Түшиц ханын тухай /Notes on Retaining wall/

Түшиц ханын тухай: Нэр томъёо

Түшиц ханын гарал үүсэл

Манай эрины өмнөх нэг сая жилийн орчимд нэгэн хүмүүн түүний оромжруу гулсан орж ирэх хөрсний гулсалтыг тогтоох зорилгоор хормойд нь чулуу өрж эгнүүлэн тавьсанаар анхны түшиц хана баригдсан ба, түүнээс хойш түшиц ханын тухай мэдлэг болон барих аргуудыг улам боловсронгуй болгож хэрэглэж иржээ.

Египт, Ром, Маяами болон Грекийн соёлд эртний инженерүүд зохион бүтээх болон туршилт хийхдээ гайхалтай байсан ба бодол дотроо зарчимыг нь судлах, дөхөх аргаар ажиллаж амжилтанд хүч байсан ч тэдний хийж чадаагүй олон зүйл байдаг. Бид тэдний амжилтанд үнэхээр их гайхаж бахархдаг. Ихэнх тохиолдолд тэдний бүтээсэн болон өнгөрсөн мянган жилийн турш оршин байж ирсэн гайхамшигт байгууламжийг ажиглаглан гайхан хардаг. Үүнд тоо томшгүй их түшиц ханын хэлбэрүүд байж л байдаг. Тэд чулууг зүсэж огтлох, хэлбэрт оруулах болон чулуун өрлөгийг заадас нь маш нимгэн байхаар хийдэг гайхалтай чадвартай байсан. Өнгөрсөн мянган жилийн туршид төмөр бетон хангалттай сайн хөгжөөгүй байсан ч тэд байгууламж бүрийг хэрхэн сайн барих талаар судалж туршлагуудыг хуримтлуулсаар байсан. Жишээлбэл Хятадын цагаан хэрмэнд хөндлөн тавьсан хулс нь хананд хоёр блокыг хооронд нь холбох холбоогоор хэрэглэгддэг байсан нь өнөөдрийн “хөрсний механик тогтворшилт”-ыг хангах өвөг эцэг болж байна. Эртний инженерүүд байгалийн хөрсний даралт бага байснаас хана арагш үл ялиг хазайх, энэ байдлыг засахын тулд хананы арын хөрсний өндөрийг ихэсгэж байсан нь хөрсний призмийн онолын төсөөлөл байсныг илтгэнэ. 

Түшиц ханын хэрхэн ажиллах болон хөрснөөс хэрхэн хүч үүсэхийг 18 болон 19 – р зууны үед ажигласанаар мэргэжлийн түвшинд хөгжин ирсэн. Францын инженер Чарлиз Кулон (1776) – ны ажил үүний нэг жишээ ба тэрээр цахилгааны талаарх ажлаараа бидний дунд алдартай. Үүний дараа Шотландын инженер Виллиам Ранкин (1857) – ны ажил мөн чухал байр суурь эзэлдэг. Өнөөдөр тэдний тэгшитгэлүүдийг барилгын инженер бүр сайн мэднэ. Эдгээр маш олон бүтээлүүдээс хамгийн ач холбогдолтой хэсэг нь 1920 онд боловсруулагдсан Карл Терцагийн анхны бүтээл ба энэ нь хөрсний механикын шинжлэх ухааны оршил байсан юм.

Үнэн хэрэгтээ хөрсний механик болон налуугын тогтворшилт хангах байгууламжийн тооцоо өнгөрсөн хэдэн арван жилд бидэнд төсөл тооцооны шинэ ойлголт, хөрсний шинж чанар, аюулгүйн байдал, найдваршилт, эдийн засгийн үр ашигын талаар сайн ойлголт өгч илэрхий хөгжлөө.

Тодорхойлолт:

Түшиц хана гэдэг нь түүний ард байх хөрс, ус болон бусад материалыг барьж байх зорилгоор баригдсан, өндрийн огцом өөрчлөлт гаргах байгууламж (хана) юм.

Нарийвчилсан үзэл

Хэдийгээр хөрсний механик нь сайн хөгжсөн, үндэслэл сайтай шинжлэх ухаан боловч яг нарийн шинжлэх ухаан хараахан биш авч шинжлэх ухаанд өвөө үлдээсэн юм. Хөрс бол чулуулгын хольц боловч тодорхойломж нь тухайн байрлал дахь төлөв байдалд яг нарийн тохирсон онол байхгүй учир ойролцоогоор тодорхойлогддог. Жишээлбэл: бид хөрсний нуралтын өнцөг бодит байдлаас ялимгүй зөрдөг, хөрсний “эквивалент шингэний даралт” гэдэг нь бодитоор гурвалжин биш гэж төсөөлөх ёстой. Бид тооцоогоо бодит байдалд биелэгдэхээр хийх ёстой. Нэгэн сайхан зүйр үг байдаг шүү дээ. 

Инженер бол таамаглал дээр тулгуурласан нарийн шинжлэх ухаанч юм.

Тиймээс бидний тооцоолсон зүйлийн үр дүн хэзээд гүйцэт бас нарийн байх ёстой. Яагаад гэвэл бид аюулгүй байдлын илтгэлцүүрийг хэрэглэдэг. Мөн тооцоонд оронгийн нарийвчлалыг сайтар харгалзах ёстой. Өөрөөр хэлбэл үр дүн гараагүй байхад тооны таслалын оронг дураар орхих нь утга гажих нэг алдаа болдог.

Түшиц ханын төрлүүд

Хөрс болон бусад материалд олон төрлийн түшиц хана байдаг боловч доорхи жагсаалтанд байгаа түшиц ханануудыг одоогоор хэрэглэж байна.

Нимгэн шилбэтэй түшиц хана

Энэ бол түшиц ханын ихээхэн ашиглагддаг ерөнхий төрөл юм. Нимгэн шилбэтэй түшиц хана нь ямар нэгэн хөндлөнгийн хязгаарлалтгүйгээр чөлөөтэй эргэх боломжтой байдаг учраас уян харимхайн ангилалд багтаадаг. Нимгэн ханатай түшиц хана нь блокон буюу бетонон, хосолсон маягын хийцтэй байна.

Нимгэн ханатай түшиц ханын төрөлд дараах зүйлс багтана:

Өрлөгөн болон бетон хана

Өрлөгөн шилбэ нь ихэвчлэн 0.2 – 0.3м – ийн зузаантай бетон блокон өрлөг байх ба хатуу зуурмаг болон арматураар хүчитгэж өгсөн байдаг. Өндөр хананд 0.3м – ийн зузаантай блок шаардлагатай байдаг боловч түших өндөр багасах үед шаталж 0.2м – ийн зузаантай блок болж багасна.

Бетон хананы шилбэ нь хэлбэржсэн байх ёстой ба материал хэмнэх үүднээс сууриас үзүүр хэсэгрүүгээ нарийссан (ихэвчлэн шилбэний түшиж буй гадарга талдаа налуутай, эсрэг талдаа эгц) хийцтэй байна.

Холимог буюу хосолмол хийцтэй хананы суурь нь цутгамал бетонон шилбэ нь өрлөгөн байна. өөрөөр хэлбэл суурь нь бетоноор хийгдсэнээр ачаалал авах чадвар дээшилж, шилбийг өндөр барих нөхцөл бий болно.

Өрлөгөн түшиц хананы блокны (зарим үед пилястр гэж хэлнэ) хэлбэр нь ихэвлэн квадрат хэлбэртэй байх ба өндөр нь зузаанаасаа арай бага байх шаардлага тавьдаг (ихэвчлэн 0.15м орчим өндөртэй блок хэрэглэнэ). Өрлөгөн шилбийг цутгамал суурийн төвөөс дээш 1.2 – 2.4м – ийн өндөртэйгээр босгох боломжтой байдаг. Өөрөөр хэлбэл эдгээр хананууд нь ойролцоогоор 2.0м орчим өндөртэй налуугын бэхэлгээнд ашиглагдана.

Татааст (хөшүүн татуургат) түшиц хана counterfort

Татааст түшиц хананы шилбэ болон суурь нь төмөр бетон байх ба өсгийнөөс шилбэрүү татаж өгсөн бетон татаасуудаар (зарим үед далбаа гэнэ) давхар хүчитгэсэн байдгаараа онцлогтой. Татаас хоорондын шилбэний зузаан харьцангүй бага байх ба шилбэний зузаанаас хамаарч татаас хоорондын алгасалын зай тодорхойлогдоно. Татааснууд нь шилбийг татах үүргийг гүйцэтгэх ба момент ихтэй үед суурьлуугаа өргөссөн хийцтэй байдаг учир бүтээцлэлийн хувьд үр ашиг өндөртэй байдаг. Татааст түшиц ханыг барьж байгуулах өртөг өндөр, ихэвчлэн 5.0м – ээс (16ft) дээш өндөртэй үед энэ хэлбэрийг ашигласан практик байдаг. Зураг 2 – 1 үзнэ үү.

Зураг 2 – 1. Татааст түшиц хана

Тулааст түшиц хана buttress

Эдгээр хананууд нь татааст түшиц ханатай ерөнхийдөө адил боловч далбааны байрлал нь түшиц хананы гадна талаас шилбэрүү тулж өгсөн байдалтай байна. татаас нь суналтанд ажиллаж байсан бол тулаас нь эсрэгээр шахалтанд ажиллана. Засварлах гэж буй түшиц ханын өсгий хязгаарлагдмал буюу ар хөрстэй харьцах дотоод талын шугаман шинж хязгаартай тохиолдолд өлмийнд тулаасыг хийж өгнө.

Зураг 2 – 2. Тулааст түшиц хана.

Хүндийн хүчний түшиц хана Gravity

Түшиц ханын энэ төрөл нь тогтворынхоо нөхцөлийг өөрийн жингээрээ хангадаг. Өөрөөр хэлбэл материалын орц ихтэй боловч тогтворын нөхцөл сайтай байдаг.

Зураг 2 – 3. Хүндийн хүчний түшиц хана

Чулуун түшиц хана rubble and rock

Чулуун болон бул чулуун, шавар зуурмагтай чулуун түшиц ханыг тухайн газрын онцлогоос шалтгаалан 1.2 – 1.5м – ийн өндөртэйгээр барьж болно. Инженерийн практикт энэ хананууд нь хязгаарлагдмал бараг л байхгүй гэж хэлж болох ба түшиц ханын өндөр нь суурын өргөнөөс 2 – 3 дахин их байдаг.

Зураг 2 – 4. Чулуун түшиц хана

Өндөр хана нь гадаад болон дотоод тогтвор алдалт, гулсалт, онхолдолт зэргийг тооцож үнэлэх, барьж болох эсэхийг батлах инженерийн тооцоо, ямар нэгэн хүчитгэх арматургүй тул хананы дотор талд дотоод хүчдэл үүсэхгүй болохыг батлах хэрэгтэй болно.

Криб болон габион хана Crib and gabion

Габион хана нь төмөр утсаар нэхсэн сагсанд чулуу болон том хайрга хийж барьсан хүндийн хүчний түшиц ханын нэг төрөл юм.

Зураг 2 – 5. Габион хана

Криб хана нь габионы нэг өөрчлөгдсөн хэлбэр ба хайрцаганд чулуу болон хайрга дүүргэж барьсан хана юм. Өөр нэг өөрчлөлт нь хөрс болон хайргаар дүүргэсэн модон сараалжин хайрцаг байдаг. Мөн түшиц хана барих зорилгоор угсармал бетон сагс, хайрцаг хүртэл хийдэг.

Модон түшиц хана wood

Мод нь бага өндөртэй болон түр хугацааны түшиц хана /түр барилга/ барихад хэрэглэгддэг ердийн материал юм. Модон түшиц хана нь ихэвчлэн бетон суурь эсвэл хөрсөнд суулгасан модон гадас болон гадас хооронд хадсан дай хоёроос бүрдэнэ. Дай нь ихэнхдээ банз байх ба модон гадасны алгасал хооронд оршино. Мод нь даралттай харьцахад хэрэглэгдэх боловч элэгдэж муудах нь түүний дутагдалтай тал юм. Модон хана нь ерөнхийдөө гадасны даах чадварын хэмжээ хязгаартай учраас бага өндөрөөр хязгаарлагдана.

Зураг 2 – 6. Модон түшиц хана

Угсармал /Tilt up/ бетонон түшиц хана

Угсармал түшиц хана түгээмэл хэрэглэгддэг түшиц ханын нэг төрөл юм. Цутгамал хавтангууд нь төгсгөлөөрөө арматуран гаргалгаатай зузаан бетон дэвсгэр дээр суурилж өгдөг. Өөрөөр хэлбэл ханыг босгохын өмнө бетон дэвсгэр буюу суурыг цутгаж бэлэн болгосон байх шаардлагатай. Угсармал түшиц хана нь өндөр үр ашигтай түшиц хана боловч хавтанг урьдчилан цутгаж бэлдэх хэрэгтэй.

 Зураг 2 – 7. Тилт-ап түшиц хана

Бутармал буюу фрагмент түшиц хана (SRW) segmental or fragmentary

Олон үйлвэрлэгчид хөрсний тогтворшилтыг хангаж түшиц хана барих зорилгоор бутармал бетон блок, ган сав гэх мэт олон төрлийн бүтээцүүдийг практикт санал нэвтрүүлдэг. Ихэнх нь практикт батлагдсан бүтээцүүд байдаг ба ерөнхийдөө хөрсний элэгдэлээс хамгаалах, хөрсний хэвтээ даралтыг бууруулах зорилгоор баригдах учир туйлийн бага буурийн нөхцөлийг шаардана. Суурь, ямар нэгэн хүчитгэх арга хэмжээ, шавар зуурмаг гэх мэт аль алиныг нь хэрэглэхгүй. Бутармал түшиц ханын тогтворшилт хөрсний даралтын онхолдуулах моментоос хэтэрсэн эсэргүүцэх моменттой байхаас л хамаарна. Ханын өндөр 12м (40ft) хүрэх ба Бутармал түшиц хана нь хөрсний тогтворын механикыг ашигладаг. Зарим үед буюу геосентитик материал ашиглан хөрсний гулсалт болон нуралтаас хамгаалах зорилгоор хөсрний массыг нэгтгэн дараалсан давхрага бий болгосон бутармал түшиц  ханыг хүчитгэсэн хөрс ч гэж нэрлэдэг. Түшиц ханын нүүрний блокын хэлбэр болон харагдах байдал, гадаргын бүтэц нь үйлдвэрлэгч болон захиалагчийн хүсэлтээр янз бүр л байдаг.

Гүүрийн захын тулгуур bridge abutments

Гүүрийн барилга нь захдаа гүүрийг тулж байх шороон болон чулуун далан эсвэл бетон тулгууртай байдаг.  Гүүрийн захын тулгуур нь (зарим үед гүүрийн дөхөх хэсгийн түлгуур бүтээц гэж нэрлэнэ.) ихэвчлэн шороон далангын налууд гүн сууж өгсөн байдаг. Захын тулгуурыг гүүрнээс ирэх чөлөөт гулсалт буюу хэв гажилтыг тулж байх тулгууртай түшиц хана байдлаар төсөллөдөг. Хэрвээ тулгуурт хэвтээ даралт үйлчилж байвал тооцоонд зайлшгүй оруулах шаардлагатай.

Зураг 2 – 8. Гүүрний захын тулгуур

Гүүрийн байгууламж болон түүний дэд байгууламжийн төсөл тооцооны шаардлагийг ихэвчлэн АНУ – ийн AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) болон Тээврийн хэлтэс DOTs зохицуулдаг байна.

Шпунтэн болон ус тусгаарлах хана sheet pile and bulkhead

Эдгээр нь ихэвчлэн голын эргийн байгууламж (үерийн хамгаалалт), усан онгоцны буудал, усан онгоцны зогсоолын байгууламж гэх мэт усны барилга байгууламжид хэрэглэгдэх боловч ган шпунтэн ханыг иргэний ба үйлдвэрийн барилгын суурийн ажил хийх үед тур хугацаанд барьж ашигладаг. Ган шпунт болон төмөр бетон хавтан нь ухалгын ёроол болон түшиц ханын суурь доогуур хөндлөн тулгуур үүсгэж хөрсийг удирдан жолооддог. Шфунтэн хана нь ихэвчлэн оройн хэсгээрээ арын хөрсрүүгээ хавтан болон холбох туузан хөшигөөр бэхлэгддэг.

Зураг 2 – 9. Шпунтэн түшиц хана

Хөшүүн түшиц хана restrained (non yielding)

Хялбар арилжаалагдах болон орон сууцанд хэрэглэгддэгээр нь “Зоорийн хана” гэж нэрлэгддэг энэ төрлийн түшиц хана нь буурын даах чадвар дээрээс ирэх ачаанаас хамаарахгүй эсвэл бага хамааралтайгаар дээд хэсэгт хэвтээ чиглэлд даралт үүсдэгээрээ онцлогтой юм. Техник талаасаа нимгэн шилбэт “харимхай” хананы эсрэг ажилладаг, ханын дээд хэсэгт үүсэх хэвтээ хүч нь дээд хэсгийг хөдөлгөөнгүй барьдаг учир тэднийг “хөшүүн” хананы ангилалд багтаадаг. Иймд энэ төрлийн түшиц ханын тооцоог ёроол болон дээд хэсэгтэй хөдөлгөөнгүй бэхэлгээтэй байхаар тооцоог хийдэг. Хөрсний даралт нь хананд эерэг үйлчлэлтэй момент үүсгэж, хананы нүүрэн хэсэгт арматурчлах шаардлага гарч ирдэг. Өөрөөр хэлбэл арын хөрсний эсрэг талд түшиц ханын шилбэ суналтанд орох учир тухайн нүүрэн талд хүчитгэх шаардлага гардаг. Энэ төрлийн хана нь энгийн түшиц ханын урвуу хэлбэр юм. Ачааллыг урвуугаар хүлээж авдаг гэж ойлгох хэрэгтэй. Эдгээр хананы суурь нь ихэвчлэн босоо ачаагаар төсөллөгдөх ба онхолдолт гэж байхгүй. Хэдий тийм боловч шал гэх мэтийн ханын орой хэсэгт байрлах элемент нь ханыг хөндлөн чиглэлд хязгаарлаж, арын хөрс ханыг бэхлэхгүйгээр аюулгүй төлөвт байлгадаг учир суурийн ханыг түшиц ханын адилаар төсөллөх нь илүү оновчтой байдаг. Суурийн хананы дээд ирмэгт байх ердийн модон хүрээтэй шал нь ханын дээд хэсэгт хязгаарлах тохиолдолд хүрэлцэхүйц хэмжээний хөшүүн байдлыг бий болгож чадахгүй гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Зарим тохиолдолд хананы дээд хэсэгт тулаас болоход шаардагдах хязгаарлах хүч болон ханын гулзайлт хоёуланг нь багасгахад ханын тэнцвэр болон суурыг засварлах өртөгт үр ашигтай байдаг.

Анкертай хана

Энэ нь түшиц ханын тогтворшилтыг сайжруулах нэг арга ба ихэвчлэн өндөр хананд хэрэглэгддэг. Татлага нь хананы ард байх арын хөрсний онолын нурах хавтгайгаас давсан бүсэд өрөмдөж бэхэлж суулгасан анкераар гүйцэтгэгддэг. Анкер нь өндөр хананд хэд хэдэн давхар эгнээ байдалтай байрладаг ба өрөмдөж гаргасан нүхэнд ган туйвантай цутгаж хийсэн хүчитгэсэн эсвэл хүчитгээгүй гадас (шон) байна. Орчин үед хөрсний хадаас гэдгээрээ алдартай.

Нимгэн шилбэт түшиц ханын нэр томъёо

Нимгэн шилбэт түшиц ханын элементүүдийг доорхи зурагт үзүүлсэнээр онцгойлон тайлбарлавал:

Зураг 2 – 10. Түшиц ханын нэр томъёо.

Нэр томъёоны тайлбар:

            Арын хөрс (Backfill): түшиц ханын ард байрлах хөрс буюу булаас хөрс

Налуу булаас (Backfill slope): зарим тохиолдолд түшиц ханын арын хөрсний гадарга нь тодорхой хэмжээний налуутай байх ба налуу нь босоог хэвтээд нь харьцуулсан харьцаагаар илэрхийлэгдэнэ. Жишээ нь зураг дээр 1:2 налуутай байна.

Налуу (Batter): ихэвчлэн түшиц ханын арын хөрсний даралтыг түшиц ханын тогтворт эерэгээр нөлөөлүүлэх үүднээс ханын ар хөрстэй харьцах хэсгийг налуу байхаар төсөллөдөг.

Зөрүүлэг (Dowels): суурын арматурын гаргалгаа нь шилбэний арматуртай хосолж шилбэний тогтворт байдлыг хангахуйц хамгийн бага урттай байхаар зөрүүлгийг хийнэ.

Суурь (Footing or Foundation): түшиц ханын тогтворшилтыг хангахын тулд хөрс болон бусад гадны ачааллыг буурийн хөрсрүү дамжуулах үүрэгтэй шилбэний доор орших бүтээцийн хэсгийг суурь гэнэ.

Хашиц (Grade or Stream): түвшний буюу өрдөржилтийн зөрүү гарсан хөрсний гадарга

Өлмий (Toe): шилбэний урд хэсгээс урагш гарсан суурын хэсэг. Арын хөрсний эсрэг талд байрлах ба зарим үед хуруу ч гэж нэрлэх тал бий.

Өсгий (Heel): арын хөрсний доор байрлах шилбэнээс хойш илүү гарсан суурийн хэсгийг хэлнэ. Түшиц ханын энэхүү нэршил нь хүний хөлний хэлбэртэй төстэй учир ийнхүү нэрлэгдэжээ.

Суурийн шүд (Footing key): түшиц ханын гулсалтыг эсэргүүцэх үүднээс буурын хөрсрүү гүн суургаж өгсөн суурийн хэсгийг хэлнэ.

Цоож буюу шүдний ховил (Keyway): шилбэ болон суурийн шүргэх эсэргүүцлийг сайжруулах зорилгоор гаргасан хэвтээ ховил

Үндсэн буюу ажлын арматур (Principal reinforcing): шилбэний гулзайлтыг эсэргүүцэхэд хэрэглэгдэх тооцоогоор тавьсан арматур

Температур/агшилтын арматур (Temperature/shrinkage): голдуу температурын өөрчлөлт болон агшилтаас үүсэх ан цавыг барих зорилгоор шилбэний ар болон нүүрний хэсэгт аль алинд нь хэрэглэгдэх ба түшиц ханын ажлын арматурыг огторгуйн биет байдалтай болгоход хэрэглэгдэнэ.

Хязгаарлах буюу түших өндөр (Retained height): түшиц ханын түших хөрсний өндөр ба түүнийг ихэвчлэн суурийн дээд хэсгээс арын хөрсний гадарга хүртэлх хэмжээсээр илэрхийлнэ.

Шилбэ (Stem): сууриас дээш консоль хэлбэртэй гарсан босоо хана.

Нэмэлт ачаа (Surcharge): түшиц ханын дээрээс эсвэл дээд болон доод хашицад байх хөрсөнд үйлчлэх ямар нэгэн ачаалал

Шүүрэлтийн нүх (Weep holes): шүүрэлтийн нүхийг ихэвчлэн шилбэ суурь хоёрын зааг хэсэгт шилбэнд төлөвлөж өгдөг. Шүүрэлтийн нүх нь ихэвчлэн хайрга эсвэл бутлагдсан уулын чулуулгаар араасаа бөглөгдсөн байх ба хайрганы хоорондох зай завсар нь шигшүүрийн үүргийг гүйцэтгэдэг учир шүүрүүл гэж нэрлэнэ. Шүүрэлтийн нүхийн муу шүүрүүл нь хананы эсрэг дарах хөрсний хэвтээ даралт нэмэгдэнгүүт шүүрэлтийн нүхний чөлөөт шүүрэлтэнд саад болдог. Яг ёсоор нь төсөллөхгүй, барихгүй бол шүүрэлтийн нүх хааяа нэг уйлдаг, засвар байнга шаардах болно шүү.

Зураг 2 – 11. Шүүрэлтийн нүх ба шүүрүүл

Төсөл тооцоо хийх журам

Түшиц хана ба түүнтэй ижил нөхцөлд ажиллах бүтээцийн тооцоонд хамаатай дараах 4 үндсэн зарчим байна.

• Онхолдох төлөв байдалд тааламжтай аюулгүй байдлын илтгэлцүүр
• Түшиц ханын даах чадвараас үл хэтэрсэн зөвшөөрөгдөх хөрсний даралт
• Гулсах төлөв байдалд тааламжтай аюулгүй байдлын илтгэлцүүр
• Байгууламжийн бүрэлдэхүүн (Суурь ба шилбэ) доторхи хүчдэл нь норматив баримт бичигт заасан зөвшөөрөгдөх хязгаарт, бүрэлдэхүүн хэсэгт үйлчлэх хэвтээ болон босоо ачааны хослолыг хангалттай тэсвэрлэх боломжтой байх

Мөн түшиц ханыг төсөл тооцооны дагуу барьж байгуулна гэдэг дээрхтэй адил тэнцүү чухал асуудал юм.

Нимгэн шилбэт түшиц ханын тооцоог хийх дэс дараалал

Тооцоог ихэвчлэн дараах тэс дарааллаар хийнэ.

1. Бүх тооцооны нөхцөл, ханын үндсэн хэмжээс хүчин төгөлдөр барилгын норм, норматив баримт бичигт үндэслэсэн байх ёстой.
2. Хөрсний даралт, салхи, газар хөдлөлт, тэнхлэгийн (ханын өөрийн жин), нэмэлт ачаалал гэх мэт хавсарч үйлчлэх бүх хүчийг тооцоолно.
3. Шилбэний тооцоог хийнэ. Тооцоо нь ихэвчлэн дахин давтагдах шинжтэй байдаг. Шилбэний тооцоог түүний ёроолд үүсэх хамгийн их гулзайлгах момент болон шүргэх хүчдэлийг тодорхойлж ёроолоос эхлэн хийнэ. Дараа нь суурын арматурын гаргалгааны уртыг тодорхойлж, арматурын сонголтыг хийнэ. Мөн суурьт 90^o тахылгаж шигтгэх арматурын уртыг тодорхойлж шилбэ болон суурын арматурын гаргалгааны зөрүүлгыг шалгана. Эдгээрийг аль болох хэмнэлттэй байдлаар шийдвэрлэнэ.
4. Онхолдуулах моментыг суурын урд хүрээ буюу өлмийн үзүүр хэсэгт тодорхойлно.
5. Мөн өлмийн үзүүр хэсэгт эсэргүүцэх моментийг тодорхойлно.
6. (4) болон (5) дээр үндэслэн нийт босоо чиглэлд үйлчлэх хүчний эксентриситетийг тодорхойлно. Эксентриситет нь суурын өргөний гуравны хоёроос дотогш эсвэл гадна талд аль нь болохыг тодорхойлно.
7. Өсгий болон өлмий дээрхи хөрсний даралтыг тодорхойлно. Хөрсний даралтын тэнцүү үйлчлэгчийн эксентриситет нь суурын улны гуравны хоёроос гадна талд байх учир өсгийн доод хэсэгт хөрсөнд сунах хүчдэл үүсэхгүй.
8. Суурьт үүсэх момент, хөндлөн хүчийг тодорхойлно. Арматурчлана.
9. Гулсалтыг шалгана. Эндээс суурь суулгах гүн тохиромжтой эсэх, мөн гулсалтын эсрэг арга хэмжээ авах эсэх нь тодорхой болно.
10. Тооцоог шалгаж, шаардлагатай тохиолдолд дахин хийнэ.

Хөшүүн түшиц ханын тооцоог хийх дэс дараалал

Ерөнхийдөө тооцооны дараалал адилхан боловч зарим нэг алхам нэмэгдэнэ. (нэмэгдэх алхамыг хэвтээ байдлаар бичив)

1. Бүх тооцооны нөхцөл, ханын үндсэн хэмжээс хүчин төгөлдөр барилгын норм, норматив баримт бичигт үндэслэсэн байх ёстой.
2. Хөрсний даралт, салхи, газар хөдлөлт, тэнхлэгийн (ханын өөрийн жин), нэмэлт ачаалал гэх мэт хавсарч үйлчлэх бүх хүчийг тооцоолно. Хэвтээ хязгаарлалтын өндөрийг сонгоно.
3. Шилбэний тооцоог хийнэ. Хэрвээ шилбэ суурьт “шорлосон” хэлбэртэй байх тохиолдолд хамгийн их момент шилбэний өндөрийн дунд орчимд үүсэх ба энэ хэсэгт шилбэний арматур, зузаан болон материалын тооцоог хийнэ. Ихэвчлэн шилбэний материал (бетон ба өрлөг) болон зузаан нь өндрөөшөө хувьсдаггүй адил байдаг. Хэрвээ шилбэ суурьтай хөдөлгөөнгүй буюу үргэлж цутгагдсан бол суурьт үүсэх момент, хөндлөн хүчийг тодорхойлж тухайн орчимд тооцоог хийнэ. Хэрвээ шилбэ ба суурь хооронд барилгын заадастай үед суурын 90^о нургларалттай арматурын шигдэлтийг шалгах шаардлагатай.
4. Статик шинжилгээ хийнэ. Шилбэний доод болон дээд хэсэгт гадаад хүчний нөлөөллийг тодорхойлно. Хэрвээ шалны хавтгай суурийн дээд хэсэгт байрлаж байвал хэвтээ хүчний нөлөөнд хүрэлцэхүйц эсэхийг шалгана. (гулсалт)
5. Суурыг төсөллөнө. Шилбэ суурьтай хөдөлгөөнгүй бэхлэгдсэн бол хөрсний даралтыг шалгаж үүсэх хөндлөн хүч болон моментоор тооцоог хийж арматурыг сонгоно. Шилбэ суурьт шорлосон хэлбэртэй бол суурын төвийг шалгаж эксентрисстетийг шилжүүлнэ. Эксентристетээс хамаарч эсэргүүцэх моментоор шилбэ – суурын уулзварын арматурыг шалгах ба хөрсний даралт үүнд эерэг нөлөөтэй байдаг.
6. Гулсалтыг шалгана. Хэрвээ хязгаарлах шалны хавтгай байхгүй тохиолдолд шүд эсвэл бусад гулсалтын эсрэг арга хэмжээг авна.  
7. Тооцоог шалгаж, шаардлагатай тохиолдолд дахин хийнэ.

Тооцооны үндсэн нөхцөл, өгөгдлүүд

Төсөл тооцоо хийхийн тулд таньд дараах мэдээлэл шаардлагатай болно. Хаалтанд харуулсан утгууд нь зөвхөн хэрэглэгдэх нэгжийн утгатай тайлбар байдлаар орсон юм шүү.

            Хязгаарлах буюу түших өндөр (м, ft)

            Суурын урд хэсгийн хөрсний гүн

            *Суурь суургах гүн

            *Боломжит хөрсний даралт (47.8kПа – 143.4 kПа = 1000psf – 3000psf)

            *Xөрсний идэвхигүй даралт (2402.76кг/м³ – 5606.46кг/м³ = 150pcf – 350pcf)

            *Идэвхитэй хөрсний даралт (480.55kH/м² – 881.02kH/м² = 30pcf – 55pcf)

            *Үрэлтийн коэффициент (0.25 – 0.40)

*утгууд нь ихэвчлэн тооцоо хийхийн өмнө тодорхой болсон байдаг.

       Арын хөрсний налуу (хөрсний төрлөөс хамаарах боловч m=1.5 аас багагүй налуутай байхыг зөвшөөрнө.)

            Салхи, хэрвээ норм, нормативд заасан бол тооцно

            Ханын жин

            Бусад нэмэлт ачаа

            Газар хөдлөлтийн нөхцөл, хэрвээ норм, нормативд тооцох ёстойг заасан бол

            *Хөрсний нягт (110 – 120pcf = 1762.03кг/м³ – 1922.21кг/м³)

            Материалын бат бэхийн нөхцөлүүд

        Бетоны бат бэхийн үзүүлэлт Yield strength  (2000psi – 4000psi = 13.79MПа – 27.58MПа) B5 – B40марк

            Гангийн бат бэхийн үзүүлэлт Steel strength  (60000psi = 413.685MПа)

            Сунгах хүчдэл Tensile stress (24000psi = 165.47MПа)

            Муруйлтын модуль Modulus of Rupture (145psi – 178psi = 1MПа – 1.23MПа)

           

Тооцооны нөхцлийг хянах жагсаалт

Тооцооны бүх нөхцлөө тогтоосоны дараа буюу тооцоогоо хийхийн өмнө дараах хянах жагсаалтын дагуу дараах асуудлууд нэмэгдэнэ.

• Барилгын хүчин төгөлдөр мөрдөгдөх стандарт, норм норматив
• Хананы бүх нөхцөлд түших өндөр зөв байгаа эсэх
• Бусад шаардлагатай шугаман нөхцлийн шинж чанарыг мэдэж байх
• Хананы дээд талд (салхинд ил гарах) байх хашлага болон бусад зориулалтын байгууламж байгаа эсэх
• Суурын ёроол хэр гүнд суух эсэх
• Ханын арын хөрсөнд шүүрүүлийн байгууламж байх шаардлагатай эсэх
• Ханын дээд хэсэгт босоо чиглэлд тэнхлэгийн ямар нэгэн ачаа байх эсэх
• Түшиц ханын ар хэсэгт машины зогсоол, авто зам гэх мэтийн нэмэлт ачаалалын тухай
• Арын булаасны налуу болон түүний түвшин
• Хөрсний усны түвшинг авч үзэх шаардлагатай (жилийн max үеийн)
• Газар хөдлөлтийг тооцоолох шаардлага
• Тооцоонд нөлөөлөх, суурийн орчимд ямар нэгэн ачаалал байгаа эсэх
• Арын хөрс налуу ба хананаас нилээд зайтай байх машины зогсоолын талбай нь нилээд их ачаалал бий болгоно.
• Шилбэ нь цутгамал, өрлөгөн эсвэл холимог байж болох эсэх
• Хананы дээд хэсэгт хязгаарлах хэвтээ хүч байгаа эсэх
• Хөрсний шинж чанарын судалгаа болон бусад үндсэлэх материал байгаа эсэх: идэвхитэй даралт, идэвхгүй даралт, боломжит тэсвэрлэх даралт, гулсалтын коэффициент, хөрсний нягт болон тооцоонд шаардагдах бүгдийг авч үзэх хэрэгтэй.
• Бас нимгэн шилбэт түшиц хана зөв шийдэл эсэхийг авч үзнэ. Хэрэвээ ханын өндөр 16ft = 5м - ээс–дээш үед магадгүй ган татаастай түшиц хана (сануулга: захиалагч тал ган татаасыг зөв угсарсан гэдэгт итгэлтэй байх хэрэгтэй. Хэрэв түшиц хана өмчийн шинж чанартай бол асуудал илүү тодорхой байна.) илүү үр ашигтай байж болох юм. Магадгүй тулааст эсвэл татааст түшиц хана, угсармал хавтан (precast), анкерт хана гэх мэт нь өндөр болох тусмаа илүү тохиромжтой байж болох юм.
• Эцэст нь төсөл тооцоо хийхэд шаардагдах олон нөхцлүүдийг тодорхойлно. Магадгүй түших өндөр адил боловч арийн хөрсний налуунууд өөр өөр байх тохиолдол байна. Энд тохиолдлын тоог тодорхойлоход та төсөөллөө ашиглах хэрэг гарна. Ихэвчлэн ямар нэгэн нэмэлт ачаагүй, ачаалал үүсэх өөр нөхцөлгүй 0.6м = 2ft – ээс доош өндөртэй түшиц ханыг тооцох шаардлага байхгүй. Өөрөөр хэлбэл түшиц ханын уртын дагууд түшиц ханын өндөр жишээлбэл 0 – 4.0м хүртэл хувьсан өөрчлөгдсөн байвал онцгойлон дан ганц 4.0м – ээр тооцоог хийх нь өрөөсгөл юм. Энэ тохиолдолд 4.0м, 3.5м, гэх мэтээр 1.0м хүртэлх өндөртэй үед тооцоог хийх нь оновчтой юм. Арын хөрс налуугүй, нэмэлт ачаалалгүй 1.0м буюу 4ft – ээс бага өндөртэй түшиц ханын тооцоог ер нь хийхгүйгээр өөрийн инженерийн сэтгэлгээгээр “шийдвэрлэх” хэрэгтэй.

Эдгээр мэдээлэл цугларсан буюу дээрх жагсаалтуудад хариулт олсон тохиолдолд та төсөл тооцоо эхлэхэд бэлэн болсон гэсэн үг. 

Тооцооны аргачилал, томъёоллыг дараачийн хэсэгт оруулъя. Зургуудыг СкэчАф /ScetchUp/ програм ашиглан зурсан ба энэ бол хамгийн энгийн гурван хэмжээст загвар босгох програм юм. Энэ програмаар хийсэн зарим видео бичлэгүүдийг сонирхож болно.