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

۱- مقدمه……………………………………………………………………………………… ١

با توجه به محدودیت منابع آب بدلیل موقعیت جغرافیایی و اوضاع اقلیمی کشورمان، ناگزیر به استفاده بهینه از منابع آب موجود می باشیم. یکی از روشهای اساسی و زیربنایی در بهره برداری از منابع آب، مهار آبهای سطحی است. مهار آبهای سطحی از زمانهای دور مورد توجه مردم کشورها بوده و با احـداث آبگیـر و بنـدهایی بـا مـصالح موجود بر روی رودخانه ها و مجاری طبیعی و هدایت آب به داخل انهـار سـنتی صـورت  مـیپذیرفتـه اسـت.سـاخت تأسیسات آبگیری، قدمتی معادل قدمت تمدن بشری و شروع کشاورزی در جوامع انـسانی دارد. سـدها و آبگیرهـایرودخانه ای همواره در طول تاریخ وجود داشته و در ایران بسیاری از نقاط انتخـابی آبگیرهـا در عـصر حاضـر مجـددﹰا  بعنوان محل سدهای بزرگ و کوچک، انتخاب  شدهاند. بندهای امیـر، فـیض آبـاد ، تیلکـان ، مـوان در فـارس بـر روی رودخانه کر و پل بند شادروان و بند میزان در خوزستان و سـد کبـارقم و بنـد گلـستان در خراسـان از جملـه ایـنتأسیسات هستند. تأسیسات آبگیری در حقیقت یکی از اصلی ترین اجزا سیستمهای آبرسانی و آبیاری بوده و نقش آنها را می توان همانند نقش قلب در بدن انسان تصور نمود. طبیعی است که هر خللی در آبگیری موجب اختلال در سایر قسمتهای سیستم  میگردد. بنابراین یکی از مهمترین اجزا سیستمهای تأمین و توزیع آب تأسیسات آبگیری می باشند. حوادث غیرمترقبه طبیعی (سیلابهای استثنایی) در طول تاریخ، موجب از بین رفتن آبگیرها، انباشت رسوبات در سیستمهای انتقال آب و شبکه های آبیاری شده، تا حدی که موجب سقوط برخی تمدنها  شدهاند. که از جمله سقوط برخی تمدنهای مختلف مستقر در بین النهرین را می توان نام برد.

به طور کلی تأسیسات آبگیری به منظورهای مختلف کشاورزی، صنعتی و مصارف آب شهری در مجاورت رودخانه ها بنا شده و انواع مختلفی دارند. در کلی ترین طبقه بندی، تأسیسات آبگیری از رودخانه ها به دو دسته، شامل آبگیرهای بدون سد انحرافی و آبگیرهای همراه با سد انحرافی تقسیم می گردند. اقدامات و  سرمایهگذاریهایی که تاکنون برای احداث  سازههای آبگیری از رودخانه، انجام شده اگرچه در ایـن مدت کوتاه ، بسیار ثمربخش بوده و بجز موارد استثنایی نقش مؤثری در آبگیری  داشـتهانـد ، ولـی نـسبت بـه سـطح اراضی آبی که با انهار سنتی آبیاری می شوند و یا حجم آبی که بوسیله ایـن انهـار برداشـته مـیشـود بـسیار نـاچیزمی باشد. با توجه به موارد فوق و ضرورت بهره برداری هر چه بیشتر از پتانسیل آبهای جـاری مملکـت و لـزوم تبـدیلسیستمهای نامطمئن سنتی به تأسیسات مدرن و مطمئن آبگیری (سدهای انحرافی ) کـه بـا رعایـت کلیـه اصـول وضوابط فنی و اقتصادی طرح می شوند، احساس می گردد.           از آنجا که طرح هیدرولیکی و  سازهای سدهای انحرافی از گستردگی و تنوع زیادی برخوردار اسـت و تغییـر در طراحی قسمتی از سد انحرافی که در ارتباط تنگاتنگ با اجزاء دیگر سد است باعث تغییر و تکـرار قـسمت اعظـم محاسبات برای طرح اجزاء دیگر می شود که وقت و هزینه زیادی را طلب  میکند. گستردگی زیاد موضوع که درگیـر با مسائل مهندسی آب، خاک، سازه و کشاورزی است، باعث  میشود که مجموعه حاضـر از کلیتـی بـسیار برخـوردار بوده و چشم انداز گسترده ای را دربرگیرد. و این مجموعه با توجه به محدودیت در تواناییهای فردی، امکانات و زمـان تهیه گردیده که امید است گامی در راستای پاسخگویی به نیازهای علمی، مهندسی و کاربردی مـرتبط بـا سـدهایانحرافی باشد. با توجه به مطالب فوق ، هدف از این رساله و ایجاد  بـستههـای نـرم افـزاری همـراه، فـراهم آوردن مجموعـهروشهای مناسب و معتبر علمی – تجربی در طرح و آنالیز سدهای انحرافی و ایجاد تسهیلات در امر طراحی و آنـالیزتوسط کامپیوتر  میباشد. مطالب این رساله مشتمل بر نه فصل همراه با یک پیوست می باشد.

در فصل حاضر سعی شده اهمیت موضوع از لحاظ کاربردی در سطح مملکت توضیح داده شود

در فصل دوم معیارهای عمومی طرحهای انحراف آب و وظایف سدهای انحرافی ذکر شده است .

در فصل سوم انواع روشهای آبگیری از رودخانه معرفی و اجزاء تأسیسات انحراف، سدانحرافی، اجزاء اصلی سد انحرافی، انواع سدهای انحرافی، محل سدانحرافی، شرایط محل سد انحــرافی، نیروهای وارد به سد انحــرافی، معایب و محاسن هریک ازانـواع سدهای انحرافی، معرفی و تشریح گردیدند .

در فصل  چهارم به معرفی سرریزهای کنترل شده و بدون کنترل و معرفـی اسـتانداردهای مختلـف طراحـی این نوع سرریزها پرداخته شده، همچنین به معرفی عملکرد حوضچه آرامش پرداخته شده و نیز فرآیند آبشـستگی وکف کنی مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل پنجم به مقایسه نرمافزارهایی که در شرکتهای طراح و مشاور جهت طراحی و محاسـبات سـدهایانحرافی استفاده می شود پرداخته شده و پارامترهای مورد استفاده و معایب هر یک از آنها بیان شده است.

در فصل ششم ضمن ارائه الگوریتم کلی برنامهHD-Dam  و زیربرنامههای اصلی آن، توانایی های عمومی  و اختصاصی آن معرفی گشته اند و استانداردها و مبانی محاسباتی مورد استفاده هر یک از زیر برنامه ها معرفی شده اند.  در فصل هفتم ضمن ارائه الگوریتم کلی برنامهSC-Dam  و زیربرنامههای اصلی آن، توانایی های عمـومی و اختصاصی آن معرفی گشته اند و استانداردها و مبانی محاسباتی مورد استفاده هر یک از زیر برنامه ها معرفی شده اند.

در  فصل هشتم به صحت سنجی و کاربرد برنامه ها پرداخته شد و همـانطور کـه از مقایـسه نتـایج برمـی آیـد  برنامه ها دقت لازم و کافی در حد مهندسی را برای طراحی قسمتهای مختلـف یـک سـد  انحرافـی دارا مـی باشـند  وهمچنین سرعت قابل توجه برنامهها در مقابل روشهای موجود و امکان سریع مقایسه گزینـههـا ی مختلـف را نـشان می دهد . د ر  مثال آخر به حل یک مثال عملی پرداخته شده و نتایج با اعداد بدست آمده از دفترچه محاسـبات سـدانحرافی مزبور مقایسه گشته اند که دقت قابل قبول برنامه ها را نشان می دهند.

در فصل نهم نیز به  نتیجهگیری و پیشنهادات برای کاملتر شدن نرم افزار پرداخته  شده است.

در پیوست الفـ راهنمای استفاده از برنامه ها تشریح گردیده است.

امید است که این رساله راه را برای تکامل و گسترش موضوع فراهم آورده باشد.

۲- معیارهای عمومی طرحهای انحراف آب از رودخانه……………………………………. ۵
۲-۱- تعاریف……………………………………………………………………………………. ۶
۲-۱-۱- تأسیسات آبگیری، تأسیسات انحراف، آبگیر………………………………………. ۶
۲-۱-۲- ترکیب بندی سیستم تأمین آب…………………………………………………….. ۷
۲-۲- وظایف تأسیسات آبگیری……………………………………………………………….. ٩
۲-۳- هیدرولیک آبگیرها………………………………………………………………………… ٩
۲-۴- ضرورت وجود سدانحرافی در طرح جانمایی آبگیرها………………………………… ١٠..
۲-۵- وظایف سدهای انحرافی………………………………………………………………. ١٢
۳- آشنایی با سدهای انحرافی…………………………………………………………….. ١۶
۳-١- کلیات…………………………………………………………………………………….. ١٧
۳-٢- تأسیسات انحراف……………………………………………………………………… ١٧
۳-٢-١- اجزاء تأسیسات انحراف……………………………………………………………  ۱۷
۳-٣- سدهای انحرافی……………………………………………………………………..  ۱۸
۳-٣-١- اجزاء اصلی سدهای انحرافی……………………………………………………… ١٨
۳-٣-٢- انواع سدهای انحرافی……………………………………………………………… ٢٠
۳-٣-٢-١- سد انحرافی با سرریز آزاد………………………………………………………..۲۱
۳-٣-٢-٢- سد انحرافی با سرریز دریچهای…………………………………………………۲۲
۳-٣-٢-٣- سدهای انحرافی مختلف……………………………………………………….. ٢١
۳-۴- ضوابط کلی طراحی…………………………………………………………………… ٢٣
۳-۴-١- محل سد انحرافی………………………………………………………………….. ٢٣
۳-۴-٢- شرایط محل سد انحرافی……………………………………………………………۲۳
۳-۴-٣- نیروهای وارد به سدهای انحرا فی……………………………………………….  ۲۴
۳-۴-۴- عوامل مؤثر در انتخاب نوع سد انحرافی………………………………………….  ۲۵
۳-۴-۵- تعیین رقوم تاج سد…………………………………………………………………. ۲۶
۳-۴-۶- طول تاج………………………………………………………………………………  ۲۶
۳-۵- جمع بندی………………………………………………………………………………  ۲۷
۴- روشهای طراحی اجزاء سدهای انحرافی……………………………………………..  ۲۸
۴-١- طراحی هیدرولیکی سرریز اوجی…………………………………………………….  ۲۹
۴-١-١- مقدمه………………………………………………………………………………… ٢٩
۴-١-٢- انواع سرریزهای سدهای انحرافی……………………………………………….  ۲۹
۴-١-٣- سرریزهای بدون کنترل …………………………………………………………….. ۳۰
۴-١-٣-١- سرریز اوجی……………………………………………………………………..  ۳۱
۴-٢- طراحی هیدرولیکی حوضچه آرامش ………………………………………………. ۳۲
۴-٢-١- مقدمه……………………………………………………………………………….. ٣٢
۴-٢-٢- پرش هیدرولیکی…………………………………………………………………..  ۳۴
۴-٢-۳- مقایسه حوضچههای آرامش مستطیلی و ذوزنقهای ………………………… ۳۵
۴-٢-۴- عمق حوضچه آرامش براساس بلندای هیدرولیکی موجود……………………  ۳۶
۴-٢-۵- شرایط پایاب……………………………………………………………………….. ٣٨
۴-٣- طراحی تأسیسات در مقابل آبشستگی………………………………………….. ۴٠
۴-٣-١- عمل آبشستگی………………………………………………………………….. ۴٠
۴-٣-٢- روش مقابله با آبشستگی……………………………………………………… ۴٢
۴-٣-٣- محاسبه پارامترهای آبشستگی و طرح لایه حفاظتی سنگپوش…………..  ۴۶
۴-۴- تراوش در بستر سدهای انحرافی و محاسبه زیرفشار و طراحی دیوار آببند….  ۴۷
۴-۴-١- تشریح و مقایسه روشهای محاسبه زیرفشار در سدهای انحرافی………… ۴٧
۴-۴-٢- طرح سد انحرافی روی پیهای نفوذپذیر……………………………………….. ۴۷
۵- مقایسه نرم افزارهای موجود طراحی سدهای انحرافی…………………………. ۵۴
۵-۱- مقدمه ………………………………………………………………………………..۵۵
۵-۲- نرم افزارAnsys ا………………………………………………………………………۵۶
۵-۳- نرم افزار WS ا………………………………………………………………………… ۵۷
۵-۴- نرم افزار DAM 2……………………………………………………………………… ۶٠
۵-۵- طراحی به کمک صفحات گسترده( نرمافزار Excel )ا……………………………… ۶۳
۵-۶- نرم افزار Flow 3D ا…………………………………………………………………….۶۷
۶ – معرفی برنامه کامپیوتری طراحی اجزاء سد انحرافی……………………………… ۶۹
۶-١- مقدمه………………………………………………………………………………… ٧٠
۶-۲- معرفی برنامه طراحی هیدرولیکی سد انحرافی ( HD-Dam ) ……………….٧٠
۶-۲-١- طراحی سرریز اوجی و حوضچه آرامش………………………………………. ۷۱
۶-۲-۲- استاندارد USBR جهت طرح سرریز اوجی………………………………….. ۷۲
۶-۲-۲-١- هیدرولیک سرریز اوجی بدون کنترل……………………………………….. ٧٢
۶-۲-۲-٢- دبی جریان از روی سرریز اوجی بدون کنترل……………………………… ٧۵
۶-۲-۲-٣- ضریب تخلیه برای سرریز اوجی بدون کنترل…………………………….. ٧٧
۶-۲-۲-۴- سرریزهای اوجی کنترل شده ……………………………………………..٨٣
۶-۲-۳- طراحی هیدرولیکی حوضچه آرامش………………………………………… ۸۶
۶-۲-٣-١- حوضچه آرامش برای اعداد فرود کمتر از ٧٠/١……………………………… ٨۶
۸۶ ۶-۲-٣-٢- حوضچه آرامش برای اعداد فرود بین ٧٠/١ تا ۵٠/٢ …………………. ۸۶
۸۷ ۶-۲-٣-٣- حوضچه آرامش برای اعداد فرود بین ۵٠/٢ تا ۵٠/۴ …………………  ۸۷
۶-۲-٣-۴- حوضچه آرامش برای اعداد فرود پائین (حوضچه نوع IV اصلاح شده ) ….٩٠
۶-۲-٣-۵- حوضچههایی با اعداد فرود بیشتر از ۵٠/۴………………………………… ٩١
۶-۲-٣-۶- حوضچه آرامش SAF…………………………………………………………. ٩۴
۶-۲-۴- محاسبه پارامترهای آبشستگی و طرح لایه حفاظتی سنگپوش…………. ٩٧
۶-۲-۴-١- روشن نواک برای تعیین عمق گودال آبشستگی……………………….. ۹۸
۶-۲-۴-۲- روش نواک برای تعیین ابعاد و ضخامت طول سنگپوش و دیوار آببند…….. ۹۸
-۲-۴-۳- روش سازمان عمران آمریکا برای تعییناندازه سنگهای سنگپوش حفاظتی………………………………………………………………………………….. ۱۰۰
۷ – معرفی برنامه کامپیوتری کنترل پایداری سد  انحرافی…………………………  ۱۰۲
۷-١- مقدمه………………………………………………………………………………  ۱۰۳
۷-۲- معرفی برنامه پایداری سد انحرافی ( SC-Dam )   ا…………………………….۱۰۴
۷-۲-١- زیر برنامه XYAا …………………………………………………………………….۱۰۵
٧-۲-٢-١- روش بلای برای محاسبه زیر فشار در سدهای انحرافی…………………  ۱۰۵
٧-۲-٢-٢- روش لین (نظریه خزش وزنی) برای محاسبه زیر فشار در سدهای انحرافی………. ١٠٨
۷-۲-٣- زیربرنامه Combo…………………………………………………………………. ١١٠.
۷-۲-۳-۱- نیروهای مؤثر بر عناصر سد انحرافی…………………………………………. ١١٠
۷-۲-۳-۲- ترکیب بارگذاری………………………………………………………………… ١٢٠
۷-۲-۳-۳- مبانی آنالیز و فرضیات………………………………………………………… ۱۲۲
۷-۲-۳-۴- علائم برای شرایط بارگذاری………………………………………………….. ١٢٣
۷-۲-۳-۵- پایداری قائم……………………………………………………………………. ١٢٧
۷-۲-۳-۶- پایداری واژگونی………………………………………………………………. ١٢٧
۷-۲-۳-٧- پایداری لغزشی………………………………………………………………… ۱۲۸
۷-۲-۳-٨- آنالیز تنش به روش ثقلی………………………………………………………  ۱۳۶
۷-۲-۳-۹- سازه سرریزهای دریچهدار سدهای انحرافی ……………………………….. ۱۳۶
۸- صحت سنجی و کاربرد برنامه های HD-Dam , SC -Dam و توانایی های اختصاصی آنها ………………………………………………………………………………………………….. ۱۴۴
۸-١- مقدم.ه…………………………………………………………………………………..  ۱۴۵
۸-٢- آزمونها…………………………………………………………………………………….. ۱۴۵
۸-٢- ١-آزمون صحت سنجی زیربرنامه Spillway Design در طرح یک سرریز اوجی بدون پایه……………………………………………………………………………………………….. ١۴۵
– Shaped Crest Profile در طرح یک سرریز اوجی بدون پایه………………………………….. ۱۴۸
۸-٢- ٣-آزمون صحت سنجی زیربرنامه Spillway Design در طرح یک سرریز اوجی پایه دار…………………………………………………………………………………………………… ١۵١
۸-٢- ۴-آزمون صحت سنجی زیربرنامه Spillway Design در طرح یک سرریز لبه پهن………..۱۵۴٫
۸-٢-۵-آزمون صحت سنجی زیربرنامه Protection در محاسبات حفاظت های  بالادست و پائین دست…………………………………………………………………………………………………۱۵۴
۸-٣- کاربرد برنامه ها…………………………………………………………………………….. ١۵۶
۸-۴- توانایی های اختصاصی برنامه HD-Dam ا………………………………………………۱۶۴
۸-۵- توانایی های اختصاصی برنامهSC-Dam ا…………………………………………………۱۶۴
۸-۶- جمع بندی…………………………………………………………………………………. ۱۶۵
۶- نتیجه گیری و پیشنهادات ……………………………………………………………………١۶۶

با توجه به محدودیـت منابع آب به دلیل موقعیت جغرافیایی و وضع اقلیمی کشورمان، ناگزیر بـه اســتفاده بهینه از منابع آب موجود می باشیم. یکی از روشهای اساسی و زیربنایی در بهـره بـرداری از منـابع آب ، مهـار آبهـایسطحی می باشد . وابستگی شدید اجزا مختلف سدهای انحرافی به یکدیگر و ضرورت انجام آزمونهای متفاوت و متعدد برای به انجام رساندن طرح سدهای انحرافی، موجب صرف هزینه و زمان زیادی می گردد. در عین حال عدم وجود اسـتاندارد و شیوه مشخص محاسباتی، کنترل کار های انجام شده را با دشواری روبرو می سـازد . بـا توجـه بـه مـوارد فـوق و بـه منظور کاهش زمان و هزینههای طراحی و افزایش دقت محاسـبات و همچنـین ارائـه شـیوه ای واحـد بـرای انجـاممحاسبات سدهای انحرافی، نیاز به حل خودکار محاسبات طراحی سدهای انحرافی احساس می گردید

۶-۱- کلیا.ت………………………………………………………………………………………. ١۶٧
۶-۲- کارهای انجام شده در این پایاننامه……………………………………………………… ١۶٧
۶-۳- نتیجه گیری……………………………………………………………………………….. ١۶٨
۶-۴- پیشنهادات برای ادامه کار ………………………………………………………………..١۶٨
پیوست الف- راهنمای 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