1ـ طبقه بندی سدهای قوسی
در یک سد وزنی ، با استفاده از مقاومت برشی و اتصال ، نیروی آب توسط وزن سنگ مهار
می شود . تاب گسیختگی (مقاومت خرد شدن ) سنگ ، فقط در سدهای بسیار مرتفع اهمیت دارد. در سدهای قوسی ، به مقاومت مواد خیلی بیشتر و کاملتر پرداخته می شود .
سدهای قوسی را می توان به دو گروه تقسیم کرد : یعنی سدهای قوسی وزنی عظیم که یک دیوار قوسی مجزا (معمولا به صورت عمودی یا چیزی نزدیک به آن است )کاملا عرض بین تکیه گاههای کناری را در بر می گیرد و سدهای قوسی چند گانه شامل تعدادی سد قوسی کوچکتر که معمولا مورب هستند و توسط ستونها پشت بندها و پشتیبانی می شوند . فصل حاضر تنها به سدهای قوسی وزنی عظیم
می پردازد و سدهای قوسی چند گانه در فصل 14 مورد بحث قرار گرفته اند .
بر اساس تئوری بکار رفته در محاسبه تنشها ، سدهای قوسی وزنی را می توان به سدهای مرتبط با
« تئوری سیلندر» و سدهای مرتبط با « تئوری الاستیک » تقسیم کرد . هر کدام از این انواع را می توان به انواع فرعی شعاع ثابت ، زاویه ثابت و شعاع متغیر تقسیم کرد و بر اساس جامعیت تحلیل تنش ، سدهای تئوری الاستیک می توانند حتی مورد طبقه بندی بیشتر هم قرار گیرند .
تئوری سیلندر در طراحی
2ـ تئوری عمل سیلندر
در تئوری سیلندر مرتبط با سدهای قوسی ، تنشها تقریبا همان مقداری فرض شده اند که در یک سیلندر باریک با شعاع خارجی برابر ، در نظر گرفته شده اند . حلقه 2ـ1 را با ارتفاع دستگاهی در ظرف عمودی فرو رفته در آب در نظر بگیرید . (شکل 1) . میانگین بار کلی بر یک قطر w2hre 2 است ، که re شعاع خارجی حلقه ، w2 وزن واحد آب و h عمق حلقه در زیر سطح آب است برایند رانش حلقه به شکل زیر است : T= w2hre (1)
و برایند واحد میانه است که t ضخامت حلقه است .
اگر t را با re مقایسه کنیم ، تنش واحد ماکزیمم کمی با تنش میانگین متفاوت است ، که در معادله شماره 2 نشان داده شد . اگر دیواره سیلندر نسبتا ضخیم باشد، توزیع تنش یکسان نخواهد بود . در ارتباط با ضخامت های زیاد ، تفاوت بین تنش ماکزیمم و تنش میانگین قابل ارزیابی است . فرمولهای مرتبط با سیلندرهای ضخیم را می توان در تحقیقات و آثار استاندارد علم مکانیک یافت .
برای کاربرد در طراحی ، که درآن تنش مجاز میانگین تعیین شده و ضخامت مورد جستجو قرار گرفته ، معادله شماره 2 را می توان به صورت زیر نوشت :
که می توان آن را به معادله زیر تبدیل کرد :
یا
که r شعاع منحنی مرکزی و ri شعاع قوس درونی حلقه است .
یک سد قوسی هیچگاه یک سیلندر کامل نیست ، و تنشها و ابعاد محاسبه شده در معادلات 2و3 فقط به صورت تقریبی صحیح اند . با اینحال بسیاری از سدهای موفق بر اساس همین تئوری ساده طراحی شده اند. این تئوری هنوز در سدهای کوچک و در محیط های ساده کاربرد دارد ، اما در انتخاب عامل ایمنی ، ضریب اطمینان پایین است . کاربرد تئوری سیلندر در مطالعات مقدماتی نیز سودمند است . مثالهای طرحهای سیلندر باریک ، با این دریافت ارائه شده اند که آنها قرار است فقط پس از اینکه طراح ، به میزان بر آورد رسید ، استفاده شوند .
طرحهای قیاسی در مورد انواع فرعی ، شعاع ثابت ، زاویه ثابت ، و شعاع متغیر در ارتباط با برش طولی ساده ازشکل 2 تهیه خواهد شد .
3ـ مثال 1 ،شعاع ثابت
(a)اطلاعات فیزیکی . در ساده ترین نوع سد قوسی ، شعاع درارتباط با برخی ویژگی ها ـ مثل نمای سراب، نمای پایاب و یا محور قوس ، ثابت است .
در مورد اطلاعات زیر ، مثالی ارائه خواهد شد :
ـ ابعاد مکان ، برش طولی شکل 2
ـ نوع سد ، شعاع ثابت برای نمای سراب (فراز آب ) . تئوری سیلندر باریک
ـ مواد ، بتن ، مقاومت نهایی در 28 روز ،
ـ تنش تراکمی موجود و کلی
- می نیمم ضخامت sft بالاترین ضخامت تقریبا دانه فوقانی است .
b) بهترین زاویه مرکزی
حجم سنگ هر قوس ارائه شده ، در ارتباط با تولید ضخامت قوس و طول قوس خطی مرکز، نسبی است .
برای ترکیب ثابت دهانه ، بارگیری و تنش مجاز در تئوری سیلندر ، می توان نشان داد که منطقه قوس در طرح در کمترین میزان حالت خود است وقتی که :
و یا وقتی که :
که زاویه کلی مقابل هلال قوس و l دهانه قوس است . اگر l ، دهانه متناظر باشد ، در این صورت شعاع می تواند re ، r و یا ri باشد .
در مکانی با طول دهانه متغیر، سدی با شعاع ثابت تنها می تواند در یک ارتفاع (نما ) زاویه مرکزی صحیح داشته باشد . با این همه ، انحراف قابل ارزیابی بهترین زاویه ، فقط تغییر کوچکی در حجم سنگ ایجاد می کند . معادلات 4و 5 فقط درمورد سدهای طراحی شده با استفاده از تئوری سیلندر قابل ارزیابی اند .
C ـ طرح ریزی اولیه سد
کوچکترین حجم سنگ در مورد کل سد با شعاع ثابت ، با افزایش زاویه فوقانی برای رسیدن به بهترین زاویه میانی به دست می آید . در مورد مکانی که ارائه می شود ، به زاویه فوقانی که بهترین میانه را به دست می دهد ، فقط از طریق آزمایش می توان رسید ، که معمولا بسیار بزرگ و غیر عملی است . توپوگرافی (نقشه برداری ) در مورد در بخش فوقانی سد ، به ندرت مقدار بزرگی مثل را میسر می سازد . در مثال فعلی ، مقدار ماکزیم ، فرض شده است .
مقدار متناظر شعاع پایاب (ri) در مورد عرض فوقانی مشخص 220ft (شکل 2) ft 113/88 است .
مقدار مینیمم ضخامت بخش فوقانی که در 5.00ft ثابت شده است ، 118.88ft است .
ضخامت تئوریک زیر بخش فوقانی به این صورت است :
که به عنوان یک خط مستقیم از صفر در بخش فوقانی تا 33/44ft در بخش تحتانی متغیر است .
سد به شرح زیر ترسیم شده است .
1ـ منحنی های تراز (خطوط کناره نما ) تخته سنگهای استخراج شده را رسم کنید ،
همانطور که در شکل 3 آمده است .
2ـ خط مرکزی 0-6 را ترسیم و موقعیت صفر (0) مرکزی قوس را مشخص کنید در وضعیت حقیقی با توپوگرافی نامتعارف ، موقعیت صفر (0) با آزمایش تعیین می شود .
3ـ منحنی های قوس درونی و بیرونی 1-6-4 و 2-5-3 را در مورد قوس فوقانی رسم کنید . هر کدام از زوایای 1-0-6 و 6-0-4 باید با برابر باشد . انحراف جزئی اهمیتی ندارد . طول دهانه 220.ft را نمی توان پیش از حفاری دقیقا مشخص کرد .
4- ضخامت قوس را در فواصل متوالی منحنی تر از نقطه 6 به سمت نقطه 7 کاهش داده و خاتمه دهید .
5ـ از مرکز در نقطه صفر ، از طریق این نقاط ، قوسها را تا منحنی های تراز مربوطه ترسیم کنید ، که طرح سد را تکمیل می کند .
6ـ قبل یا بعد از ترسیم طرح ، متقاطع عرضی 16-17-18 را می توان ایجاد نمود . (ساخت )بنابراین همه ابعاد و تنشها تعیین شده و طرح کامل است .
d) انحراف از بهترین شکل
قوسهای نسبتا باریک و با زاویه باز نزدیکی بخش فوقانی سد ، مطابق با دقت متناسب بخش اقتصادی هستند. قوس تحتانی . 11-7-14-13-6-12 فاصله زیادی با بهترین شکل و طرح دارد .
شامل 277 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه سدهای قوسی
