مقاله بهینه سازی شکل سدهای دو قوسی بتنی با استفاده از روش تقریب سازی

word قابل ویرایش
9 صفحه
5700 تومان

بهینه سازی شکل سدهای دو قوسی بتنی با استفاده از روش تقریب سازی

چکیده :

مقاله ، مدل ریاضی گویا و عملی برای شکل سدها و روشی برای تقریب تنشها درپروسه بهینه سازی پیشنهاد می کند از نرم افزار انسیس برای مدل کردن و آنالیز سد استفاده شده و با روشهای برنامه ریزی درجه دوم ومحدوده قابل قبول شکل سد بهینه می شود، هدف کاهش زمان بهینه سازی و گسترش کامل توان سازه ای و بهره وری منطقی از مقاومت مواد است. در پایان نیز مثال کاربردی آورده شده است.

کلیدواژه ها : متغیرهای طراحی، تابع تقریب ، تابع هدف ، بهینه سازی شکل

 

مقدمه:

به خوبی می دانیم که طرح شکل اثر زیادی بر روی اقتصاد و ضریب اطمینان سدهای قوسی داردمعمولاً سدهای قوسی بوسیله سعی و خطا طراحی می شوند یک شکل شماتیک اولیه داده می شود و سپس آنالیز می شود. اگر مشخصات طراحی را ارضا کرد شکل پذیرفته می شود در غیر این صورت شکل سد تغییر داده می شود و دوباره آنالیز صورت می گیرد شکل سد از این روش به صورت قابل قبول بدست می آید لیکن بهینه و مناسب نمی باشد برای بدست آوردن شکل بهتر چند شکل پیشنهاد می شود و آنالیز صورت می گیرد این روش نسبت به روش قبل بهتر است ولی شکل سد بهینه نمی باشد وانگهی زمان زیادی برای طراحی صرف می شود تحقیقاتی برای شکل بهینه یک سد قوسی توسط (Fialhio-1935) و ۱۹۶۶ـ(Serafim صورت گرفته که برای سد رفتاری بر اساس تئوری غشایی در نظر گرفته شده و از الاستیک بودن پی و تنشهای خمشی صرف نظر شده است . [۱]

در این مقاله از المان بیست گرهی برای آنالیز و از روشهای برنامه ریزی درجه دوم و محدوده قابل قبول جهت بهینه سازی شکل سد استفاده شده است.

بهینه سازی شکل سدهای قوسی :

طراحی شکل یک قسمت مهم از طراحی یک سد قوسی است مدل هندسی لازم نیست که پیچیده باشد ، تا اینکه بتواند به صورت یک مدل اجرایی درآید. هدف گسترش کامل توان سازه ای و بهره وری منطقی از مقاومت مواد است.

یک مسئله مهم این است که توابع قید طوری تعریف شوند که خصوصیات طرح با اطمینان و به طور کامل ارضا شوند بعضی قیود تجربی توسط مهندسین طراح پیشنهاد می شوند اگرچه شامل مشخصات طراحی نباشند باید مورد توجه قرار گیرند درصد زیادی از اهمیت محاسبات زمان مورد استفاده در تحلیل دوباره تنشهای سد در پروسه بهینه سازی می باشد ارائه یک روش با کیفیت بالا برای تحلیل دوباره تنشها از اهمیت زیادی برخوردار است.

 

مدل هندسی :

برای مشخص کردن شکل سد قوسی ابتدا شکل مقطع عمودی میانی و سپس شکل مقطع افقی سد مشخص می شود سه روش ممکن است استفاده شود تا شکل مقاطع عمودی و افقی سد را معین کند. [۱]

-۱مشخص کردن منحنی بالا دست و پایین دست سد

-۲مشخص کردن منحنی بالا دست و ضخامت مقطع سد

-۳مشخص کردن منحنی میانی و ضخامت سد در این مقاله از مرز منحنی بالا دست و ضخامت مقطع سد جهت مدل هندسی استفاده شده است.

 

شکل مقطع عمودی میانی:

برای یک سد یک قوسی مرز بالا دست طره میانی یک خط می باشد و ضخامت سد توسط یک چند جمله ای درجه n بیان می شود.

در سدهای دو قوسی مرز منحنی بالا دست می تواند با یک چند جمله ای درجه n بیان شود و ضخامت سد نیز یک چند جمله ای درجه n باشد که خود ضرایب این چند جمله ای ها نیز چند جمله ای از درجه m می باشد.

 

شکل مقطع افقی :

منحنی بالا دست مقطع افقی می تواند به صورت یک سهمی، هذلولی، بیضی ، لگاریتمی یا قوسهای سه مرکز و پنج مرکز و ضخامت سد بر اساس یک منحنی درجه دوم بیان می گردد که ضرایب این منحنی ها یک تابع چند جمله ای از درجهm است.

 

توابع هدف و قیدها :

تابع هدف هزینه ساخت سد است که به صورت F(X) =V(X)+CU (X) می باشد که در آن V (X) مقدار بتن مصرفی و U(X) سطح قالب بندی شده و C ضریبی است که نسبت هزینه قالب بندی به بتن ریزی را نشان می دهد. البته در این مقاله چون هدف مقاله مقایسه است تابع هدف فقط تابعی از حجم در نظر گرفته شده است.

 -۷ قیدها

قیدها شامل قیدهای هندسی –قید تنش و قید پایداری می باشد.

-۱-۷ قیود هندسی :

وابسته به شرایط موجود است ممکن است عرض سد محدود شود به شرایط آمد و رفت خود رو بر روی سد و همچنین شیب مرز بالا دست و پایین دست سد نباید از مقداری تجاوز کند یعنی S<Sa که در آن S ماکزیمم شیب مرز منحنی بالا دست و پایین دست سد است وSa مقدار مجاز آن می باشد کهمعمولاً مقدار ۰,۳ است.[۱]

-۲-۷قید تنش :

سدهای دو قوسی از حجم بتن بدون آرماتور ساخته می شود و براساس تنشهای مجاز کششی و فشاری بتن طراحی می گردند که تحت اثر بارگذاری لازم است که σ۳σ۳a ,σ۱σ۱a که در آن σ۳ وσ۱ تنشهای اول و سوم اصلی هستند و σ۳a ,σ۱a مقادیر مجاز آنها می باشد.

 

-۳-۷قیود پایداری :

زاویه برخورد سد با دیوارهای کنار باید بزرگتر از حد مجازی کهمعمولاً ۳۰ درجه است باشد داریم . A>A a که در آن A زاویه برخورد سد با کناره می باشد Aa مقدار مجاز آن است .

کلیه قیدها را می توان به صورت :                                           gj  (x) <1                  j =1,2,3,..,n

که در آن n تعدا قیود است

حال مسئله ما به صورت زیر خلاصه می شود .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 9 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد