طراحی بهینه دال بتنی حوضچه های آرامش بر اساس فشارهای هیدرودینامیکی وارد بر کف (مطالعه موردی: سد سیاه بیشه)

در مواقع سیلابی سدها با خطر آبشستگی در پایین دست و در نتیجه تخریب سازه های پایین دست روبرو می شوند. برای جلوگیری از صدمات ناشی از این آسیب، سازه¬هایی جهت استهلاک انرژی طراحی شده و به اجرا گذاشته می شوند. یکی از پر کاربردترین سازه های استهلاک انرژی، حوضچه آرامش است که به واسطه آن انرژی قبل از رسیدن به پایین دست تقلیل پیدا می کند. لیکن وجود پدیده پرش هیدرولیکی و جریانات چرخشی که باعث ایجاد نوسانات فشار در کف حوضچه می¬شود، بر کارکرد حوضچه های آرامش تأثیرات نامطلوبی می گذارد. اثر این نوسانات تأثیر مستقیمی بر ضخامت دال بتنی کف حوضچه دارد که بر اساس تغییرات فشار طراحی می شود. طراحان برای جلوگیری از بروز مشکل در کف حوضچه¬های آرامش، ضخامت دال بتنی کف را به گونه¬ای در نظر می¬گیرند که وزن آن بتواند در مقابل فشارهای منفی و زیر فشارهای وارده مقاومت کند و از ایجاد تنش¬های کششی و کنده شدن دال کف جلوگیری شود. تعیین توزیع فشارهای کف و همچنین تعیین نقاط بحرانی در حوضچه¬های آرامش از اهمیت خاصی برخوردار است که به بهینه شدن ضخامت دال بتنی کمک می¬کند. در نتیجه در این تحقیق سعی شد مطالعاتی که تا کنون در زمینه فشارهای نوسانی انجام شده مورد مطالعه قرار گیرد. با توجه به اطلاعات فشار نوسانی در کف حوضچه¬های تیپ usbrі الگویی برای تخمین فشارهای حداکثر مثبت و منفی در کف حوضچه استخراج شد. سپس این مدل با فشارهای نوسانی کف حوضچه آرامش سد سیاه بیشه که آن هم دارای حوضچه تیپ یک می¬باشد مقایسه شد. جهت تعیین ضخامت مناسب، با استفاده از روابط موجود ضخامت دال کف در حالت¬های یک بعدی و دوبعدی مقایسه و رابطه بهینه پیشنهاد شد. همچنین ضخامت دال کف در حوضچه های سه سد سیاه بیشه و نمرود و سیرجان با کمک روابط بهینه طراحی و مقایسه گردید تا بتوان به یک طراحی بهینه برای ضخامت دال کف دست یافت.