مقاله در مورد طراحی موج‌شكن‌های كیسونی تركیبی در word

توضیحات

 مقاله در مورد طراحی موج‌شكن‌های كیسونی تركیبی در word دارای 25 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد طراحی موج‌شكن‌های كیسونی تركیبی در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد طراحی موج‌شكن‌های كیسونی تركیبی در word،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله در مورد طراحی موج‌شكن‌های كیسونی تركیبی در word :

طراحی موج‌شكن‌های كیسونی تركیبی
چكیده
موج‌شكن‌ها، سازه‌هایی در دریا هستند كه برای مقابله با موج‌های دریا و ایجاد آبی ساكن ایجاد می‌شوند، زیرا موج‌های بزرگ برای سازه‌های كنار ساحل و كشتی‌ها ساكن خطر‌آفرین هستند. پارامترهای مهم طراحی موج‌شكن نیروی وارده بر سازه می‌باشند كه فرمول‌های متنوعی برای

محاسبه این نیرو ارائه گردیه است. در این مقاله سعی شده است تا ضمن ارائه فرمول‌های متنوع برای این نیرو، توضیحی درباره آیین‌نامه ژاپن كه یكی از معتبرترین آیین‌نامه‌ها در زمینه سازه‌های دریایی می‌باشد، ارائه شود. این آیین‌نامه بر اساس فرمول‌های جدید و به روز و با فرض شكست موج در حمل موج‌شكن می‌باشد.

مقدمه
موج‌شكن‌های كیسونی تركیبی، سازه‌های قائمی هستند كه بر روی پی‌های سكویی خرده سنگی بنا می‌شوند. ساختار سكوی خرده‌سنگی به صورتی است كه برای مقابله با موج‌های شدید، ابتدا از لایه‌ای متشكل از سنگ‌های بزرگو به نام آرمور تشكیل یافته است

. این لایه بر روی خرده‌سنگ‌ها می‌نشیند. بدنه اصلی موج‌شكن كیسونی خرده‌سنگی، از خانه‌هایی توخالی كه از آب پر می‌شوند، تشكیل شده است كه از دیوار‌هایی داخلی و خارجی و دال‌های تخت بتنی مسلح می‌باشد. معمولاً برای حفاظت از پای موج‌شكن از بلوك‌های حفاظتی استفاده می‌كنند.

معیارهای انتخاب نوع موج‌شكن
پارامترهای زیادی در انتخاب نوع موج‌شكن موثرند كه مهمترین آنها عبارتند از:
1 در دسترس بودن مصالح لازم برای ساخت؛
2 شرایط محل اجرا؛
3 شرایط كاربرد و استفاده؛
4 شرایط ساخت؛

5 مدت زمان لازم برای ساخت؛
6 هزینه؛
7 نگهداری؛
8 مقدار پارامترهای طراحی.
با لحاظ تمامی فاكتورهای یاد شده می‌توان نوع موج‌شكن را انتخاب نمود. مثلاً در صورتی كه مصالح مورد نیاز خوبی برای موج‌شكن تمام خرده‌سنگی در دسترس نباشد،

ناچار به استفاده از انواع دیگر موج‌شكن هستیم و یا چنانچه عمق موج‌شكن زیاد باشد، نمی‌توان از موج‌شكن‌های شناور استفاده نمود. هرچند این موج‌شكن‌ها برای اعماق زیاد آب توصیه می‌شوند. چند نوع موج‌شكن در شكل‌های 123 نشان داده شده است.

شكل 1: موج‌شكن قائم كیسونی یكپارچه بدون سكوی خرده سنگی

شكل 2: موج‌شكن قائم بلوك بدون سكوی خرده سنگی

شكل 3: موج‌شكن قائم كیسون یكپارچه تركیبی همراه با سكوی خرده سنگی

پارامترهای طراحی لازم
در طراحی قسمت‌های مختلف موج‌شكن احتیاج به پارامترهای متنوعی داریم، مثلاً برای طراحی پی نیاز به مشخصات بستر خاك محل احداث موج‌شكن شامل C ضریب چسبندگی خاك، زاویه اصطكاك داخلی خاك و E ضریب الاستیسیته خاك می‌باشد. همچنین نیاز به پارامترهای مربوط به دریا مانند

عمق آب، عمق موج طراحی (HS) كه در طراحی برابر با (متوسط عمق یك سوم بزرگترین موج‌ها) درنظر می‌گیریم و پارامترها مختلف مربوط به تراز آب نیز لازم است. پارامترهای دیگر موردنیاز برای طراحی نمودن مشخصات مصالح موج‌شكن می‌باشد، مثلاً در موج‌شكن تركیبی خواص بتن شامل وزن مخصوص، نوع مقاومت فشاری، خواص فولاد شامل جنس و تنش تسلیم و مشخصات مصالح خرده سنگی و سنگ‌های آرمور نیز لازم می‌باشد.

محاسبه نیروی موج برای موج‌شكن تركیبی
مهمترین ضابطه برای طراحی موج‌شكن تركیبی روابط نیروی موج آن توزیع این نیرو بر روی موج‌شكن می‌باشد كه در سال‌های مختلف روابط مختلفی پیشنهاد گردیده است. اصول این فرمول‌ها بر این اساس است كه هنگامی كه موج به دیواره موج‌شكن برخورد می‌كند، ناگهان متوقف می‌نماید و سپس انرژی موج بوسیله حركات عمودی آب در بر دیوار، بازتاب و یا تبدیل می‌شود. اگر فرض كنیم

كه موج در هنگام برخورد شكست نمی‌كند، در این صورت جزء بالارونده انرژی موج تا دو برابر ارتفاع موج به سمت تاج موج‌شكن بلند می‌شود و جزء پایین رونده كه دارای سرعت بسیار بالایی است، در پای دیوار به صورت افقی از دیوار با نصف ارتفاع موجو دور می‌شود كه سبب ایجاد فرسایش و

شستگی می‌شود. فرمول‌ها زیادی حاصل از مطالعات آزمایشگاهی و تحلیل ارائه شده هرچند اكثراً بر اساس موج‌هایی منظم و تكی دارای ارتفاع و دوره زمانی ثابت می‌باشند. این فرمول‌ها اساساً بر دو فرض شكست و یا عدم شكست موج ساده‌ترند، ولیكن نسبت به روابطی كه با فرض شكست موج ارائه شده‌اند، از واقعیت دورتر می‌باشند.

روابطی كه بر پایه عدم شكست موج می‌باشند
الف) تئوری موج‌های خطی
در این تئوری اولاً فرض شده است كه موج‌ها به صورت ایستاده هستند، ثانیاً بازتاب نهای را در صورتی درنظر گرفته است كه تاج آب گردش كننده در ارتفاع 2H قرار بگیرد.
K ضریبی است كه از روابط شكست موج بدست می‌آید.
بزرگی این نیروی دینامیكی از رابطه روبرو بدست می‌آید:

و بنابراین در پایین كه (z=-h) داریم:

كه در این فرمول وزن مخصوص آب، ارتفاع موج و h عمق آب در پای موج‌شكن است و Z ارتفاعی است كه در آن ارتفاع فشار را می‌خواهیم.
ب) فرمول ساین فلو (1981)
این تئوری بر این اساس است كه موج‌های به صورت ایستاده هستند و همچنین موج‌ها دچار شكست نمی‌شوند، یعنی نیروها هیدراستاتیكی هستند.

بر این اساس، توزیع فشار وقتی كه تاج موج برخورد می‌كند، به صورت است كه در سطح آزاد اب (Zo=0) فشار صفر است (P=0) و در پایین (Zo=-h) و فشار از این رابطه بدست می‌آید:

آزمایشات نشان داده است كه نیروی موج ساین فلو هنگامی كه سطح آب در پایین‌ترین حد خود باشد و شرایط طوفانی باشد، نیرو دست كم می‌باشد، چنانچه به عنوان موج طراحی درنظر گرفته شده باشد.
كه H عمق موج، h عمق آب در پای موج‌شكن، وزن مخصوص آب و Z ارتفاعی است كه در آن ارتفاع فشار را می‌خواهیم.

ج) فرمول میچ راندگون (1958-1944) اصلاح رابطه ساین فلو
در این رابطه اولاٌ موج ایستاده درنظر گرفته شده است. ثانیاً فرض شده است كه موج‌ها نمی‌شكنند. همچنین از اصل دوم موج استفاده كرده است. این رابطه كه اصلاح ساین منو است، توزیع فشار زیر سطح آب را با عمق رابطه‌ای خطی فرض نموده است.

فرض می‌شود كه موج بازگشتی، باعث بالا آمدن آب در دیوار قائم به اندازه ho می‌شود كه ho از رابطه روبرو بدست می‌آید:

در صورتی كه L طول موج، H ارتفاع موج، k ضریب بازتاب موج و h عمق آی در پای موج‌شكن می‌باشد. در این رابطه افزایش در فشار موج نسبت به موج ایستاده به صورت روبرو می‌شود:

وقتی x ضریب بازتاب موج باشد كه برا دیوار قائم با بازتاب نهایی برابر با 0/1 است. اگر R نیروی نهایی و M ممان نهایی باشد، داریم:
1 قله موج (با اندیس e):

2 بین دو قله موج (با اندیس i):

فرمول‌هایی كه شكت موج درنظر گرفته شده
هنگامی كه موج بر سازه برخورد می‌كند، با ارتفاع بالات و دوره زمانی كوتاهتر خارج می‌شود و فشار دینامیكی نزدیك محلی كه قله موج برخورد می‌كند، عمل می‌كند.
الف) فرمول هیروری (1919)

این فرمول قبل از سال 1979 كه فرمول گودا ارائه شد، در ژاپن استفاده می‌شد. در این فرمول توزیع فشار یكنواخت فرض می‌شود و همچنین این فرمول بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی است. فرض شده است كه فشار از پایین تا ارتفاع 125H (H ارتفاع موج) بالاتر از سطح تراز آب عمل می‌كند و چنانچه ارتفاع تاج موج‌شكن از 125H كمتر باشد (R<1.25H) فشار تنها از پایین تا تاج موج‌شكن عمل می‌كند.

این فرمول بیان می‌كند كه فشار از رابطه به دست می‌آید. بنابراین نیروی افقی برابر است با: می‌گردد كه ds ارتفاع سطح تراز آب نسبت به كف می‌باشد و وزن مخصوص آب می‌باشد.

شكل 4: توزیع فشار موج پایه بر روی موج‌شكن مطابق با فرمول ساین فلو

شكل 5: نمایش فاكتورهای دخیل در فرمول هیروری

ب) فرمول مینی‌ كین (1950)
این فرمول هم اكنون در آمریكا استفاده می‌شود. این فرمول بر اساس فشار موج ثبت شده و فشار شوك كار شده توسط باگ نولد می‌باشد. در این فرمول فرض شده است كه توزیع فشار و پیك فشار دریا نزدیك سطح تراز آب است. از فرضیات دیگر، آن است كه موج‌شكن قائم بر روی سكوی

خرده‌سنگی قرار دارد. همچنین فشار برخورد به صورت هذلولی تا ارتفاع Z=0.5H به صفر می‌رسد. در ضمن فشار همواره به صورت بالادست درنظر گرفته می‌شود.
روابط فشار دینامیكی از رابطه روبرو بدست می‌آید:

همچنین فشار استاتیكی از این رابطه حاصل می‌شود:

كه d آب در پای موج‌شكن، l عمق آب در محل موج‌شكن، H ارتفاع موج و L طول موج می‌باشد.

شكل 6: نمایش پارامترهای دخیل در محاسبه نیروی موج در فرمول مینی كین

ج) فرمول پیشنهادی 2940-2-1110-USACEEM (1986)
این فرمول، فرمولی است كه در آیین‌نامه امریكا استفاده شده است و تلفیقی از فرمول‌های مختلف می‌باشد. در این فرمول پیك فشار برخورد فرض شده است.
نیروی نهای (Ft) از رابطه زیر بدست می‌آید:

كه در آن Po همان فشاری است كه از فرمول ساین فلو بدست می‌آید، H ارتفاع موج می‌باشد و Lo طول موج است و ممان نهایی (M) از این رابطه حاصل می‌شود. (d مطابق با فرمول مینی كین)

برای دریافت اینجا کلیک کنید