Back to the topics list

strukturlar

Binalardakı strukturları başa düşmək

Quruluşlar binaların tikintisi və dizaynı üçün əsasdır. Onlar binaların müxtəlif qüvvələrə tab gətirə bilməsini və zamanla təhlükəsiz və funksional qalmasını təmin etmək üçün lazımi dəstəyi təmin edirlər. Bu dərs binalar kontekstində strukturların əsas prinsiplərini, növlərini və komponentlərini araşdırır.

Struktur qüvvələrin əsasları

Binalar müxtəlif növ qüvvələri idarə etmək üçün dizayn edilməlidir. Ən ümumi qüvvələrə aşağıdakılar daxildir:

• Cazibə qüvvəsi : Şaquli olaraq aşağıya doğru hərəkət edir, binanın öz çəkisinə və içindəki yüklərə təsir edir.
• Külək : Binanın yırğalanmasına səbəb ola biləcək yanal (üfüqi) qüvvələr tətbiq edir.
• Seysmik : Zəlzələlər zamanı baş verir və binaya bütün istiqamətlərdə təsir edən yer hərəkətinə səbəb olur.
• Termal : Temperaturun dəyişməsi səbəbindən materialların genişlənməsi və büzülməsi, strukturda potensial olaraq gərginliyə səbəb olur.

Bu qüvvələrə qarşı durmaq üçün strukturlar materialların və dizayn üsullarının birləşməsindən istifadə edirlər.

Strukturların növləri

Binalarda istifadə olunan bir neçə növ struktur var, hər biri öz üstünlüklərinə malikdir:

• Çərçivə strukturları : Binanı dəstəkləyən bir skelet yaratmaq üçün sütun və kirişlərdən ibarətdir. Dəmir-beton və dəmir-beton binalarda geniş yayılmışdır.
• Yükdaşıyan konstruksiyalar : Divarların özü damın və döşəmənin yükünü daşıyır, azmərtəbəli konstruksiyalar üçün uyğundur.
• Qabıq Konstruksiyaları : Gücü və möhkəmliyi təmin etmək üçün nazik, əyri beton və ya metal qabıqdan istifadə edin. Stadionlar kimi geniş, açıq yerlər üçün idealdır.
• Geodezik Qübbələr : Yüngül çəki ilə gücü birləşdirən sferik səthdə yerləşdirilmiş dayaqlar şəbəkəsindən ibarətdir. Daxili dayaqları olmayan geniş sahələri əhatə etmək üçün faydalıdır.
• Asma Konstruksiyalar : Döşəmələri və ya damları dəstəkləmək üçün uzun aralıqlara və dramatik memarlıq formalarına imkan verən kabellərdən və ya iplərdən istifadə edin.

Tikinti Konstruksiyalarının Komponentləri

Əsas komponentlərə aşağıdakılar daxildir:

• Vəqflər : Binanın yüklərini təhlükəsiz şəkildə yerə köçürün. Növlərə dayaz və dərin təməllər daxildir.
• Sütunlar və tirlər : Şaquli sütunlar və üfüqi şüalar əsas skelet çərçivəsini təşkil edir.
• Döşəmə və Damlar : Binanı şaquli olaraq bölən və xarici elementlərdən qorunma təmin edən üfüqi elementlər.
• Divarlar : Binanın xarici zərfi kimi xidmət edir və yükdaşıyan və ya daşımayan ola bilər.
• Kəmərlər və tağlar : Geniş əraziləri əhatə etmək üçün istifadə olunur, trusslar üçbucaqlı vahidlərdir, tağlar isə möhkəmlik üçün əyri formadan istifadə edir.

Struktur layihələndirmənin prinsipləri

Effektiv struktur dizaynı aşağıdakıları əhatə edir:

• Təhlükəsizlik : Quruluşun gözlənilən yüklərə tab gətirə bilməsini təmin etmək.
• Funksionallıq : Quruluş nəzərdə tutulmuş məqsədə səmərəli şəkildə xidmət etməlidir.
• İqtisadiyyat : Lazımsız xərclər olmadan güc və davamlılığa nail olmaq.
• Estetik : Quruluş binanın ümumi gözəlliyinə töhfə verməlidir.

Dizaynerlər tez-tez strukturların müxtəlif yüklər altında necə davranacağını proqnozlaşdırmaq üçün riyazi modellərdən və kompüter simulyasiyalarından istifadə edirlər. Məsələn, şüalarda əyilmə momentlərinin hesablanması çox vacibdir və aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:

burada \(M\) əyilmə momenti, \(f\) tətbiq olunan qüvvə və \(l\) qolu qolunun uzunluğudur.

Strukturlarda Maddi Mülahizələr

Materialların seçimi strukturun işinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Ümumi materiallara aşağıdakılar daxildir:

• Beton : Sıxılmada güclüdür, dartılma gücünü artırmaq üçün tez-tez poladla gücləndirilir.
• Polad : Həm gərginlikdə, həm də sıxılmada yüksək möhkəmlik təklif edir, çərçivə strukturları üçün idealdır.
• Taxta : Yaşayış binaları üçün uyğun olan çəkisinə nisbətən yaxşı dartılma və sıxılma müqaviməti təmin edir.
• Hörgü : Kərpic və daş davamlıdır və əhəmiyyətli sıxılma gücü təmin edir, lakin məhdud dartma dayanıqlıdır.
• Kompozitlər : Fiberglas və ya karbon lifi kimi materiallar yüksək güc-çəki nisbətləri təklif edir və xüsusi tətbiqlərdə istifadə olunur.

Materialın seçimi qiymət, mövcudluq, ətraf mühit şəraiti və binanın arzuolunan xidmət müddəti daxil olmaqla bir neçə amildən asılıdır.

Strukturların uğursuzluq rejimləri

Təhlükəsizliyi təmin etmək üçün strukturların necə uğursuz ola biləcəyini anlamaq vacibdir:

• Bükülmə : Yüksək sıxıcı qüvvələrə məruz qaldıqda sütunlarda və ya divarlarda dayanıqlığın itirilməsi.
• Kəsmə : Materialın hissələri bir-birinin yanından, tez-tez şüa və ya birləşmələrdə sürüşdükdə baş verir.
• Dartma uğursuzluğu : material gərginlik altında qırıldığında, qeyri-adekvat dəmir-betonda baş verə bilər.
• Kompressiv nasazlıq : materialın sıxılma yükləri altında əzilməsi, hörgü strukturlarında geniş yayılmışdır.

Dizaynerlər tikinti qaydalarına riayət etməklə, müvafiq təhlükəsizlik faktorlarından istifadə etməklə və hərtərəfli təhlil və sınaqlar keçirməklə uğursuzluq risklərini azaldırlar.

Müasir Binalarda Struktur İnnovasiyalar

Materialşünaslıq və dizayn texnikasındakı irəliləyişlər innovativ tikinti strukturlarına gətirib çıxardı, məsələn:

• Gərginlik Membran Quruluşları : Geniş əraziləri əhatə edə bilən, dartılan parçalardan hazırlanmış yüngül damlar.
• Şişirilən binalar : Müvəqqəti qurğular üçün uyğun olan formanı saxlamaq üçün hava təzyiqindən istifadə edin.
• Modul strukturlar : Yerində yığılmış prefabrik komponentlər tikinti sürətini və səmərəliliyini artırır.
• Ağıllı Materiallar : Xarici stimullara cavab olaraq xassələrini dəyişə bilən, həssas strukturlar üçün potensial təklif edən materiallar.

Nəticə

Quruluşların prinsiplərini başa düşmək təhlükəsiz, funksional və estetik baxımdan xoşagələn binaların dizaynı və tikintisi üçün vacibdir. Memarlar və mühəndislər strukturların növlərini, material seçimlərini və potensial uğursuzluq rejimlərini nəzərə alaraq müasir cəmiyyətin tələblərinə cavab verən innovativ həllər yarada bilərlər. Texnologiya irəlilədikcə, struktur dizaynın təkamülü memarlıq dünyasında daha da maraqlı imkanlar gətirməyi vəd edir.