Download
1 / 24
410 likes | 692 Views
بسمه تعالی. درس:بناهای آبی موضوع:سدهای بتنی وزنی استاد محترم:دکتر رضاپور گردآورنده:یاسر آبرود. سد هاي وزني. اين سدها كه معمولاً با مقطع مثلثي يا ذوزنقه اي ساخته مي شوند، در بالا دست تقريباً به صورت قائم و در پايين
E N D
درس:بناهای آبی • موضوع:سدهای بتنی وزنی • استاد محترم:دکتر رضاپور • گردآورنده:یاسر آبرود
سد هاي وزني • اين سدها كه معمولاً با مقطع مثلثي يا ذوزنقه اي ساخته مي شوند، در بالا دست تقريباً به صورت قائم و در پايين • دست با شيب تندي ساخته مي شوند. پايداري اين سدها تنها از طريق نيروي وزن آن ها تأمين مي گردد. گاهي اوقات اين سدها در • طول به صورت قوسي اجرا شده تا علاوه بر زيبايي، در پايداري سد نيز كمك كرده و در نتيجه سد وزني قوسي را به وجود آورند. در • اين حالت معمولاً ضخامت سد نسبت به حالت اول لاغرتر مي شود شكل :نما ، پلان و مقطع عرضي سدهاي بتني وزني
-1 اصول طراحي : • شكل سدهاي وزني تقريباٌ مثلثي است . برآيند وزن سد، همراه با ساير نيروهاي وارده خارجي، بايستي بتواند در مكان • مخصوصي در پايه سد قرار گيرد . به منظور اطمينان از پايداري سد، لازم است برايند نيروهاي مختلف استاتيكي و ديناميكي از • يك سوم مياني پي سازه بگذرد . زماني كه برايند نيروهاي اشاره شده در يك سوم پي سد در پاياب قرار بگيرد، تعادل كلي • برقرار نگشته و فشار در نوك پاياب سازه افزايش مي يابد و سازه واژگون مي گردد.
-2 حالات گسيختگي بالقوه:و يا واژگوني در كل سازه يا در تعدادي از بلوكهاي آن ظاهر Sliding گسيختگي هاي سد هاي وزني عموماٌ همراه با لغزشمي شود . وقوع لغزش ممكن است در امتداد سطح تماس بين بتن و سنگ يا داخل توده پي، در امتداد سطوح كم مقادير ازقبيل درزها يا لايه ها ي مصالح پي اتفاق افتد . در طراحي سازه ها اين سطوح بايستي مد نظر قرار گرفته و رفتارشان با ابزارگذاري مخصوصي رديابي گردد. گسيختگي هاي لغزشي ممكن است زماني بوقوع بپيوندند كه فرضيات طراحي مطابق وضعواقعي نباشد . وجود مناطقي با مقاومت برشي كم كه در تحقيقات صحرائي رديابي نشده اند مي تواند در زمان وقوع سيلابهايبزرگتر از حداكثر پيش بيني شده و ظرفيت ناكافي سرريز و بوجود آمدن نيروهاي هيدرو استاتيكي عامل گسيختگي لغزشيباشد و يا افزايش زير فشار ( به علت عدم كارائي زهكش ها و سطوح نفوذ ناپذيركه مانعي در مقابل نشت آب فرسايشي افقيهستند ) ممكن است موجب فرسايش توده پي در نوك پاياب سد گردد و مي تواند يكي از عوامل گسيختگي پي باشد .
سد هاي بتني تحكيم – غلطكيسد هاي وزني RCC) Roller - compacted concrete ) ( سدهاي بتني تحكيم – غلطكي (آر-سي-سيهستند كه تفاوتشان با سدهاي سنتي بتني در روش بتن ريزي است . اكثر حجم بتن اين نوع سازه ها را لايه هاي بتن كهتوسط غلطك تحكيم مي يابند تشكيل مي دهد . اختلات بتن از يك سازه به سازه ديگر متفاوت است ولي خصوصيات مشتركآنها شامل موارد زير است :افزوده شده باشد . Fly ash - مقدار كم سيمان كه در ان خاكستر باقيمانده از سوخت جامد- مقدار كم رطوبت- توزيع يكنواخت اندازه دانه بندي متشكل از انواع مختلف مصالح
-1 اصول طراحي :پايداري اين نوع سازه ها توسط وزن آنها، منتج از شكل ذوزنقه اي يا مثلثي آنها است . معيارهاي طراحي اين سد ها به لحاظبرايند نيروهاي وارده، همانند سدهاي وزني است .
مزايا و محاسن سدهاي بتني: • -برخلاف سدهاي خاكي، اين سدها در مقابل روگذري سيل از خود مقاومت نشان داده و حتي سرريز مي تواند بر روي تاج سد در • نظر گرفته شود كه در برخي موارد اين سرريز تمام طول سد را در بر مي گيرد. • -تجهيزات هيدروليكي مثل لوله هاي آبگير از مخزن، دريچه ها، شير آلات و تجهيزات و تأسيسات مربوطه را مي توان در اتاقك هاي • مناسب يا دالان هاي احداث شده در بدنه سد بتني در نظر گرفت. • -در هنگام زلزله، مقاومت سدهاي بتني بدون وجود خطر فروپاشي عمده، بيشتر از سدهاي ديگر است. • -به جز سدهاي تك قوسي و دو قوسي به شرط وجود بستر سنگي در ساختگاه، احداث انواع ديگر سدهاي بتني در دره هاي عريض • و باريك قابل اجراست.
معايب سدهاي بتني: • -ساختگاه سدهاي بتني بايد از بستر سنگي با مقاومت كافي تشكيل شده باشد. • -مصالح مورد نياز مانند مصالح طبيعي، شن و ماسه و نيز مصالح مصنوعي مثل سيمان بايد از نظر كيفيت در حد قابل قبول بوده و • به اندازه كافي نزديك به محل اجرا، انبار و نگهداري شود. • -عمليات بتن ريزي در سدها پيوسته نبوده و به تخصص هاي مختلفي مثل قالب بندي، بتن سازي بتن ريزي و ... نياز دارد. • -از نظر هزينه تمام شده، هزينه سدهاي بتني به مراتب بيشتر از سدهاي خاكي است.
تأسيسات جانبي مهم سدها: • سرريزها: سرريزها تأسيساتي مي باشند كه در هنگام سيلاب كه سطح تراز آب پشت بند از حد نرمال بيشتر مي شود، شروع به كار • كرده، آب اضافه را به خارج درياچه سد انتقال مي دهند. • در سدهاي بتني مي تواند • بر روي بدنه اصلي سد به صورت يك لبه آبريز، ادغام گردد.
سرريزها معمولاً شامل دو قسمت عمده مي باشند. يكي قسمت كنترل و يا آستانه كنترل كننده است كه كار كنترل جريان ورودي • سرريز را بر عهده داشته و پس از آن ممكن است بلافاصله جريان آب را به قسمت بعد انتقال دهد و يا به كمك دريچه هاي كنتر • جريان ورودي به سرريز را كنترل و نگهداري نمايد و پس از اين قسمت، آبراهه سرريز وجود دارد كه ممكن است به صورت مصنوعي • ساخته شود و يا از مسيرهاي طبيعي استفاده شود و در پايان اين مسير ممكن است براي مهار فشار آب از تأسيسات استهلاك كننده • انرژي آب مثل حوضچه هاي آرامش استفاده شود. در كنار اين سرريزها ممكن است سرريزهاي ديگري مثل سرريزهاي خاكي به عنوان • كمك به سرريز اصلي در مواقع اضطراري، طراحي و اجرا گردد.
آبگيرها: از مهمترين اهداف ساخت سدها، آبگيري از آن ها پس از بهره برداري جهت مصارف كشاورزي و شرب مي باشد كه اين عملتوسط پستانك ها و لوله هاي تخليه به همراه شيرهاي كنترل و تأسيسات وابسته آن ها صورت مي گيرد، در سدهاي خاكي جهتبازرسي و كنترل بهتر اين تأسيسات معمولاً برج هايي به نام برج هاي ميزان يا آبگير در ابتداي اين تأسيسات و در خارج از بدنه سداحداث مي شود.
تونل هاي انحراف: قبل از شروع اجراي بدنه سد، لازم است مسير رودخانه به طريقي منحرف شود تا محل اجراي سد كاملاً خشكباشد و جهت دست يابي به اين امر معمولاً از تونل هاي انحراف كه در ديواره هاي كناري ساختگاه سد حفر مي شود، استفاده شده وآب به پايين دست منتقل مي گردد تا كار اجراي بدنه سد دچار مشكل نگردد و پس از اجراي سد، از تونل هاي ذكر شده مي توانبه عنوان تخليه كننده نيز در زمان بهره برداري استفاده نمود.
پرده آب بند يا كليد مهاري: اين المان را كه مي توان الماني از بدنه اصلي سد نيز در نظر گرفت، در زير بدنه اصلي جهت جلوگيرياز نشت آب از بستر، ساخته مي شود و به صورت پرده ناتراوا جلوي نفوذ آب را مي گيرد.گالري بازديد و دالان ها: در سدهاي بتني جهت انتقال زه و امكان بازرسي داخلي و در سدهاي خاكي جهت بازديد و تزريق بتن،دالان ها و گالري هايي تأسيس مي گردد. اين دالان ها در سدهاي بتني در گاهي اوقات مكان مناسبي براي جايگيري دريچه ها وشيرآلات به عنوان شيرخانه، محسوب مي شوند.
بارگذاري سدها و انواع بارهاي وارده: • الف) بار هاي اصلي: • -بار آب: بار آب به صورت يك فشار هيدرواستاتيك بر سطح بالا دست سد وارد مي شود كه برآيند آن به صورت يك نيروي افقي قابل • محاسبه مي باشد. در صورتي كه سطح بالا دست داراي شيب باشد، برآيند مذكور علاوه بر برآيند افقي، شامل يك برآيند قائم نيز بر • روي سطح شيب دار بالا دست نيز مي گردد. • -بار وزن جسم سد: بار وزن جسم نيز به عنوان يك نيرو، با برآيند قائم قابل بررسي است كه بر مركز ثقل مقطع مورد بررسي وارد • مي گردد. • -بار زه آب: به دليل نشت آب به درون سد، يكسري بار ناشي از زه آب در بدنه به وجود مي آيد كه ناشي از فشار منفذي آب در خلل • و فرج مي باشد. اين بار كه به صورت قائم مي باشد، به طرف بالا بوده و بر خلاف بار وزن بر مقاطع مختلف وارد مي شود.
ب) بارهاي ثانويه: • -بار رسوب: در اثر گذشت زمان، مقداري رسوب از مواد معلق موجود در آب درياچه، در پشت سد جمع شده و يك نيروي افقي بر • سطح بالا دست وارد مي نمايد. -بار هيدروديناميكي موج: بار ناشي از ضربه موج به بدنه سد نيز ممكن است حائز اهميت باشد، ولي معمولاً در طراحي سدها • ممكن است تنها تأثير امواج بر روي پوشش بالا دست بررسي شود. • -بار ناشي از يخ: اين نوع بار تنها در مناطق سردسير مد نظر مي باشد كه به صورت يك بار متمركز در قسمت فوقاني وارد مي شود. • -بار حرارتي: اين نوع بار كه معمولاً در سدهاي بتني مطرح مي باشد، در اثر انبساط و انقباض حجمي بدنه سد، تحت تأثير تغيير دماي • محيط و يا دماي ناشي از فرآيند آبگيري سيمان به وجود مي آيد. • -اثرات اندركنشي: اين بار بيشتر ناشي از سختي نسبي بدنه سد و تغيير شكل هاي غير يكنواخت سد و پي آن مي باشد. • -بار هيدرواستاتيك تكيه گاهي: اين بار كه بيشتر در سدهاي قوسي و گنبدي مطرح مي باشد، بار زه دروني در توده سنگ بستر • مي باشد.
برای شنا کردن به سمت مخالف رودخانه، قدرت و جرات لازم است . وگرنه هر ماهی مرده ای هممی تواند از طرف موافق جریان آب حرکت کند.
