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

هدف این نوشتار ارائه یک مدل ریاضی کاربردی و عملی و پیشنهاد یک الگوریتم برای بهینه سازی شکل سدهای بتنی قوسی به منظور بهبود عملکرد لرزه ای آنها می باشد. 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 حالات عملی در مدل ریاضی لحاظ شده اند. سه حالت بارگذاری شامل بارگذاری ثقلی، بارگذاری استاتیکی غالب و بارگذاری دینامیکی مورد مطالعه قرار گرفته اند. در بارگذاری لرزه ای، اندرکنش دینامیکی سیستم سد- پی و اثر مخزن تحت طیف زلزله سطح بهره برداری در نظر گرفته شده است. برای مدلسازی سیستم سد- پی- مخزن (dfr) و انجام آنالیزها 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 یک سد موجود در کشور به کار رفته است. نتایج حاصل از این مثال 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 و بهبود توزیع تنشها در بدنه سد دارد.