بهینه سازی شکل سدهای بتنی قوسی به منظور بهبود عملکرد در مقابل زلزله

هدف این مقاله ارائه یک مدل ریاضی کاربردی و پیشنهاد الگوریتمی برای بهینه سازی شکل سدهای بتنی قوسی به منظور بهبود عملکرد لرزه ای آنها است. در این تحقیق حجم بدنه سد به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده و قیود متعدد هندسی و رفتاری به منظور انطباق بیشتر با واقعیت در مدل ریاضی در نظر گرفته شده است. سه حالت بارگذاری شامل بارگذاری ثقلی، بارگذاری استاتیکی غالب و بارگذاری دینامیکی مطالعه شده است. در بارگذاری لرزه ای، اندرکنش دینامیکی سیستم سد - پی و اثر مخزن تحت مؤلفه طولی زلزله سطح بهره برداری در نظر گرفته شده است. برای مدلسازی سیستم سد - پی - مخزن و انجام تحلیل ها از قابلیتهای زبان طراحی پارامتری نرم افزار ANSYS موسوم به APDL و در مورد بهینه سازی از راهکار تقریب غیرخطی متوالی استفاده شده است. حل مساله بهینه سازی در هر حلقه با استفاده از روش برنامه ریزی درجه دوم متوالی (SQP) به کمک نرم افزار DOT انجام شده است. این روش با موفقیت در مورد یکی از سدهای کشور به کار رفته است. نتایج حاصل نشان می دهد که اصلاح و بهینه سازی شکل، علاوه بر اقتصادی کردن حجم بدنه سد و کاهش هزینه ها، نقش بسیار مهمی در افزایش ایمنی آن در مقابل بارهای طراحی دینامیکی به سبب بهبود توزیع تنشها در بدنه سد دارد.