سازه نگهبان خرپایی چیست؟

سازه نگهبان خرپایی چیست؟
سازه نگهبان خرپایی یکی از روش ها به منظور دستیابی به هدف پایدارسازی دیواره گود می باشد.
طراحی سازه نگهبان خرپایی غالبا برای گودهای با عمق متوسط انجام می شود.
در سازه نگهبان خرپایی (Truss Retaining Structures) از اجرای خرپا برای تحمل فشار جانبی ناشی از سربار خاک و انتقال آن به زمین، بهره می برند. در این روش نیمرخ ­های فولادی، در فواصل معین به دیواره گود، تکیه داده می­ شود. اعضای مایل با تحمل فشار جانبی ناشی از سربار خاک و انتقال آن به زمین، مانع از ریزش دیواره گود می­ شود.

طراحی سازه نگهبان خرپایی
با توجه به عدم نیاز به اجازه از همسایه ­های مجاور، گاهی اوقات روش سازه نگهبان خرپایی مناسب‌تر، ساده ­تر، اجرایی ­تر و اقتصادی ­تر از سایر روش‌های پایدارسازی می ­باشد.
برای طراحی و مشاوره سازه‌های نگهبان خرپایی، کتاب های زیادی نگارش شده است. برای سادگی کار طراحی، جدول هایی، تنظیم شده است. با توجه به شرایط خاک و گودبرداری، مقاطع مورد نیاز سازه‌ های نگهبان خرپایی و سایر اجزا، از این جدول ها قابل استخراج است.
یکی از بهترین منابع، برای طراحی سازه نگهبان خرپایی، کتابی است که دفتر امور مقررات ملی ساختمان منتشر کرده است.
جهت طراحی سازه نگهبان خرپایی دو روش وجود دارد:
۱) طراحی سازه نگهبان خرپایی با استفاده از جدول­هایی که با توجه به:
    مشخصات خاک: چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی
    عمق گودبرداری
    سربار
    فواصل سازه نگهبان
مقاطع اعضای قائم، مورب، اعضای خرپایی، طول شمع، ابعاد پی و بقیه جزئیاتاجرای سازه نگهبان خرپا را ارائه می­ دهد.
۲) طراحی سازه‌های نگهبان خرپایی با استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود مثل Plaxis دو بعدی و سه بعدی که معمولاً به نتایج سبک تری می رسد.
در این روش، با توجه به سختی خمشی و محوری اعضای عمودی، مایل و خرپایی شبیه سازی انجام می­ گردد و تغییرشکل عوارض مجاور گود محاسبه می گردد.

اعضای سازه نگهبان خرپایی
اعضای اصلی خرپا شامل:
    عضو قائم
    عضو مایل
    ریشه عضو قائم
    پی عوض مایل
    اعضای افقی ومایل خرپا می باشد



نکات مهم در طراحی سازه نگهبان خرپایی
باری که بر سازه نگهبان وارد می شود، نیروی ناشی از رانش خاک است.
نیروی رانش به صورت محرک در نظر گرفته شده و برای محاسبه آن غالبا از نظریه رانکین استفاده می شود.
در طراحی سازه نگهبان خرپایی باید امکان وجود آب و تأثیر آن بر روی گودبرداری و سازه نگهبان در نظر گرفته شود و این سازه نباید هیچ فاصله ای با خاک داشته باشد.
هم چنین به تعیین مشخصات مکانیکی خاک و محاسبه سربار موجود نیز نیاز است.
محل قرارگیری ستون های ساختمان و اعضای قائم سازه نگهبان در طراحی تأثیرگذار می باشد.
به طور کلی طراحی باید به صورتی باشد که تداخلی با اجرای سازه اصلی ساختمان نداشته باشد.
هم چنین طراحی سازه نگهبان باید به نحوی انجام شود که با مهار کردن بخشی از نقاط گود، پایداری تمام گود میسر گردد؛ بنابراین در طراحی فرض می گردد که خاک دیواره گود، بارهای چندین متر دورتر از سازه نگهبان را نیز به سازه نگهبان خرپایی منتقل می کند.
در طراحی این سازه نگهبان باید احتمال برش پانچ و گسیختگی خاک بررسی گردد.
این اتفاق در صورت سختی پایین خاک و وجود تنش بالا در محل تماس میان خاک و سازه رخ خواهد داد که
می توان با کاهش فاصله میان خرپاها و یا ایجاد سطح سخت بر روی سطح خاک بر این مشکل فائق آمد.

مراحل اجرای سازه نگهبان خرپایی
۱. حفر چاه اعضای قائم
همانند اجرای شمع فلزی در روش­ های میخ­کوبی (نیلینگ) و مهارگذاری (انکراژ)،همچنین در روش سازه نگهبان خرپایی، می­ بایست حفر چاه اعضای قائم، قبل از شروع خاکبرداری، انجام گردد. جانمایی این چاه­ها به وسیله نقشه ­برداری و با توجه به نقشه­ های اجرایی انجام می­ گردد.
جهت بتن ­ریزی ریشه اعضای قائم، کف این چاه­ها از تراز کف شالوده پایین­ تر می­ باشد.
۲. اجرای اعضای عمودی سازه نگهبان خرپایی
غالباً مقطع اعضای قائم به صورت زوج نیمرخ IPE یا نبشی می­باشد. اعضای قائم را به صورت عمودی در چاه قرار داده و به طور کامل به دیوار می­چسبانند و سپس ریشه شمع فلزی بتن ­ریزی می­گردد.
ریشه شمع فلزی حدود ۲۵ درصد عمق گود بوده و قطر چاه­ها حدود ۸۰ تا ۱۰۰ سانتیمتر می­باشد. جهت گیرداری بهتر عضو قائم در بتن ریشه، قطعات نبشی یا ناودانی را به عنوان برش­گیر به عضو قائم جوش می­ دهند.
همان­طور که شمع­های فلزی در روش­های میخ­کوبی، مهارگذاری، مهار متقابل و … می­ بایست به طور کامل به دیواره گود تکیه داده شوند، جهت عملکرد مناسب سازه نگهبان خرپایی نیز عضو قائم باید کاملاً چسبیده به دیوار باشد تا تغییرشکل­ها به حداقل برسد.
جهت چسبیدن کامل عضو قائم، پشت آن با مصالح مناسبی که حداقل مقاومت فشاری خاک آن قسمت را دارا باشد، پر می­ شود تا هیچ گونه فضای خالی بین عضو قائم و دیوار باقی نماند.
۳. اجرای اعضای مایل سازه نگهبان خرپایی
بعد از اجرای اعضای قائم سازه نگهبان خرپایی، می ­بایست اعضای مایل اجرا گردد.
ولی با توجه به وجود خاک، امکان اجرای اعضای مایل نمی­ باشد. بنابراین ابتدا جلوی اعضای عمودی به صورت شیب پایدار خاکبرداری می­ گردد و سپس اعضای مایل نصب می­ گردد.
اعضای مایل در بالا به اعضای قائم جوش می­گردند و در پایین توسط صفحه ستون روی شالوده قرار داده می­ شوند.
جهت یکپارچگی عملکرد سازه نگهبان خرپایی، اعضای مایل به وسیله شناژ با یکدیگر متصل می­ گردند.
۴. تکمیل سازه نگهبان خرپایی و اجرای شبکه فولادی (مش) و بتن پاشی (شاتکریت)
بعد از اجرای اعضای قائم و مایل، نوبت به تکمیل سازه نگهبان می­ رسد.
در این مرحله اعضای افقی و مورب خرپایی به اعضای قائم و مایل اصلی جوش داده می­ شوند.
بعد از نصب اعضای افقی و مورب خرپایی، عملیات خاکبرداری به صورت مرحله­ای انجام می­ گردد و شبکه فولادی (مش) و بتن پاشی (شاتکریت) انجام می­ گردد.
۵. اتصال سازه نگهبان­ های خرپایی به یکدیگر توسط اعضای مهاربندی
در انتهای اجرای سازه نگهبان، جهت:
    عملکرد مناسب و یکنواخت خرپاها
    جهت جلوگیری از کمانش خارج از صفحه خرپاها
خرپاهای مجاور توسط اعضای مهاربندی به یکدیگر متصل می­ گردند.
اعضای مهاربندی در اسرع وقت و با پیشرفت عملیات خاکبرداری پس از نصب اعضای قائم و مایل می­ بایست اجرا گردد.

مزایا و معایب سازه نگهبان خرپایی
از مهمترین مزایای سازه نگهبان خرپایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
    عدم ورود به حریم ملک همسایه و در نتیجه عدم نیاز به کسب مجوز از همسایه‌ها
    اجرای نسبتاً آسان نسبت به سایر روش‌های پایدارسازی گود
    قابلیت انعطاف در اجرا در گودبرداری‌های کم عمق
    امکان بازیافت اعضای خرپا و در نتیجه صرفه جویی در هزینه مصالح
    عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و نیروهای متخصص
    سرعت اجرای نسبتاً بالا
    مناسب گودبرداری شهری و کم عمق
از مهمترین محدودیت‌های سازه نگهبان خرپایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
    اشغال بخشی از فضای داخل گود و ایجاد محدودیت در تردد افراد و ماشین آلات خاکبرداری
    عدم امکان استفاده برای گود عمیق
    امکان تداخل خرپاها بویژه در کنج‌های مقعر
    نیاز به خاکبردار دستی در بعضی نقاط بدلیل فضای کاری محدود

مشاوره انجام پایان نامه عمران ارشد و دکترا تمامی گرایش ها

خرید کتابهای دست دوم مهندسی عمران

خرید کتاب دست دوم معماری

خدمات گروه معماری هفت:
گروه معماری هفت متشکل از مهندسان معمار خبره در زمینه های زیر در خدمت شما عزیزان است:
طراحی ساختمان مسکونی
طراحی ساختمان اداری
طراحی ویلا
طراحی نما
اصلاح پلان
انجام پایان نامه معماری
انجام پروپوزال معماری
شیت بندی

با ما تماس بگیرید... 09122257213

مقالات دیگر

_______________________________________________________