بررسی رفتار سدهای بتنی قوسی تحت تغییرات دما (تحلیل حرارتی گذرا)

بررسی رفتار سازهای سدهای بتنی قوسی و وزنی، به ویژه از نوع دوانحنایی و نازک به دلیل هندسه منحنی، ضخامت کم نسبت به ارتفاع و مهار شدن در تکیه گاههای سنگی نسبت به تغییرات دمای محیط، آب مخزن و تابش خورشیدی حساسیت قابل توجهی دارند. در این مقاله با تکیه بر یافته های گذشته، شامل یک سد قوسی بهره برداری شده در تایلند، یک سد وزنی غلتکی در حال ساخت در پاکستان، یک سد وزنی بتنی در حال ساخت در عربستان سعودی، یک سد قوسی دوانحنایی پنجاه ساله در هند، یک سد قوسی در حال ساخت در چین و یک سد قوسی وزنی در اسلوونی، رفتار حرارتی و سازهای سدهای بتنی قوسی و وزنی هم در فاز بهره برداری و هم در فاز ساخت به صورت یکپارچه مرور و تحلیل می شود. مکانیزم های اصلی انتقال حرارت شامل هدایت درون بدنه، بتن، جابجایی در سطوح مجاور هوا و آب و جذب و گسیل تابشی معرفی می گردد. نتایج نشان می دهد در اقلیم های گرمسیری با دامنه نوسان دمایی محدود بار حرارتی سهم نسبتا کوچکی در تنش و تغییر شکل کلی سد دارد؛ اما در مقیاس بلندمدت و در سدهای قوسی نازک همین بار حرارتی می تواند جهت جابه جایی تاج را به طور کامل معکوس کند و تنش های کششی موضعی قابل توجهی در نواحی حساس مانند گالری ها و سطح تماس سد-پی ایجاد نماید. در فاز ساخت نیز حرارت ناشی از هیدراتاسیون سیمان، فاصله زمانی بتن ریزی و دمای محیط عوامل تعیین کننده ای در بروز تنش های کششی و ترک خوردگی احتمالی هستند. همچنین پدیده افزایش دما پس از آب بندی در سدهای تازه ساخت و اثر اقدامات کاهنده مانند پوشش های بازتابنده و سامانه های لوله ای خنک کننده تشریح می شود.

کلیدواژه ها:

سد بتنی قوسی ، سد وزنی ، تحلیل حرارتی گذرا ، اجزای محدود سه بعدی حرارت ، هیدراتاسیون ، تنش حرارتی ، تابش خورشیدی ، پدیده افزایش دما پس از آب بندی ، پایش میدانی سد