Гумбазлар. Режа

Гумбазлар.
Режа:

1. 
   Гумбазларни ҳисоблаш.
   
2. 
   Гумбазларни лойиҳалаш.
   

Таянч сўзлар: зўриқишлар, ўлчамлари, ҳисоблаш усуллари, лойиҳалаш, арматураланиши, элементлар.

Гумбазлар режадаги шакли доира ёки кўпбурчак, оралиғи 200 м гача бўлган бинолар томини ёпишда қўлланилади.

Гумбазлар (16.1 - расм, в) устёпмалар энг самарали туридир, лекин у билан режада думалоқ бўлган бино ва иншоотлар ёпилади.
Гумбазларнинг сирти кўпинча вертикал ўқ атрофида айлана ёйини айлантириш билан хосил қилади. Бунда ҳосил бўлган гумбаз сферик гумбаз дейилади.
Ҳар қандай гумбаз иккита асосий элементдан ташкил топади:
1. Симметрик қобик;
2. Таянч ҳалқаси;
Агар гумбаз ичини ёритиш учун унинг усти қирқилган бўлса тешик атрофига фонар ҳалқаси килинади. Гумбаз қобиғини ҳосил қилиш учун бирон -бир ясовчи вертикал ўқ атрофида айлантирилади. Бунда ясовчи турига қараб ҳар - хил гумбазлар ҳосил бўлиши мумкин. (16.2 - расм)
Эллипс ёйи айланганда эллиптик гумбаз, тўғри чизиқ айланганда − конуссимон гумбаз ва ҳоказо ҳосил қилади.
Юпқа деворли гумбазларнинг баландлиги f кенг доирада 1/2 D дан 1/10 D гача ўзгариши мумкин. Баландлиги f=(1/3...1/5)D бўлган гумбазлар энг тежамли саналади.
Гумбазнинг керки кучи (распор) ни қабул қилувчи таянч ҳалқаси текис заминда, деворда ёки алоҳида устунларда ётиши мумкин. Таянч ҳалқаси қуйма ёки йиғма бўлади.
Ҳалқанинг ёриқбардошлиги ва бикрлигини ошириш учун у олдиндан зўриқтирилади. Олдиндан кучланиш ҳосил қилиш учун ҳалқага периметр бўйлаб ўта мустаҳкам В – II синфли сим ўралади ва устидан бетонланади. Ҳалқани сим арқон ва стерженлар орқали зўриқтирилса ҳам бўлади. Бунинг учун сим арқон ёки стерженлар ҳалқадаги ўйиқларга тушириб тарангланади, махсус қолдирилган бўртмаларга маҳкамланади, кейин устига торкретлаш йўли билан бетон қопланади.
Гумбазнинг моментсиз ишлашда гумбаз элементига фақат бўйлама кучлар − меридионал N₁ доиравий N₂ кучлар таьсир қилади (16.1 - расм,а).
Б у кучланишларни гумбаз элементига мувозанати шартилдан аниқлаш мумкин. Қуйидаги белгилашларни киритамиз (16.1 - расм, б). −меридиан эгрилиги радиуси.

16.1 – расм. Гумбазни моментсиз назария бўйича ҳисоблашга доир:

а – меридиан ва доиравий кучларнинг жойлашиши; б – ҳисоблаш учун белгилаш.
−нормал бўйича қаралаётган А нуқтадан айланиш ўқигача бўлган масофа; r−параллел доира радиуси; φ−айланиш ўқи билан радиус орасидаги бурчак.

16.2 - расм. Гумбазларнинг турлари
а-шарсимон; б-эллипсоидсимон; в-конуссимон

Гумбазлар шаклига қараб эллиптик, шарсимон ва конуссимон булиши мумкин.(16.3-расм)






16.3 – расм. Айланма юзалар: а - тик ўқли; б - горизонтал ўқли; 1 - ҳосил
қилувчи; 2 - ҳосил қилувчи текислиги; 3-айланиш ўқи.
Эгрилик радиуслари ҳам гумбаз турига қараб доимий (шарсимон), ўзгарувчан (эллипсоид) ёки чексиз (конуссимон) бўлиши мумкин. Агар гумбаз баландлигининг асос диаметрига нисбати кичик бўлса у ётиқ (пологий) гумбаз деб аталади.
Қобиқлар қуйма ёки йиғма темирбетондан қилиниши мумкин. Бизнинг ер қимирлайлиган худдудларимизда қуйма темирбетондан фойдаланган маъқул.
Қобиқ ўлчамлари, арматура миқдори ва бетон синфи ҳамда сарфини аниқлайдиган асосий омиллар бу уларнинг оғирлиги ва қор юкламасидир. Бизда қор юкламаси энг озлиги (50кг/м²) ва ҳозирги замонавий технология юқори синфли енгил бетонлар олиш инкониятини беришини эътиборга олсак гумбазлик фазовий том ёпмаларидан унумли фойдаланиш мумкинлигига ишонч ҳосил қиламиз.
Шарсимон (сферик) гумбаз ҳолида . Агар бундай гумбазга вертикал бир текис тақсимланган куч (юкланиш) таьсир қилса, у ҳолда меридионал кучланиш ҳамма кесимларда сиқувчи ва катталиги бўйича ўзгармас бўлади. доиравий (ҳалқавий) кучланиш энг катта қийматига гумбазнинг юқори нуқтасида φ=0 бўлганда эришади.
Бу ерда юкланишнинг ўқи симметриклиги оқибатида бўлади. φ=45º бўлганда доиравий кучланиш =0 агар φ>45º бўлса, >0, мусбат, яьни чўзилувчи бўлади. =0 бўлган кесим ўтиш чоки дейилади.
Агар гумбазнинг кўтарилиш стреласини таянч кесимининг бурчаги ўтиш чокига мос келувчи φ бурчакдан ортиқ бўлмайдиган қилиб чекланса, у ҳолда гумбазнинг ҳамма кесимларида фақат қисувчи кучланишлар таьсир кўрсатади. Таянч ҳалқада чўзувчи кучланиш ўтиш чоки сатҳида энг катта қийматга эришади.
Темирбетон гумбазларнинг моментсиз ишлаш шартлари, одатда, кучли таянч ҳалқа қуриш зарурияти туфайли ва айрим ҳолларда фонус ўрнатиш учун гумбазнинг юқорисида тешикни ўраб турувчи фонус халқасини қуриш зарурлигидан бузилади. Бу ҳолларда гумбазнинг ҳисоблаш моментсиз ҳолатда кучланишларини момент назарияси бўйича аниқловчи кучланишлар билан жамлашга олиб келинади.
Натижада кучланишларнинг ўзгарган қийматларига М букилиш моментлари, шунингдек, гумбани арматуралашга таьсир этмайдиган бошқа кучланишлар қўшилади.
Яхлит гумбазлар деворининг тахминан r/600 га тенг қилиб, лекин 5 см дан кам бўлмайдиган қилинади.
Гумбазни меридионал йўналишда арматуралаш кесимларни номарказий сиқишга ҳисоблаб белгиланади (меридионал бўйлама кучланиш ва меридионал моментнинг биргаликдаги таьсири).
Ҳалқали арматура ҳалқали кучланишнинг катталигига қараб танланади. Гумбаз девори одатда тўр билан арматураланади, унда бир йўналишдаги стерженлар меридионал кучланишларни қабул қилса, бошқа йўналишдаги эса ҳалқали кучланишларни қабул қилади.
Гумбазнинг таянч ҳалқага бирикиш жойида таянч букилиш моментларини қабул қилиши учун қўшимча арматура қўйилади (16.4 - расм, а).
Таянч ҳалқа чўзилишга ҳисоб қилинади, ҳамма кучланишлар таянч ҳалқанинг ҳалқали арматурасига узатилади.
Бу арматурага олдиндан кучланиш таьсир қилдириш мақсадга мувофиқдир, чунки бу жуда мустаҳкам пўлатдан фойдаланиш туфайли унинг сарфини камайтиришга, таянч ҳалқанинг ёрилишга мустаҳкамлигини оширишга ва гумбаз распорини камайтиришга имкон беради.

16.4 – расм. Яхлит гумбазларни арматуралаш.

а – таянчни зўриқтирилмаган арматура билан арматуралаш; б – таянчни зўриқтирилган арматура билан арматуралаш. 1 – асосий тўр; 2 – қўшимча тўр; 3 – ҳисобий ҳалқасимон арматура; 4 – таянч ҳалқанинг ишчи арматураси; 5 – таянч ҳалқа; 6 – зўриқтириладиган арматура;
7 – торкерт сувоқ

Кучланиш остидаги арматура каналларда (ариқчаларда) жойлашади ёки таянч ҳалқанинг ён ёғига ўралиб, кейинчалик бетоннинг ҳимоя қатлами торкретлаш йўли билан қопланади.

16.5 – расм. Йиғма гумбазлар:
а – меридиан қобирғали; б,в – трапециясимон плитали; г – монтаж. 1 – яхлит таягнч ҳалқа, 2 – фонарь, 3 – яхлит белбоғ, 4 – йиғма плиталар.
Йиғма гумбазлар эгри чизиқли меридионал қобурғали элементлардан (16.5 - расм,а) ёки қовурғали трапециясимон плиталардан монтаж қилинади (16.5 - расм, б, в).
Йиғма гумбазлар элементларини ҳовазалардан фойдаланмасдан монтаж қилиш учун шундай йиғиш усулидан фойдаланиладики, бунда трапециясимон плиталарнинг ҳар бири қаторини ўрнатгандан сўнг кейинги қаторни маҳкамлаш учун консоль чиқиқлар қолади (16.5 - расм, в).
Шу мақсадда тарпециясимон, зинапоясимон плиталар қўлланилади, уларни монтаж қилиш схемаси 16.5 – расм, г да кўрсатилган.
Текис тарқалган юклама остида ишлаётган гумбазларда ҳам юпқа деворли қобиқлар каби асосан моментсиз ҳолат юзага келади. Фақат таянч ҳалқалари яқинида тўлиқ кучланиш - дефомация ҳолати мавжуд бўлиши мумкун.
Бундан ташқари ташқи юкламанинг кескин ўзгариш чизиғида эгувчи моментлар ҳосил бўлиши мумкин.
Ташки таянч чизиғи бўйлаб таяниш шарнирли бўлса гумбаз тўла моментсиз ҳолатда ишлаши мумкин (16.6- расм).





16.6 - расм. Гумбазлар ҳисоби.
а-шарнирди таянган гумбаз ҳисоб схемаси; б-гумбаз унсуридаги ички зўриқишлар; в- гумбаз унсуридаги ички зўриқишлар проекцияси;
1-меридионал кесим; 2-ҳалқавий кесим; 3- гумбаз таянчлари.
Икки меридиональ ва икки ҳалқа чизиқлари билан чекланган элемент шу чизиқлар бўйлаб таъсир қилувчи бўйлама ҳамда уринма кучлар таъсири остида бўлади. Текис тарқалган симметрик юкламалар учун бўлиши мумкин.
Шарсимон гумбаз учун N1 ва N2 кучлар эпюраси 16.7 - расмларда келтирилган. Шуни алоҳида таъкидлаш керакки, агар меридионал кучлар (N1) гумбазнинг барча қисмларида сиқувчи бўлса радиал кучлар (N2) зоналарида чузувчи бўлади.
Сиқилишидан чўзилишга ўтиш чизиғи гумбаз асосидан марказий бурчаги 51° - 49 ° бўлган айланада ётади.
Амалдаги гумбазлар ўз таянч ҳалқаларига эркин ва шарнирли эмас, балки эластик маҳкамланган бўлиб у билан бирга деформацияланади.
Гумбазларнинг таянч қисмларини лойиҳаларида таянч реакциялари тик юқорига йўналган, гумбазларнинг керувчи кучларини эса таянч халқалари қабул қилади деб қаралади. Шунинг учун таянч ҳалқалари гумбазларнинг гаризонтал йўналишда эркин ҳаракатланишига йўл қўймайди ва натижада уларнинг таянч зоналарида махаллий эгилишга яъни, тўла кучланиш деформация ҳолатига эга бўлган айлана йўлакча (полоса) ҳосил бўлади.
Тажрибалар шуни кўрсатадики бу йўлакчанинг эни унча катта эмас ва тўла кучланиш - деформация ҳолати тезда моментсиз ҳолат билан алмашади.





16.7 – расм. Шарсимон статик аниқ гумбаз.
а - ҳисоб схемаси; б - меридионал кучлар эпюраси;
в - ҳалқавий кучлар эпюраси.


Гумбаз ва таянч ҳалқасининг бир - бирига натижасида таянч чизиғи бўйлаб меридионал йўналишда таъсир қилувчи эгувчи момент (М₀)ва радиал йўналишда таъсир қилувчи керувчи куч (Н₀) ҳосил бўлади (16.7, 16.8-расмлар).

16.8 – расм. Таянч ҳалқасининг ҳисоб схемалари: а – кўндаланг кучдан;

б – эгувчи моментдан.


Уларнинг миқдори гумбаз ва таянч ҳалқасининг ўзаро бирга деформацияланишидан келиб чиққан ҳолда аниқланади.