دانلود pdf سازه های آبی کمیاب و عالی
مدیریت و بهرهبرداری بهینه از منابع آب، از اهمیت ویژهای برخوردار است. سازه های آبی، که نقش حیاتی در مدیریت منابع آب ایفا میکنند، در واقع سیستمهای مهندسیساز هستند که برای کنترل، ذخیره، انتقال و توزیع آب طراحی و ساخته میشوند. این سازهها شامل طیف گستردهای از عناصر، از کانالها و سرریزها گرفته تا سدها و زیرگذرها، میشوند.
مقدمه به این حوزه با تبیین گستردگی و پیچیدگیهای آن آغاز میشود و سپس به بررسی مراحل کلی طراحی و اجرای سازههای آبی میپردازیم. این مراحل شامل مطالعات اولیه، طراحی مفهومی، طراحی تفصیلی و نظارت بر اجرا است که هر یک نیازمند دانش تخصصی و رعایت استانداردهای مهندسی است.
کانالها به عنوان شریانهای اصلی انتقال آب، اهداف طراحی متعددی دارند که از آن جمله میتوان به تامین آب کشاورزی، صنعت و شرب اشاره کرد. ویژگیهای فیزیکی و هیدرولیکی کانالها، مانند شکل مقطع و جنس بدنه، نقش مهمی در کارایی آنها ایفا میکند.
طراحی هیدرولیکی و سازهای کانالها شامل مباحثی چون پارامترهای موثر بر شکل مقطع و عوامل موثر بر ظرفیت سازه انتقال آب است. کانالها بر اساس شکل (مانند ذوزنقهای یا مستطیلی) و جنس بدنه (خاکی یا بتنی) طبقهبندی میشوند که هر کدام ملاحظات طراحی خاص خود را دارند.
نوع فایل: پی دی اف – 406 صفحه
فهرست مطالب:
- سازه های آبی
- انواع سازه های آبی
- مراحل کلی طراحی و اجرای سازه های آبی
- کانال ها
- اهداف طراحی کانال ها
- ویژگی های کانال ها
- طراحی هیدرولیکی و سازه ای کانال ها
- مباحث طراحی هیدرولیکی کانال
- پارامترهای موثر بر شکل مقطع کانال
- عوامل موثر بر ظرفیت سازه انتقال آب
- طبقه بندی انواع کانال بر اساس شکل
- طبقه بندی انواع کانال بر اساس جنس بدنه
- مسیر یابی کانال ها
- پالن مسیر
- پروفیل طولی
- معادلات پایه جریان در کانال
- پایداری و تعیین شیب های جانبی
- معیارهای تعیین شیب های جانبی کانال
- شیب جانبی مناسب بر اساس نوع مصالح بستر
- شیب طولی
- ارتفاع آزاد
- دلایل در نظر گرفتن ارتفاع آزاد
- استانداردهای محاسبه ارتفاع آزاد
- نمودارهای محاسبه ارتفاع آزاد
- تعیین شکل مقطع
- مشخصات مقطع ذوزنقه ای
- سرعت جریان در کانال ها
- محاسبه حداقل سرعت مجاز (روش Latishenko)
- معیار USBR برای فرسایش در کانالهای خاکی
- بهترین مقطع هیدرولیکی
- تمرین (بهترین مقطع هیدرولیکی)
- ملاحظات اقتصادی و اجرایی مقطع بهینه
- مشخصات هندسی مقاطع هیدرولیکی بهینه
- طراحی کانال های فرسایشی (خاکی)
- تعیین حداکثر سرعت مجاز در کانال
- روش اول محاسبه حداکثر سرعت مجاز
- روش دوم محاسبه حداکثر سرعت مجاز
- روش سوم محاسبه حداکثر سرعت مجاز
- جدول حداکثر سرعت مجاز (USBR)
- گام های طراحی کانال خاکی با استفاده از روش حداکثر سرعت مجاز
- طراحی کانال های غیر فرسایشی
- روش های طراحی کانال های غیر فرسایشی
- روش اول طراحی کانال های غیر فرسایشی (USBR)
- روش دوم طراحی کانال های غیر فرسایشی (USBR)
- روش طراحی کانال های غیر فرسایشی (هندوستان)
- روش بهترین مقطع هیدرولیکی برای کانال های غیر فرسایشی
- گام های طراحی کانال غیر فرسایشی
- مثال: طراحی کانال غیر فرسایشی (روش USBR اول)
- محاسبه ارتفاع آزاد در طراحی کانال
- تمرین سری اول (طراحی کانال غیر فرسایشی)
- انواع پوشش کانال
- پوشش با خاک غیرقابل نفوذ
- پوشش با تشک های گابیونی
- پوشش بتنی
- روش های متداول اجرای پوشش بتنی
- پوشش با دال های پیش ساخته
- پوشش کانال با مواد قیری
- تبدیل ها (فصل دوم)
- تبدیل ها (معرفی و اهداف)
- وظیفه تبدیل ها از دید طراحی
- طبقه بندی تبدیل ها بر اساس هندسه
- تبدیل های ناگهانی یا راست گوشه
- تبدیل های گرد گوشه
- تبدیل های خطی مستقیم
- تبدیل های خط جریانی یا سهموی
- مقایسه انواع تبدیل ها به لحاظ کاربردی
- طراحی تبدیل برای جریان های زیربحرانی
- تعیین پروفیل تبدیل بین دو مقطع (جریان زیربحرانی)
- روش طراحی هندسه سهموی ساده (گام ها)
- روش هندسه سهموی اصلاح شده
- طراحی تبدیل برای جریان های فوق بحرانی
- پارامترهای طراحی تبدیل فوق بحرانی
- پروژه کامپیوتری طراحی تبدیل
- زیرگذر (کالورت)
- معرفی زیرگذر (کالورت)
- جانمایی مقطع عرضی کالورت
- مقاطع عرضی کانال و تقاطع جاده
- اشکال مختلف کالورت
- ملاحظات طراحی کالورت
- جریان داخل کانال با خط شیب هیدرولیکی و انرژی
- انواع ورودی کالورت
- تاثیر موقعیت کالورت بر عملکرد
- اثر کالورت بر مسیر ماهی ها
- مشکلات عبور ماهی از کالورت
- وضعیت جریان در زیرگذر
- کنترل ورودی کالورت
- کنترل خروجی کالورت
- جریان با کنترل در بخش ورودی زیرگذر
- جریان با کنترل در بخش خروجی زیرگذر
- نکات طراحی هیدرولیکی زیرگذر در کانال های آبیاری
- تعیین سرعت مجاز و قطر لوله در زیرگذر
- درجه بندی و انتخاب نوع لوله
- مثال: درجه بندی و انتخاب نوع لوله
- روند طراحی زیرگذر
- مثال: طراحی زیرگذر
- مثال طراحی زیرگذر: مشخصات هیدرولیکی کانال
- مثال طراحی زیرگذر: تعیین مشخصات لوله
- مثال طراحی زیرگذر: کنترل میزان بازشدگی
- مثال طراحی زیرگذر: تعیین موقعیت ابتدای لوله
- مثال طراحی زیرگذر: کنترل شیب ورودی و حداقل استغراق
- مثال طراحی زیرگذر: تعیین موقعیت انتهایی لوله
- مثال طراحی زیرگذر: کنترل شیب خروجی و جریان
- مثال طراحی زیرگذر: کنترل مجموع افت ها و انرژی موجود
- شیب شکن
- شیب شکن (معرفی و کاربرد)
- انواع شیب شکن
- شیب شکن قائم بدون مانع (دیاگرام)
- شیب شکن قائم با مانع (دیاگرام)
- شیب شکن مایل با مقطع مستطیلی (دیاگرام)
- ملاحظات طراحی شیب شکن ها
- تنداب
- تنداب با مقطع مستطیلی (دیاگرام)
- نکات عمومی و هیدرولیکی طراحی تنداب ها
- ملاحظات طراحی تنداب ها
- تشکیل امواج در تنداب ها
- سیفون وارونه
- معرفی سیفون وارونه
- طراحی سیفون معکوس برای فاضلاب
- مشکلات کاربری سیفون
- اجزای یک طرح معمول سیفون معکوس
- پارامترهای اجرایی و تجهیزات حفاظتی سیفون
- پروفیل طولی سیفون معکوس
- نکات قابل توجه در طراحی سیفون معکوس
- سرعت مجاز در سیفون
- تبدیل ها در سیفون
- کاهش افت در سیفون
- فاصله سطح آب تا سقف لوله در مقطع ورودی
- فاصله سطح آب تا سقف لوله در مقطع خروجی
- مسائل هیدرولیکی طراحی سیفون
- محاسبه رقوم بستر سازه و راهکارهای پیشنهادی (سیفون)
- کنترل امکان تشکیل پرش هیدرولیکی (سیفون)
- هواگرفتگی سازه سیفون
- طراحی ورودی سیفون (توصیه USBR)
- محاسبه پارامترهای طراحی سیفون
- نمودار محاسبه پارامترهای سیفون
- مسائل رسوب گذاری در سیفون
- شیب کف در مجرا (سیفون)
- انتخاب نوع لوله (سیفون)
- مثال طراحی سیفون معکوس
- مثال طراحی سیفون معکوس: انتخاب سرعت
- مثال طراحی سیفون معکوس: محاسبه پارامترهای هیدرولیکی
- مثال طراحی سیفون معکوس: ارتفاع آزاد و رقوم تاج
- مثال طراحی سیفون معکوس: محاسبه ارتفاع مقطع عمودی لوله
- مثال طراحی سیفون معکوس: میزان استغراق سقف لوله
- مثال طراحی سیفون معکوس: محاسبه ELB و طول تبدیل
- مثال طراحی سیفون معکوس: کنترل شیب ورودی
- مثال طراحی سیفون معکوس: تبدیل خروجی
- مثال طراحی سیفون معکوس: ضرایب افت
- مثال طراحی سیفون معکوس: افت در طول لوله
- مثال طراحی سیفون معکوس: محاسبه انرژی موجود
- آشنایی با انواع سرریزها
- سرریزها
- ملاحظات طراحی سرریزها
- فراوانی عملکرد سرریز
- انواع سرریز
- طبقه بندی سرریز بر اساس محل قرارگیری
- سرریز اوجی
- سرریز اوجی (دیاگرام)
- ویژگی های سرریز اوجی
- ملاحظات طراحی سرریز اوجی
- تعیین پروفیل سرریزهای آزاد
- پارامترهای تعریف پروفیل سرریز
- پارامترهای پروفیل های جلو و تاج سرریز
- جدول پارامترهای پروفیل سرریز
- محاسبه دبی جریان از روی سرریز اوجی
- ضرایب فشردگی و مؤثر تاج سرریز
- تعیین ضریب تخلیه (C)
- نمودار تغییرات ضریب تخلیه C (سرریز قائم)
- نمودار تغییرات ضریب تخلیه C (شیب متفاوت)
- تعیین ضریب فشردگی پایه های پل و تکیه گاه ها
- سرعت در پای سرریز
- سرعت تئوری در پایین دست سرریز
- نمودار سرعت در پای سرریز
- مثال: تعیین ارتفاع تاج و طرح پروفیل سرریز اوجی
- مثال طراحی سرریز اوجی (دیاگرام)
- محاسبات مثال طراحی سرریز اوجی
- مثال طراحی سرریز اوجی (ادامه محاسبات)
- طرح پروفیل سرریز در پایین دست تاج
- تطبیق پروفیل و محاسبه مختصات (سرریز)
- مختصات نقاط مختلف از پروفیل سرریز
- تعیین منحنی تاج در بالادست (سرریز)
- محاسبه سرعت تئوری و واقعی (سرریز)
- نمودار سرعت واقعی (سرریز)
- تاثیر سرعت زیاد بر خرابی کاویتاسیون
- راهکارهای جلوگیری از آسیب کاویتاسیون
- نمودار کاویتاسیون اولیه (برجستگی ها)
- نمودار کاویتاسیون اولیه (فرورفتگی ناگهانی)
- نمودار کاویتاسیون اولیه (فرورفتگی شیبدار)
- نمودار کاویتاسیون اولیه (بالاآمدگی شیبدار)
- معرفی شاخص کاویتاسیون Ki
- فشار گریز از مرکز
- راهکارهای کنترل کاویتاسیون
- راهکارهای کنترل کاویتاسیون (دیاگرام)
- حوضچه آرامش
- پرش هیدرولیکی
- محاسبات پرش هیدرولیکی
- تعریف عمق های پرش هیدرولیکی
- کنترل پرش هیدرولیکی
- روش های کلی از بین بردن انرژی (حوضچه آرامش)
- اجزای تشکیل دهنده حوضچه آرامش
- اجزای کلی تشکیل دهنده حوضچه آرامش (دیاگرام)
- انواع متعارف حوضچه های آرامش
- حوضچه آرامش SAF
- حوضچه آرامش SAF (دیاگرام)
- حوضچه آرامش SAF (نصف پلان)
- محاسبه عمق پایاب (حوضچه آرامش)
- حوضچه آرامش I USBR
- حوضچه آرامش II USBR
- حوضچه آرامش I USBR (دیاگرام)
- محدودیت های حوضچه آرامش II USBR
- حوضچه آرامش II USBR (دیاگرام)
- حوضچه آرامش IV USBR
- ارتفاع آزاد پیشنهادی USBR (حوضچه آرامش)
- مثال: طراحی حوضچه آرامش
- محاسبه سرعت در پای سرریز (حوضچه آرامش)
- محاسبه عمق پرش و عدد فرود (حوضچه آرامش)
- مقادیر جدید در طراحی حوضچه آرامش
- طراحی حوضچه آرامش (تایید رقوم کف و ارتفاع آزاد)
- دروازهها
- دروازهها (Gates)
- طبقه بندی دریچه ها بر اساس محل قرارگیری و نوع حرکت
- انواع دریچه های سطحی (دیاگرام)
- مکانیزم حرکت دریچه ها
- نحوه کار دریچه ها در زمان بهره برداری
- تاثیر شکل زیرین دریچه در عبور آب
- تاثیرپذیری حرکت آب از شکل زیرین دریچه ها
- خال زدایی در پایین دست دریچه
- لوله هواده در دریچه
- نیروهای وارد بر دریچه
- دریچه های کشویی فولادی
- حرکت دریچه کشویی
- نیروهای وارد بر دریچه های کشویی
- نیروهای هیدرودینامیکی بر دریچه کشویی
- محاسبه نیروی هیدرودینامیکی در جریان آزاد (دریچه)
- نیروی هیدرودینامیکی در جریان مستغرق (دریچه)
- پارامترهای جریان در دریچه های کشویی
- مثال: محاسبه نیروی هیدرودینامیکی وارد بر دریچه
- مثال: کنترل آزاد بودن جریان (دریچه)
- مثال: جریان مستغرق (دریچه)
- مثال: محاسبه نیروی R (دریچه)
- دریچه های قطاعی سطحی
- برتری دریچه های قطاعی نسبت به دریچه های سطحی
- دریچه قطاعی (دیاگرام)
- دریچه قطاعی سرریز
- مشخصات ابعادی دریچه های قطاعی
- نیروهای وارد بر دریچه های قطاعی سطحی
- نیروهای وارد بر دریچه قطاعی (دیاگرام)
- نیرو لازم جهت باز کردن دریچه
- دریچه های خوابان
- دریچه خوابان (دیاگرام)
- دریچه های غلطان
- دریچه های لاستیکی باد شونده
- دریچه های لاستیکی باد شونده (دیاگرام)
- محل نصب دریچه ها
- مشکلات دریچه ها
- انواع سد و سرریز
- سدهای خاکی
- سد خاکی (تصویر)
- سدهای سنگریز
- سد سنگریز (تصویر)
- سدهای بتنی وزنی
- سد بتنی وزنی (تصویر)
- سدهای بتنی قوسی
- سد بتنی قوسی (تصویر)
- سدهای بتنی پشت بند دار
- سدهای لاستیکی
- سد لاستیکی (تصویر)
- مراحل ساخت سد
- گروه های فنی اجرا
- نقش گروه های فنی در ساخت سد
- آببند در سدها
- آسترها و پوشش ها
- سرریز در سدهای خاکی
- سرریز (معرفی و طبقه بندی)
- انواع سرریزها
- سرریز ریزشی آزاد
- فرسایش در پای سقوط و حوضچه استغراق
- سرریز ریزشی آزاد (تصویر)
- عناصر طراحی سرریز ریزشی آزاد
- محدودیت های سرریز ریزشی آزاد
- سرریز (تصویر)
- سرریز اوجی
- سد با سرریز اوج
قیمت: 250/500 تومان
مسیر یابی کانالها از جمله گامهای اولیه و بسیار مهم در طراحی آنها محسوب میشود. تهیه پلان مسیر و پروفیل طولی دقیق، اطلاعات حیاتی برای طراحی بهینه و اقتصادی کانالها فراهم میکند.
مطالب مرتبط
- دانلود pdf تحلیل سازه در 96 صفحه
- دانلود pdf اندازه گیری مقدار جریان در سازه های آبیاری در 70 صفحه
- دانلود pdf سازه های فولادی (معماری) در 96 صفحه
- دانلود pdf دینامیک سازه ها در 121 صفحه
معادلات پایه جریان در کانال، اساس محاسبات هیدرولیکی را تشکیل میدهند و برای تضمین پایداری و تعیین شیبهای جانبی کانال ضروری هستند. معیارهای تعیین شیبهای جانبی بر اساس نوع مصالح بستر و شیب طولی کانال مشخص میشوند.
ارتفاع آزاد در طراحی کانالها به دلایل مختلفی از جمله جلوگیری از سرریز شدن آب و محافظت در برابر امواج در نظر گرفته میشود. استانداردهای محاسبه ارتفاع آزاد و نمودارهای مربوطه، راهنمای مهندسان برای تعیین این پارامتر حیاتی هستند.
تعیین شکل مقطع کانال، بهویژه مقطع ذوزنقهای، نیازمند دقت فراوان است. همچنین، محاسبه سرعت جریان در کانالها و حداقل سرعت مجاز (با استفاده از روشهایی مانند روش لاتیشنکو و معیار دفتر اصلاح و بهبود اراضی ایالات متحده (USBR) برای فرسایش در کانالهای خاکی)، از نکات کلیدی طراحی است.
مبحث بهترین مقطع هیدرولیکی، با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی و اجرایی، به بهینهسازی طراحی کانالها کمک میکند. مشخصات هندسی مقاطع هیدرولیکی بهینه، تضمینکننده کارایی و پایداری طولانیمدت سازه هستند.
طراحی کانالهای فرسایشی یا خاکی شامل تعیین حداکثر سرعت مجاز با روشهای مختلفی است که توسط سازمانهایی نظیر دفتر اصلاح و بهبود اراضی ایالات متحده (USBR) ارائه شدهاند. گامهای طراحی این کانالها با هدف جلوگیری از فرسایش و رسوبگذاری انجام میشود.
در مقابل، طراحی کانالهای غیر فرسایشی، که معمولاً با پوششهای مقاوم ساخته میشوند، نیز روشهای خاص خود را دارد. این روشها، از جمله رویکردهای پیشنهادی دفتر اصلاح و بهبود اراضی ایالات متحده (USBR) و روش بهترین مقطع هیدرولیکی، به ایجاد کانالهای پایدار و با دوام منجر میشوند.
انواع پوشش کانالها، مانند پوشش با خاک غیرقابل نفوذ، تشکهای گابیونی، پوشش بتنی (شامل روشهای متداول اجرا و دالهای پیش ساخته) و مواد قیری، برای جلوگیری از نشت آب و افزایش پایداری کانال به کار میروند. هر یک از این پوششها مزایا و معایب خاص خود را دارند.
تبدیلها (فصل دوم) در مسیر کانالها برای تغییر ابعاد یا شکل مقطع کانال طراحی میشوند. وظیفه اصلی تبدیلها، انتقال روان و بدون افت انرژی قابل توجه جریان است و بر اساس هندسه به انواع ناگهانی، گرد گوشه، خطی مستقیم و خط جریانی (سهموی) طبقهبندی میشوند.
زیرگذر (کالورت)، سازهای است که برای عبور جریان آب از زیر موانع مانند جادهها یا خطوط راهآهن استفاده میشود. جانمایی مقطع عرضی، اشکال مختلف کالورت، و ملاحظات طراحی هیدرولیکی، از جمله کنترل ورودی و خروجی کالورت و تاثیر آن بر مسیر حرکت آبزیان، از اهمیت بالایی برخوردار است.
شیبشکنها برای کاهش انرژی جریان در شیبهای تند، تندابها برای انتقال جریان در شیبهای زیاد، و سیفونهای وارونه برای عبور جریان از زیر موانع طبیعی یا مصنوعی به کار میروند. این عناصر از جمله مهمترین اجزای تکمیلی در طراحی سازه های آبی محسوب میشوند و هر یک چالشهای طراحی و کاربری خاص خود را دارند.
آشنایی با انواع سرریزها، شامل سرریزهای اوجی، جانبی، شوت، پلکانی، و تونلی، برای کنترل سطح آب و تخلیه ایمن جریان اضافی در سدها و کانالها ضروری است. ملاحظات طراحی سرریزها، مانند تعیین پروفیل، محاسبه دبی جریان، و جلوگیری از پدیده کاویتاسیون، جنبههای کلیدی در عملکرد صحیح آنها هستند.
حوضچههای آرامش، پس از سرریزها و شیبشکنها، برای اتلاف انرژی جریان و جلوگیری از فرسایش پاییندست سازه طراحی میشوند. مفهوم پرش هیدرولیکی و انواع متعارف حوضچههای آرامش (مانند حوضچههای دفتر اصلاح و بهبود اراضی ایالات متحده USBR) در این بخش بررسی میشود. دروازهها یا دریچهها نیز برای کنترل و تنظیم جریان در نقاط مختلف سازهها، از جمله سدها و کانالها، به کار میروند و نیروهای وارد بر آنها، مکانیزم حرکت و انواع مختلفشان حائز اهمیت است.
در نهایت، آشنایی با انواع سدها (خاکی، سنگریز، بتنی وزنی، قوسی، پشتبنددار، لاستیکی) به عنوان بخشهای حیاتی سازههای آبی، و سرریزهای مورد استفاده در آنها، از جمله سرریزهای ریزشی آزاد و تونلی، از مباحث تکمیلی است. همچنین، معرفی پدیده ضربت قوچی در خطوط لوله، چالشهای طراحی مرتبط با آن، و راهکارهای کاهش تغییرات فشار، از ملاحظات اساسی در نگهداری و بهرهبرداری از سازه های آبی است.