺮ ﭼﻪ ﻫﺮ ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﺟﻬﺖ اﺳﺖ ﮔﺮدﻳﺪه. ﻓﺮاﮔﻴـﺮ و روزاﻓـﺰون ﭘﻴـﺸﺮﻓﺖ ﺑـﺎ اﻣـﺮوزه اﺳﺖ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﮔﺬﺷﺘﻪ از ﺑﻤﺮاﺗﺐ زﻟﺰﻟﻪ ﺑﺮاﺑﺮ در ﺳﺪﻫﺎ ﻃﺮاﺣﻲ و ﺗﺤﻠﻴﻞ در ﻋﺪدي روﺷﻬﺎي از اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ،. ﻧـﺮم اﻓﺰارCADAM اﺧﻴـﺮا ﻛـﻪ اﺳـﺖ ﻋﻠﻤـﻲ ﻣﺠﺎﻣﻊ در ﺷﺪه اراﺋﻪ ﺟﺪﻳﺪ اﻓﺰارﻫﺎي ﻧﺮم از ﻳﻜﻲ ﻣﻌﺮﻓـﻲ اﻳـﺮان در ﻧﻴـﺰ وﻟﻲ ﮔﺮدﻳﺪه ﺑﺴﻴ ﻧﻴﺴﺘﻨﺪ آﺷﻨﺎ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ اﻳﻦ ﺑﺎ ﻃﺮاح ﻣﻬﻨﺪﺳﻴﻦ از ﺎري. ﺗﻮﺳـﻂ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ اﻳﻦMartin Leclerc ﺗﻬﻴـﻪ وﻧﺴﺨﻪ ﺑﺎزار در ﻣﻮﺟﻮد1،4،12 ﺳﺎل2003 ﺑﺎﺷﺪ ﻣﻲ. اﻧـﻮاع ﺑﺮرﺳـﻲ و ﻫـﺎ ﻗﺎﺑﻠﻴـﺖ ﻣﻌﺮﻓـﻲ ﺿـﻤﻦ ﻣﻘﺎﻟـﻪ اﻳﻦ در اﻓﺰار ﻧﺮم آﻧﺎﻟﻴﺰﻫﺎيCADAM ﺳﺪ ﻣﺪل، Pine Flat دﻳﻨـﺎ آﻧـﺎﻟﻴﺰ و ﺷـﺪه ﮔﺮﻓﺘـﻪ ﻧﻈﺮ در ﺳـﺪ اﻳـﻦ روي ﻣﻴﻜﻲ ﺳﺪ ﻫﺎي ﺳﻴﺴﺘﻢ اﻧﻮاع ﺑﺎ اﻓﺰار ﻧﺮم ﺗﻮﺳﻂ- ﻣﺨﺰن- ﻃﻴﻔـﻲ روش ﻧﺘـﺎﻳﺞ ﺑـﺎ آﻣـﺪه ﺑﺪﺳـﺖ ﻧﺘﺎﻳﺞ و ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺻﻮرت ﭘﻲChopra (1988) اﺳﺖ ﺷﺪه ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ. دارد وﺟﻮد ﭼﻮﭘﺮا و اﻓﺰار ﻧﺮم از آﻣﺪه ﺑﺪﺳﺖ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻴﻦ ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ ﺗﻄﺎﺑﻖ.

Upload: nguyendat

Post on 07-Sep-2018

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

پي- مخزن - و مدلسازي انواع سيستم سد وزنيCADAMمعرفي نرم افزار

1محمد مهدي حيدري خوزستاندانشجوي دكتراي سازه هاي آبي دانشگاه آزاد اسالمي واحد علوم و تحقيقات -1

[email protected]

چكيده

CADAMمه كامپيوتري است كه براي ارزيابي پايداري سازه اي سدهاي وزني بتني يك برنانرم . طراحي گرديده و به منظور رفتار سازه اي و ايمني سدهاي وزني بتني مورد استفاده قرارمي گيرد

طراحي گرديده است و آناليز پايداري براي بارهاي هيدرواستاتيك ) وزني(افزار بر اساس روش ثقلي ، پيش ) حداكثر و حداقل ( ، گسترش ترك و مقاومت برشي upliftاي زلزله ، فشارهايو نيز باره

انتخاب هاي متعددي براي . تنيدگي آرماتورها ، حفاظت بستر ، شمع پشت بند را انجام مي دهد و زهكش ، مشخصات upliftمشخصات مقطع هندسي ، فشارهاي (مدلسازي در برنامه وجود دارد

در اين مقاله ضمن معرفي قابليت ها و بررسي انواع آناليزهاي اين نرم ) . گسترش آن ترك و معيارهاي در نظر گرفته شده و آناليز ديناميكي روي اين سد توسط نرم افزار با انواع Pine Flatافزار ، مدل سد Chopra پي صورت گرفته و نتايج بدست آمده با نتايج روش طيفي - مخزن -سيستم هاي سد

.تطابق مناسبي بين نتايج بدست آمده از نرم افزار و چوپرا وجود دارد . مقايسه شده است (1988)

. پي- مخزن- ، آناليز شبه ديناميكي، تنش هاي اصلي، سدCADAMنرم افزار :كلمات كليدي

مقدمه -1، توجـه بـسياري از پس از آسيب ديدگي چند سد بزرگ بر اثر زلزله در سالهاي آغازين دهه هفتاد مـيالدي

پژوهشگران به مساله تحليل لرزه اي سدهاي بتني با در نظر گرفتن اثـرات انـدركنش سـد، مخـزن و سـنگ پـي معطوف گشت كه اين امر تاكنون ، سبب پيشرفتهاي شگرفي در زمينه مورد بحث و ارائه راهكارهـاي فراوانـي، در

امـروزه بـا پيـشرفت روزافـزون و فراگيـر . گرديده است جهت مدلسازي هر چه دقيقتر رفتار اين مجموعه پيچيده نـرم . كامپيوتر، استفاده از روشهاي عددي در تحليل و طراحي سدها در برابر زلزله بمراتب از گذشته بيشتر است

نيـز در ايـران معرفـي يكي از نرم افزارهاي جديد ارائه شده در مجامع علمـي اسـت كـه اخيـرا CADAM افزارتهيـه Martin Leclerc اين برنامه توسـط .اري از مهندسين طراح با اين برنامه آشنا نيستندبسي گرديده ولي

در اين مقالـه ضـمن معرفـي قابليـت هـا و بررسـي انـواع .مي باشد 2003 سال 1،4،12 موجود در بازار ونسخه ميكي روي ايـن سـد در نظر گرفتـه شـده و آنـاليز دينـا Pine Flat ، مدل سد CADAMآناليزهاي نرم افزار

پي صورت گرفته و نتايج بدسـت آمـده بـا نتـايج روش طيفـي - مخزن -توسط نرم افزار با انواع سيستم هاي سد Chopra (1988) تطابق مناسبي بين نتايج بدست آمده از نرم افزار و چوپرا وجود دارد . مقايسه شده است.

Page 2: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

2

CADAMمعرفي نرم افزار -2CADAMپي كه شامل اجزاء فرعي گره هاي كف را – مخزن –پارچه دو بعدي از سد آناليز سيستمي يك

به طور كلي مهمترين هدف اين نرم افزار بررسي پايداري سدهاي بتني وزني از لحاظ واژگوني، . انجام مي دهدتحليل پايداري براي بارگذاري . مي باشدو نيز سازه هايي مثل پل لغزش وتحليل تنش ها در سد ها

تعريف مقطع هندسي سد با در -1:شاملقابليت هاي مهم اين نرم افزار . استاتيكي وزلزله انجام مي گيردهيدرونظر گرفتن شيب هاي مختلف در باالدست وپايين دست وهمچنين در نظر گرفتن انحناي شيب باالدست و تاثير

ي به صورت قالب واليه اي صورت مي بدنه سد را مي توان با توجه به اينكه بتن ريز-2 ، آن در مدل سازي زلزلهگيرد، اين انعطاف در برنامه وجود دارد كه بدنه سد به صورت اليه اي با شيب هاي مختلف تعريف شده كه هر

ها از joint مشخصات -3 .مشخصات هر اليه قابل تعريف مي باشد . هستندJOINTاليه با اليه بعدي داراي اگر بخواهيم يك سد -4 . حتمل وماكزيمم قابل معرفي به مدل استجمله مقاومت كششي وفشاري در حالت م

ساخته شده را مدل كنيم، ودر داخل بدنه سد داراي ترك باشيم مي توان محل ترك وطول ترك يا درصد برنامه قابليت بررسي وتحليل ترك هاي اوليه، .پيشروي ترك هاي در هر اليه به صورت دقيق مشخص گردد

به طور كلي در بحث تحليل تنش .ير ترك ها برروي فشارهاي هيدرواستاتيكي كف را داردگسترش ترك ها وتاثكليه نيروهاي استاتيكي وارد به سد از - 5. ها طول ترك هاي احتمالي وتنش هاي فشاري قابل محاسبه مي باشد

دنه سد وفشارهاي جمله نيروي آب، برخورد يخ به بدنه، رسوبات كف رودخانه وپديده لبريز شدن آب از روي برقوم سطح آب در باالدست وپايين دست در دوحالت بهره . هيدرواستاتيكي به صورت دقيق قابل محاسبه است

وسيالبي وضخامت وطول يخ برخوردي در فصول سرد، ارتفاع رسوب ومشخصات آن قابل تعريف ) نرمال(برداريبه . خصات آن در سدهاي بتني وزني مي باشد يكي از مهمترين موارد، تعريف گالري زهكش ومش-6. مي باشند

برنامه .نيروي آن را كاهش مي دهند طور كلي گالري هاي زهكش توزيع فشار به كف سد را عوض كرده وcadamقابليت مدل سازي زهكش ها بر اساس استانداردهاي CDSA1995, USBR 1987وFERC

1999, USACE 1995 ,جمله ارتفاع گالري از كف، تعداد زهكش ها، خصوصيات گالري زهكش از .مي باشد اگر در -7 .فاصله بين زهكش ها وفاصله گالري تا پاشنه سد وضريب موثري زهكش از مشخصات زهكش هستند

. هر گونه نيروهاي خارجي وارد به بدنه سد قابل بررسي مي باشد-8 .قسمتهايي از سد آرماتور بندي شده باشند .ي به سد اضافه شده باشد، مي توان اين جرم را در تحليل پايداري در نظر گرفتاگر بعد از ساخت سد جرم-9

تحليل زلزله در دو حالت استاتيكي وديناميكي . مهمترين كاربرد اين نرم افزار مدل سازي زلزله مي باشد-10ر نظر گرفته مي در جهات افق وقائم د) پايدار(مقادير شتاب زلزله در دوحالت ماكزيمم ومحتمل. انجام مي گيرد

) chopra1988 ( ارائه شده توسطresponse spectra methodتحليل ديناميكي زلزله بر اساس . شودكليه مشخصات ديناميكي زلزله در بدنه، فونداسيون ومخزن سد طبق روش مزبور قابل معرفي مي . انجام مي گردد

. 3آناليز پايداري در برابر لغزش . 2به طول ترك آناليز تنش و محاس . 1: نتايج آناليزهاي برنامه شامل .باشدارزيابي ايمني در برابر بارهاي . uplift 5آناليز پايداري در برابر فشار . 4آناليز پايداري در برابر واژگوني

به طور . ارزيابي ايمني براي شرايط پيش لرزه . 7) ديناميكي ( ارزيابي ايمني در برابر بارهاي زلزله . 6استاتيكي با usual,flood,seismic1,seismic2,post-seismicكلي برنامه مزبور بارگذاري خود را در شرايط

يكي از مهمترين مشخصات برنامه مزبور تحليل . اعمال ضرايب افزايشي براي هر بار گذاري انجام مي شوده برروي ضريب واژگوني سد در حالت حساسيت پارامترهاي مختلف مي باشد، به طور مثال تاثير شتاب افقي زلزل

به چه صورت است؟ نتايج به صورت گرافيكي قابل مشاهده است و مي توان تاثير post-seismicبارگذاري

Page 3: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

3

يكي ديگر از ابزارهاي آن تحليل . مورد بررسي قرار داد. ... پارامترهاي مختلف را برروي ضريب پايداري ولغزش در هر صورت قابليت هاي مختلفي در . آنها بر اساس روش مونت كارلو مي باشداحتمالي پارامترها و شبيه سازي

.آنها مي باشد اين نرم افزار وجود دارد كه هدف مهم اين طرح بررسي

تشريح مطالب و مدلها -3 تعريف شده اسـت ، Chopra (1988)مبتني بر پاسخ روش طيفي كه توسط آناليز شبه ديناميكي زلزله

آناليز شبه ديناميكي زلزله مفهومي شبيه . مبتني بر پاسخ روش طيفي است ليز شبه ديناميكي زلزلهآنا. مي باشد به آناليز شبه استاتيكي زلزله دارد باستثناي آنكه ، تقويت ديناميكي نيروهاي اينرسي در كل ارتفاع سد نيز لحـاظ

در چهـار ) 1988( وجه بـه اينكـه چـوپرا با ت . هرچند ، نوسان طبيعي نيروهاي اينرسي مطرح نيست . مي گردد آناليز ديناميكي انجام داده و نتايجي بدست آورده است ، نتايج در هر حالت با نتايج Pine Flatحالت روي سد

. مقايسه مي شود CADAM بدست آمده با برنامه مقـادير حالـت بـاال 4در هـر قـسمت و در هـر . قسمت تقسيم مـي شـود 11 به CADAMسد در برنامه

مقايـسه مـي Chopraماكزيمم تنشهاي اصلي روي هر قطعه بر حسب كيلو پاسكال بدست آمده و بـا مقـادير بـه CADAMدر مدلسازي سد اصلي در تاج سد قسمت خميده اي وجود دارد كه اين قطعـه در برنامـه . گردد

اين حالت مدل شده به منظور در. صورت شكسته و با كمي تفاوت نسبت به مدل اصلي طراحي و مدل مي گردد درصد در نزديكي تـاج سـد و نيـز 8/0مقايسه وزن سد بايد گفت كه در اين حالت ميزان كاهش جرمي به ميزان

درصد در نزديك بستر يا پي سد در مقايـسه بـا مـدل سـد در نظـر گرفتـه توسـط 1/0افزايش جرمي به ميزان Chopra (1988) ش صخره اي غير سرريز سد بلندترين بخ. را خواهيم داشتPine Flat قـرار گرفتـه در

شـكل . مخـزن اسـت – ايالت كاليفرنيا يكي از موضوعات استفاده شده براي مطالعه اثر لرزه اي سد kernبخش kg/m³ 2480 چگـالي بـتن :مشخصات مواد سـد . متر است122 و ارتفاع تقريبي98 تا 95صخره باعرض پايه

/ 05 برابـر hysteretic و عامل ميرايـي 2/0 و ضريب پواسون = Mpa 22500Es گومدول االستيسيته يان)1.0( 0,1نسبت استهالك هيسترتيك برابر . است ξ1 0.05 = يا 0 =sζ كـه متنـاظر بـا نـسبت اسـتهالك

)1.0(لزجي =sξ چگـالي آب :مشخصات سيال مخـزن . مي باشدkg/m³ 1000 سـرعت مـوج فـشاري و m/s مـدول :مشخـصات پـي سـد . درنظـر گرفتـه مـي شـود α = 0.5 يا 5/0 و ضريب انعكاس موج برابر 1440

در حالـت انعطـاف پـذيرو ميرايـي = Mpa 22500Es و = Mpa 126500Es االستيسيته در حالت صـلب به عنوان نسبت پريود سيـستم : Rr:ند از ساير پارامترها عبارت . در نظر گرفته شده است 1/0هيسترتيك پي نيز

اين ضريب تابعي از . فونداسيون تعريف مي گردد – مخزن به پريود مدل سد –كلي سد Es

E f و وابسته به انعطافپذيري پي است ، كه اين به سبب وابستگي مود شكل به نسبت

EsE f ايـن ضـريب تقريبـا جـدا از ضـريب . است

در حالت α انعكاس موج Es

E f مي باشد 5/0 كمتر از .Rf : اين ضريب وابسته بهEs

E f و مـستقل از اثـر انـدرتغيير فركانس طبيعي به سبب انعطاف پذيري پي را ، مـي تـوان بـا ايـن ضـريب پيـشنهادي . كنش مخزن است

: ξf. تهالك سهم مخزن بـه همـراه اثـر هيـدروديناميك اسـت نسبت اس : ξr.توسط چوپرا محاسبه وتخمين زد 1. نسبت استهالك سهم پي به همراه اثـر هيـدروديناميك اسـت

~T : مخـزن – مـد اول سـد پريـود تحريـك – 1. فونداسيون

~ξ :مخزن - پي-ميرايي سيستم كلي سد

Page 4: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

4

در برنامه و مقطع اصلي سدPine Flatمقطع سد -1شكل

مخـزن خـالي بـا پـي . 3مخزن پر با پي صـلب . 2مخزن خالي با پي صلب . 1: چهار حالت عبارتست از

در هر حالت پارامترهـا مطـابق بـا اعـداد چـوپرا بـه برنامـه وارد . مخزن پر با پي انعطاف پذير . 4انعطاف پذير برداشت شده و با نتايج بدست CADAM قطعه سد از برنامه 11 در هر قطعه از گرديده و نتايج تنش ماكسيمم

از مجموع مقـادير تـنش هـا در دو . بر حسب كيلو پاسكال مقايسه مي گردد Chopra (1988) آمده توسط اي اصلي و بارهاي ناشي از زلزله ، مقادير ماكسيمم تنش هupliftبارهاي مرده ، هيدرواستاتيكي و فشار : حالت

اين نتايج در نهايت با نتايج ماكـسيمم تـنش هـاي اصـلي بدسـت آمـده . بر حسب كيلو پاسكال بدست مي آيد .مقايسه شده است

است نتايج برنامه و مقادير به سيـستم متريـك تبـديل و psi با توجه به اينكه اعداد نتايج چوپرا بر حسب - .ارائه شده است

لب مخزن خالي با پي ص-1 -3

و پارامترهـا مطـابق بـا g 429/0 و شتاب افقـي طيفـي g18/0طبق داده هاي چوپرا ، شتاب افقي زمين . نشان داده شده است2تنش ماكسيمم نيز در شكل . وارد مي گردد 1جدول

پارامترهاي ورودي به برنامه با توجه به مقادير چوپرا – 1جدول

CADAM پارامترها چوپرا 0/1 0/1 Rr 0/1 0/1 Rf 0/0 0/0 ξr 0/0 0/0 ξf

311/0 311/0 1~T

050/0 050/0 1~ξ

Page 5: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

5

كيلو پاسكالماكسيمم تنش هاي اصلي بر حسب -2شكل

مخزن پر با پي صلب-2 -3

و پارامترهـا مطـابق بـا g 312/0 و شتاب افقـي طيفـي g18/0طبق داده هاي چوپرا ، شتاب افقي زمين . نشان داده شده است3تنش ماكسيمم نيز در شكل . وارد مي گردد 2جدول

پارامترهاي ورودي به برنامه با توجه به مقادير چوپرا – 2دول ج

كيلو پاسكالماكسيمم تنش هاي اصلي بر حسب -3شكل

CADAM پارامترها چوپرا 231/1 213/1 Rr 0/1 0/1 Rf

034/0 034/0 ξr 0/0 0/0 ξf

383/0 377/0 1~T

074/0 071/0 1~ξ

Page 6: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

6

مخزن خالي با پي انعطاف پذير-3 -3

و پارامترهـا مطـابق بـا g 281/0 و شتاب افقـي طيفـي g18/0طبق داده هاي چوپرا ، شتاب افقي زمين . نشان داده شده است4تنش ماكسيمم نيز در شكل . وارد مي گردد3جدول

قادير چوپراپارامترهاي ورودي به برنامه با توجه به م – 3جدول

كيلو پاسكالماكسيمم تنش هاي اصلي بر حسب -4شكل

مخزن پر با پي انعطاف پذير-4 -3

و پارامترهـا مطـابق بـا g 327/0 و شتاب افقـي طيفـي g18/0طبق داده هاي چوپرا ، شتاب افقي زمين . نشان داده شده است5تنش ماكسيمم نيز در شكل . وارد مي گردد 4جدول

CADAM پارامترها چوپرا 0/1 0/1 Rr

187/1 187/1 Rf 0/0 0/0 ξr

068/0 068/0 ξf 369/0 369/0 1

~T 098/0 098/0 1

Page 7: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

7

پارامترهاي ورودي به برنامه با توجه به مقادير چوپرا – 4جدول

كيلو پاسكالبر حسب ماكسيمم تنش هاي اصلي -5شكل

محيط برنامه و مدلسازي مقطع سد در حالت مخزن پر با پي صلب -6شكل

CADAM پارامترها چوپرا 231/1 231/1 Rr 187/1 187/1 Rf 037/0 030/0 ξr 068/0 068/0 ξf 454/0 448/0 1

~T 126/0 126/0 1

Page 8: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

8

نتايج و بحث -4 آناليز ديناميكي انجام داده و نتايجي Pine Flatدر چهار حالت روي سد ) 1988( با توجه به اينكه چوپرا

چهار حالـت . مقايسه مي شود CADAM برنامه بدست آورده است ، نتايج در هر حالت با نتايج بدست آمده با :عبارتست از

مخزن پر با پي صلب . 2مخزن خالي با پي صلب . 1 مخزن پر با پي انعطاف پذير . 4مخزن خالي با پي انعطاف پذير . 3

از مجموع مقادير تـنش CADAMاصلي بر حسب كيلو پاسكال با برنامه نتايج مقادير ماكسيمم تنش هاي .بدست مي آيد ) و بارهاي ناشي از زلزلهupliftفشار + فشار هيدرواستاتيك+ بار مرده( ها در دو حالت تحليل

: را مي توان به شرح ذيل تشريح كرد CADAMبا نتايج ) 1988( اختالف نتايج بين محاسبات چوپرا در و ميان تمام جداول روش كار ساده شده چوپرا ميانيـابي كـرده اسـت ، ايـن در CADAMنرم افزار . 1

.مقادير نزديكتر به هم را استفاده كرده است ) 1988( حالي است كه بنظر مي رسد چوپرا كمـي CADAM متـري قـراردارد كـه در مـدل 272شيب منحني پايين دست در گره واقع در ارتفاع . 2 CADAM. بيشتري دارد كه به همين علت منجر به تنش هاي اصلي بيشتري در پايين دست شده است شيب

سه قسمت مستقيم ) 1988( دو بخش مستقيم الخط را براي نماي پايين دست اعمال كرده ، در حالي كه چوپرا .الخط را مورد استفاده قرار داده است

3 . CADAM ري با توجه به فواصل گره ها تقسيم كرده تا دقت و صحت سطح مقطع را به اليه هاي بيشت . محاسبات بهتر گردد

مورد استفاده قـرار گرفتـه كمـي بـا سـطح CADAM كه در نرم افزار Pine Flatسطح مقطع سد . 4 .مقطع واقعي كه قبالً تشريح شده تفاوت دارد

گيري نتيجه -5

CADAM اً براي يادگيري و آموزش اصول ارزيابي پايداري سـازه اي يك برنامه كامپيوتري است كه مقدمتهمچنين اين برنامه جهت بهبود وپشتيباني تحقيقات . سدهاي وزني بتني طراحي گرديده و نيز پشتيباني مي كند

بـر اسـاس روش CADAM.و بررسي هاروي رفتارسازه اي وايمني سدهاي وزني بتني مورداستفاده قرارمي گيرد برنامـه ، آنـاليز پايـداري بـراي بارهـاي ) . بدنـه صـلب سـاكن و تئـوري تيـر (راحي گرديده است ط) وزني(ثقلي

انتخاب هاي متعددي براي مدلسازي در برنامه وجود دارد كه . هيدرواستاتيك و نيز بارهاي زلزله را انجام مي دهد نرم افـزار در تحليـل ديوارهـاي . ند به كاربران اجازه مي دهد رفتار سازه اي سدهاي بتني را مورد بررسي قرار ده

با توجه به نتايج تطابق بسيار مناسبي در تمام حاالت را نشان مي دهد . حائل و حتي طراحي پلها نيز كاربرد دارد .و اين نرم افزار مي تواند براي طراحي و آناليز هاي شبه استاتيك و شبه ديناميك استفاده شود

مراجع -6

[1] ANCOLD, 1991. Guidelines on design criteria for concrete gravity dams. Australian National Committee for Large Dams .

[2] Bhattacharjee, S., Gocevski, V. 1997. Performance evaluation of existing concrete dams based on hazard classification and Monte-Carlo simulations. CDSA / CANCOLD Joint Dam Safety Conference, Montreal, Quebec, p. 5.33-5.45.

[3] Brand, B. 1999. Nappe pressures on gravity dam spillways. Dam Engineering, Vol.X Issue 2, pp.107-124.

Page 9: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

9

[4] Broding, W.C., Diederich, F.W. and Parker, P.S. 1964, Structural optimization and design based on a reliability design criterion. J. Spacecraft, Vol.1, No.1, pp.56-61

[5] Canadian Dam Association (CDA) 1999. Dam safety guidelines. Edmonton, Alberta. [6] Canadian Dam Safety Association (CDSA) 1997, 1995. Dam safety guidelines and

commentaries, Edmonton, Alberta. [7] Chen, B.F., Hung, T.K., 1993. Dynamic pressure of water and sediment on rigid dam. ASCE

Journal of Engineering Mechanics, Vol.119, No.7, pp.1411-1434 . [8] Chopra, A.K. 1988. Earthquake response analysis of concrete dams. Advanced Dam

Engineering for Design, Construction, and Rehabilitation, Edited by R.B. Jansen, Van Nostrand Reinhold, pp. 416-465.

[9] Clough, R.W. 1985 Reservoir interaction effects on the dynamic response of arch dams. Earthquake Engineering Research Centre, University of California, Berkeley, USA.

[10] Corns, F.C, Tarbox, G.S, Schrader, E.K. 1988a. Gravity dam design and analysis. Chapter 16 in Advanced Dam Engineering For Design, Construction and Rehabilitation, Edited by R.B. Jansen., Van Nostrand Reinhold.

[11] Corns, F.C, Lombardi, G., Jansen, R.B. 1988b. Concrete dam performance and remedial measures. Chapter 19 in Advanced Dam Engineering For Design, Construction and Rehabilitation, Edited by R.B. Jansen., Van Nostrand Reinhold.

[12] Fenves, G. and Chopra, A.K. 1987. Simplified earthquake analysis of concrete gravity dams. Journal of Structural Engineering, ASCE, 113:8: pp. 1688-1708 .

[13] Fenves, G. and Chopra, A.K. 1986. Simplified analysis for earthquake resistant design of gravity dams. Report No. UCB/EERC-85/10. Earthquake Engineering Research Centre, University of California, Berkeley .

[14] Fenves, G. and Chopra, A.K. 1985a. Simplified Earthquake Analysis of Concrete Gravity Dams: Separate Hydrodynamic and Foundation Interaction Effects. Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 111:6: 715-735.

[15] Fenves, G., and Chopra, A.K. 1985b. Simplified Earthquake Analysis of Concrete Gravity Dams: Combined Hydrodynamic and Foundation Interaction Effects. Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 111:6: 736-755.

[16] Fenves, G., and Chopra, A.K. 1984a. Earthquake analysis and response of concrete gravity dams. Report No. UCB/EERC-84/10, Earthquake Engineering Research Centre, University of California, Berkeley.

[17] FERC (Federal Energy Regulatory Commission), 1991. Engineering guidelines for evaluation of hydropower projects - Chapter III Gravity Dams. Federal Energy Regulatory Commission, Office of Hydropower Licensing, Report No. FERC 0119-2, Washington D.C., USA.

[18] Ghrib, F., Léger, P., Tinawi, R., Lupien, R., Veilleux, M. 1997. Seismic safety valuation of gravity dams. International Journal of Hydropower and Dams. Vol. 4, No. 2, pp126-138.

[19] Haldar, A., Mahadevan, S. 1999. Probability, reliability and statistical methods in engineering design. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-33119-8

[20] Herzog, M. A. M. 1999. Practical dam analysis. Published by Thomas Telford, U.K. [21] International Commission on Large Dams (ICOLD). 1999. Risk assessment as an aid to dam

safety Management. ICOLD Bulletin. [22] International Commission on Large Dams (ICOLD). 1986. Earthquake analysis for dams,

Bulletin 52, Paris. [23] Léger, P., Larivière, R., Palavicini, F., Tinawi, R. 2000. Performance of gated spillways during

the 1996 Saguenay flood (Québec, Canada) and evolution of related design criteria. ICOLD 20th Congress Beijing, China, Q. 79 R. 26, pp. 417-438

[24] Lo, K.Y., Lukajic, B., Wang., S., Ogawa, T., and Tsui, K.K., 1990. Evaluation of strength parameters of concrete-rock interface for dam safety assessment, Canadian Dam Safety

Page 10: نﺎﺘﺳزﻮﺧ 1 - ssu.ac.irssu.ac.ir/cms/fileadmin/user_upload/Moavenatha/Mposhtibani/Mdaftar... · ﺮﻬﺷ ﻲﻨﻴﻤﺧ ﺪﺣاو ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ

واحد خميني شهر

اي مهنـدسي عمـران اولين همايش منطقه

10

Conference, Toronto, pp. 71-94. [25] Lombardi, G. 1988a. Overstressing of arch dams through shear forces. In Advanced Dam

Engineering for Design, Construction and Rehabilitation, Edited by R.B. Jansen (see Corns et al. 1988b.(

[26] Lombardi, G. 1988b. Analyse fréquentielle des crues distributions bornées. Comptes-rendus 16ieme Congrès de la CIGB (ICOLD), San Francisco, Q.63, R.17, pp. 231-258.

[27] Melchers, R. E., 1999. Structural reliability analysis and prediction, Second Edition. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-98771-9

[28] Ransford, D.R. 1972, Uplift computations for masonry dams. La Houille Blanche, No. 1, pp. 65-71.

[29] Underwood, L. B., Dixon, N. A. 1976. Dams on rock foundations. In Rock Engineering for Foundations & Slopes. ASCE, Proceedings, University of Colorado, Boulder, August 15-18, Vol. 11, pp. 125-146.

[30] USACE (US Army Corps of Engineers), 1999. Evaluation and comparison of stability analysis and uplift criteria for concrete gravity dams by three federal agencies. Engineering Research and Development Center Information Technology Laboratory. Report ERDC/ITL TR-00-1, Washington, D.C. (document from the web: http://www.wes.army.mil/ITL/itlpubl.html )

[31] USACE (US Army Corps of Engineers), 1995. Engineering and design: Gravity dam design. Report EM 1110-2-2000, Washington, D.C.

[32] USBR (United States Bureau of Reclamation) 1987. Design of small dams. Denver, Colorado. [33] Zienkiewicz, O.C. 1963. Stress analysis of hydraulic structures including pore pressures

effects. Water Power, March, pp. 104-108. [34] Zienkiewicz, O.C., Park, J. 1958. Effect of pore pressure on stress distribution in some porous

elastic solid. Water Power, January, pp. 12-19.