Хэт хүнд нөхцөлд барилгын бүтцийн тогтвортой байдлын үнэлгээ
Бүтцийн тогтвортой байдал нь барилгын инженерчлэлийн үндсэн тал бөгөөд барилгын янз бүрийн гадны нөлөөнд өртөх үед барилга байгууламжийн зогсож, үйл ажиллагаагаа явуулж, оршин суугчдыг хамгаалах чадварыг тодорхойлдог. Ердийн нөхцөлд барилга байгууламжийг барилгын өөрийн жин, оршин суугчдын жин, тоног төхөөрөмж зэрэг таталцлын ачааллыг даахаар зохион бүтээдэг. Гэсэн хэдий ч барилга байгууламжууд газар хөдлөлт, хүчтэй салхи, үер, гал түймэр, хөрсний нуралт, дэлбэрэлт, эсвэл температурын огцом өөрчлөлт зэрэг онцгой нөхцөл байдалтай тулгарах үед бодит бэрхшээлүүд ихэвчлэн үүсдэг. Энэ нөхцөлд бүтцийн тогтвортой байдлын үнэлгээ нь барилга байгууламж хангалттай хүчин чадал, уян хатан чанарыг хангах, эвдрэлд хүргэж болзошгүй сул талуудыг тодорхойлох чухал үйл явц болдог.
Бүтцийн тогтвортой байдал болон түүний хамаарлыг ойлгох нь
Бүтцийн тогтвортой байдал гэдэг нь ачааллын нөлөөнд нурах, хэт их деформацид орох, үйл ажиллагааны алдагдалгүйгээр бүтцийн системийн тэнцвэр, хэлбэрийг хадгалах чадварыг хэлнэ. Тогтвортой байдлыг үнэлэхдээ инженерүүд зөвхөн бүтцийн элементүүд "хангалттай бат бөх" эсэхийг төдийгүй бүтэц нь бүхэлдээ хангалттай ажиллаж байгаа эсэхийг шалгадаг. Жишээлбэл, газар хөдлөлтийн хүчийг тэсвэрлэх системийн хангалтгүй байдлаас болж хажуугийн тогтворгүй байдал үүссэн тохиолдолд бат бөх багана ч эвдэрч болзошгүй. Тиймээс тогтвортой байдал нь үргэлж элементүүдийн харилцан үйлчлэлтэй холбоотой байдаг: дам нуруу, багана, хавтан, зүсэлтийн хана, хүрээ, холболт, суурь.
Хэт их нөхцөл байдал нь илүү нарийн үнэлгээний арга барилыг шаарддаг, учир нь ачаалал нь урьдчилан таамаглах аргагүй, богино хугацаанд амьдардаг боловч мэдэгдэхүйц бөгөөд ихэвчлэн аажмаар эвдрэлийн механизмыг идэвхжүүлдэг. Зөв үнэлгээ нь бүрэн нуралтаас урьдчилан сэргийлэх, хохирогчдыг багасгах, нөхөн сэргээлтийн зардлыг бууруулах, барилгыг ашиглах боломжтой хэвээр байлгах эсвэл ослын дараа хурдан сэргээн засварлах боломжтой эсэхийг баталгаажуулахад тусалдаг.
Хэт туйлын нөхцөл байдлын төрлүүд ба тэдгээрийн барилга байгууламжид үзүүлэх нөлөө
Өөр өөр онцгой нөхцөл байдал нь өөр өөр ачааллын шинж чанартай байдаг тул үнэлгээний аргуудыг тохируулах шаардлагатай.
1. Газар хөдлөлт нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж буй хажуугийн динамик ачааллыг үүсгэдэг. Эдгээр нөлөөллүүдэд чичиргээ, давхар хоорондын шилжилт, үе мөчний гэмтэл, тэр ч байтугай хяналтгүй хуванцар нугасны механизмаас үүдэлтэй нуралт орно. Арматурын нарийн ширийн зүйлс муу эсвэл жигд бус тохиргоотой байгууламжууд онцгой эмзэг байдаг.
2. Хүчтэй салхи, шуурга нь барилгын гадаргуу дээр даралт болон сорох нөлөө үзүүлдэг. Өндөр барилгуудад чичиргээ, эргүүлэг, резонансын нөлөө нь фасад болон дээврийн элементүүдийн таагүй байдал, хагарал, тэр ч байтугай эвдрэлд хүргэдэг. Агуулах эсвэл өргөн дээвэртэй байшин зэрэг хөнгөн барилгуудын үе мөчний эвдрэл байнга гардаг.
3. Үер болон цунами нь гидродинамик хүч, хог хаягдлын цохилт, суурийн эргэн тойронд хөрсний элэгдэл (хөлдөлт) үүсгэж болзошгүй. Цаашилбал, усны даралт нь доод давхар эсвэл зоорийн давхарт өргөх хүчийг үүсгэж болзошгүй.
4. Гал нь температур нэмэгдэх замаар барилга байгууламжид нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь материалын бат бөх чанар буурах, тэлэх, хатуулаг алдагдахад хүргэдэг. Ган нь өндөр температурт бат бөх чанараа мэдэгдэхүйц бууруулж болох бол бетон нь арматур нь ил гарвал хагарч, нурж, даацаа алдаж болзошгүй.
5. Газрын гулсалт, шингэрүүлэлт, суулт нь суурийн тулгуурыг шилжүүлэх эсвэл алдахад хүргэдэг. Анх тогтвортой байсан байгууламжууд нь тулгуурыг шилжүүлэх, том ан цав үүсэх, хазайх зэргээс болж аюултай болж болзошгүй.
6. Тэсрэлт болон цохилтын ачаалал нь маш хурдан бөгөөд том импульс үүсгэдэг. Хэрэв өөр ачаалал даацын зам байхгүй бол орон нутгийн гэмтэл нь аажмаар нуралт болж хөгжиж болно.
Бүтцийн тогтвортой байдлын үнэлгээний үе шатууд
Хэт хүнд нөхцөлд тогтвортой байдлын үнэлгээг ерөнхийдөө баримт бичгийн судалгаа, хээрийн үзлэг, туршилт, тоон шинжилгээний хослолоор гүйцэтгэдэг. Дараах алхмуудыг практикт ихэвчлэн ашигладаг.
1. Өгөгдөл цуглуулах болон баримт бичгийн судалгаа
Эхний алхамуудад давхрын төлөвлөгөө, материалын үзүүлэлт, бүтцийн тооцооллын тайлан, барилгын өөрчлөлтийн бүртгэлийг хянах зэрэг орно. Энэхүү өгөгдөл нь дизайны концепц, хажуугийн хүчний эсэргүүцлийн систем, ашигласан ачааллын таамаглалыг ойлгоход чухал ач холбогдолтой. Хуучин барилгуудад баримт бичиг болон бодит нөхцөл байдлын хоорондын зөрүү ихэвчлэн илэрдэг тул цаашид баталгаажуулах шаардлагатай болдог.
2. Харааны үзлэг болон эвдрэлийг тодорхойлох
Хагарал, деформаци, зэврэлт, хазайлт, ялгавартай суулт, эсвэл үений эвдрэлийг шалгахын тулд үзлэг хийдэг. Жишээлбэл, газар хөдлөлтийн дараах барилгуудад зүсэлтийн хана болон дам нурууны баганын хагарлын хэв маяг нь эвдрэлийн механизмын үзүүлэлт байж болно. Үерийн дараах бүсэд үзлэг нь суурийн нөхцөл байдал, хөрсний элэгдэл, чийгтэй холбоотой материалын эвдрэлд анхаарлаа хандуулдаг.
3. Материал ба бүтцийн туршилт
Бодит хүчин чадлыг баталгаажуулахын тулд бетон дээр алхаар турших, гол өрөмдлөг хийх, арматурын ган дээр суналтын туршилт хийх, хэт авианы импульсийн хурд эсвэл зэврэлтийн туршилт хийх зэрэг туршилтуудыг хийх шаардлагатай. Зарим тохиолдолд гүйцэтгэлийг үнэлэхийн тулд шал эсвэл дам нуруунд ачааллын туршилт хийдэг. Гол зарчим нь бүтцийг сулруулахаас зайлсхийхийн тулд туршилтыг төлөвлөсөн байдлаар хийх ёстой.
4. Бүтцийн загварчлал ба шинжилгээ
Аналитик үе шат нь бүтцийн хэт ачаалалд үзүүлэх хариу үйлдлийг үнэлэх зорилготой. Ашигласан аргуудад дараахь зүйлс орно.
– Энгийн барилгуудын газар хөдлөлтийн урьдчилсан судалгаанд зориулсан эквивалент статик шинжилгээ.
– Барилгын олон горимын хариу үйлдлийг ойлгохын тулд спектрийн хариу үйлдлийн динамик шинжилгээ.
– Газар хөдлөлтийн тодорхой бичлэгүүдтэй хамт илүү нарийвчилсан үнэлгээ хийх цаг хугацааны түүхийн шинжилгээ.
– Уян хатан чанар болон гүйцэтгэлийн цэгийг урьдчилан таамаглах шугаман бус (pushover) шинжилгээ.
– Температурын нөлөөгөөр материалын задралыг харгалзан үзсэн галын шинжилгээ.
– Суурь, цэвэрлэгээ эсвэл шингэрүүлэлтийн геотехникийн тогтвортой байдлын шинжилгээ.
Шинжилгээний үр дүнг гулсах хязгаар, элементийн аюулгүй байдлын хүчин зүйлс, холболтын багтаамж, уналт болон гулсахаас хамгаалах дэлхийн тогтвортой байдал зэрэг гүйцэтгэлийн шалгуур үзүүлэлтүүдтэй харьцуулсан болно.
5. Аажмаар уналт ба илүүдлийн үнэлгээ
Тодорхой онцгой нөхцөлд орон нутгийн гэмтэл нь гинжин хэлхээний эвдрэлийг өдөөж болно. Тиймээс орчин үеийн тогтвортой байдлын үнэлгээ нь системийн нөөцлөлт, ачааллын хуваарилалтын өөр зам, холболт болон холболтын нарийн ширийн зүйлийг үнэлдэг. Олон тооны хажуугийн хүчийг тэсвэрлэх системтэй барилгууд (жишээлбэл, моментийн хүрээ ба зүсэлтийн хананы хослол) нь ерөнхийдөө тодорхойгүй байдалд илүү тэсвэртэй байдаг.
Тогтвортой байдлыг үнэлэх гол үзүүлэлтүүд
Үнэлгээний гол анхаарлын төвд байдаг зарим нийтлэг параметрүүдэд дараахь зүйлс орно.
– Бүтцийн элементүүдийн (дам нуруу, багана, хавтан, хана) нугалах, зүсэх, шахах болон мушгирахаас хамгаалах чадвар.
– Хажуугийн тогтвортой байдалд давхар хоорондын шилжилт, бүтцийн хатуулаг, шилжилтийн хяналт багтана.
– Төмөр бетон, ган болон нийлмэл материалын холболтын нөхцөл байдал, учир нь олон эвдрэл нь холболтын цэгээс эхэлдэг.
– Суурь болон хөрсний гүйцэтгэл, түүний дотор даацын чадвар, суулт болон боломжит шилжилт.
– Зэврэлт, гал түймэр, нүүрстөрөгчжилт эсвэл химийн урвалын улмаас материалын задрал.
– Зөөлөн давхаргууд, мушгиралтын жигд бус байдал, эсвэл хөшүүн чанарын огцом ялгаа зэрэг геометрийн жигд бус байдал.
Бууруулах ба бэхжүүлэх стратегиуд
Хэрэв үнэлгээгээр барилга нь шалгуурыг хангаагүй гэж үзвэл хэд хэдэн залруулах стратегийг хэрэгжүүлж болно. Газар хөдлөлтөд тэсвэртэй нөхцөлд арматурт зүсэх хана нэмэх, ган бэхэлгээ хийх, бетон эсвэл нүүрстөрөгчийн шилэн материалаар бүрэх, холболтын хэсгүүдийг сайжруулах зэрэг орно. Хүчтэй салхины үед хажуугийн бэхэлгээг нэмэгдүүлэх, дээврийн холболтыг засах, фасадны элементүүдийг бэхжүүлэх нь нэн тэргүүний зорилт юм. Үерийн аюултай бүсийн хувьд чухал шалыг өргөх, суурийг бохирдлоос хамгаалах, ус зайлуулах болон усны хаалтын системийг хэрэгжүүлэх зэрэг шийдлүүд багтаж болно. Галд тэсвэртэй байгууламжийн хувьд галд тэсвэртэй бүрхүүл хийх, ган дээр галд тэсвэртэй бүрхүүл нэмэх, гал хурдан тархахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хуваалт төлөвлөх зэрэг орно.
Бууруулах арга хэмжээ нь үргэлж бүтцийн шинж чанартай байдаггүй. Эрсдэлийн удирдлагад хяналтын систем, тогтмол засвар үйлчилгээ, онцгой үйл явдлын дараа нүүлгэн шилжүүлэх, шалгах журам багтдаг. Бат бөх төлөвлөсөн боловч засвар үйлчилгээ хийгээгүй барилгууд цаг хугацааны явцад хүчин чадлаа алдаж болзошгүй.
Дүгнэлт
Барилгын бүтцийн хэт хүнд нөхцөлд тогтвортой байдлын үнэлгээ хийх нь бүтцийн шинжлэх ухаан, материалын шинжлэх ухаан, геотехникийн инженерчлэл, эрсдэлийн менежментийг хослуулсан олон салбарыг хамарсан үйл явц юм. Хэт хүнд нөхцөлд нарийн төвөгтэй, ихэвчлэн шугаман бус ачаалал үүсдэг тул үнэлгээг ганц аргаас илүү болгодог. Хээрийн үзлэг, материалын туршилт, нарийн тоон шинжилгээ нь бодит хүчин чадал болон болзошгүй эвдрэлийг ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Системчилсэн үнэлгээний тусламжтайгаар бүтцийн сул талыг эрт тодорхойлж, шинэчлэх стратегиудыг үр дүнтэй боловсруулж, барилгын аюулгүй байдал, үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг хамгийн хүнд нөхцөлд ч хадгалах боломжтой. Эцсийн эцэст энэхүү үнэлгээний эцсийн зорилго нь барилга нь зөвхөн "тогтоож" зогсохгүй, хамгийн чухал нөхцөл байдалд амьдралыг хамгаалж, хүний үйл ажиллагааг дэмжиж байгаа эсэхийг баталгаажуулах явдал юм.
