مطالعه درباره هندسه سد

صفحه 1:
هندسه اولیه مقطع سد وزنی - اگر فقط فشار هیدرواستاتیک در نظر گرفته شود. مقطع ایسده آل سد يك مثلث قائم الزاويه خواهد بود كه راس آن منطبق بر محل فشار صفر بوده و عرض قاعده آن مساوی 0 می‌باشد (مثل شکل ‎(A‏ 1 ۱ ne 5 bo h a, b=mh Wel ‏وزن مخصوص‎ وزن مخصوص بتن ۱۷6 .. مصخ | “سرد 

صفحه 2:
- مفطع إيده آل به همراه نمودار فشار هيدرواستايك و فشار بركش با توزيع مثلثى نشان داده شده أسث. ‎his‏ قائمالزاويهدارلى ابن خاصيت است كه در حالت مخزن الیو فشار بركنش صفر؛ وقتى كه فقط نحت تاثير وزن قرار كيرد برايند يروهاى خارجى از ثلث (3/:]) فاعده عبور كرده و مفدار تش در محل بنجه 3[ مساوى ‏مفر است. 

صفحه 3:
تعیین حداقل عرض پی (پایه) برای شرایط طراحی مختلف حالت اول: -سد ایمن در مقابل واژگونی (بدون فشار برکنش) با گرفتن لنگر حول نقطه 13 در شکل ۸۵ 2 1 ۷۵ ۶ 0۵ << 02 < < نگر ۷۷ در حول 18 ‎Wem? h*® 2‏ ‎mh‏ -.———— = 3 2 273 7 2 ۳ - لنگر ۷8 در حول 13 ۵ :۱۷/۵ > ننگر در حول 13 _ Wh? 6 

صفحه 4:
با ضریب اطمینان ۱ در مقابل واژگونی داریم. = ۷ ,2نیروهای ایستایی 2 نیروهای محرک Wem?h? Wh? 3 6 m2, 2We m2 0.456 uy b20.456h 20 We = 2.4t/m? زمانی ‎W =1t/m?>‏ 

صفحه 5:
حالت دوم: سد ایمن در مقابل واژگونی (فشار برکنش با توزیع مثلشی) 2 ۱ ا تت 3 2° 6 3 ب , ‎Wem?h? Wh? _Wam’h’‏ 3 6 3 «< ‏مد‎ ‎2(W, -W) b=0.595h 

صفحه 6:
حالت سوم: سد إبعن در مقاب واكونى (فشار بركنش با توزيع مستطيلى) ‎Wo't? 9‏ تا ات 3 6 2 m2 > > m20.748 2۷, -۷ ¢ b=0.748h 

صفحه 7:
حالت چهارم: سد ایمن در مقایل لخزش (بدون فشار بر کنش) ‎BEY‏ 5.1 ضریب اطمینن در مقبل لغزش =H 02627 ۷ 21 21 0.75(Wemh?) Wh 2 0.75Wemh?” Wh? 21 

صفحه 8:
براى اينكه لغزش صورت نگیرد 2.13 باید از مقدار مقاومت برشی ‎HOV‏ 0.75Wem ——21 ‏تر باشد.‎ Ww ‏کمتر ب‎ B=0.555h ‏“له‎ ‎0.75x We 1 ‏نت یت‎ 205 ‏و‎ 75x2.4 18 با توجه به اينکه ضرایب اطمینان به کار رفته در حالتهای ۱ 27 ۳ و ۴ مساوی ۱ در نظر گرفته شده» این مطالعات حالت آکادمیکک داشته و ارزش عملی ندارد. 

صفحه 9:


صفحه 10:
عدم ایجاد تتنش کششی در سد (یدون فشار ب ركتش» در محاسیات زیر تتش قشاری با علامت (+) و علامت تتش کششی با علامت (-) متظور شده است. الف- تتش ناشی از وزت: در معادله زیر » عیارت است از حارج از م رکزیت تیروی ۷۷ تسیت یه تقطه ۰ در وسط قاعده ب < ور تتش قاتم در بالادست «یاشته) 6 وهم ريم ‎b b‏ ‎w‏ ‎=—Qd+1‏ ‎b © 2‏ ‎_2Ww‏ ‎b‏ ‎Wexhxb‏ ‎2b‏ ‎Weh‏ = و mu ‏ور تنش قائم در يايين دست سد (پتجه)‎ < 0 

صفحه 11:
ب - تنش ناشی از فشار هيدرو + استاتيكك تنش قائم در بايين دست پنجه 

صفحه 12:
باترکیب دو تش بالادست خواهم داشت On ‏اا‎ ‎1 2 2] لجرو 1 m = 0.645 b20.645h 

صفحه 13:
حالت هفتم: تنش فشار قائم در هر تراز از فشار آب مخزن در ‎OT‏ نقطه کمتر نباشد (معیار موريس لوى) h ‏اه ور‎ فشار مخزن مود رك نوم ‎m‏ m2 75 20.845 We-W 00-7 يعنى حدود ۳۱ درصد افزایش نسبت به حالت ۶ 

صفحه 14:
حالت هشتم: عدم ايجاد تنش كششى در سد (فشار برکنش با توزيع مثلثى) با استفاده از شرط -۶ و احتساب تنش کششی ناشى از فشار بركنش خواهيم داشت: 0 10 m2 w 20.845 b=0.845h We.W که همانند تناسب به دست آمده از معیار لوی است. 

صفحه 15:
روش‌های تحلیل و تعیین تتش در سدهای وزنی (1306) روش‌های متداول برای تعیین تنش‌ها در سدهای وزنی عبارتند از: ۱- روش وزنی (فرض رفتار به صورت نوارهای طره ای قائم) ۲- روش پیگار ۳- روش بار آزمایشی ۴- روش اجزای محدود ۵- روش تجربی 

صفحه 16:
معیار های پایداری و ایمنی سدها معیارهای پایداری و ایمنی سدها ۸- ایمتی در مقابل واژگونی فلسفه کنوتی سدهای بتنی -عدم ایجاد تتش کششی در وجه بالادست به علت تاثیر نیروهای وارده است. - در صورت رعایت چنین شرایطی برآیند نیروهای وارده در یکك سوم میانی قاعده قرار گرفته و ضریب اطمینانی بز رگتر از ۲ در مقابل واژگونی وجود دارد. - در صورت رعایت شرط عدم ایجاد کششی در وجه بالادست. کنترل ضریب اطمینان واژگونی لازم نیست. - در صورت نیاز به چتین کنترل» ضریب اطمینان حداقل در مقابل واژگونی مساوی ۷ منظور می‌شود. 2 SH” 

صفحه 17:
8- ايمنى در مقابل لغزش -برحسب در نظر گرفتن و با نگرفتن تنش چسبندگی در نیروی مقاوم لغزشی» - دو روش برای ضریب اطمینان در مقابل لغزش وجود دارد. الف- ضریب اطمینان در مقابل لغزش با منظور کردن چسبندگی در این روش ضریب اطمینان در مقابل لغزش در تراز موردنظر از رابطه زیر به دست می‌آید. - ضریب اطمینان در مقابل لغزش 1 - كل نيروى افقى وارده در بالاى تراز مورد نظر +1- نيروى برشى مقاوم 

صفحه 18:
- در صورتی که سطح لغزش به صورت افقی باشد. نیروی مقاوم در مقابل لغزش از رابطه زیر محاسیه می‌شود +( - 2/۷۷) ۶ < ع1 ضریب اصطكاكك سطح تماس (عددى بين ۰/۶ تا ۱) یرای سطح تماس بعن روی سنگگ یا بتن روی بتن 2,۷ - مجموع نیروی قائم رو به پایین الا- نير وى ب ركنش ل6- تنش چسیند گی سطح تماس مقدار آن یرای سطح تماس بتن با يتن» يا بتن روى ستكك بايد براساس يكك آزمايش متاسب يه دست آيد. .4- مساحت تحت فشار مقطع 12 مقدار حداقل ضريب اطميئاتن در مقايل لغزش را مساوى “ابراى با ركذارى عادىء ” براى يا ركذارى غير عادى و ‎١‏ براى يا ركذارى قوق العاده پیشتهاد می کند. طبق این آیین‌نامه» ضریب چسبندگی ") برای سطح تماس يا بتن» یا بتن روی ستکگ باید براساس آزمایش ياشد. 

صفحه 19:
ب- ضریب اطمینان در مقابل لغزش بدون در نظر گرفتن چسبندگی در این روش ضریب اطمینان در مقابل لغزش از رابطه زیر به دست می‌آید: (۷- 12:۱۷ S.F= 2H در این رابطه 2,377 - مجموع نيروى قائم رو به پیین ‎a —‏ تراز مورد نظر مقدار ضريب اصطكاكك ‎gill 65,5 JS=LH‏ وارده در بالای تراز مور - ‏"1 و ضريب اطمينان طبق جدول زیر توصیه می‌شود. 

صفحه 20:
بتن روی بتن بتن روی سطح سنگی سالم» تمیز و سالم بتن روی سنگگ» با مقداری لایه‌بندی نوع مصالح بتن روى شن و ماسه درشت بتن روى ماسه بتن روى سنكك رس (شيل) بتن روی لای و رس * برای تعیین مقدار مناسب باید آزمایش صورت ضریب لغزش مطمئن "1 ۰/۶۵-۸ حداقل ضریب اطمینان بدون منظور کردن ۱-۵ ۱-۸۵ ۱/۵ > 1/۵ 1۸۵ * ۳/۵ 

صفحه 21:
- اکثر آبین‌نامه‌ها. حتی در ترکیباتی که در آنها نیروی زلزله وجود دارد. اجازه هیچگونه تنش کششی (با منظور نمودن نیروی برکنش) را در بالادست (پاشنه) نمی‌دهند. هر ‎jaa Ss‏ 4 و درچنین حالتی بعضی از آیین‌نامه‌ها تنش کششی را حدود حداقل ۵ کیلوگرم بر سانتی- .متر مربع در مقطع افقی که از داخل بدنه سد می گذرد» مجاز می دانند ب- تنش فشاري مجاز: - مقاومت فشاری بتن مورد استفاده در سدهای وزنی بتنی حدود ۱۵۰ کیلوگرم تا ۲۰۰ کیلو گرم بر سانتیمتر مربع می‌باشد. ۲ - تنش فشاری مجاز با اعمال ضریب اطمینان بر مقاومت فشاری بتن به دست می‌آید. 6 بيلوت ركيباتهار عادوضريملطمينا نمساوى؟ با حداكثر مقاومنفشاريى كيلوكرم بر سلنتيهتر مربع - براى تركيبات بار غير عادى ضريب اطمينان مساوى ؟ با حداكثر مقاومت فشارى ‎١88‏ ‏کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع 

صفحه 22:
- اکثر آبین‌نامه‌ها. حتی در ترکیباتی که در آنها نیروی زلزله وجود دارد. اجازه هیچگونه تنش کششی (با منظور نمودن نیروی برکنش) را در بالادست (پاشنه) نمی‌دهند. هر ‎jaa Ss‏ 4 و درچنین حالتی بعضی از آیین‌نامه‌ها تنش کششی را حدود حداقل ۵ کیلوگرم بر سانتی- .متر مربع در مقطع افقی که از داخل بدنه سد می گذرد» مجاز می دانند ب- تنش فشاري مجاز: - مقاومت فشاری بتن مورد استفاده در سدهای وزنی بتنی حدود ۱۵۰ کیلوگرم تا ۲۰۰ کیلو گرم بر سانتیمتر مربع می‌باشد. ۲ - تنش فشاری مجاز با اعمال ضریب اطمینان بر مقاومت فشاری بتن به دست می‌آید. 6 بيلوت ركيباتهار عادوضريملطمينا نمساوى؟ با حداكثر مقاومنفشاريى كيلوكرم بر سلنتيهتر مربع - براى تركيبات بار غير عادى ضريب اطمينان مساوى ؟ با حداكثر مقاومت فشارى ‎١88‏ ‏کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع 

صفحه 23:
pea -برای ترکیبات فوق العاده. ضریب اطمینان مساوی ۱ پیشنهاد می‌کند که بر مقاومت نمونه استوانه‌ای ۲۸ روزه اعمال می‌شود. - تنش فشاری مجاز سنگ پی نیز از اعمال ضریب اطمینان ۴. ۰۲/۷ ۱/۳ (به ترتیب برای ‎en Gk ee‏ که پ: احداث ماهیچه: - در صورتی که تنش‌های موجود از تنش مجاز تجاوز کند. ولی مقدار اختلاف چندان بزرگ نباشد. می‌توان با دادن پخی (ماهیچه) تنشها را به مقدار مجاز رساند. 

صفحه 24:


صفحه 25:
تعیین مفادبر تتش در وجه بالادست و پایین دست سدهای وزنی برای اينکه بتوان مقادیر مختلف تنش را در هر نفطه از مفطع عرضی سد وزنی معین نموده لازم است تا مقادیر تتش وارده بر کنره‌های بالادست و پایین دست مقطع را در هر تراز مورد نیاز نعیین نمود. بدین منظور شکل ۸را که یک مفطع عرضی نمونه سد وزنی را نشان می‌دهد در نظر كرفته» موقعيت محورهای مختصات (که همشه مبدا مختصات منطبق بر نتهای پایین دست مقطع افقی با تراز مطالعه در نظر كرفته مى شود)؛ جهت مثبت آنها و همچنین جهات مثبت نيروها و تنشها را مطابق آنجه در شكل نشان داده شده است» در نظر می‌گیريم. 

صفحه 26:


صفحه 27:
همانطوری که در شکل ۸ مشخص است» 62 تنش نرمال که در صفحه افقی اثر می کند» ,6 تنش نرمال که در صفحات قائم اثر می‌کند و ‎Ty‏ تنش برشی است. با توجه به فرض تغییر خطی تنش نرمال از بالادست به پایین دست. مقدار تنش در بالاادست ‎(Tzu)‏ و پایین دست ( و,,60) هر مقطع افقی به عرض «3) از رابطه زیر به دست می‌آید: ‎ ‏2۲۷ ‎a‏ —__— + ——= 90,4 ‎“at A I ۱‏ ۷ يخ كت رركو ‎1xT 113‏ عن 12 6 ۳ 0 0 بر بر ‏در رابطه فوق ور و ربرت به ترتیب تنش‌های نرمال در پایین دست (پنجه) و بالادست (پاشنه) مقطع افقی بوده» » فاصله م کز سطح تا کناره‌های بالادست و پایین و 6 خارج از م رکزیت برایند نیروها (نسبت به م رکز سطح افقی) می‌باشد. 

صفحه 28:
تنش‌های اصلی و برشی ۱-تتش اصلی تنش‌های ور , ویر6 یا تنش‌های حداکثر و حداقل پیدا شده در فرمول شماره (۱ و ۲) حداکثر تنش مستقیم در هر جایی از سد تیست. حداکثر تنش نرمال که همان تنش اصلی بزرگتر می‌باشد در صفحه اصلی وجود دارد. زمانی که مخزن پر از آب باشد» تنش قاثم ارائه شده (۲) به علت اينکه برایند نیروها نزدیک پنجه سد وارد می‌شود؛ مقدار آن در پنجه حداکثر می‌باشد. برای مطالعه تنش‌های اصلی که در نزدیکی پنجه سد ایجاد می گرد المان کوچکی ‎ABC‏ شکل ۸ و 1۶ را در نزدیکی پنجه سد شکل ۸ را انتخاب می‌کنیم. با توجه به کوچک بودن المان» فرض بر این است که شدت تنش‌ها در اضلاع آن یکنواخت می‌باشند. و6 - تنش قائم در پایین دست سد ‎Spy‏ < تنش اصلى به موازات هايين دست 0 - فشار در وجه پایین دست حاصل از فشار پایاب 

صفحه 29:


صفحه 30:
- وجه پایین دست سد به عنوان صفحه اصلی عمل می کند» زیرا فشار آب پایاب (۳) عمود بر صفحه وجه پایین دست عمل میکند. بنابراین در این صفحه تتش برشی وجود ندارد. - از آنجایی که صفحه‌های اصلی عمود بر هم هستند (زاویه بين آنها 40 درجه است» بنابراین صفحه 13) صفحه اصلی دوم است. - اگر تتش وارد بر این صفحه وم باشد و اگر 35» 15 و 1 طول‌های اضلاع ‎AB‏ ‏6 و ۸) باشد - همانطوری که در بالا ذکر گردید ور < شدت تنش قائم در روی صفحه ‎CA‏ وم6 < شدت تنش نرمال (قائم) اصلی در صفحه > 0- شدت فشار آب در صفحه ۸ اگر طول واحدی از سد ‎(Im)‏ در نظر گرفته شود نیروی وارده به هر ضلعی مثل شنک و ۸ به ترتیب ذیل خواهد بود: ۳0 ۰05 ‏ور و «ن و6 و‎ «db 

صفحه 31:
با نوشتن تعادل نیروها در امتداد قائم» تنش اصلی وم» به دست می‌آید: 0 ور ۲6094 و0 + و۵ 09510 ۳0۰ _ 05 از طرفی داریم: ‎—=Sin by‏ db ds=dbSing, dr همچنین: و 0° ‎ap‏ dr=dbxcos 6, Pd(dbsin 9, )Sin 64 +op,q (d, cosa) x cosy =0,4 xdb 6,4 —Pdsin? $4 Spa=— 2, 0 ٠و‎ ۳ و ‎Sec” by — P; tan”‏ ور و6 

صفحه 32:
برای اينکه > حداکثر باشد ۳0 باید صفر باشد یعنی زمانی که در پایین دست آب وجود ندارد در چنین حالتی: ‎Spa = Ova sec” a ۳6‏ از آنجایی که و۵ 9667 هميشه بزرگتر از یک است. لذا وم6 از وبرت) بزرگتر است بنابراین اين مقدار تنش نرمال باید هميشه کمتر از حداکثر تتش مجاز مصالح باشد. ‏- اگر نیروی هیدرودینامیکك توسط آب پایین دست منظور گردد (۳06) زمانی که حسب ززله به سمت سد باشد بنابراین فشار نهایی وارده بر ضلع ۸3 به شرح ذیل می‌باشد: ‏یعنی (۳0-۳06) زیرا اثر این زلزله فشار آب در پایین دست سد را کم می‌کند لذا تتش اصلی و6 را می‌توان به صورت زیر نوشت: ‏)@ يوتسم (۳۵۵ - ۳۵)- وه 560 رو ورى 

صفحه 33:
معادله به دست آمده برای م6 روی المانی در پنجه سد می‌تواند قابل استفاده برای المانی در پاشته سد هم باشد ولی معادله آن در پاشنه به شرح ذیل است: ری ,6 ‎Sp, =S,, sec” o, —(Pu + Pue) tan?‏ ,4- زاویه‌ای که وجه بالادست با قائم می‌سازد ولی در پاشنه هميشه فشار آب ۳۷ بیشتر از ,مت می‌باشد لذا ‎Pu‏ تتش اصلی (عمده) بز رگتبر بوده و ,م0 تنش اصلی فرعی (کوچکتر) در پاشنه می‌باشد. ۲- تنش برشی در صفحه افقی نزدیک پنجه تنش برشی ‎Ty‏ در ضلع ۸ ضلعی که تنش قائم عمل می کند» اعمال می گردد. با تجزیه نیروها در جهت افقی خواهیم داشت: ‎x db‏ ع ‎Opa X dr xsin by — Pd xds x cos og‏ ‎Spa * (db cos $y )sin oy — Pd(db.sin >, )cos$=t, xdb‏ ‎Ta = pq SiN by COS Hy — Pdsin by cos bg‏ Tq =(Gpy — Pd)sin bo, cos oq 

صفحه 34:
با جایگزین کردن مقدار وم از معادله ۳ در معادله بالا خواهیم داشت: ‎by — Pd tan” 4 — Pd)sin$, 4,‏ 36 ورت) < وت ‎Tq =[0,4 sec” $4 — Pd(1 + tan’ $,)]sin 4 cos,‏ ‎Tq =[(G,4 — Pd)sec? 4 xsin by cosdy]‏ ‎Tq = (6,4 — Pd) tanoy‏ اگر در پایاب سد آب وجود نداشته باشد» تنش برش فوق به شرح ذيل ارائه می‌گردد: و0 < و۲ اگر نیروی هیدرودینامیکک زلزله در پایاب در نظر گرفته شود خواهیم داشت: ‎tq =[6,, —(Pd — Pde)]tan oy‏ به همین صورت تنش برشی در پاشنه سد برابر خواهد بود با: ‎—(Pd + ۳6([۵ ۵,‏ ور6]-2< ,۲ علامت منفی نشان دهنده جهت عکس می‌باشد. 

صفحه 35:
روش كام به كام تحلیل سدهای وزتی تحليل بايدارى سد را می‌توان به ترتیب زیر گام به گام انجام داد: ۱- نخست طول واحد سد را در نظر بگیرید. ۲- محاسبه نمودن مقدار و تعیین جهت کلیه نیروهای قائم در سد و پیدا کردن مجموع جبری آنها ( 2:۷) ۳- محاسبه نمودن کلیه نیروهایی که در جهت افقی بر سد اثر میگذارد و نهایتا مجموع جبری آنها (2:13) ۴- بازوی تمام این نیروها را از پنجه سد پیدا نمایید. ۵- تعیین لنگر کلیه این نیروها از پنجه سد و نهایتا جمع جبری آنها را محاسبه نماید. ‎(ZM)‏ ۶- تعیین محل برایند نیروها (باپیدا کردن فاصله آنها از پنجه سد) =M X57 

صفحه 36:
۰- تعیین ضویب اطمینان در مقابل واژگوتی )+( لنكر يايدا ركتتده ‎=M‏ ‏ل ‎sae 2 ee‏ (-) مجموع لنگر واژگون کننده ‎EM‏ (+) در جهت عکس عقریه‌های ساعت (لنگرها) ‎CO)‏ در جهت عقریه‌های ساعت (لنگرها) ۱- تعیین ضریب اطمینان در مقابل لغزش يا ‎ES Sal‏ لغزشی 

صفحه 37:
۷- پیدا کردن (6) فاصله برایند تا مرکز قاعده مقطع سد ‎=T/ -x‏ ‎e= 7 x‏ ۸- تعیین تنش‌های قاثم در پنجه و پاشنه سد ‎oe‏ ‏لذي > - ره 7 ( 2-5 بعضى مواقع اين تنشها با جشم پوشی فشار بر کنش محاسبه می گردد. 4- تعيين حداكثر تنش قائم يعنى تنش اصلى در بنجه و ياشنه طبق معادله و۵ ‎Pde)tan?‏ - ل2) - ىن ©عءة ريط - ورت در بنجه ‎Opy =O, Sec”, —(Pu — Pue)tan? ۵,‏ 53 پاشنه مقدار تنش‌های اصلی نباید از حداکثر تنش مجاز بتن تجاوز نماید. مقاومت خوردش دگی بتن 1/102 ۱۵۰-۳۰۰ متفیر است.