مقدمه :
تکنولوژی نسبتاً جدیدی که برای مهار آبهای سطحی به کار گرفته شده است تکنولوژی ساخت سدهای لاستیکی می باشد. قبل از این نوع سدها برای مهار و هدایت آب به سوی زمینهای وسیع و آبروها، از دریچه های فولادی و تخته های چوبی استفاده می شد که در جلوی دریچه ها قرار می گرفت تا آب با فشار بیشتری جریان داشته باشد. در این کار نیز به نیروی انسانی نیاز بود و اگر در باز کردن این دریچه ها تأخیری روی می داد سیل ایجاد می شد و دریچه را با خود می برد.
ایده استفاده از سدهای لاستیکی اولین بار در سال 1950 توسط «ایمبرسون» مطرح شد. در سال 1965 اولین سد لاستیکی بادی در ژاپن برای ذخیره سازی آب به بهره برداری رسید.
هم اکنون در حدود 100 سد لاستیکی در آمریکای شمالی، بیش از 1000 سد لاستیکی در ژاپن و خاور دور و در مجموع 2600 سد در نقاط مختلف جهان به طور موفقیت آمیز در دست بهره برداری میباشند.

کاربرد ها و مزایای سدهای لاستیکی

کنترل سیلابها و تنظیم جریان رودخانه:

کنترل رسوب رودخانه:
از آن جا که سکوی بتنی محل استقرار سد لاستیکی، در کف رودخانه و هم تراز با بستر آن کار گذاشته می شود، در هنگام خواباندن سد، شرایط رودخانه مانند شرایط قبل از احداث سد لاستیکی است. این ویژگی باعث می شود که پشت سدهای لاستیکی را رسوب پر نکند، زیرا در هنگام وقوع سیل که بیشترین بار رسوب گذاری رودخانه است، سد به صورت اتوماتیک به حالت خوابیده در می آید و رودخانه شرایط طبیعی پیدا می کند.

موارد استفاده از سدهای لاستیکی
1- کنترل سد و حفاظت ساحلی در برابر فرسایش.
2- نصب بر روی بندها و سدها به منظور افزایش ارتفاع آنها و کمک به تولید برق.
3- کاهش آلودگی آب.
4- افزایش ظرفیت ذخیره سدها.
5-مسائل تفریحی از قبیل شنا، قایق رانی،...
6- جلوگیری از نفوذ آب شور دریا به هنگام مد به ساحل.
 

مزایای اقتصادی سدهای لاستیکی نسبت به موارد جایگزین
از جمله مزایای اقتصادی این سد ها نسبت به موارد جایگزین شده عبارتند از :
1-سدهای لاستیکی به فونداسیون پیچیده ای نیاز ندارند.
2-این سد ها می توانند تا دهانه ای به طول 100 متر اجرا شوند.
3-این سدها به حداقل حفاظت و نگهداری نیاز دارند. قسمت عمده تعمیرات مربوط به سیستمهای مکانیکی سد می باشد. تعمیر و نگهداری بدنه سد نیز شباهت بسیاری به تعمیر لاستیک اتومبیل دارد و در صورت سوراخ شدن بدنه سد آن را مانند لاستیک اتومبیل پنچر گیری می کنند.
4-انعطاف پذیری سد در مقابل زلزله.
5- نصب و ساختن بسیار سریع.

اجرای سدهای لاستیکی
سدهای لاستیکی از یک تیوپ هوا که به یک بستر متصل می شود تشکیل شده است، انواع قدیم سدهای لاستیکی نامیده می شد که به در آنها مخلوط آب و هوا برای متورم کردن تیوپ استفاده می شد، در حال حاضر از سدهایی به نام INFLATABLE DAM استفاده می گردد یعنی سدهایی که قابل باد شدن می باشند.
ساختمان سدهای لاستیکی را می توان متشکل از سه بخش دانست :
1- بدنه سد ( RUBBER DAM BODY )
2- بستر سد و تجهیزات مهار
3- سیستم کنترل و بهره برداری FABRI DAM

بدنه سد
بدنه سد پیشرفته ترین جز تشکیل دهنده سد لاستیکی می باشد که ترکیبی از لاستیک و الیاف تقویت کننده بوده و به صورت ورق تولید می گردد. ورقه های لاستیکی در طولهای مورد نیاز به عرض 1 متر الی 2 متر تولید می گردد که از اتصال آنها به یکدیگر به صورت عرضی بدنه سد به صورت یکپارچه تولید می شود.
برای حفاظت بدنه در برابر عوامل جوی و همچنین اجسام معلق در آب از مواد مختلفی برای مقاوم کردن بدنه استفاده می شود از جمله کلروپرن ( CR ) و اتیلن پروپیلن مونومد ( EPDM ) که هر دو ماده مقاومت بالایی در برابر عوامل جوی و تغییرات گسترده درجه حرارت محیط دارند که این نوع مواد از فیبرهای سخت که تحت فشار و حرارت زیاد قرار می گیرند تشکیل می گردد.

بستر سد و تجهیزات مهار
بستر سد عموماً در کف به صورت سطح و در دو طرف به صورت شیب دار ساخته می شود. لوله هایی که در پر وخالی کردن آب یا هوا به کار می روند عمدتاً در بستر کار گذاشته می شوند. بدنه لاستیکی سد به وسیله لوله و میله در محل نگه داشته و توسط پیچ مهار، نصب می گردد. با تزریق رزین پلی استر در محل، این قسمت سخت و محکم می شود. بخش بیرونی پیچهای مهار پس از عبور از سوراخهای تعبیه شده در بدنه سد لاستیکی توسط مهره و واشر به بستر محکم می گردد. ارتفاع این پیچ و مهره ها پس از بستن سد لاستیکی بایستی پایین تر از سطح کف بستر رودخانه باشدتا از تجمع گل و لای هنگامی که سد خالی است جلوگیری به عمل آید.
نصب بدنه سد به بستر به دو روش سیستم مهار یک ردیفی و سیستم مهار دو ردیفی صورت می گیرد. مزیت سیستم مهار دو ردیفی این است که هر چه فاصله دو ردیف بیشتر باشد تأثیر تغییرات ارتفاع سد با نوسانات سطح آب به حداقل می رسد.

اتاق کنترل
ابعاد یک اتاق کنترل استاندارد در حدود 10 مترمربع می باشد، اتاق کنترل شامل یک قاب کنترل و یک کمپرسور هوا می باشد.

دلایل انتخاب هوا به جای آب برای متورم کردن سدهای لاستیکی :
انتخاب هوا به جای آب به چند دلیل زیر می باشد :
1-دسترسی به هوای تمیز با حجم زیاد خیلی راحت تر از دسترسی به آب تمیز با حجم زیاد است.
2- از لحاظ اقتصادی هزینه پرکردن سدهای لاستیکی با هوا خیلی کمتر از هزینه پرکردن با آب میباشد.
3-لوله های حامل آب جهت پر کردن سد اغلب به خاطر در بر داشتن آب حاوی رسوب مبتلا به گرفتگی شده و مشکلات تعمیری را بوجود می اورد.
4-سدهای پر شده از آب به یک سیستم لوله کشی خیلی پیچیده و لوله های قطور احتیاج دارند و برای پر کردن یک سد در هنگام نبودن آب اغلب به یک مخزن نگهداری آب در حاشیه آن نیاز است.
5-از لحاظ عملی هوا زمان خیلی کمتری از آب برای آهسته بلند کردن یک سد لاستیکی نیاز دارد.
6-سدهای پر شده از آب در یک هوای سرد ممکن است دچار یخ زدگی شود.
7-هزینه ساخت فونداسیون سدی که از آب پر شده نسبت به سدی که از هوا پر شده بیشتر است.
8-از نظر سازه ای پی سد آبی از لحاظ استحکام به دلیل تحمل وزن عظیمی از آب روی خود از پی سد بادی حجیم تر است.

برخی از مشکلات سدهای لاستیکی
1- آسیب دیدگی بدنه سد در هنگام خالی کردن باد بدنه.
2- برخورد اجسام بزرگ و نوک تیز که موجب آسیب به بدنه می شود.
3- فرار و خروج هوا : به هنگام خالی کردن باد بدنه سد ممکن است اجسام نوک تیز ایجاد پنچری نمایند و نیز هنگام سیلاب در اثر برخورد اجسام بزرگ مانند تنه درخت و... با بدنه سد در آن خراشیدگی یا سوراخ

منبع: ایران هیدرولوژی - iranhydrology.com

برای آب بندی یک سازه بتنی باید 2 کار اساسی صورت بگیرد:
1-آب بندی خود بتن توسط بتن مناسب
2-آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ و باید هر دو صورت برقرار باشد.

اصول آب بندی بتن:
اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر بتن یعنی FILLER  بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییرنسبت مصالح درشت به ریز(در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا  نسبتها برابر باید باشد.
در قسمتهای بعدی نسبت آب به سیمان حداقل است،از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود.

اصول آب بندی درزها:
1- واتر استاپ
2- درزگیر که به عنوان مکمل استفاده می شود نه به عنوان جایگزین.

واتراستاپ ها برای آب بندی درزهای اجرایی و درزهای انبساط در سازه های بتنی آبی استفاده می شوند. اهمیت واتر استاپ ها را در سازه های آبی می توان به مانند بادبند ها در سازه ها عنوان نمود.WATER STOP طول مسیر جریان و حرکت آب را طولانی می کند تا آب نتواند نشت کند. ضخامت بتن بر اساس میزان نفوذ پذیری از آن جهت اهمیت دارد که اگر ضخامتش بیشتر از میزان نفوذ پذیری آب باشد تا آب از آن عبور نکند. یکی از نکات در طراحی عرض واتر استاپ این موضوع است که عمق نفوذ بیشتر از یک دور رفت و برگشت باشد.

 انواع درزها:
1- درزهای ثابت:در این درزها آرماتور قطع نمی شود.
الف)درزهای اجرایی(مثل قطع بتن ریزی و عدم پیوستگی)در این درزها آرماتور قطع نمی شود.
ب) ترک 

2- درزهای حرکتی :
الف) انبساط حرارتی
ب) انقباض
ج) فرعی ترکیبی

بنا به نوع درزها 2 نوع واتر استاپ داریم که شامل تخت که در وسطش حفره نمی باشد. همه واتر استاپ ها آج دارند که باعث چسبندگی و افزایش طول مسیر آب می باشند و نوع آنها با توجه به نوع درز تعیین می شوند. در واتر استاپ هایی که وسطشان حفره دارند،حفره دقیقا وسط درز حرارتی انبساطی می افتد که باعث جلوگیری از بازی کردن درز میشود.

انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری در مقاطع بتنی به صورت زیر تقسیم می شوند:
الف)واتر استاپ های میانی
ب) واتر استاپ های کفی(کف استخر)
ج) واتر استاپ های روکارنکته: در درزهای انبساطی واتر استاپ ها مستقیما با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرائی اینگونه نیست. 

عوامل موثر در تعیین اشکال و ابعاد واتر استاپ ها:
الف)نوع و اندازه درز
ب) محل قرار گیری واتر استاپ ها در مقطع بتنی
ج) ضخامت قطعه بتنی که واتر استاپ ها در آن قرار دارند
د) فشار هیدرواستاتیک درون سازه

نکته: دو گوه انتهایی واتر استاپ ها نقش بسیار مهمی در جلوگیری از عبور آب دارد،چون گوه های وسطی که در کشش قرار می گیرند تخت می شوند ولی انتها هیچ تغییری نمی کند.

نکته: واتر استاپ به هیچ وجه خم یا سوراخ نمی شود. این واتر استاپ ها را باید از بالا و پایین کاملا مهار شود. ساده ترین راه overlap است. هرچقدر که overlap زیاد باشد به خاطر آج ها دو سر کاملا بر هم منطبق نمی شوند. بهترین راه overlap توسط جوش لب به لب توسط دستگاه مخصوص هویه برقی می باشد که به این صورت است که دو سر واتر استاپ را ذوب می کنند و به هم می چسبانند.

نکته: دقت شود که واتر استاپ باید ذوب شود نه اینکه بسوزد.

نکته: در هنگام ذوب باید دقت شود که در این هنگام گاز سمی متصاعد می شود که در این صورت باید در فضای باز و از ماسک استفاده شود.

مراحل کار: هنگام ذوب کردن هر دو لبه به طور همزمان توسط المانی که وسطش می گذاریم و با گرما ذوبش می کنیم.واتر استاپ در محل عمود بر درز در کشش است و ما در مورد مقاومت کششی این محل اتصال نداریم.

آزمایش کنترل کیفیت واتر استاپ: دو قطعه I شکل از واتر استاپ در هر دو جهت آنها بریده می شود و مورد بررسی قرار می گیرد.

نکته: افزایش طول در زمان بریدگی و مقاومتش مهم است. در سالهای گذشته ار واتر استاپ های مسی استفاده می شد که راحت پاره می شدند و در جوش دادن آنها به مشکل بر می خوردند و در ضمن گران بودند و استفاده از آنها مرغون به صرفه نبود.از تنها مشکلات استفاده از واتر استاپ های P.V.C ،عدم مقاومت در مقابل اشعه ماوراء بنفش است که محصول را خشک و شکننده می کند.

 از ویژگی های واتر استاپ های مرغوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1-  دارای رنگ روشن باشد (چون رنگ تیره از جنس مواد کهنه می باشد)،
2-  سطح آنها حتما آجدار باشد
3-  زیر تابش مستقیم نور خورشید قرار نگیرد،

4-  به هیچ وجه سطح آن چرب نباشد.

خلاصه

آيين نامه ها و دستورالعمل هاي موجود كه عمدتاً برگرفته از دستورالعمل هايي چونFEMA  مي باشد، با توجه به ساخت و سازهاي سنتي ايران، به طور كامل پاسخگوي نيازهاي مهندسين ايراني نمي باشد. از جمله اين موارد، ساختمان هاي داراي قابهاي فولادي با اتصالات خورجيني مي باشد كه روند مشخصي به طور صريح براي مقاوم سازي آنها در دستورالعمل ها وجود ندارد. استفاده از راهكار پيشنهاد شده براي در نظر گرفتن ميانقاب بصورت المان قطري با مشخصاتي كه امروزه در دستورلعمل بهسازي ايران به طور صريح بدان اشاره شده است، در قاب هاي داراي اتصال خورجيني به دليل انعطاف پذير بودن اتصال، مورد ابهام است. در اين تحقيق آثار ميانقاب بر قاب محيطي بدست آمده از مدل سازي اجزاي محدود با جواب هاي بدست آمده از روش پيشنهادي دستورالعمل بهسازي كه بعلت عدم وجود روابط مشخص براي اتصال خورجيني، تا كنون براي اين اتصال نيز مورد استفاده قرار مي گرفته است، مقايسه گرديده است. بدين منظور ساختمان هاي نمونه اي با رعايت ضوابط موجود در آيين نامه 2800 مورد مدل شده و ABAQUS آناليز و طراحي قرار گرفته و سپس زيرمجموعه هايي از قاب هاي آنها با رعايت شرايط محيطي در نرم افزار اجزاي محدود اثرات وجود ميانقاب بر قاب پيراموني مورد بررسي قرار گرفته است. براي اطمينان از صحت نتايج بدست آمده، ابتدا قابي مشابه آزمايشات مسلم و همكارانش در سال 1997 در كاليفرنيا، مدل سازي شده و ميانقابي با همان مشخصات داده شده در اين سري آزمايشات به آن اضافه شده و جوابهاي بدست آمده از تحليل اجزاي محدود با مقادير بدست آمده از آزمايش، مورد مقايسه قرار گرفته است. با توجه به تطابق قابل قبول نتايج، اين روش مدلسازي براي آناليز يك قاب دو دهانه فولادي داراي اتصال خورجيني مورد استفاده قرار گرفته است.

كلمات كليدي: ميانقاب مصالح آجري، اتصال خورجيني، تحليل فزاينده استاتيكي

مقدمه

به علت فراواني استفاده از ميانقاب ها در ساختمان هاي متداول، مطالعه اثر ميانقاب بر رفتار سازه در هنگا م زلزله يك موضوع كاربردي و مهم مي باشد .سيستم تركيبي قاب و ميانقاب را قاب مركب مي نامند . تجربه هاي مربوط به زلزله هاي گوناگون نشان مي دهد كه ميانقاب ها تأثير بسيار مهمي در رفتار سازه ها در برابر زلزله دارند . هرچند وجود ميانقاب ها باعث افزايش سختي كل سازه م ي شوند، اما اين اثر آنها همواره جنبه مثبت ندارد . در سال هاي اخير تحقيقات وسيعي بر روي قاب هاي مركب انجام شده و در آيين نامه بهسازي ايران صريحاً به در نظر گرفتن ميانقاب ها به صورت المان قطري معادل با مشخصات هندسي و مصالح تعريف شده، اشاره شده است . ايده ميله معادل به جاي ميانقاب آجري براي اولين بار در سال 1960 توسط پولياكوف مطرح شد. [ 1]. پس از آن استافورد اسميت] 2و [3 و مينستون ] 4و [5  روش هايي براي ارائه خصوصيات ميله معادل ميانقاب پيشنهاد دادند .

صانعي نژاد و هابز[ 6]در سال 1995 روش جديدي را براي آناليز قاب هاي مركب فولادي داراي ميانقاب آجري يا بتني در برابر بارهاي درون صفحه اي ارائه نمودند. اين روش براي هر دو نوع رفتار ارتجاعي و خميري قاب هاي مركب با در نظر گرفتن شكل پذيري محدود مصالح ميانقاب ها معتبر مي باشد . روش پيشنهادي مقاومت و سختي ميانقاب و همچنين ظرفيت بارب ري تا ايجاد ترك قطري را محاسبه مي كند. تحقيقات بر روي آثار مختلف ميانقاب به صورت عملي و تئوري ادامه دارد با توجه به ساخت و سازهاي مرسوم در كشور ما آنچه حائز اهميت مي باشد تطابق نتايج اين تحقيقات با روش ها ي ساخت و مصالح مورد استفاده در ايران مي باشد. از جمله، چنين ساده سازي در مورد قاب هاي فولادي داراي اتصال خورجيني به علت انعطاف پذيري اتصال مورد ابهام است. يك روش مناسب براي بررسي اثر ميانقاب ها بر سازه هاي فولادي داراي اتصال خورجيني، انجام تحليل فزاينده بر روي اين سازه ها مي باشد.

اتصال خورجيني

اتصال خورجيني در ساختمان هاي فولادي متشكل از دو نبشي براي اتصال تير به ستون، در بالا و پائين هركدام از تيرها بوده كه براي پرهيز از جوش بالاسري معمولاً نبشي پائين بزرگتر از بال تيرآهن و نبشي بالا كوچكتر از بال تير آهن انتخاب م يگردد. علاوه بر اين در اين اتصال تيرها در محل اتصال قطع نشده و به صورت يكسره ادامه م ييابد و از نظر سهولت اجرا و افزايش باربري در مقابل بارهاي ثقلي مزيت قابل ملاحظ هاي دارا مي باشند. اتصال خورجيني با جزئيات متداول، در دست هبندي اتصالات بر اساس ميزان صلبيت، در دسته اتصالات نيمه صلب محسوب مي شوند آنچه حائز اهميت است، اينست كه موارد متعددي در مقاومت، سختي، نحوه شكست، چرخش تر كخوردگي و ديگر مشخصات اين اتصال م يتواند تأثيرگذار باشد. طول نبشي ها: در نتايج آزماي شهاي مزروعي-مصطفايي[ 7] ديده مي شود با دو برابر شدن طول نبش يها مقدار لنگر نهايي و لنگر متناظر با هر چرخش2.3  تا 2.5 برابر گرديده است، شماره مقاطع نبشي، شماره نبشي ها، نوع تقويت بكار رفته براي اين اتصال و مشخصات تقويت هاي بكار رفته، مقدار جوش ها، كيفيت جوش ها، نحوه جوشكاري، حذف نبشي بالا يا كوتاهتر كردن بال آن، نحوه قرار گرفتن تيرها روي نبشي ها )فاصله هريك از تيرها تا ستون و احياناً زاويه آنها با ستون)

در آزمايشات كرمي و مقدم[ 8] سختي اوليه اين نمونه ها برابر 1800 تن متر بر راديان انداز هگيري شده و اتصال در چرخش 0.035 راديان به لنگر نهايي 7/4 تن متر مي رسد. رفتار اين نمونه تا محدوده لنگر 3 تن متر خطي است. مشاهده مي شود كه با استفاده از ورق هاي بالا و پائين و ور قهاي جان، سختي اوليه بيش از 70 درصد و مقاومت نهايي حدود 25 درصد افزايش مي يابد. نمودارهاي بدست آمده توسط طاحوني و فرجودي[ 9] نشان مي دهد كه اتصالات خورجيني بنا بر جزئيات خود داراي 25 تا 80 درصد گيرداري م يباشند فروغي، زاهدي و برخورداري[ 10 ]  ميزان اين گيرداري را حدود 90 درصد بر آورد كردند. فتحي و آقاكوچك[11 ]  نشان دادند كه در صورت تأمين سختي بالاتر از 1000 تن متر بر راديان، رفتار سازه حساسيت چنداني به ميزان سختي اتصال ندارد. متأسفانه تحقيقات چنداني بر روي سختي قائم اتصال خورجيني وجود ندارد و بنابر اين از تنها مرجع موجود در اين زمينه كه مربوط به شكيب و سعادت نيا[ 12 ]  مي باشد، استفاده شده است. با توجه به تحقيقات موجود براي ادامه كار از مشخصات زير براي اتصال خورجيني استفاده شده است ...

منبع : http://moein-omran.blogfa.com

 دانلود مقاله PDF   (۴۹۷ کیلوبایت)

دوست پسر می خواستی دوست عزیز؟

نولیوود توسط پیتر هوگو