مهارمتقابل (استرات)

مهار متقابل یا همان استرات یکی از روش های پایدار سازی برای گودهایی با کم عرض(حدودا کمتر از 10 متر) است .که بیشتر اوقات به دلیل عدم اجازه همسایگان اطراف از این روش استفاده می شود.

در گود های با عرض کم به دلیل وجود فضای ناکافی از روش سازه نگهبان خرپایی نمیتوان استفاده کرد. و روش استرات روش جایگزین خوبی برای استفاده است. در این روش اعضا عمودی در فاصله های مشخصی نصب میشوند. و سپس با قراردادن عضو افقی در بین این اعضای عمودی از تغییر شکل دیواره ها جلوگیری میشود .

و اعضای عمودی و افقی در اکثر مواقع جنس فولادی داشته و مطابق آئین نامه سازه ­های فولادی میبایست طراحی گردند.

استرات

روش مهارمتقابل دارای مزایای خوبی است مانند:

  • مناسب برای استفاده در شرایط مناطق شهری
  • دخالت نکردن به زمین های اطراف خود
  • عدم نیاز به اجاازه گرفتن از همسایه ها
  •  انعطاف پذیری بالا در شرایط مختلف
  •  استفاده دوباره از مصالح
  • آسانی در روش اجرا این روش

مبانی طراحی روش مهارمتقابل

به جهت طراحی به روش مهارمتقابل در ابتدا باید با استفاده از نرم افزار های دو بعدی یا سه بعدی شبیه سازی شرایط پروژه را انجام داد.و بعد نیروی نیروی ایجاد شده در اعضای افقی و عمودی را اندازه گیری کرد . سپس با کنترل حالات حدی نهایی و بهره برداری عضو مناسبی جهت این اعضا طراحی گرد.

روش استرات علاوه بر دارا بودن مزایا معایبی نیز دارد.این معایب ها عبارت اند از:

  • به صرفه نبودن از نظر مالی در زمین های با عرض زیاد
  • سرعت پایین اجرا
  • نیاز به تجهیزات مخصوص
  • نیاز به افردا دارای مهارت بالا و  کنترل کیفی دقیق

روش استرات با روش خرپای تفاوت های دارد.برای مثال اتصالات در روش استرات کمتر از روش خراپای است. و در روش خراپای برای اجرای آن فضای زیادی نسبت به روش استرات اشغال میشود  و در روش استرات سرعت کار بالا است زیرا توسط ماشین الات انجام میگردد.

 

روش استرات سازه

روش سازه‌سازی با استرات یا Structural Strut برای ساختمان‌هایی با ارتفاع بلند و پیچیدگی شکل مناسب است. در این روش، استفاده از دیوارها و ستون‌های عمودی به حداقل ممکن محدود می‌شود و بارها به صورت یکنواخت در سراسر سازه توزیع می‌شوند. برای تحمل بارهای عمودی و افقی، از مهارها، بالشتک‌ها و سایر عناصر پشتیبان استفاده می‌شود.

در روش استرات سازه، ابتدا با توجه به مشخصات سازه و بارهای وارده، نمودار اولیه‌ای از سازه تهیه می‌شود. سپس با استفاده از قوانین و الگوریتم‌های مختلف، سازه با استفاده از مهارها، بالشتک‌ها و سایر عناصر پشتیبان طراحی می‌شود. در روش استرات سازه، این عناصر به صورت دقیق و با محاسبات دقیق طراحی می‌شوند. تا بتوانند بارهای وارده را به صورت یکنواخت در سراسر سازه تحمل کنند.

استرات سازه به دلیل مزایایی مانند کاهش هزینه‌های ساخت، کاهش وزن سازه، افزایش مقاومت و پایداری و بهبود عملکرد در برابر زلزله بسیار مورد توجه قرار گرفته است. همچنین، در طراحی سازه‌های با اشکال پیچیده، استفاده از این روش سازه‌سازی بسیار مفید است .

 

چه مزایایی دیگری برای استفاده از روش استرات سازه وجود دارد؟

طراحی سازه‌های پیچیده: استرات سازه به طراحان سازه اجازه می‌دهد تا سازه‌های پیچیده با شکل‌های مختلف و با ارتفاع بلند را با کیفیت و دقت بالا طراحی کنند.

کاهش هزینه‌های ساخت: به دلیل کاهش استفاده از دیوارها و ستون‌های عمودی، استفاده از روش استرات سازه می‌تواند هزینه‌های ساخت را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

کاهش وزن سازه: با کاهش تعداد دیوارها و ستون‌های عمودی، وزن سازه کاهش می‌یابد و این می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌های حمل و نقل و نصب شود.

افزایش مقاومت و پایداری: استفاده از مهارها، بالشتک‌ها و سایر عناصر پشتیبان در روش استرات سازه می‌تواند به افزایش مقاومت و پایداری سازه در برابر بارهای عمودی و افقی کمک کند.

بهبود عملکرد در برابر زلزله: استفاده از روش استرات سازه می‌تواند به بهبود عملکرد سازه در برابر زلزله کمک کند، زیرا با استفاده از مهارها و بالشتک‌ها، بارهای زلزله به صورت یکنواخت در سراسر سازه توزیع می‌شوند.

افزایش سرعت ساخت: روش استرات سازه به دلیل کاهش تعداد دیوارها و ستون‌های عمودی و استفاده از عناصر پشتیبان سرعت ساخت را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

چه زمانی از استرات در پایدار سای گود استفاده میشود؟

استرات یک نوع از خرپاهای فضایی است که به عنوان یک ابزار مؤقت برای پایدارسازی و حفاظت از دیواره‌های گودها و حفره‌ها در کارهای عمرانی استفاده می‌شود. اصولاً در موارد زیر می‌توان از استرات در پایدارسازی گودها استفاده کرد:

  1. پروژه‌های موقت: این روش به دلیل قابلیت نصب و حمل آسان، مناسب برای پروژه‌های موقتی می‌باشد. اگر گود یا حفره‌ای برای مدت کوتاهی نیاز به حفاظت دارد، می‌توان از استرات استفاده کرد. این ممکن است در پروژه‌های عمرانی مانند تعمیرات سریع، حفره‌های موقت برای نصب تجهیزات یا تأسیسات، یا در صورت نیاز به ایجاد دیواره‌های موقت باشد.
  2. نیاز به تنظیمات تغییرپذیر: مهار متقابل از طراحی‌های تغییرپذیر برخوردار است، به این معنا که می‌توان عمق و شیب خرپاهای استرات را تغییر داد. این ویژگی مفید است زمانی که نیاز به تنظیم میزان حفاظت از دیواره‌ها و میزان حفره ایجاد شده باشد.
  3. سرعت اجرا: به دلیل نحوه نصب سریع و آسان، مناسب برای پروژه‌هایی است که به سرعت نیاز دارند. این می‌تواند زمان کارها را کاهش داده و به اجازه‌ی آسانی برای شروع سایر مراحل پروژه بدهد.
  4. تهیه مواد و تجهیزات: استرات معمولاً از مواد پلاستیکی یا فیبرگلاس تولید می‌شوند، که به راحتی تهیه و تأمین می‌شوند.
  5. هزینه: استرات به طور عمومی به عنوان یک راهکار مقرون به صرفه برای پایدارسازی مؤقت در نظر گرفته می‌شود، به ویژه در مقایسه با روش‌های دیگر پایدارسازی.

در نهایت، استفاده از این نوع روش یا هر نوع خرپای دیگری بر اساس نیازها، شرایط محیطی، مدت زمان مورد نیاز برای حفاظت، سرعت اجرا، و بودجه پروژه تعیین می‌شود.

 

مراحل اجرای روش استرات (مهار متقابل)

  1. نصب اعضای قائم: در این مرحله، اعضای قائم که معمولاً از مقاطع فولادی هستند، در دو طرف گود نصب می شوند. عمق اعضای قائم باید حداقل 20 تا 30 درصد عمق گود باشد تا گیرداری کافی داشته باشند.
  2. قرار دادن پروفیل مستطیلی، I یا H شکل در چاهک: در این مرحله، پروفیل های افقی که معمولاً از مقاطع فولادی هستند. در داخل چاهک هایی که در اطراف گود حفر می شوند، قرار می گیرند.
  3. نصب قیدهای فشاری: در این مرحله، قیدهای فشاری که معمولاً از مقاطع فولادی هستند. به پروفیل های افقی و اعضای قائم متصل می شوند. قیدهای فشاری برای ایجاد نیروی مهاری در سیستم مهار متقابل استفاده می شوند.
  4. اجرای مهار متقابل در نقاط دیگری از ارتفاع پروفیل های قائم: در صورت لزوم، مهار متقابل می تواند در نقاط دیگری از ارتفاع پروفیل های قائم نیز اجرا شود.
  5. ادامه گودبرداری و نصب اعضای افقی و فشاری: پس از نصب استرات، ادامه گودبرداری انجام می شود. و اعضای افقی و فشاری نیز نصب می شوند.
  6. استفاده از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر: برای افزایش مقاومت و دوام دیواره گود، می توان از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر بین پروفیل های افقی استفاده کرد.
  7. مهاربندی سیستم مهار متقابل در جهت عمود بر سیستم قبلی آن: در نهایت، سیستم استرات در جهت عمود بر سیستم قبلی آن نیز مهاربندی می شود تا از پایداری بیشتر آن اطمینان حاصل شود.

نکات مهم در اجرای روش استرات (مهار متقابل)

  • عمق اعضای قائم باید حداقل 20 تا 30 درصد عمق گود باشد تا گیرداری کافی داشته باشند.
  • فاصله بین پروفیل های افقی باید به گونه ای انتخاب شود که نیروهای مهاری به طور یکنواخت در سیستم مهار متقابل توزیع شوند.
  • کیفیت اجرای مهاربندی سیستم استرات باید به دقت بررسی شود تا از پایداری آن اطمینان حاصل شود.

کاربردهای استرات

گودهای عمقی: استرات برای پایدارسازی گودهایی با عمق بالا و عرض کم بسیار مناسب است. به عنوان مثال، در ساخت و ساز ساختمان‌های بلند که نیاز به حفر گودهای عمیق برای تأسیسات مختلف دارند، استرات به عنوان یک روش پایدارسازی انتخاب می‌شود.

گودهای تاج‌دار: در برخی موارد، گودهای با تاج در بالای زمین و پایه‌های عمیق در زیر زمین باید حفر شوند. استرات به عنوان روشی برای پایدارسازی این گودها در برابر نیروهای جانبی و تغییر شکل‌های غیرمطلوب استفاده می‌شود.

گودهای وارونه: گودهایی که دارای ترازویی یا وارونگی در دیواره‌های آن‌ها هستند، نیاز به پایدارسازی خاصی دارند. استرات در این موارد می‌تواند به عنوان روشی برای جلوگیری از تغییر شکل نامطلوب و حفظ استحکام گود استفاده شود.

گودهای محدب: گودهای با دیواره‌های محدب نیز نیاز به پایدارسازی دارند. استرات می‌تواند در این موارد به عنوان یک روش موثر برای جلوگیری از انحراف و تغییر شکل دیواره‌های گود استفاده شود.

مهمترین مزیت استرات این است که به دلیل نیاز به فضای کمتری نسبت به روش‌های دیگر مانند سازه نگهبان، خرپا، در مواردی که فضای اطراف گود محدود است و اجازه به  همسایگان نمی‌دهد از روش‌های دیگر استفاده شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آیا استرات می‌تواند در حالات خطرناک مورد استفاده قرار بگیرد؟

در شرایط خطرناک مانند زلزله، طوفان یا سایر حوادث طبیعی، مهارمتقابل ساختمان می‌تواند از طریق استفاده از سیستم‌های مهارمتقابل مانند مهارمتقابل‌های لرزه‌ای، مهارمتقابل‌های بادی و سایر اقدامات، ساختمان را مقابله و مقاومت در برابر نیروها و تغییرات غیرمنتظره تقویت کند.

این سیستم‌ها معمولاً شامل استفاده از عناصر مهارمتقابل مانند تیرهای جداری قابل انعطاف، عملکرد سیستم‌های رطوبتی، استفاده از تسمه‌های سیمی، سیستم‌های مهارمتقابل فولادی و غیره می‌شوند. این عناصر و سیستم‌ها باعث کاهش نیروها و تغییرات غیرمنتظره در ساختمان می‌شوند و ایمنی آن را افزایش می‌دهند.

آیا روش مهار متقابل در مواردی که فضای محدودی برای انجام کارهای ساختمانی وجود دارد، مناسب است؟

بله، روش مهار متقابل در مواردی که فضای محدودی برای انجام کارهای ساختمانی وجود دارد، می‌تواند مناسب باشد. به دلیل کمبود فضا و عدم امکان استفاده از روش‌های سنتی مانند پرسی پایه یا جداره دیوارها، استفاده از روش مهار متقابل می‌تواند یک راه حل مناسب باشد.

در فضاهای محدود، استفاده از ماشین‌آلات سنگین و دسترسی به ابزارهای سنگین معمولاً محدود است. اما روش مهار متقابل به عنوان یک روش سازه‌ای نیاز به فضای کمتری دارد و می‌تواند با استفاده از ابزارهای ساده و دستی انجام شود. این روش قابلیت اجرا در فضاهای بسته و تنگ را دارد و به عنوان یک روش اقتصادی و سریع برای پایدارسازی گودها با کمبود فضا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با این حال، قبل از استفاده از روش مهار متقابل در فضاهای محدود، باید مطمئن شوید که این روش با شرایط و نیازهای پروژه شما سازگار است.

اجرای روش استرات در گود عریض

روش اول: استفاده از مقاطع با شعاع ژیراسیون بالا

در این روش، از مقاطعی مانند پروفیل‌های لوله‌ای یا پروفیل‌هایی با مقطع قوطی برای دستک‌های فشاری استفاده می‌شود. این مقاطع دارای شعاع ژیراسیون بالایی هستند و در برابر خیز برداشتن مقاوم هستند.

روش دوم: استفاده از دو سولجر در هر طرف گود

در این روش، در هر یک از طرفین گود، دو سولجر نزدیک به هم (مثلا با فاصله حدود نیم متر) قرار می‌گیرد. این کار باعث افزایش سطح مقطع دستک‌های فشاری و در نتیجه افزایش مقاومت آن‌ها در برابر خیز برداشتن می‌شود.

روش سوم: استفاده از مهاربندی عرضی

در این روش، علاوه بر مهاربندی قائم، مهاربندی عرضی نیز بین دستک‌های فشاری اجرا می‌شود. این کار باعث افزایش مقاومت دستک‌های فشاری در برابر نیروهای جانبی می‌شود.

در هر یک از این روش‌ها، پس از نصب دستک‌های فشاری، صفحات مهاری روی آن‌ها قرار می‌گیرند. سپس، با استفاده از پیچ و مهره یا جوشکاری، صفحات مهاری به دستک‌های فشاری متصل می‌شوند.

در نهایت، با استفاده از بیل مکانیکی یا سایر تجهیزات حفاری، گودبرداری انجام می‌شود. در حین گودبرداری، باید دقت شود که به دستک‌های فشاری آسیبی وارد نشود.

در اجرای روش استرات در گود عریض، باید به نکات زیر توجه شود:

  • محاسبات دقیق سازه نگهبان باید توسط مهندسین متخصص انجام شود.
  • مصالح و تجهیزات مورد نیاز باید از کیفیت مناسبی برخوردار باشند.
  • نصب و اجرای سازه نگهبان باید توسط افراد متخصص انجام شود.

رعایت این نکات باعث می‌شود که پایداری گود به خوبی تامین شود و از بروز حوادث احتمالی جلوگیری شود.

اجرای استرات همراه با شمع بتنی

استفاده از شمع بتنی در همراهی با استرات در اجرای گوده‌های با عرض کم می‌تواند به پایدارسازی و استحکام بیشتری برای سازه‌ی گوده کمک کند. شمع بتنی به عنوان عنصری قوی و مقاوم در این روش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش اجرای استرات همراه با شمع بتنی به این صورت است که ابتدا دیوارهای استرات ساخته می‌شوند و سپس شمع‌های بتنی در سازه قرار داده می‌شوند. شمع بتنی می‌تواند به صورت عمودی یا مایل در دیوارهای استرات قرار گیرد. این شمع‌ها عناصری هستند که باعث تقویت و پایدارسازی دیوارهای استرات می‌شوند.

شمع‌های بتنی معمولاً با استفاده از مهره‌های فولادی ساخته می‌شوند که در داخل یک لوله بتنی قرار دارند. این لوله بتنی به عنوان پیش‌سازه به نظر می‌رسد و در زمان نصب شمع به داخل خاک فشار داده می‌شود تا استحکام و پایداری بیشتری به سازه ببخشد. سپس بتن در داخل لوله ریخته شده و پس از تثبیت و سفت شدن بتن، شمع بتنی نصب می‌شود.

استفاده از شمع بتنی در همراهی با استرات باعث افزایش استحکام و مقاومت سازه گوده می‌شود و به پایدارسازی آن کمک می‌کند. همچنین، شمع بتنی می‌تواند به عنوان عنصری برای انتقال بارها و نیروها به طول دیوارهای استرات عمل کند و از تمرکز نیروها در نقاط خاص جلوگیری کند. این روش بهبودی قابل توجه در استحکام و پایداری سازه گوده ایجاد می‌کند.

استرات همراه با خرپا فلزی

استرات همراه با خرپا فلزی یک روش پوشش دهی حفاظتی بر روی سازه‌های بتنی است که به منظور افزایش استحکام و مقاومت سازه در برابر نیروهای خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد. خرپاهای فلزی به عنوان یک پوشش محافظتی اضافی بر روی استرات به کار می‌روند و سازه را در برابر ضربه‌ها، خش و سایش، ورود رطوبت و آلاینده‌های محیطی محافظت می‌کنند. این روش معمولاً در سازه‌هایی که در معرض خطرات مکانیکی قرار دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اجرای استرات همراه با خرپا فلزی شامل چند مرحله است. در ابتدا، سطح سازه تمیز می‌شود و استرات به صورت یک پوشش حفاظتی بر روی سازه اعمال می‌شود. استرات می‌تواند از موادی مانند پوشش‌های اپوکسی یا پلیمرها تشکیل شده باشد. سپس، پوشش خرپاهای فلزی روی استرات قرار می‌گیرد. خرپاهای فلزی می‌توانند از فولاد ضد زنگ یا فولاد زنگ نزن استفاده شوند، که بسته به نیاز و شرایط محیطی ممکن است با روش‌های مختلف به سازه متصل شوند. این خرپاها در نقاطی که سازه به خطرات مکانیکی بیشتری معرض است، مانند نقاط تماس با زمین، نقاط قابل دسترسی برای ضربه و خش و سایر نقاط آسیب‌پذیر، قرار می‌گیرند.

استفاده از خرپاهای فلزی همراه با استرات، علاوه بر افزایش مقاومت سازه، می‌تواند به بهبود ظاهر آن نیز کمک کند. خرپاها به سازه زیبایی و استحکام بیشتری می‌بخشند و می‌توانند به عنوان یک عنصر طراحی جذاب در نظر گرفته شوند.

شما میتوانید مقاله های دیگر مارا با موضوع های گودبرداری،تیپ بندی خاک،روش های پایدار سازی گود را نیز بخوانید.