تحلیل جامع دینامیکی غیرخطی سده های بتنی قوسی

در این مقاله تحلیل جامع دینامیکی غیرخطی سدهای بتنی قوسی ارائه شده است. در روش پیشنهادی ویژگی های خاص سدهای بتنی قوسی و مدلسازی رفتار واقعی این سازه ها در بارگذاری های شدید دینامیکی لحاظ شده است. این ویژگی ها عبارتند از: مدلسازی اندرکنش آب و سازه با حل المان محدود معادله هلمهولتز، مدلسازی رفتار غیرخطی درزه های ساختمانی سد با دو مدل درز الاستو- پلاستیک و مدل درز گسسته ساده شده، مدلسازی رفتار غیرخطی مادی بتن با مدل های ترک پخشی و مدل های پلاستیک خاص بتن و مدل احتساب فشار آب هیدرودینامیکی داخل درزه های سد. برای اعمال مدل های فوق یک نرم افزار المان محدود برای تحلیل جامع دینامیکی غیرخطی سدهای بتنی وزنی و بتنی قوسی ارائه شده است. برای تایید روش و صحت سنجی برنامه تهیه شده براساس آن، مثال های متعددی از مراجع معتبر ارائه شده و برنامه از طریق آنها صحت سنجی شده است. با استفاده از روش ارائه شده، تحلیل های دینامیکی غیرخطی توام مادی و هندسی و رفتار غیرخطی درزه ها، برای سد ماروپوینت تحت بارگذاری زلزله تفت با مدل های ترک اندود چرخشی و مدل سنت ونانت- کیرشهف و با احتساب اندرکنش کامل دینامیکی سد و مخزن ارائه شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهند که مدل های پیشنهادی توانایی مدلسازی رفتار غیرخطی سدهای بتنی با احتساب تاثیرات هیدرودینامیکی مخزن را به خوبی دارند. سد ماروپوینت با وجود ترک خوردگی شدید پایداری خود را حفظ کرد. تاریخچه زمانی تنش ها و پوش تنش ها نشان می دهند که الگوی ترک خوردگی حاصله تطابق خوبی با تنش های اصلی بیشنه دارد. بعلاوه هیچ ناپایداری عددی حتی با انتخاب گام های زمانی بزرگ مشاهده نشد. از طرف دیگر نتایج نشان می دهند که احتساب تغییر مکان های بزرگ، تاثیر کوچکی بر نتایج دارد. در کل احتساب رفتار غیرخطی هندسی منجر به کاهش ملایم تغییر مکان ها، افزایش تنش های کششی و کاهش تنش های فشاری در تحلیل های سد ماروپوینت گردید. از طرف دیگر، در نظر گرفتن درزهای سد منجر به کاهش تنش های کششی از طریق بازشدن ملایم آنها و در نتیجه تغییر الگوی ترک خوردگی و کاهش نقاط ترک خورده سد خواهد شد.