Journal of Dam and Hydroelectric PowerPlant 2 nd Year / No. 7 / February 6 نشریه علمی پژوهشی سد و نیروگاه برق آبی سال دوم / شماره هفتم / زمستان 394 بررسی در سدهاي RCC با توجه به تحلیل تنشهاي حرارتی جعفر عسگري مارنانی 2* مهرزاد منتظري 3 هومن حاجی کندي چکیده در ساخت یک سد بتن غلتکی حرارت ناشی از هیدراسیون سیمان یکی از مشکلاتی است که تا به امروز راههاي زیادي براي کنترل آن پیشنهاد و اجرا شده است. یکی از راهکارها براي کنترل گرادیان حرارتی و تنشهاي ناشی از آن آزادسازي انرژي حرارتی با ایجاد درزهاي انقباضی در بدنه سد است. با تعیین فاصله مناسب بین این درزها میتوان حرارت هیدراسیون و تنشهاي کششی ایجادشده را پیشبینی و کنترل کرد. در این تحقیق تا ثیر طول و عمق حجمهاي بتنریزي سد در کنترل حرارت زایی بتن غلتکی و تنشهاي ایجادشده موردبررسی قرار گرفته و روابط تحلیلی براي آن اراي ه شده است. بر اساس روابط اراي هشده در مقاطع با عمق بتنریزي مختلف میتوان برحسب کنترل حرارت زایی و تنشهاي ایجادشده بیشینه فاصله بین درزهاي انقباضی یا همان را تعیین نمود. این امر نهتنها باعث افزایش سرعت اجراي سد میشود بلکه هزینههاي اجرایی را بهمراتب کاهش خواهد داد. واژههاي کلیدي سدهاي بتن غلتکی درزهاي انقباضی تنشهاي حرارتی.. عضو هیا ت علمی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزي. * 2. دانشجوي کارشناسی ارشد مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزي.mehrzadmontazeri@yahoo.com 3. عضو هیا ت علمی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزي. تاریخ پذیرش: 94//6 تاریخ دریافت: 94/9/2
... 26 نشریه علمی پژوهشی سد و نیروگاه برقآبی / سال دوم / شماره هفتم مقدمه ایجاد گردیانهاي حرارتی که براثر هیدراسیون سیمان رخ میدهند یکی از مهمترین موضوعات موردبررسی در ساخت سدهاي بتن غلتکی است. علت این اهمیت در ایجاد تنشهاي کششی حاصل از گرادیانهاي حرارتی است. این تنشها که از آنها بهعنوان تنشهاي حرارتی یاد شده میتوانند باعث ایجاد تركهایی بهمنظور کنترل ت كر انقباضی در که از درزها در سطوح سد این نوع آنها و درنهایت تخریب آن گردند. هاي ناشی از تنشهاي حرارتی درزهاي سدها بهعنوان میشوند. تعبیه فاصله بین این میشود یاد بستگی به موارد مختلفی دارد اما اگر بتوان با حفظ ایمنی طرح این طول را به بیشینه ممکن رساند هزینه ساخت و مدت پروژه به مقدار زیادي کاهش پیدا خواهد کرد. در سالهاي اخیر تحقیقات بسیاري در مورد بتن غلتکی و سدهاي ساختهشده با این فناوري مطالعات بسیار گسترده بوده و جنبهه يا انجامشده است. این گوناگونی در مورد بتن غلتکی و سازههاي ساختهشده با آن را موردبررسی قرار میدهد. 2 و همکاران در سال 7 به تحلیل حرارتی سدهاي جافر بتن غلتکی با روش اجزاء محدود پرداختند. تحلیل حرارتی سدهاي بتن غلتی نقش مهمی در طراحی و ساخت آنها ایفا میکند. در این پژوهش جافر با توسعه یک برنامه کامپیوتري مبتنی بر روش اجزاء محدود به تعیین درجه حرارت موجود در بدنه سد پرداخته است. تحلیلها در مقیاس واقعی براي برداشت پاسخهاي حرارتی سد انجام شد و نتایج نشان داد که با تغییر در برنامههاي اجرایی سد تا حدي میتوان حرارت ایجادشده را کنترل کرد بهطوريکه شروع ساخت سد RCC در فصل گرما باعث گسترش حرارت در قسمتهاي پایینی سد میشود. با توجه به نتایج تحقیق ایشان میتوان حرارت درون بدنه سد را به کمینه رسانده و باعث کاهش تنشهاي کششی در نقاط حیاتی سازه شد. (2) 3 به ارزیابی گرماي هیدراسیون در سدهاي رحیمی بتن غلتکی در مراحل مختلف ساخت پرداخت. در این تحقیق از یک مدل المان محدود براي توزیع دما نسبت به زمان در سدهاي نرمافزارهاي بتن غلتکی استفاده شد و پسازآن با استفاده از توسعهیافته سد بتن غلتکی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج تحقیق ایشان نشان داد که شرایط دماي محیط تولید حرارت هیدراسیون و تنوع هندسه سد در تحلیل آن نقش مهمی دارند. همچنین مشخص شد که در پوسته سد که حرارت کمتر است بتن تحت کشش بوده و هسته سد تنش فشاري را تحمل میکند. 4 و همکاران (3) مقالهاي با عنوان محاسبه کوزمانویک تنشهاي حرارتی و تعیین فاصله درزهاي انقباضی در سدهاي RCC اراي ه کردند. در این مطالعه یک روش جدید در مدلسازي عددي سهبعدي براي تجزیه و تحلیل تنش حرارتی در هر مرحله از ساخت سد اراي ه شد. درنهایت رابطه بین دما و تنشهاي کششی سد RCC وزنی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و موردنیاز بهمنظور حالت بهینه تخمین زده شد. 5 و همکاران عبدالرازق (4) مطالعاتی با موضوع آنالیز حرارتی و ساختاري سدهاي RCC دو قوسی انجام دادند. این پژوهش بر توسعه استفاده از روش اجزاي محدود سهبعدي براي تجزیه و تحلیل حرارتی یک سد بتن غلتکی متمرکز شده بود و فناوري RCC بهعنوان یک روش جایگزین براي کاهش هزینههاي پروژه پیشنهاد گردید. این مطالعه نشان داد که تمرکز تنش کششی بیشتر در قسمتهاي پایینی و مرزهاي تکیهگاهی سد مشاهده میشود. در سالهاي اخیر ایجاد گرادیانهاي حرارتی که براثر هیدراسیون سیمان رخ میدهند یکی از مهمترین موضوعات موردتحقیق توسط بسیاري از پژوهشگران بوده است. ایجاد تنشهاي کششی حاصل از گرادیانهاي حرارتی که از آنها بهعنوان تنشهاي حرارتی یاد میشود میتوانند باعث ایجاد تركهایی در سطوح سد شده و اثر تخریبی بر آن داشته باشد. براي کنترل تركه يا ناشی از تنشهاي حرارتی درزهاي انقباضی در سدها تعبیه میشوند. فاصله بین این درزها که از آنها بهعنوان یاد میشود بستگی به موارد 4 Kuzmanovic 5 Abdulrazeg Monolith length 2 Jaafar 3 Rahimi
بررسی در سدهاي RCC با توجه به تحلیل تنشهاي حرارتی...27 مختلفی دارد اما اگر بتوان با حفظ ایمنی طرح این طول را به بیشینه ممکن رساند هزینه ساخت و مدت اجراي پروژه به مقدار زیادي کاهش پیدا خواهد کرد. هدف از این مطالعه بررسی طوله يا یکپارچگی مختلف و رابطه میان طول و عمق مقاطع بتنریزي شده است اگر بتوان را با توجه به عمق مقطع بتنریزي شده و بیشینه تنش کششی ایجادشده افزایش داد صرفهجویی در زمان و هزینه پروژه خواهد شد. رفتار حرارتی- مکانیکی سد بتن غلتکی موجب بتن غلتکی RCC) ) عبارت است از بتنی که اسلامپ آن صفر بوده و بهمنظور حمل پخش و تراکم آن از ماشینآلات عملیات خاکی استفاده میشود. در این روش به کمک غلتک بتن متراکم شدهاي به وجود میآید که ازنظر روشهاي اجرا ویژگی مصالح کنترل معمولی است. هزینهها و... بسیار متفاوت از بتن گر چه محتواي مواد سیمانی بتن غلتکی به میزان قابلتوجهی کمتر از مقدار نظیر در بتن متعارف است و درنهایت به محدود شدن حرارت تولیدشده میانجامد ولی از طرفی وجود امکانات ویژه بهمنظور ایجاد سرعت اجراي نسبتا زیاد دلیل بر پیدایش گرادیان حرارتی بین بخشهاي درونی سد و رویههاي آن در چند هفتە اول پس از اجرا میشود. بهاینترتیب که بخشهاي درونی بدنە سد بهآرامی درجه حرارت خود را از دست میدهد و کماکان گرم است حالآنکه بتن نزدیک به رویهها بیشتر تمایل به تبعیت از درجە حرارت محیط خارج دارد. در عمل منطقە درونی کششی میشود. میافتد. در سرد جلوگیري رویه در وضعیت چراکه مجاورت میکند و رویهها و پیدایش مشابهی دما تغییر از درنتیجه نیز در تنشهاي در پی انبساط موجب آزاد بروز فشاري مجاورت به سد پی گرم بخش تنشهاي درون سد آهستگی میگیرد و درنتیجه مانع تغییر شکل سد میشود. بدنه اتفاق صورت علاوه بر گرادیان حرارتی که در زمان بتنریزي و اجراي سد و سپس طی اولین زمستان پس از خاتمە عملیات اجرایی بتن غلتکی اتفاق میافتد دماي کل سازه در سالهاي اولیه پس از اجرا پیوسته کاهش مییابد. این سرد شدن متمادي بدنه سد با توجه به اینکه امکان تغییر شکل آن توسط پی گرفته تنشهاي بروز موجب است شده سد بدنە درون کششی میشود بنابراین هرگونه ترکی که در رویە سد اتفاق بیفتد به سمت داخل سد پیشروي کرده و منتشر میشود. در نگاه اول ممکن است بتوان در نظر گرفت که این تركهاي حرارتی تقریب ا تركها این ندارند. سد پایداري بر مستقیمی تا ثیر عمودي هستند و به مقدار ناچیزي باز میشوند. همچنین به صورتی غیرمنظم اتفاق میافتند و زبري آنها انتقال تنشهاي برشی را تضمین میکند اما اشکال عمدهاي که این تركها میتوانند به وجود آورند تا ثیر نامطلوبی است که بر آببندي سد میگذارند. نشت آب از بدنە سد ممکن است موجب بروز مشکلات متعددي شود. در این زمینه میتوان به فرسودهشدن زودهنگام سد خطر فرسایش مصالح با در نظر گرفتن تشدید فزاینده جریان نشتی ایجاد نماي نامناسب که سبب ایجاد ذهنیت ناپایداري سد میشود و... اشاره کرد. علاوه بر موارد بالا چنانچه زهکشی بدنه سد بهاندازه کافی تا مین نشده باشد انتشار تركهاي حرارتی به منطقە پاییندست ممکن است اثري نامطلوب بر پایداري سازه سد داشته باشد. در اولین سدهاي بتن غلتکی اجراشده غیر از آنهایی که در ژاپن اجرا گردیدند هیچ درز انقباضی به کار گرفته نشد چراکه تصور بر این بود که اجراي این درزها بسیار هزینهبر و گران است. مشاهدات بهعملآمده روي این سدها مزایاي استفاده از درزهاي انقباضی را در محدود کردن تركخوردگی و کنترل آببندي اثبات میکنند. امروزه درزهاي انقباضی به صورتی مشخص و جاافتاده در بسیاري از پروژهها مورد استفاده قرار میگیرند. زمینه این در هماکنون روشهاي با متعددي هزینههاي قابل توجیه اجرایی در چندین پروژه به کار گرفته شده است. مواد و روشها مدل عددي مورداستفاده و راستی آزمایی در این پژوهش از مدل اجزاي محدود سهبعدي براي ارزیابی توسعهي دما و تنشهاي حرارتی در داخل بدنهي سد استفاده شده است. همچنین در این پژوهش فرض شده که انتقال Roller Compacted Concrete
... 28 نشریه علمی پژوهشی سد و نیروگاه برقآبی / سال دوم / شماره هفتم حرارتی در بعد سوم صورت نمیگیرد. این فرض با روش اجراي بتن غلتکی در لایههاي متوالی معقول است. در این مطالعه سه مقطع مختلف از سد با عمقهاي مختلف و هرکدام ABAQUS با پنج متفاوت مدلسازي تنشها موردبررسی قرار گرفته است. در نرمافزار شده و نتایج گرادیان حرارتی و مدلسازي سد با توجه به مشخصات هندسی مقطع اختیاري شامل سنگبستر بهصورت مکعبه يا لایه یک متري است با دماي ثابت محدود شده و قسمت پایین آن به نیز المانها است. هشت گرهاي با ابعاد دو متر در دو متر در یک متر هستند و براي المانهاي مرزي که با سنگبستر یا هواي آزاد در ارتباط هستند تبادل حرارت در نظر گرفته شده است. ساخت صرفنظر همانگونه که سدهاي شده است به دلیل شد اشاره روشهاي اجرایی بتن غلتکی از تبادل حرارت در بعد سوم بررسیهاي طی زیرا انجامشده اتلاف حرارت از این بعد کمتر از پنج درصد است. مقدار مشخصات بتن مصرفی مدل موردبررسی در جدول () اراي ه شده است: جدول (): مشخصات بتن غلتکی مصرفی در سد موردمطالعه است. بهعبارتدیگر روند لایهلایه ساختهشدن سد در مدل مورد تحلیل مدنظر قرار گرفته است. دماي محیط پیرامون سد و دماي سنگبستر با توجه به دادههاي موجود 3 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شد. همچنین دماي بتن تازه مطابق با میانگین دماي سالیانه محیط فرض شده است. لازم به ذکر است که تبادل حرارتی با محیط اطراف از سطحهاي بالادست پاییندست و تاج سد و همچنین در داخل گالريها صورت میگیرد و با توجه به نحوه اجراي سد از تبادل حرارت از سطوح بین درزهاي انقباضی صرفنظر شده است. در مرحله آخر مشبندي مدل انجام شد. مشها به شکل مکعبی با ابعاد دو در دو در یک متر هستند که تعداد المانها در بزرگترین مدل به 227 و تعداد گرهها به 872 عدد میرسد. تحلیل انجامشده بهوسیله نرمافزار ABAQUS و به روش کوپل دما و جابهجایی انجام گرفت. براي بررسی اثر ارتفاع تحلیل بر روي سه مقطع سد با عمقهاي مختلف و براي هر ارتفاع با پنج متفاوت که در کل شامل 5 مدل مختلف است انجامشده است. مقدار ویژگی بتن مصرفی ] 2/36 3 ρ [ 3 kg/m جرم واحد حجم با تعریف هندسه سد و با اعمال مشخصات مکانیکی و حرارتی طبق مقادیر جدول () در نرمافزار در مرحله بعدي با توجه لایهها با تعداد مرحلههاي محاسباتی تعریف شدند. این مراحل درواقع قسمت اصلی محاسبات را در برمیگیرند. تعداد مراحل محاسباتی با فرض لایههاي یک متري بیشینه به بار در عمیقترین مقطع رسید و در هر مرحله حرارتزایی بتن تازه و آغاز تبادل حرارت با محیط مورد تحلیل قرار گرفته شکل (): مقطع طولی سد موردبررسی و محلهاي درزهاي انقباضی در شکل () محل قرارگیري هر یک از مقاطع انتخاب شده اراي ه شده است. همانطور که در شکل مشخص است یک مقطع عمیق (L) یک مقطع با عمق متوسط (M) و مقطعی با عمق کم (S) انتخاب شده که هر یک از این مقاطع با طولهاي یکپارچگی 5 و متر موردبررسی قرارگرفتهاند. C)] /8 λ [W/(m. o ضریب انتقال حرارت C)] / c [ 3 J/(kg. o گرماي ویژه [ - /5 αc ضریب انبساط حرارتی Step
بررسی در سدهاي RCC با توجه به تحلیل تنشهاي حرارتی...29 قبل از شروع تحلیل جهت اطمینان از صحت نتایج حاصل از بررسیها و مدل مورداستفاده ابتدا تحلیل حرارتی انجامشده توسط کوزمانویک (3) تهیه و مورد راستیآزمایی قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل صورت گرفته توسط وي در شکل (2) قابلمشاهده است. شکل (2): تحلیل حرارتی که توسط ولادان کوزمانویک انجام گرفته نتایج تحلیل مقطع با عمق زیاد این مقاطع معمولا مقاطعی از سد هستند که در قسمتهاي میانی قرار میگیرند و بیشینه عمق بتنریزي را در بین مقاطع مختلف دارند. این قسمت از سد با توجه به مدل موردبررسی در شکل () به متر میرسد. این مقطع با پنج مختلف شامل 5 و متر شبیهسازي و تحلیلشده که بهعنوان نمونه نتایج تحلیل تنش یک مدل متري با متر (L) در شکل (5) قابلمشاهده است. در شکل (3) مش بندي مدل مورداستفاده جهت راستیآزمایی و در شکل (4) نیز نتایج حاصل از تحلیل انجامشده در نرمافزار ABAQUS اراي ه شده است. همانگونه که ملاحظه میشود مدل از دقت بسیار مطلوبی برخوردار است. شکل (3): مش بندي مدل مورداستفاده جهت راستیآزمایی شکل (4): تحلیل حرارتی انجامشده جهت راستیآزمایی شکل (5): بیشینه تنش کششی ناشی از هیدراسیون سیمان در مقطع عمیق سد با متر (L) همانطور که در این شکل مشخص است بیشینه تنش کششی که براثر هیدراسیون سیمان در مقطع عمیق سد با متر اتفاق میافتد برابر با 3/3 مگاپاسکال است. همچنین گرادیان حرارتی ایجادشده در زمان تنش کششی بیشینه براي همین مدل در شکل (6) اراي ه شده است. مقادیر بیشینه تنش کششی و دماي هیدراسیون ایجادشده در زمان ایجاد بیشینه تنش کششی براي پنج اشارهشده به ترتیب مطابق جداول (2) و (3) براي این مقطع محاسبه و اراي ه شده است.
... نشریه علمی پژوهشی سد و نیروگاه برقآبی / سال دوم / شماره هفتم تحلیل مقطع با عمق متوسط مقاطع با عمق متوسط مقاطعی از سد هستند که در قسمتهاي متمایل به کنارههاي سد قرار میگیرند و داراي عمق بتنریزي متوسط در بین مقاطع مختلف سد هستند. در مدل مورد استفاده مطابق شکل () این قسمت از سد متر است. مشابه حالت قبل این مقطع نیز با پنج مختلف شامل 5 و متر شبیهسازي و تحلیل شده است. نتایج مدل با متر آن (M) بهعنوان نمونه در شکل (7) قابلمشاهده است. شکل (6): گرادیان حرارتی ناشی از هیدراسیون سیمان در زمان تنش کششی بیشینه در مقطع عمیق سد با متر (L) جدول (2): مقادیر بیشینه تنش کششی براي مدلهاي عمیق بیشینه ت شن کششی ایجادشده (MP) /3 (فاصله بین درزهاي انقباضی) موردبررسی L L5 L L L 5 2/48 3/3 4/66 6/4 جدول (3): مقادیر دما در زمان تنش کششی بیشینه براي دماي حاصل از هیدراسیون در زمانی که تنش کششی به بیشینه میرسد (C ) مدلهاي عمیق (فاصله بین درزهاي انقباضی) موردبررسی 24/3 شکل (7): بیشینه تنش کششی ناشی از هیدراسیون سیمان در مقطع با عمق متوسط سد با متر (M) همانطور که از این شکل نیز مشخص است بیشینه تنش کششی که براثر هیدراسیون سیمان در مقطع با عمق متوسط سد با متر اتفاق میافتد برابر با 2/6 مگاپاسکال است که گرادیان حرارتی ایجادشده در زمان رخداد تنش در شکل (8) اراي ه شده است. براي این مقطع نیز نتایج حاصل از تحلیل در جدول (4) و (5) آمده است. L L5 L L L 5 29/9 35/8 4/4 47/
بررسی در سدهاي RCC با توجه به تحلیل تنشهاي حرارتی...3 تحلیل مقطع با عمق کم این مقاطع میگیرند قسمتهاي در و داراي عمق نزدیک به انتهاي تاج سد قرار بتنریزي کمتري در بین مقاطع مختلف سد هستند. براي این مدل مطابق شکل () مقطعی با ارتفاع متر انتخاب شده که براي پنج مختلف شامل 5 و متر شبیهسازي و تحلیل شده است. نتایج حاصل از تحلیل مدل با متر از این مقطع (S) نیز بهعنوان نمونه در شکل (9) قابلمشاهده است: شکل (8): گرادیان حرارتی ناشی از هیدراسیون سیمان در زمان تنش کششی بیشینه در مقطع با عمق متوسط سد با طول یکپارچگی متر (M) جدول (4): مقادیر بیشینه تنش کششی براي مدلهاي با عمق بیشینه ت شن کششی ایجادشده (MP) /6 متوسط (فاصله بین درزهاي انقباضی) موردبررسی M M5 M M M 5 /43 2/6 2/45 3/6 جدول (5): مقادیر دما در زمان تنش کششی بیشینه براي دماي حاصل از هیدراسیون در زمانی که تنش کششی به بیشینه میرسد (C ) مدلهاي با عمق متوسط (فاصله بین درزهاي انقباضی) موردبررسی 9/5 شکل (9): بیشینه تنش کششی ناشی از هیدراسیون سیمان در مقطع با عمق کم سد با متر (S) بیشینه تنش کششی که براثر هیدراسیون سیمان در مقطع نشان داده شده در شکل (9) به وقوع میپیوندد برابر با /76 مگاپاسکال است. همچنین گرادیان حرارتی ایجادشده در زمان تنش کششی مشاهده است. بیشینه براي این مدل در قابل () شکل نتایج حاصل از تحلیل این مقطع با هاي مختلف در جدوله يا (6) و (7) اراي ه شده است. M M5 M M M 5 22/7 /9 28/9 3/4
... 32 نشریه علمی پژوهشی سد و نیروگاه برقآبی / سال دوم / شماره هفتم تدوین روابط کلی با بررسی نتایج حاصل از این مطالعه بر روي مدلهاي تشریح شده در قبل بیشینه تنش کششی حاصل از هیدراسیون سیمان max) σ) و دماي حاصل از هیدراسیون در زمان رخداد تنش کششی بیشینه (T) برحسب عمق مقطع بتنریزي شده (L) و (X) مطابق روابط () و (2) بهشرح زیر پیشنهاد میشود: σmax = LL 3 4 X 2 + 23.6-3 LL X () شکل :() گرادیان حرارتی ناشی از هیدراسیون سیمان در زمان (2) 2.9 + X T = 4.83-3 L.2 تنش کششی بیشینه در مقطع با عمق کم سد با متر (S) جدول (6): مقادیر بیشینه تنش کششی براي مدلهاي با عمق کم بیشینه ت شن کششی ایجادشده (MP) /32 (فاصله بین درزهاي انقباضی) موردبررسی S S5 S S S 5 /57 /76 /92 /7 جدول (7): مقادیر دما در زمان تنش کششی بیشینه براي دماي حاصل از هیدراسیون در زمانی که تنش کششی به بیشینه میرسد (C ) 6/5 مدلهاي با عمق کم (فاصله بین درزهاي انقباضی) موردبررسی این روابط بر اساس تحلیلهاي بسیار زمانبر بر روي مقاطع مختلف سد که سه نمونه از آن در بخشهاي قبلی تشریح شد و بر اساس بهترین برازش بر روي نمونههاي عددي به دست آمدهاند. در شکله يا () تا (3) منحنی رابطه () با مقادیر حاصل از تحلیل عددي به ترتیب براي مقاطع با عمق زیاد متوسط و کم اراي ه و مقایسه شده است. این شکلها نشاندهنده دقت بسیار مطلوب رابطه اراي ه شده است. همچنین در شکله يا (4) الی (6) نیز منحنی رابطه (2) با مقادیر حاصل از تحلیل عددي مقایسه و اراي ه شده است. با توجه به دقت بسیار بالاي روابط اراي هشده طراحان در محاسبه برحسب عمق مقطع قادر به استفاده از روابط اراي هشده هستند. نتایج تحلیل عددی رابطھ پیشنھادی 7 6 5 4 3 2 4 شکل (): مقایسه مقادیر تنشهاي بهدستآمده از تحلیل عددي با مقادیر حاصل از رابطه پیشنهادي در مقطع عمیق (L) حد اکثر تنش کششی (MP) S S5 S S S 5 7/8 2/7 23/4
بررسی در سدهاي RCC با توجه به تحلیل تنشهاي حرارتی... نتایج تحلیل عددي رابطه پیشنهادي شکل (2): مقایسه مقادیر تنشهاي بهدستآمده از تحلیل عددي با مقادیر حاصل از رابطه پیشنهادي در مقطع با عمق متوسط (M) شکل (3): مقایسه مقادیر تنشهاي بهدستآمده از تحلیل عددي با مقادیر حاصل از رابطه پیشنهادي در مقطع با عمق کم (S) شکل (4): مقایسه مقادیر دماي بهدستآمده از تحلیل عددي با مقادیر حاصل از رابطه پیشنهادي در مقطع عمیق (L) شکل (5): مقایسه مقادیر دماي بهدستآمده از تحلیل عددي با مقادیر حاصل از رابطه پیشنهادی در مقطع با عمق متوسط (M) شکل (6): مقایسه مقادیر دمای بهدستآمده از تحلیل عددي با مقادیر حاصل از رابطه پیشنهادي در مقطع با عمق کم (S) لازم به ذکر است که در تحقیقاتی که درگذشته انجامشده است تنها به عمق لایههاي بتن غلتکی فصل شروع بتنریزي فواصل زمانی بین اجراي هر لایه و مساي لی از این قبیل جهت کنترل تنشهاي حرارتی پرداخته شده است. همچنین در مواردي مانند تحقیقات کوزمانویک (3) به بررسی طولهاي یکپارچگی مختلف اما با یک عمق ثابت توجه شده است. این در حالی است که در تحقیق حاضر اثر ارتفاع مقاطع بتنریزي در سد موردبررسی قرار گرفته و در روابط اراي هشده این پارامتر که قبلا به آن کمتر پرداخته شده لحاظ شده است. با توجه به نتایج حاصل میتوان گام جدیدي در کنترل تنشهاي حرارتی و کاهش هزینه ساخت سدهاي بتن غلتکی برداشت. لازم به ذکر است که روابط پیشنهادي را نمیتوان با استفاده از برازش بر اساس تنها یک متغیر به دست آورد چراکه توابعی چند متغیره هستند. 35 5 5 4 اینها 3.5 3 2.5 2.5.5.2.8.6.4.2 4 نتایج تحلیل عددي رابطه پیشنهادي 4 رابطه پیشنهادي نتایج تحلیل عددي حد اکثر تنش کششی (MP) حد اکثر تنش کششی (MP) 5 4 4 دما (درجه سانتی گراد) نتایچ تحلیل عددي رابطه پیشنهادي نتایج تحلیل عددي رابطه پیشنهادي 5 5 4 دما (درجه سانتی گراد) دما (درجه سانتی گراد)
... 34 نشریه علمی پژوهشی سد و نیروگاه برقآبی / سال دوم / شماره هفتم 4- Abdulrazeg, A. A., Noorzaei, J., Jaafar, M. S., Khanehzaei, P. and Mohamed, T. A. (4). Thermal and Structural Analysis of RCC Double - Curvature Arch Dam. Journal of Civil Engineering and Management. (3), 434-445. 5- Jaafar, M. S., Bayagoob, K. H., Noorzaei, J. and Thanoon, A. M. W. (7). Development of finite element computer code for thermal analysis of roller compacted concrete dams. Advances in Engineering Software. 38(-2), 886-8. 6- Rahimi, A. (2). Evaluation on Heat of Hydration in Roller Compacted Concrete Dams during Construction Phases. Australian Journal of Basic and Applied Sciences. 6(6), 5-56. 7- Kuzmanovic, V., Savic, L. and Mladenovic, N. (3). Computation of Thermal-Stresses and Contraction Joint Distance of RCC Dams. Journal of Thermal Stresses. 36(2), 2-34. نتیجهگیري در این تحقیق تحلیل حرارتی سد بتن در حالات غلتکی مختلف و عمق حجمهاي بتنریزي سد انجام شد و تا ثیر این ابعاد بر حرارتزایی بتن غلتکی و تنشهاي ایجادشده در بدنه سد موردبررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج بهدستآمده مشخص میشود که در مقاطع با عمق بتنریزي کمتر میتوان را افرایش داد. بهعبارتدیگر در قسمتهاي نزدیک به کنارههاي سد که تعداد لایههاي بتن غلتکی و درنتیجه حجم بتنریزي کمتر است میتوان فاصله بین درزهاي انقباضی را بیشتر کرد. این امر باعث نهتنها افزایش سرعت اجراي سد میشود بلکه هزینههاي اجرایی را بهمراتب کاهش میدهد. این مطالعات نشان میدهد که طول یکپارچگی یا همان فاصله بین درزهاي انقباضی در سدهاي بتن غلتکی را میتوان با توجه به عمق هر قسمت تعیین و اجرا کرد. این طول را میتوان برحسب بیشینه مقاومت کششی بتن و یا گرادیان حرارتی مطابق روابط () و (2) کنترل نمود. این طول میتواند براي هر سد با توجه به بیشینه مقاومت کششی بتن مصرفی و حرارت زایی آن متفاوت باشد. همچنین با دقت بر روي محل وقوع بیشینه تنشهاي کششی در این مطالعه میتوان به این نکته پی برد که این تنشها که دلیل اصلی تركهاي حرارتی هستند در قسمتهاي پایینی سد و گوشههاي در بهخصوص هندسی سد که یکنواختی شکل از بین رفته به وقوع میپیوندند بنابراین لازم است در مراحل اولیه اجرا که لایههاي از بتنریزي پایین شروع میشود در نحوه بتنریزي و پرهیز از گوشههاي تیز دقت بیشتري را به عمل آورد. این مسي له در طراحی ابعاد بدنه سد و شکل و محل برخوردار است. سازههاي داخل آن نیز از اهمیت بالایی مراجع - بهبودي م و نعمت اللهی م. (39). "بتن غلتکی در سدسازي (RCC) با نگاهی گذرا به سد هایقر." انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر. 2- چی زاده م. و قاسمی ه. (38). "بتن غلتکی در سدسازي." موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران. -3 وراینهارد ه. (376). "سدهاي بتن غلتکی." ترجمه دالی بندار. کمیته ملی سدهاي بزرگ ایران.