تحلیل لرزهای غیرخطی سدهای بتنی وزنی با در نظر گرفتن اثر جرم فونداسیون

در سراسر جهان سدها جزء سازههای مهم و حیاتی تلقی شده که حفظ پایداری و عملکرد صحیح آنها در طول دورهبهره برداری از مسائل دارای اهمیت در مهندسی سازه ها محسوب می شود. تامین این پایداری نیازمند صرف دقت و توجهبیشتر در مراحل تحلیل، طراحی و ارزیابی مجدد این سازه ها می باشد. سیستم مورد بررسی در تحلیل این سازه حیاتی،شامل سه محیط بدنه سد، مخزن و فونداسیون بوده که دارای رفتار و ماهیتی متفاوت نسبت به یکدیگر هستند و علاوه براین، در محل تماس مرزهای خود با محیط مجاور، دارای اندرکنش نیز میباشند. وجود چنین شرایطی، تحلیل و بررسیاین سازه ها را دشوار نموده و طراحان را به سمت ساده نمودن شرایط مدلسازی سوق میدهد که از جمله آن می توان بهاستفاده از فونداسیون های بدون جرم اشاره کرد. اما در سال های اخیر پژوهش های مختلف نشان دادهاند که چنین فرضیمی تواند پاسخ های سیستم را بسیار بیشتر از آنچه در واقعیت رخ می دهد برآورد نماید و این امر بر لزوم در نظر گرفتن جرمفونداسیون در مدل های عددی تاکید دارد. علاوهبر این، مواردی از آسیب و شکست رخ داده در سدهای بتنی وزنی نشانداده اند که به هنگام وقوع زلزله و وارد شدن رفتار بتن به محدوده غیرخطی، بروز ترک و در نتیجه آن آسیب و شکست دربدنه سد امری محتمل خواهد بود؛ لذا در چنین شرایطی در نظر گرفتن رفتار غیرخطی بتن ضروری به نظر می رسد. در اینراستا پژوهش های مختلف و متنوعی طی سالهای گذشته در زمینه تحلیل غیرخطی سدهای بتنی وزنی صورت گرفتهاست. در این مقاله نیز به منظور بررسی اثر جرم فونداسیون بر پاسخ های سازه، با تعریف فونداسیون به صورت جرم دار واختصاص شرط مرزی انتهای دور به مرزهای کوتاه شده آن، به تحلیل سیستم های سد- مخزن- فونداسیون پرداخته شدهاست. در این بررسی، سیستم مورد نظر تحت اثر بار زلزله قرار گرفته و پاسخ های سازه به این بارگذاری که تنها به بدنه سداعمال گردیده، در دو حالت خطی و غیرخطی استخراج شده اند. نتایج نشان دهنده اثر مستقیم جرم فونداسیون بر پاسخ هایسازه به بار زلزله هستند، به طوریکه مدلسازی فونداسیون به صورت جرمدار که به حالت واقعی آن نزدیکتر است، تواناییکاهش پاسخ های سیستم را خواهد داشت که این امر می تواند کاهش هزینه های اقتصادی طراحی سدهای جدید و ارزیابیمجدد سازه های موجود را به همراه داشته باشد.

کلیدواژه ها:

تحلیل غیرخطی ، سد بتنی وزنی ، فونداسیون جرمدار ، شرط مرزی انتهای دور