بررسی و مقایسه نرم افزارهای طراحی سدهای انحرافی و ارائه یک نرم افزار پیشنهادی به منظور طراحی سدهای انحرافی کوچک

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی عمران
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:257
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

چکیده

فهرست مطالب

1- مقدمه……………………………………………………………………………………… ١

با توجه به محدوديت منابع آب بدليل موقعيت جغرافيايي و اوضاع اقليمي كشورمان، ناگزير به استفاده بهينه از منابع آب موجود مي باشيم. يكي از روشهاي اساسي و زيربنايي در بهره برداري از منابع آب، مهار آبهاي سطحي است. مهار آبهاي سطحي از زمانهاي دور مورد توجه مردم كشورها بوده و با احـداث آبگيـر و بنـدهايي بـا مـصالح موجود بر روي رودخانه ها و مجاري طبيعي و هدايت آب به داخل انهـار سـنتي صـورت  مـيپذيرفتـه اسـت.سـاخت تأسيسات آبگيري، قدمتي معادل قدمت تمدن بشري و شروع كشاورزي در جوامع انـساني دارد. سـدها و آبگيرهـايرودخانه اي همواره در طول تاريخ وجود داشته و در ايران بسياري از نقاط انتخـابي آبگيرهـا در عـصر حاضـر مجـددﹰا  بعنوان محل سدهاي بزرگ و كوچك، انتخاب  شدهاند. بندهاي اميـر، فـيض آبـاد ، تيلكـان ، مـوان در فـارس بـر روي رودخانه كر و پل بند شادروان و بند ميزان در خوزستان و سـد كبـارقم و بنـد گلـستان در خراسـان از جملـه ايـنتأسيسات هستند. تأسيسات آبگيري در حقيقت يكي از اصلي ترين اجزا سيستمهاي آبرساني و آبياري بوده و نقش آنها را مي توان همانند نقش قلب در بدن انسان تصور نمود. طبيعي است كه هر خللي در آبگيري موجب اختلال در ساير قسمتهاي سيستم  ميگردد. بنابراين يكي از مهمترين اجزا سيستمهاي تأمين و توزيع آب تأسيسات آبگيري مي باشند. حوادث غيرمترقبه طبيعي (سيلابهاي استثنايي) در طول تاريخ، موجب از بين رفتن آبگيرها، انباشت رسوبات در سيستمهاي انتقال آب و شبكه هاي آبياري شده، تا حدي كه موجب سقوط برخي تمدنها  شدهاند. كه از جمله سقوط برخي تمدنهاي مختلف مستقر در بين النهرين را مي توان نام برد.

به طور كلي تأسيسات آبگيري به منظورهاي مختلف كشاورزي، صنعتي و مصارف آب شهري در مجاورت رودخانه ها بنا شده و انواع مختلفي دارند. در كلي ترين طبقه بندي، تأسيسات آبگيري از رودخانه ها به دو دسته، شامل آبگيرهاي بدون سد انحرافي و آبگيرهاي همراه با سد انحرافي تقسيم مي گردند. اقدامات و  سرمايهگذاريهايي كه تاكنون براي احداث  سازههاي آبگيري از رودخانه، انجام شده اگرچه در ايـن مدت كوتاه ، بسيار ثمربخش بوده و بجز موارد استثنايي نقش مؤثري در آبگيري  داشـتهانـد ، ولـي نـسبت بـه سـطح اراضي آبي كه با انهار سنتي آبياري مي شوند و يا حجم آبي كه بوسيله ايـن انهـار برداشـته مـيشـود بـسيار نـاچيزمي باشد. با توجه به موارد فوق و ضرورت بهره برداري هر چه بيشتر از پتانسيل آبهاي جـاري مملكـت و لـزوم تبـديلسيستمهاي نامطمئن سنتي به تأسيسات مدرن و مطمئن آبگيري (سدهاي انحرافي ) كـه بـا رعايـت كليـه اصـول وضوابط فني و اقتصادي طرح مي شوند، احساس مي گردد.           از آنجا كه طرح هيدروليكي و  سازهاي سدهاي انحرافي از گستردگي و تنوع زيادي برخوردار اسـت و تغييـر در طراحي قسمتي از سد انحرافي كه در ارتباط تنگاتنگ با اجزاء ديگر سد است باعث تغيير و تكـرار قـسمت اعظـم محاسبات براي طرح اجزاء ديگر مي شود كه وقت و هزينه زيادي را طلب  ميكند. گستردگي زياد موضوع كه درگيـر با مسائل مهندسي آب، خاك، سازه و كشاورزي است، باعث  ميشود كه مجموعه حاضـر از كليتـي بـسيار برخـوردار بوده و چشم انداز گسترده اي را دربرگيرد. و اين مجموعه با توجه به محدوديت در تواناييهاي فردي، امكانات و زمـان تهيه گرديده كه اميد است گامي در راستاي پاسخگويي به نيازهاي علمي، مهندسي و كاربردي مـرتبط بـا سـدهايانحرافي باشد. با توجه به مطالب فوق ، هدف از اين رساله و ايجاد  بـستههـاي نـرم افـزاري همـراه، فـراهم آوردن مجموعـهروشهاي مناسب و معتبر علمي – تجربي در طرح و آناليز سدهاي انحرافي و ايجاد تسهيلات در امر طراحي و آنـاليزتوسط كامپيوتر  ميباشد. مطالب اين رساله مشتمل بر نه فصل همراه با يك پيوست مي باشد.

در فصل حاضر سعي شده اهميت موضوع از لحاظ كاربردي در سطح مملكت توضيح داده شود

در فصل دوم معيارهای عمومی طرحهای انحراف آب و وظايف سدهای انحرافی ذکر شده است .

در فصل سوم انواع روشهاي آبگيري از رودخانه معرفي و اجزاء تأسيسات انحراف، سدانحرافي، اجزاء اصلي سد انحرافي، انواع سدهاي انحرافي، محل سدانحرافي، شرايط محل سد انحــرافي، نيروهاي وارد به سد انحــرافي، معايب و محاسن هريك ازانـواع سدهاي انحرافي، معرفي و تشريح گرديدند .

در فصل  چهارم به معرفي سرريزهاي كنترل شده و بدون كنترل و معرفـي اسـتانداردهاي مختلـف طراحـي اين نوع سرريزها پرداخته شده، همچنين به معرفي عملكرد حوضچه آرامش پرداخته شده و نيز فرآيند آبشـستگي وكف كني مورد بررسي قرار گرفته است.

در فصل پنجم به مقايسه نرمافزارهايي كه در شركتهاي طراح و مشاور جهت طراحي و محاسـبات سـدهايانحرافي استفاده مي شود پرداخته شده و پارامترهاي مورد استفاده و معايب هر يك از آنها بيان شده است.

در فصل ششم ضمن ارائه الگوريتم كلي برنامهHD-Dam  و زيربرنامههاي اصلي آن، توانايي هاي عمومي  و اختصاصي آن معرفي گشته اند و استانداردها و مباني محاسباتي مورد استفاده هر يك از زير برنامه ها معرفي شده اند.  در فصل هفتم ضمن ارائه الگوريتم كلي برنامهSC-Dam  و زيربرنامههاي اصلي آن، توانايي هاي عمـومي و اختصاصي آن معرفي گشته اند و استانداردها و مباني محاسباتي مورد استفاده هر يك از زير برنامه ها معرفي شده اند.

در  فصل هشتم به صحت سنجي و كاربرد برنامه ها پرداخته شد و همـانطور كـه از مقايـسه نتـايج برمـي آيـد  برنامه ها دقت لازم و كافي در حد مهندسي را براي طراحي قسمتهاي مختلـف يـك سـد  انحرافـي دارا مـي باشـند  وهمچنين سرعت قابل توجه برنامهها در مقابل روشهاي موجود و امكان سريع مقايسه گزينـههـا ي مختلـف را نـشان مي دهد . د ر  مثال آخر به حل يك مثال عملي پرداخته شده و نتايج با اعداد بدست آمده از دفترچه محاسـبات سـدانحرافي مزبور مقايسه گشته اند كه دقت قابل قبول برنامه ها را نشان مي دهند.

در فصل نهم نيز به  نتيجهگيري و پيشنهادات براي كاملتر شدن نرم افزار پرداخته  شده است.

در پيوست الفـ راهنماي استفاده از برنامه ها تشريح گرديده است.

اميد است كه اين رساله راه را براي تكامل و گسترش موضوع فراهم آورده باشد.

2- معيارهاي عمومي طرحهاي انحراف آب از رودخانه……………………………………. ٥
2-1- تعاريف……………………………………………………………………………………. ۶
2-1-1- تأسيسات آبگيري، تأسيسات انحراف، آبگير………………………………………. ٦
2-1-2- تركيب بندي سيستم تأمين آب…………………………………………………….. ۷
2-2- وظايف تأسيسات آبگيري……………………………………………………………….. ٩
2-3- هيدروليك آبگيرها………………………………………………………………………… ٩
2-4- ضرورت وجود سدانحرافي در طرح جانمايي آبگيرها………………………………… ١٠..
2-5- وظايف سدهاي انحرافي………………………………………………………………. ١٢
3- آشنايي با سدهاي انحرافي…………………………………………………………….. ١٦
۳-١- كليات…………………………………………………………………………………….. ١٧
۳-٢- تأسيسات انحراف……………………………………………………………………… ١٧
۳-٢-١- اجزاء تأسيسات انحراف……………………………………………………………  17
۳-٣- سدهاي انحرافي……………………………………………………………………..  18
۳-٣-١- اجزاء اصلي سدهاي انحرافي……………………………………………………… ١٨
۳-٣-٢- انواع سدهاي انحرافي……………………………………………………………… ٢٠
۳-٣-٢-١- سد انحرافي با سرريز آزاد………………………………………………………..21
۳-٣-٢-٢- سد انحرافي با سرريز دريچهاي…………………………………………………22
۳-٣-٢-٣- سدهاي انحرافي مختلف……………………………………………………….. ٢١
۳-٤- ضوابط كلي طراحي…………………………………………………………………… ٢٣
۳-٤-١- محل سد انحرافي………………………………………………………………….. ٢٣
۳-٤-٢- شرايط محل سد انحرافي……………………………………………………………23
۳-٤-٣- نيروهاي وارد به سدهاي انحرا في……………………………………………….  24
۳-٤-٤- عوامل مؤثر در انتخاب نوع سد انحرافي………………………………………….  25
۳-٤-٥- تعيين رقوم تاج سد…………………………………………………………………. 26
۳-٤-٦- طول تاج………………………………………………………………………………  26
۳-٥- جمع بندي………………………………………………………………………………  27
۴- روشهاي طراحي اجزاء سدهاي انحرافي……………………………………………..  28
۴-١- طراحي هيدروليكي سرريز اوجي…………………………………………………….  29
۴-١-١- مقدمه………………………………………………………………………………… ٢٩
۴-١-٢- انواع سرريزهاي سدهاي انحرافي……………………………………………….  29
۴-١-٣- سرريزهاي بدون كنترل …………………………………………………………….. 30
۴-١-٣-١- سرريز اوجي……………………………………………………………………..  31
۴-٢- طراحي هيدروليكي حوضچه آرامش ………………………………………………. 32
۴-٢-١- مقدمه……………………………………………………………………………….. ٣٢
۴-٢-٢- پرش هيدروليكي…………………………………………………………………..  34
۴-٢-۳- مقايسه حوضچههاي آرامش مستطيلي و ذوزنقهاي ………………………… 35
۴-٢-۴- عمق حوضچه آرامش براساس بلنداي هيدروليكي موجود……………………  36
۴-٢-۵- شرايط پاياب……………………………………………………………………….. ٣٨
۴-٣- طراحي تأسيسات در مقابل آبشستگي………………………………………….. ٤٠
۴-٣-١- عمل آبشستگي………………………………………………………………….. ٤٠
۴-٣-٢- روش مقابله با آبشستگي……………………………………………………… ٤٢
۴-٣-٣- محاسبه پارامترهاي آبشستگي و طرح لايه حفاظتي سنگپوش…………..  46
۴-٤- تراوش در بستر سدهاي انحرافي و محاسبه زيرفشار و طراحي ديوار آببند….  47
۴-٤-١- تشريح و مقايسه روشهاي محاسبه زيرفشار در سدهاي انحرافي………… ٤٧
۴-٤-٢- طرح سد انحرافي روي پيهاي نفوذپذير……………………………………….. ۴۷
5- مقايسه نرم افزارهاي موجود طراحي سدهاي انحرافي…………………………. ۵۴
5-1- مقدمه ………………………………………………………………………………..۵۵
5-2- نرم افزارAnsys ا………………………………………………………………………۵۶
5-3- نرم افزار WS ا………………………………………………………………………… ۵۷
٥-۴- نرم افزار DAM 2……………………………………………………………………… ٦٠
٥-۵- طراحي به كمك صفحات گسترده( نرمافزار Excel )ا……………………………… ۶۳
٥-۶- نرم افزار Flow 3D ا…………………………………………………………………….۶۷
۶ – معرفي برنامه كامپيوتري طراحي اجزاء سد انحرافي……………………………… ۶۹
۶-١- مقدمه………………………………………………………………………………… ٧٠
۶-۲- معرفي برنامه طراحي هيدروليكي سد انحرافي ( HD-Dam ) ……………….٧٠
۶-۲-١- طراحي سرريز اوجي و حوضچه آرامش………………………………………. ۷۱
۶-۲-۲- استاندارد USBR جهت طرح سرريز اوجي………………………………….. ۷۲
۶-۲-۲-١- هيدروليك سرريز اوجي بدون كنترل……………………………………….. ٧٢
۶-۲-۲-٢- دبي جريان از روي سرريز اوجي بدون كنترل……………………………… ٧٥
۶-۲-۲-٣- ضريب تخليه براي سرريز اوجي بدون كنترل…………………………….. ٧٧
۶-۲-۲-٤- سرريزهاي اوجي كنترل شده ……………………………………………..٨٣
۶-۲-۳- طراحي هيدروليكي حوضچه آرامش………………………………………… ۸۶
۶-۲-٣-١- حوضچه آرامش براي اعداد فرود كمتر از ٧٠/١……………………………… ٨٦
86 ۶-۲-٣-٢- حوضچه آرامش براي اعداد فرود بين ٧٠/١ تا ٥٠/٢ …………………. 86
87 ۶-۲-٣-٣- حوضچه آرامش براي اعداد فرود بين ٥٠/٢ تا ٥٠/٤ …………………  87
۶-۲-٣-٤- حوضچه آرامش براي اعداد فرود پائين (حوضچه نوع IV اصلاح شده ) ….٩٠
۶-۲-٣-٥- حوضچههايي با اعداد فرود بيشتر از ٥٠/٤………………………………… ٩١
۶-۲-٣-٦- حوضچه آرامش SAF…………………………………………………………. ٩٤
۶-۲-۴- محاسبه پارامترهاي آبشستگي و طرح لايه حفاظتي سنگپوش…………. ٩٧
٦-۲-۴-١- روشن نواك براي تعيين عمق گودال آبشستگي……………………….. ۹۸
۶-۲-۴-۲- روش نواك براي تعيين ابعاد و ضخامت طول سنگپوش و ديوار آببند…….. ۹۸
-۲-۴-۳- روش سازمان عمران آمريكا براي تعييناندازه سنگهاي سنگپوش حفاظتي………………………………………………………………………………….. ۱۰۰
۷ – معرفي برنامه كامپيوتري كنترل پايداري سد  انحرافي…………………………  102
۷-١- مقدمه………………………………………………………………………………  103
۷-۲- معرفي برنامه پايداري سد انحرافي ( SC-Dam )   ا…………………………….104
۷-۲-١- زير برنامه XYAا …………………………………………………………………….105
٧-۲-٢-١- روش بلاي براي محاسبه زير فشار در سدهاي انحرافي…………………  105
٧-۲-٢-٢- روش لين (نظريه خزش وزني) براي محاسبه زير فشار در سدهاي انحرافي………. ١٠٨
۷-۲-٣- زيربرنامه Combo…………………………………………………………………. ١١٠.
۷-۲-۳-۱- نيروهاي مؤثر بر عناصر سد انحرافي…………………………………………. ١١٠
۷-۲-۳-۲- تركيب بارگذاري………………………………………………………………… ١٢٠
۷-۲-۳-۳- مباني آناليز و فرضيات………………………………………………………… ۱۲۲
۷-۲-۳-۴- علائم براي شرايط بارگذاري………………………………………………….. ١٢٣
۷-۲-۳-٥- پايداري قائم……………………………………………………………………. ١٢٧
۷-۲-۳-٦- پايداري واژگوني………………………………………………………………. ١٢٧
۷-۲-۳-٧- پايداري لغزشي………………………………………………………………… ۱۲۸
۷-۲-۳-٨- آناليز تنش به روش ثقلي………………………………………………………  136
۷-۲-۳-۹- سازه سرريزهاي دريچهدار سدهاي انحرافي ……………………………….. 136
۸- صحت سنجي و كاربرد برنامه هاي HD-Dam , SC -Dam و توانايي هاي اختصاصي آنها ………………………………………………………………………………………………….. 144
۸-١- مقدم.ه…………………………………………………………………………………..  145
۸-٢- آزمونها…………………………………………………………………………………….. ۱۴۵
۸-٢- ١-آزمون صحت سنجي زيربرنامه Spillway Design در طرح يك سرريز اوجي بدون پايه……………………………………………………………………………………………….. ١٤٥
– Shaped Crest Profile در طرح يك سرريز اوجي بدون پايه………………………………….. ۱۴۸
۸-٢- ٣-آزمون صحت سنجي زيربرنامه Spillway Design در طرح يك سرريز اوجي پايه دار…………………………………………………………………………………………………… ١٥١
۸-٢- ٤-آزمون صحت سنجي زيربرنامه Spillway Design در طرح يك سرريز لبه پهن………..154.
۸-٢-٥-آزمون صحت سنجي زيربرنامه Protection در محاسبات حفاظت هاي  بالادست و پائين دست…………………………………………………………………………………………………154
۸-٣- كاربرد برنامه ها…………………………………………………………………………….. ١٥٦
۸-۴- توانايي هاي اختصاصي برنامه HD-Dam ا………………………………………………۱۶۴
۸-٥- توانايي هاي اختصاصي برنامهSC-Dam ا…………………………………………………۱۶۴
۸-۶- جمع بندي…………………………………………………………………………………. ۱۶۵
6- نتيجه گيري و پيشنهادات ……………………………………………………………………١٦٦

با توجه به محدوديـت منابع آب به دليل موقعيت جغرافيايي و وضع اقليمي كشورمان، ناگزير بـه اســتفاده بهينه از منابع آب موجود مي باشيم. يكي از روشهاي اساسي و زيربنايي در بهـره بـرداري از منـابع آب ، مهـار آبهـايسطحي مي باشد . وابستگي شديد اجزا مختلف سدهاي انحرافي به يكديگر و ضرورت انجام آزمونهاي متفاوت و متعدد براي به انجام رساندن طرح سدهاي انحرافي، موجب صرف هزينه و زمان زيادي مي گردد. در عين حال عدم وجود اسـتاندارد و شيوه مشخص محاسباتي، كنترل كار هاي انجام شده را با دشواري روبرو مي سـازد . بـا توجـه بـه مـوارد فـوق و بـه منظور كاهش زمان و هزينههاي طراحي و افزايش دقت محاسـبات و همچنـين ارائـه شـيوه اي واحـد بـراي انجـاممحاسبات سدهاي انحرافي، نياز به حل خودکار محاسبات طراحي سدهاي انحرافي احساس مي گرديد

6-1- كليا.ت………………………………………………………………………………………. ١٦٧
6-2- كارهاي انجام شده در اين پاياننامه……………………………………………………… ١٦٧
6-3- نتيجه گيري……………………………………………………………………………….. ١٦٨
6-4- پيشنهادات براي ادامه كار ………………………………………………………………..١٦٨
پيوست الف- راهنماي استفاده از برنامه ها ………………………………………………….١٧٠
مراجع ……………………………………………………………………………………………..١٨٣

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت