بررسی الگوی رفتار مکانیکی سدهای بتنی قوسی تحت تاثیر بارگذاری حرارتی سه بعدی

تغییرات دما و تنشها و کرنشهای وابسته به حرارت باید برای ارزیابی تعیین شرایط بارگذاری اولیه برای توسعه پایداری سد مورد تحلیل قرار گیرد. در سدهای بتنی قوسی، به علت هندسه خاص، سهم تابش خورشیدی بر روی سطح های پایین دست بسیار متغییر است. در این مورد تحلیل سه بعدی اجتناب ناپذیر است. یک روش مدل سازی المان محدود سه بعدی برای تعیین پاسخ های حرارتی و تنشهای سدهای بتنی قوسی ارائه شده است و شرایط مرزی انتقال حرارت مناسب در بدنه سد برای تعیین دمای هوا و مخزن به درستی تغییرات تابش خورشیدی استفاده شده است و نیز مدل المان محدود برای تعیین تغییرات سالیانه دما و تنشهای حرارتی در بدنه سد قوسی امیرکبیر در ایران (به عنوان مورد مطالعاتی) مورد استفاده قرار گرفته است. از دماهای ثبت شده توسط ابزارهای نصب شده بر روی سد امیرکبیر برای داده های حرارتی استفاده گردیده است و در آخر با بارهای هیدرواستاتیک و وزن ترکیب شده است. نتایج تحلیل المان محدود نشان داده است که بیشترین دما و تنشهای کششی و ترکهای احتمالی در یک قسمت باریک از سطح پایین دست اتفاق می افتد. بارهای حرارتی بیشترین اثر را در مقایسه با بارهای هیدرواستاتیکی و بار وزن در بوجود آمدن ترکهای پایین دست دارند. تفاوت بین دماهای نقاط واقع شده بر روی سطح آشکار در معرض تابش (مخصوصاٌ سطح پایین دست) در سطح های یکسان در محور سد برای یک زمان قابل ملاحظه است. نواحی ترک خورده پایین دست با نواحی که بیشترین دما را در پایین دست دارند همخوانی دارند و همچنین ترک خوردگی در عرض سد هم تغییر می کند. این تغییرات در اثر تابش خورشیدی است. بنابراین،تحلیل دو بعدی سد قوسی بتنی نمی تواند استفاده شود و آنالیز سه بعدی لازم و ضروری است.