مطالعه بارهای وارده بر روی سد

صفحه 1:
بار های موثر بر سدهای وزنی ** عامل پایداری سدهای وزنی در مقابل نیروهای وارده. وزن آنها است. * سد وزنی با توجه به وزن قابل توجه خود در مقابل لغزش و واژگونی ناشی از نیروی وارده مقاومت کرده و آنها را به پی انتقال می دهد. ** با توجه به وزن زیاد و انتقال تعام نیروها به پی, داشتن پی مناسب. شرط اولیه در انتخاب سد وزنی است. ** در شکل زیر کلیه بارهای وارده بر سد وزنی به صورت شماتیک به نمایش در آمده است. ** بار های وارده بر سد به دو دسته تقسیم می شوند: * بار های مقاوم شامل: (الف) وزن سد ( نیروی ‏ ,0) 0 ب ( ب ) فشار جانبى آب بايين دست ( فشار ياياب وراك ** (ب ) وزن آب موجود در وجه بالا دست ‎(Og Gari)‏ ودار وهای مختاف ولردبر سد يتنو وزنوفظتكي يا سدهاى بتنى وزنى معمولى 

صفحه 2:
* بار های متحرک شامل: (الف) فشار جانبی آب مخزن ( نیروی ‎(Wg‏ ‏(ب) فشار جانبی برکنش (نیروی 10 (پ) فشار رسوب ( نیروی ولا" ) (ت) نیروی القایی زلزله در بدنه سد ( نیروی افقی م) و نیروی قاوئم و)) (ث) اضافه فشار هیدرو دینامیک آب مخزن در حین زلزله (نیروی ‎CWS‏ ‏(ج) فشار یخ (نیروی وب) (ج ) تنش های حرارتی (ح) فشار موج (خ) فشار باد تمودار بارهای مختلف وارد بر سد بتنی‌وزنی‌غلتکی یاآسدهای وزلی بتنی معمولی 

صفحه 3:
نمودار بارهای مختلف وارد بر سد بتنی وزنی‌غلتکی پا سدهای بتنی وزنی معمولی 

صفحه 4:
طبقه بندی بارها :بار های وارده بر سدهاء به دو دسته تقسیم می شوند * بارهای عادی بارهایی هستند که تاثیر دراز مدت بر سد دارند و سد باید با ضرایب اطمینان کافی در : مقابل آنها مقاومت نماید. این بار ها عبارتند از .ف‌شار آبهر تسراز مخزن‌سر - (لف)) ونن‌سد و وزن‌سانزد های‌دلنمی ویب(ب) .فشر بركنش(ب ) * بارهاى غير عادى بار هابى هستند كه تاثير كوتاه مدت بر سد دارند و ضرایب اطمینان به کار رفته برای ال رصي زر 1 رها عبارتن از: (ب) فشار رسوب (پ) نیروی ناشی از زلزله (ت) فشار موج (ج) فشار يخ 

صفحه 5:
تركيبات بار آئين نامه كشور هندوستان مطالعات تركيبات بار زير را در طراحى سدها توصيه مى كند 1- تر كيب بار ( شرايط اجراء ): .ساختمان سد تمام شده. ولى مخزن آن آب اندازى نشده و فشار ياياب وجود ندارد ‎Golo ae gale bab) lees‏ - © تراز درباچه در حالت پر +پایاب در حال خشک + فشار بر کنش در حالت عادی( چاه های زهکش عمل می کننند) + فشار یخ + فشار رسوب اتسرکیمیسار (ا شولیط سیاهی) - 9 تراز دریاچه در حالت سپلابی در حال که آب از سرربز. سرریز می کند + تمام دریچه ها باز + پایاب در تراز سیلابی + فشار برکنش در حالت عادی + فشار رسوب ‎Pus‏ 1+ زلزله - 6 تسرکییسا 2 + زلزله - 96 

صفحه 6:
تركيسار3+ حداكثر فشر بر كنشردر حللوكه جاه هایزهکشک ار نمی- 0 تركيسار 5 + حدالكثر ف‌شار بر کنشردر حلل‌که چاه هاوزهکشکار نسمی- ۳ .یو- اس- بی - آر ترکیبات بارگذاری زير را در طراحی سدها پیشنهاد می کند تركيسار عادئ شاملتراز عادودر ياجه + بار مرده + فشار بر کنش+ - 4 فشار یسخ + پایابلگر لزوملعمل لثر حرایتب‌اشد. از حدلقلورجه حرارتمعمول لستفانه شود تركيسار غيرعادئ شاملتراز حداكثرطرح در ياجه + بار مره مناسبه فشار - © بركنش+ فشر يسوبه باياباكر لزوماعمللثر حراريتاشد از حدلق|ديجه .حراوندر نما وقوع‌لستفاند شود ترکیباتبار فوقا ‎asl‏ شامل راز عامودر یاچه + بار مرده مناسب فشار - 5 بر کنش+ فشار وسوب فشار سخ + بایاب. زلزله حداکثر طرح-لگر لزیملعطل لثر حرایتب اشد از حدلقلهرجه حرایندر ماروقوع‌لستفادد شود 

صفحه 7:
سایر ترکیباتبار: شاملسواز حدلکثرطرح در یاچه + بار مرده مناسب فشار - © يسوبه بايابه فشار بر كنشدر حللغير عادوذ زهکشها کار نموكضد) لكر .زیم !عم لثر حرایتب-اشد. از حدلقلورجه حرایندر زمازوقوع لستفادد شود بار مرده تسنها - 9 هر کلم از تسرکیباتف وق بولی‌پایداری‌شلاوده - © ۱ 

صفحه 8:
تشریح بار های وارد بر سد بارمردم - ) شامل وزن بتن سد (با وزن مخصوص 2/4 تن بر متر مکعب ) و تجهیزات داتمی ‎Ste‏ ‏.پایه ها و دریچه ها می باشد برای محاسبه وزن و نقطه اثر آن. معمولاً مقطع سد به اشکال هندسی ساده تقسیم .می شود وزرآیسر روووجوه بل لادسنو پلییرهست.- © در روی وجوه شیبدار بالا دست و پایین دست. وزن گوه ای از آب با وزن مخصوص یک .تن بر متر مکعب در محاسبات پایداری منظور می شود ف‌شار جانبی‌آب- © طبق اصول استاتیک سیالات. فشار ناشی از آب درعمق 1 ام.می باشد .كه به طور قائم به سطح مورد نظر اعمال مي شود مب وزن مخصوص آب است که در محاسبات مساوی یک تن برمتر مکعب . .منظور می شود 

صفحه 9:
.در صورتیکه وجه بالا دست سد شیبدار باشد. فشار آب به دو مولفه قائم و افقی تقسیم شود مولفه قائم که با وم( نشان داده می شود. وزن آب موجود از وجه بالادست تا سطح مخزن می باشد که در مرکز ثقل آن اثر می کند. مولفه افقی هم با توزبع مثلثی در عمق. در روی تصوير قائم وجه بالا دست تاثیر می نماید( نیروی 1 درشکل زیر). محل برایند این نیرو یک سوم ار تفاع از قاعده قرار دارد. ‎Se‏ ۱۸ تیوه تاش از آب بر مقطعغیرسرریز سا ‎ 

صفحه 10:
فشار آب در سر ریز الا معمولآ وزن آب در جریان از روی سرریز. در محاسبات منظور نمی شود. چون سرعت جریان در حد جهش بوده و در آستانه جدایی لایه آب از سطح سر ریز است و در نتیجه هیچگونه فشاری بر آن وارد نمی کند. لا نیروی گریز از مرکز آب در حین جریان از سطوح مقعر سد.مثلاً در آرام کننده جامی( باکت ). در صورتی که مقدار آن قابل توجه باشد.ممکن است در طراحی در نظر گرفته شود. لا اكر سرريز کنترل کننده باشد. يعنى در روی آن دریچه نصب شده باشد. دریچه به عنوان جزئی از مقطع سد در نظر گرفته می شوند و فشار استاتیکی وارد بر آنها در طراحی منظور می شود. لس در حین عبور آب از روی سر ریز. راس مثلث فشار در خط انرژی فرض می گردد و فشار ذوزنقه ای شکل این مثلث که در محدوده ارتفاع سر ریز قرار دارد. به عنوان فشار موثر بر سر ریز منظور می شود ( قسمت سایه خورده در شکل زیر ). 

صفحه 11:
تمودار فشار واقمی په‌دست آمده از مدل ۶ ب: قشار مفروض برای طراحی شکل ‎۱٩‏ -فشا رآنپ در روی سوریزما 

صفحه 12:
فشار آب پایاب آا فشار آب پایاب نیز مطابق فشار آب مخزن منظور می شود. فشار رسوب لا رسوب جمع شده در کف مخزن, ابجاد نیروی قائم و فشار افقی در روی وجه بالادست می نمایند. لآ در محاسبات نیروی قائم. وزن آن قسمت از رسوبی که در روی شیبدار وجه بالا دست قرار دارد با وزن مخصوص 1/925 تن بر متر مکعب منظور می شود. لا در صورتی که قبلاً وزن آب موجود در روی ناحیه شیبدار وجه بالادست به طور کامل در نظر گرفته شود. کافی است وزن غوطه ور رسوب با وزن مخصوص غوطه ور 5 تن بر متر مکعب به آن اضافه می شود. در محاسبات فشار افقی. رسوب به صورت مایعی با وزن مخصوص 1/36 تن بر متر مکعب منظور می شود که فشار ناشی از آن بر روی تصوير قائّم وجه بالادست عمل می کند. لا در صورت منظور نمودن فشار هیدرو استاتیک آب در تمام ارتفاع . کافی است اضافه فشار غوطه ور رسوب با وزن مخصوص غوطه ور 0/36 تن بر متر مکعب به فشار آب اضافه شود ( نیروی مان در شکل ). ‎a‏ علت مقاومت برشی رسوب. در طراحی هیچگونه اضافه فشار دینامیکی برای رسوب در حین زلزله منظور نمی شود. ‎Qa ‎ 

صفحه 13:
فشار بر کنش لا آب موجود در مخزن به مرور زمان در درزهاء شکافها و حفرات موجود در بدنه و در محل تماس بدنه با سطح زمین رسوخ کرده و یک فشار رو به بالاء( بر کنش)؛ در کلیه مقاطع افقی سد به وجود می آورد. ‎O‏ در محاسبات مربوط به نیروی بر کنش. همواره دو سوال اصلی وجود دارد: الف - چند در صد از مقطع افقی تحت تاثیر نیروی بر کنش قرار دارد. ب - فشار موثر بر کنش چقدر می باشد. ‏لا به طور كلى اگر هیچگونه زهکشی انجام نشود. فشار بر کنش در بالا دست مساوی ارتفاع آب مخزن تا تراز مورد نظر و فشار بر کنش در پایین دست. مساوی ارتفاع پایاب تا تراز مورد نظر می باشد. ‎ ‎ ‎oO‏ حال حاضر اکثر طراحان به طور محافظه کارانه این طور فرض می نمایند که نیروی بر کنش بر 100 در صد مقطع افقی تاثیر می نماید. 

صفحه 14:
بر اساس مطالعات تثوریک و اندازه گیربهای عملی فوق معیار های انتخاب فشار بر کنش به صورت زير در نظر گرفته می شود. الف - فشار بر کنش در ترکیبات بارگذاری عادی ‎Q‏ مطابق شکل زیر. فشار بر کنش در پاشنه (469 مساوی ارتفاع آب مخزن و فشار برکنش در پنجه ( 0 ) مساوی ارتفاع آب پایاب فرض می شود. ‏لا فشار بر کنش در محل چاههای زهکش (() مساوی فشار بر نقطه (69) به اضافه یک سوم اختلاف فشار ((9) و (9)) در نظر گرفته شده و فشار های بر کنش (0) و (0) و (9))به صورت خطی به یکدیگر وصل می شود ( ضریب شدت 3). ‏ب - فشار بر کنش برای ترکیبات بارگذاري غیر عادی ‏لس برای تركيبات غير عادی. که در آنها فرض می شود بنا به عللی چاههای زهکش گرفته و عمل نمی نمایند. فشار بر کنش به صورت خطی از فشار حداکثر آب مخزن در پاشنه (9)) تا فشار پایاب تغییر می کند ( ضریب شدت 1). ‏پ 7 تاثیر زلزله ‏به علت تاثیرات آنی نیروی زلزله. فرض می شود که در حین وقوع زلزله تغیری در فشار بر کنش به وجود نمی آید. 

صفحه 15:
. حداكثر تراز درياجه ضرايب شدت 0% بت بر ‎whet 25 (hha‏ و دمم 8 اکثر دستورالعمل‌های طراحی ضریب شدت را 1 توصيه مى نمايند. حداكثر تراز ‎SAL‏ شكل ‎1١١‏ توزيع فشار بركنش برای تركيبات عادى 

صفحه 16:
نیروی زلزله *زلزله دو تاثیر در نیروهای طراحی سدها دارد الف - ایجاد اضافه فشار دینامیکی در فشار آب پشت سد ب - ایجاد نیروی القایی افقی و قائّم در بدنه سد اضافه فشار هیدرودینامیکی آب مخزن الا مطالعات تئوریک نشان می دهد که توزیع اضافه فشار هیدرودینامیکی آب مخزن به علت ار تعاشات زلزله. در ارتفاع مخزن به صورت سهمی است. ‎a‏ متداول ترین روش برای اضافه فشار دینامیکی,روش زنگار می بشد که توسط یو-اس- داز توصية شده الست" ‎ ‎ ‏لا طبق اين روش اضافه فشار هيدروديناميك در عمق از رابطه زیر به دست می آید: ‎Pez = Oak‏ * در رابطه فوة عححم- شدت اضافه فشار هیدرودینامیکی ‎Ce po =a‏ زلزله افقی طبق جدول زیر ‎ 

صفحه 17:
a ees Be) a 0 بدون خطر 0.05 کم 0.1 متوسط 0.15 بالا 0.2 شدید ضریب »در آیین نامه هندوستان . به صورت زیر تعریف می شود. ‎w= Bla‏ وه طبق فهرست زیر به دست می آید: مناطق با خطر نسبی بالا مناطق با خطر نسبی متوسط مناطق با خطر نسبی پایین 

صفحه 18:
.ضریبمینکه مقدار آنسولی‌سدها مساوی2 منظور می‌شود < ‎il Bs‏ کنش‌شللوده - خاککسه بسولی‌سدها مقدار آن‌مساوو و حد < .فرض‌می‌گردد ‎Flee a ih gdh a hopes‏ حداكظر عمقِآّبمخزا متر) < .ضریگی‌که از رلبطه 9« بسه دستی‌آید و تلبعواز عمق - میبآشد < سم باس ع0 - 0 2 > عمق از سطح آب تا تراز مورد نظر براى محاسبه فشار هیدرودینامیک 2 - مقدار حداكثر جج كه طبق رابطه زير يا شكل 24 - الف تعيين مى شود. «ه - 605 )0.86 ديه 60 

صفحه 19:
0 راوبه کهوجه اد العتیاد ‎feral‏ لا وجه بالادست غالبآ دارای شیب ثابتی نیست و معولا ناحیه فوقانی آن به صورت قائم و ناعه تحتانی آن شسداراست در چنین مواردی بد نیب عمل می شود که اگر ارتفاع قسمت قائم بزرگتر از نصف ارتفاع سد باشد: وجه بالا دست قائم فرض شد و8 مناوت مغر در نظر گرفته هی شود ار ارتفاع قسمت قائم کمتر از تصف ارتفاع کل باشد. شیب وجه با دست مساوی شیب خطی فرض می شود که پاشنه را به محل تقاطع سطح آب با وجه با دست وصل می کند. با محاسبه سطح زیر نمودار اضافه فشار. برایند اضافه فشار در عمق 2 از رابطه زیر به دست مى آید: طم066 یم و لنگر اضافه فشار نسبت به ترازي در عمق 1 برابر با : ‎Or=O0.0 pT?‏ هر روابط فوق ۳۶) اضافه فشار دبنامیک در عمق 2 می باشد. 

صفحه 20:
ey Cm A NB AL Ae: dace one |] ‏هت‎ o [is ]2 [45 | 6 7S em | 0735 | 627 [esa | odie [ozae | ose 1 7۳ ote ‏رجرفاسل‎ $i S wy BS dose les Cy dented موی ‎Peel yobs) Cm Meer‏ ‎Seeds‏ ‏۲- حال ار همع [ز تمد بالاردت ارتلاع بط انم سب CEU OT aL ‏نام‎ ‎he hy, ” >‏ نس طط سیب خرف بای رح بات سر رف 6 ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 21:
ii) 1 توزیع اضانه قشار أبل وجه بالادست با امتداد قائم (درجه). ضریب مب و ضریب " در پایه الف: خبریب بر و ‎Hb oC‏ خریب قشار ی ب : ضريب فشار © شكل +17-ضرايب ©و ,© در رابطة زنگار 

صفحه 22:
نیروی القایی زلزله بر جسم سد در امتداد افقی( روش ضریب زلزله ثابت ) لامقدار نیروی زلزله در امتداد افقی : لا از رابطه زیر به دست می آید و محل تاثیر آن در مرکز ثقل مقطع مورد مطالعه منظور می شود. ‎O=w‏ در رابه فوقه در قبل تعریف شده و : ممح وزن قطعه مورد نظر م< نیروی اینرسی القایی زلزله در امتداد افق ‎ago]‏ قائم شتاب زلزله: ‎O‏ مولفه قائم شتاب زلزله می تواند باعث سبکتر یا سنگین تر شدن جسم سد شود. لس برای در نظر گرفتن تاثیر شتاب قائم زلزله ۰ می توان وزن مخصوص بتن را در ضریب (1+ره) ضرب کرد که در آن مه شتاب قائم زلزله بوده و مقدار آن در حدود نصف شتاب افقی »در نظر گرفته می شود. 

صفحه 23:
روش آييننامة هندوستان برای‌تعیین تیروی‌القایی زلزله برجسم سد (ضریب زلزلٌمتفیر) آييننامة هندوستان براى سدها تا ارتفاع ‎٠١١‏ متر روش استاتيكى معادل و براى سدها يا ارتفاع بزرگتر از ۱۰۰ متر روش طیفی (یا روش شبه‌دینامیکی) را توصیه می‌نماید: روش استاتیکی معادل برای سدهای کوتاهتر از ۱۰۰ متر در این روش ضریب زلزلة مه به‌صورت زیر تعریف می‌گرده: y= Bley که در رابطة فوق داریم: مه ضريب زلزلة مبنا طبق فهرست زیر: 0.08 مناطق با خطر نسبی بالا 0.06 مناطق با خطر نسبی متوسط 0.045 مناطق با خطر نسبی پایین ضریب اهمیت که مقدار آن برای سدها مساوی ۲ منظور می‌شود. 28 ضریب اندرکنش شالوده - خاک زلزله که برای سدها مقدار آن مساوی واحد 50-06 

صفحه 24:
با داشتن ضریب له نیروهای افقی و قائمزلزله به‌صورت زیر محاسبه می‌شوند: نیروی افقی زلزله نیروی افقی زلزله مساوی ‎LS ay‏ برابر وزن در تاج سد می‌باشد که به‌طور خطی به‌مقدار صفر در بايه كاهش مى يابد. نيروى قائم زلزله نيروى قائم زلزله مساوى م0750 برابر ون در تاج مى باشد كه بدطور خطی به‌مقدار صفر در پایه كاهش مى يايد براى محاسبة نبروهاى انقى و فائم؛ لازم است مقطع سد بدقطعات ارتفاعى مناسب تقسيم شده و ثيروهاى فوق در مركز ثقل هر قطعه أثر داده شود 

صفحه 25:
روش طیفی برای سدهای بلندتر از ۱۰۰ متر گام ۱ -در اين روش زمان تناوب مود اصلى سد وزنى از رابطة زير به‌دست می‌آید: h2 T=5.55— | ‏ل‎ ‎BY gEs كه در رابطة فوق: > ارتفاع سد به‌متر 8- عرض قاعدهُ سد به‌متر وزن مخصوص مصالح سد بهتن بر متر مكعب 8< شتاب ثقل مساوی ۹/۸۱ متر بر مجذور ثانيه ,> چدول الاستیسیته مصالح سد برحسب تن بر متر مریع 

صفحه 26:
استفادء از زمانتناوب به‌دست آمده در گام ۰۱ با فرض میرایی ۵ درصدء ضریب زلزلةاققی گام ۲ 1 چه از رابطة زیر به‌دست می‌آید: ۰ قد سره ۱۳01۳0 در راطة < ضریب اندرکدش سیستم شالود ضریب اهمیت که مقدارآن برای سدها مساوی ۲ فرض می‌شود. خاک که مقدار آن برای سدها مساوی ۱ قراض می‌شود. 0 مه ضریب تایه طبق قهر 64 متاعلق با معط تسیی با 03 ملق با عطر تسبی ‎digas‏ ‏02 متاطق با خطر تسبی پابین eS BREN GS Seas ales Obs ee ee tet BE os ‏بیمست کی‌آید. داز میراین ۵ درصد استقاده تمانید):‎ 

صفحه 27:
كام 7 برش باية ولاو لنكر خمشى ياية و3/6 از رابطة زير قابل محاسبه م ىباشد: سول ‎My=0.9Whay,‏ كام »در هر مقطع افقى مرصمق از تاج سده برش 9و لذكر ,از ابطة زير محاسيه موكرددة ا وال سراد أو © از شكل زر يعمست ماين ‎(em‏ ۹ ‎ue ۱‏ = 0 لحا 0 ‎mS‏ تجا 

صفحه 28:
گام ۵ مإلفةقائم نبروى زلزله: ‎i‏ لزه مساوى و0156 بار وز سد د تاج م باش كه ور ‎Jas Bb‏ صفر در باب كافش م يابد. أثير شتاب زلزله بر نيروهاى بركنشس زمان تداوم زلزله آنقدر نيست كه روى فشارهاى حفرهاى تأثير بكذارد. لذا هيج تغييرى در نيروهاى برکتش در هتگام زلزله منظور نمی‌شود. تأثیر شتاب زلزله روی فشار رسوب متظور کردن اصافه قشار دینامیک آب پشت سد برای این منظور کاقی بوده و اضاقه قشار خاصی برای قشار رسوب منظور نمی‌گردد. تیروهای زلزله در مقطع سرریز در مقطع سرریز سد ارتفاع سد پرای محاسبة پریود و نیروهای برشی و لنگر خعمشی جسم سد تا تراز پل بالای سرریز منظور می‌شود برای طراحی پل و پایه‌ها؛ شتاب در هر دو امتداد مساوی شتاب تراز بالای سد منظور می‌گردد. 1 

صفحه 29:
فشار موج ۲ با وزش باد بر روی دریاچه مخزن سد. نیروی مالشی در سطح دریاچه به وجود آمده و سطح دریاچه مواج می شود. برای تعیین ارتفاع موج حداکثر از رابطه مولیتور استفاده می شود.طبق رابطه مولیتور ارتفاع حداکثر موج برابر است با: SOR O (AT 1, =0000/VFHN76-027185 (F30km) 6) 0 لا ‎H=(00VVF‏ ‎pS‏ رايط فرقة Pe xe (ll) > ‏بل‎ ‎ag Sa phos eV 21 دور خيز باد برحسب كبلومثر (درصدى از بعد درياجه در امنللا وزش باد 

صفحه 30:
سائط, فزق : برااة اناغ مرح رحب سر لا ليت إر رعسو ررك ی مشود ۶ شرا رت مويك ادسعن ررو ۵ درا س9 ‎ODT err‏ ۳/6 

صفحه 31:
‎orgs‏ فقط براى مناطق عميق مورد استقادء ور كيرد ‏ععل ۲۵ -شار مرج ‏حد اکثر فشار تولید شده به علت موج از رابطه زیر بدست می آید: مه .9 ع وه ‏که در ارتفاعی مساوی ‎bur DMCS‏ از تراز آرام دریاچه اثر می نماید. ‏برایند فشار از موج برای عرض واحد از رابطه زیر محاسبه می گردد. ‎e‏ ‏بو هروه ‏طبق شکل بالا مر كز هندسی نمودار فشار موج در 0.375 سعااز تراز آرام دریاچه قرار دارد.