عنوان پایان‌نامه
بررسی رابطه میرایی چرخه‌ای با پارامترهای طراحی سدهای بتنی وزنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1798;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58764
- تاریخ دفاع
- ۰۱ مرداد ۱۳۹۲
- دانشجو
- نگار کمالی زنوزی
- استاد راهنما
- شهرام وهدانی
- چکیده
- از سال 1928، شکست سدهای بزرگ و خطرات ناشی از آن در بسیاری از نقاط جهان مورد بررسی قرار گرفته¬ است. اگرچه هیچ¬گاه انهدام کامل یک سد در اثر تحریک زلزله رخ نداده¬است و تنها فروریختن کامل یک سد مربوط به انهدام سنگ پی آن بوده¬است. یکی از مهم¬ترین تخریب¬های وارد شده در اثر زلزله به یک سد بتنی در سال¬های 1960 اتفاق افتاده¬ است. سد کوینا در معرض زلزله 6.9 ریشتری در 11 دسامبر 1967 متوجه آسیب¬های جدی شد. رفتار لرزه?ای سدهای بتنی به دلیل پدیده?های مختلفی که در پاسخ دینامیکی آن?ها تاثیرگذار هستند، بسیار پیچیده می?باشد. برای بررسی رفتار لرزه¬ای یک سد، بهترین و دقیق¬ترین روش¬ها، روش¬های تحلیل دینامیکی غیر خطی است. یکی از جدیدترین روش¬های تحلیل که در آن سعی شده?است با صرفنظر کردن از برخی از پدیده?های مطرح و در نظر گرفتن فرضیات ساده کننده برای تخمین پاسخ غیر خطی یک سازه به?کار رود، تحلیل بار افزون بر مبنای انرژی می¬باشد. هر زلزله به?عنوان حرکت پایه، انرژی بخصوصی را وارد محیط و سازه می?نماید. از طرف دیگر سازه با تغییرشکل و سیستم?های میرایی خود، این انرژی را حین تغییرشکل میرا می?نماید. اگر بتوان نحوه میرایی سازه و انرژی نیروهای خارجی را در مختصات خاصی ترسیم و نقطه عملکرد را بدست آورد، پایه روشی برای ارزیابی لرزه?ای سازه به?وجود می?آید. در این روش، تقاضای جابه¬جایی پیک از طریق تبدیل کردن نمودار نیرو- جابه¬جایی به منحنی ظرفیت انرژی و سپس تلاقی آن با روی نمودار تقاضای انرژی، بدست می¬آید. در این تحقیق، ابتدا خلاصه¬ای از روش¬های بار افزون متعارف و بار افزون بر مبنای انرژی همراه با گزارشی از سد کوینا و زلزله 11 دسامبر 1967 آورده شده¬است. یک مدل اجزای محدود دو بعدی از مقطع سد کوینا برای بررسی و تحلیل استفاده شده¬است و نتایج روش بار افزون بر مبنای انرژی تطابق مناسبی با نتایج روش تحلیل دینامیکی غیر خطی دارند. با استفاده از مفهوم تعادل انرژی، بسیاری از کمبودهای روش بار افزون متعارف مانند محدودیت در انتخاب نقطه مرجع از بین می¬روند. همچنین این روش می¬تواند برای سیستم¬های چند درجه آزادی با نتایج دقیق¬تری مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین روش بار افزون بر مبنای انرژی نتایج واقع¬گرایانه¬تری را در بر خواهد داشت.
- Abstract
- The hazard posed by large dams has been demonstrated since 1928 by the failure of many dams of all types and in many parts of the world. However, no failure of a concrete dam has resulted from earthquake excitation; in fact the only complete collapses of concrete dams have been due to failure in the foundation rock supporting the dams. One of the most significant instances of earthquake damage to concrete dams occurred in the 1960s. The Koyna dam was subjected to an earthquake of magnitude 6.70 on December 11, 1967and severly damaged. The seismic behavior of a dam can be best analyzed using non-linear dynamic analyses. One of the most recent approaches to estimate the nonlinear response of structures is energy-based pushover analysis. Every ground motion as a movement of the base, exerts a particular energy on the structural systems. On the other hand, a structure damps this energy with its damping mechanisms and its deformations. If the energy of external forces and the damping mechanisms of the structures can be plotted in an especial coordinate system and the performance point can be obtained, then a method for seismic assessment of the structures can be established. In this method, the peak displacement demand is carried out through changing the force-displacement diagram into an energy capacity curve and plotting it on energy demand diagram. In this study, a review of the newly developed energy-based approach to evaluate the seismic response of structures is first presented. A finite-element model of a 2-D cross section of a concrete gravity dam was analyzed using the presented procedure and results were in good agreement with those of the nonlinear dynamic analysis. By using the energy balance concept, shortcomings of the SPO (static pushover analysis) can be overcome. According to Leelataviwat and Goel (2009) the energy balance concept can be extended to MDOF systems and can be used in seismic evaluation of structures with more accurate results. Energy-based pushover can lead to a more realistic estimation of target displacement as well as of any other response quantities such as story drift, internal forces, etc. The accuracy of the proposed method was evaluated.
