مهار متقابل چیست
مهار متقابل به معنای اتصال دو قسمت از یک سازه ساختمانی به یکدیگر برای ایجاد پایداری و مقاومت در برابر نیروهای خارجی است. این اتصالات می توانند به صورت بسترهای پایه، الزامات فولادی و غیره باشند.به طور کلی، این روش به دلیل ایجاد اتصال قوی و محکم بین قطعات چوب، در صنایع چوبی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، این روش در کاهش مصرف چسب و سایر مواد افزودنی در ساخت قطعات چوبی نیز مؤثر است.
هدف از ایجاد مهار متقابل این است که سازه ساختمانی بتواند نیروهایی مانند زلزله، باد و تنش های حرارتی را بدون تغییر شکل و خرابی مقاومت کند. به طور کلی، این یکی از عوامل اصلی برای ایجاد مقاومت و پایداری در سازه های ساختمانی است.
کاربرد مهار متقابل برای گود های عمیق
مهار متقابل برای گودهای عمیق می تواند به دو روش انجام شود:
1.استفاده از بسترهای پایه
2. استفاده از مهاربندی.
در روش اول با استفاده از بسترهای پایه، بسترهایی از بتن یا فولاد در بخش هایی از گودهای عمیق قرار داده می شوند که برای جلوگیری از حرکت زمین و جلوگیری از ریزش شیب ها ایجاد شده اند. بسترهای پایه به صورت افقی و عمودی در بخش های مختلف از گودها قرار داده می شوند و به کمک پایه هایی از بتن یا فولاد به زمین متصل می شوند.
و در روش مهار متقابل با استفاده از مهاربندی، مهاربندهایی از فولاد در اطراف گودها نصب می شوند که به صورت عمودی و افقی در بخش های مختلف از گودها قرار داده می شوند و به کمک پایه هایی از بتن یا فولاد به زمین متصل می شوند. این مهاربندها برای جلوگیری از حرکت زمین و جلوگیری از ریزش شیب ها ایجاد شده اند. همچنین، مهاربندها می توانند به صورت موقت یا دائمی نصب شوند.
در هر دو روش، توجه به جزئیات و انتخاب مواد مناسب برای بسترهای پایه و مهاربندها بسیار مهم است. برای اجرای این روش ها، بهتر است با مهندسان مشاور یا کارشناسان geonext.ir میتوانید مشورت کنید.
مزایای مهار متقابل یا استرات در پایدارسازی گود
- هزینه نسبتاً پایین
- سرعت اجرا بالا
- امکان استفاده در انواع خاک‌ها
- کنترل کامل تغییر شکل‌ها
معایب مهار متقابل یا استرات در پایدارسازی گود
- حساس به نشست سازه‌های مجاور
- نیاز به فضای زیاد برای جاگذاری شمع‌ها
فرق سازه نگهبان با مهار متقابل چیست؟
سازه نگهبان و مهار متقابل هر دو روش‌هایی هستند که در ساختمان‌سازی برای جلوگیری از شیب و حرکت خاک و یا آب در ساختمان‌ها استفاده می‌شوند. با این حال، فرق بین این دو روش به شکل زیر است:
– سازه نگهبان: در این روش، سازه‌هایی مانند دیوارهای پیش‌ساخته و موجود، پی‌های عمیق، کف‌پوش‌های فلزی و چوبی و غیره برای نگهداری و حفظ پایداری خاک و سازه‌های ساختمانی استفاده می‌شوند.
– مهار متقابل: در این روش، مهارهای فولادی یا بتنی به صورت عمودی و افقی در اطراف ساختمان قرار می‌گیرند تا بتوانند با نیروی متقابل خاک، سازه را در مقابل حرکت و شیب حفظ کنند.
به طور کلی، سازه نگهبان برای حفظ پایداری خاک و سازه‌های ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حالی که مهار متقابل برای جلوگیری از حرکت خاک و سازه‌ها به کار می‌رود.
آیا مهار متقابل در ساختمان‌هایی با ارتفاع کمتر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
بله، مهار متقابل در ساختمان‌هایی با ارتفاع کمتر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حقیقت، مهار متقابل یک روش ساختمان‌سازی است که می‌تواند در ساختمان‌های با هر ارتفاعی مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، در ساختمان‌های با ارتفاع بلند، مهار متقابل به عنوان یکی از روش‌های محبوب ساختمان‌سازی به شمار می‌رود.
استفاده از مهار متقابل در ساختمان‌های با ارتفاع کمتر می‌تواند به دلیل دو عامل باشد؛ اولاً کاهش هزینه‌های ساخت، زیرا با استفاده از این روش، نیاز به استفاده از ستون‌ها و دیوارهایی که هزینه بالایی دارند، کاهش می‌یابد. دوماً، استفاده از مهار متقابل می‌تواند به دلیل طراحی زیبا و جذاب سازه نیز مورد استفاده قرار گیرد.
مهار متقابل در ساختمان
مهارمتقابل به دو صورت اتصالات ریزسازی و اتصالات بزرگسالی تقسیم می‌شود.
اتصالات ریزسازی: این نوع اتصالات برای اتصال عناصر سازه‌ای کوچکتر مانند بتن‌های سازه‌ها، ظرفیت مهار و انتقال بار را فراهم می‌کنند. اتصالات ریزسازی شامل استفاده از پیچ‌ها، بوشن‌ها، نیاشی‌ها و برچسب‌ها می‌شود. این اتصالات می‌توانند قوی و با دوام باشند و در نتیجه مقاومت و استحکام ساختمان را افزایش می‌دهند.
اتصالات بزرگسالی: این نوع اتصالات برای اتصال عناصر سازه‌ای بزرگتر مانند ستون‌ها، بام‌ها و دیوارها استفاده می‌شود. اتصالات بزرگسالی معمولاً شامل جوشکاری، بلوک‌های بتنی مسلح شده، پیچ‌های بزرگ و پیچ مهاری می‌شود. این نوع اتصالات باید توانایی انتقال بارهای زنده و مرده را داشته باشند و همچنین بتوانند نیروهای ناشی از زلزله و سایر بارها را به طور ایمن تحمل کنند.
مهارمتقابل در ساختمان‌ها به منظور افزایش استحکام و مقاومت ساختمان، جلوگیری از تغییر شکل غیرمطلوب و حفظ سلامت و ایمنی ساکنان استفاده می‌شود. در طراحی و اجرای اتصالات مهار متقابل، استانداردها و مقررات مربوطه باید رعایت شود تا ساختمان به درستی عمل کند و در مقابل بارهای مختلف مقاومت کند.
تفاوت بین اتصالات ریزسازی و اتصالات بزرگسالی در مهار متقابل
تفاوت اصلی بین اتصالات ریزسازی و اتصالات بزرگسالی در مهار متقابل در ساختمان‌ها به میزان و نحوه استفاده آنها در اتصال عناصر سازه‌ای بزرگ و کوچک است.
اندازه و ظرفیت باربری: اتصالات ریزسازی برای اتصال عناصر سازه‌ای کوچکتر مانند بتن‌های سازه‌ها و استفاده در محل‌های محدود توسعه می‌یابند. ظرفیت باربری این اتصالات عموماً کمتر است و برای انتقال بارهای کوچکتر استفاده می‌شوند.
نوع و شکل اتصال: اتصالات ریزسازی شامل استفاده از پیچ‌ها، بوشن‌ها، نیاشی‌ها و برچسب‌ها می‌شود. این اتصالات معمولاً با استفاده از عناصر تحت فشار و کشش انجام می‌شوند. از طرفی، اتصالات بزرگسالی شامل جوشکاری، بلوک‌های بتنی مسلح شده، پیچ‌های بزرگ و پیچ مهاری است. این اتصالات عموماً برای اتصال عناصر بزرگتر و تحت بارهای زیاد و ضروری مانند ستون‌ها و بام‌ها استفاده می‌شوند.
نیروهای انتقالی: اتصالات ریزسازی عموماً برای انتقال نیروهای کوچکتر و محدودتر استفاده می‌شوند. آنها معمولاً برای اتصال عناصر کوچکتر مانند بتن‌های سازه‌ها و زیرساخت‌های سازه‌ای استفاده می‌شوند. از طرفی، اتصالات بزرگسالی برای انتقال نیروهای بزرگتر و بارهای زیادتر طراحی شده‌اند و برای اتصال عناصر بزرگتر مانند ستون‌ها، بام‌ها و دیوارها استفاده می‌شوند.
در کل، اتصالات ریزسازی معمولاً برای اتصالات با ظرفیت باربری کمتر و عناصر کوچکتر استفاده می‌شوند، در حالی که اتصالات بزرگسالی برای اتصالات با ظرفیت باربری بیشتر و عناصر بزرگتر استفاده می‌شوند.
تفاوت اصلی بین اتصالات ریزسازی و اتصالات بزرگسالی در مهار متقابل در ساختمان‌ها در اندازه و ظرفیت باربری، نوع و شکل اتصال، و نیروهای انتقالی آنها است. اتصالات ریزسازی برای عناصر کوچکتر و بارهای کمتر استفاده می‌شوند، در حالی که اتصالات بزرگسالی برای عناصر بزرگتر و بارهای بزرگتر طراحی شده‌اند. هر دو نوع اتصال در افزایش استحکام و مقاومت ساختمان نقش مهمی دارند.
مثال های جهانی مهار متقابل در سازه ها
بله، یکی از مثال‌های معروف ساختمان‌هایی با سازه‌ی مهار متقابل، ساختمان مرکزی پیشگامان کره (KPF Tower) در سئول، کره جنوبی است. این ساختمان 305 متر ارتفاع دارد و 77 طبقه دارد و در سال 2011 ساخته شده است. طراحی این ساختمان بر اساس مهار متقابل صورت گرفته است و از دو برج به شکل متقابل تشکیل شده است که برخلاف ستون‌های عمودی در سازه‌های معمولی، از ستون‌های مائل استفاده شده است.
این ساختمان به دلیل طراحی زیبا و منحصر به فرد خود، به یکی از مراکز توجه و دیدنی‌های شهر سئول تبدیل شده است. همچنین، این ساختمان به عنوان یکی از نمادهای شهر سئول و کره جنوبی شناخته می‌شود.
در کشورهای دیگر نیز به عنوان مثال می‌توان به ساختمان لیورپول (Liverpool Building) در انگلستان، ساختمان مونتپارناس (Tour Montparnasse) در پاریس، فرانسه و ساختمان تراپزوم (Torre Reforma) در مکزیکوسیتی، مکزیک اشاره کرد که همه این ساختمان‌ها از سازه‌ی مهار متقابل استفاده کرده‌اند.
مهار متقابل در سازه‌های غیرفلزی
مهار متقابل در سازه‌های غیرفلزی نیز استفاده می‌شود. این مفهوم به صورت کلی به ارتباط و اتصال قطعات سازه به یکدیگر اشاره دارد، بدون توجه به جنس قطعات. در واقع، مهار متقابل در سازه‌های فلزی فقط یکی از موارد استفاده از این اصل است.
در سازه‌های غیرفلزی مانند سازه‌های بتنی، چوبی، ماسه‌سیمانی و سایر سازه‌های کامپوزیت، نیز از مهار متقابل استفاده می‌شود. اتصالات متقابل میان قطعات این سازه‌ها می‌تواند شامل قفل‌ها، پیچ و مهره‌ها، تیرهای دیواری، سیستم‌های بسته شونده و ترکیبی از این اجزا باشد. هدف همچنان جلوگیری از جداشدن ناخواسته قطعات و ایجاد اتصالات محکم و پایدار است. مثلاً، در سازه‌های بتنی، مهار متقابل می‌تواند از طریق استفاده از تیرها و ستون‌های بتنی، بسترهای فولادی، بسترهای چوبی و صفحات پیوندی ایجاد شود. در سازه‌های چوبی نیز، اتصالات مهار متقابل می‌تواند از طریق پیچ و مهره‌ها، مهره‌های چوبی، تیرها و پرچ‌ها ایجاد شود.
در هر صورت، مهار متقابل یک اصل کلی در طراحی و اجرای سازه‌ها است که برای ایجاد اتصالات محکم و پایدار بین قطعات استفاده می‌شود، بدون توجه به جنس فلزی یا غیرفلزی بودن سازه.
معایب یا ایراد روش مهار متقابل برای پایدار سازی خاک یا گود
مهار متقابل معمولاً به دلیل نیاز به مصالح و تجهیزات خاص و نیز نیاز به کارهای زمین‌شناسی و مهندسی متخصص، هزینه‌بر است. نصب تیربندها، نصب مصالح تثبیت کننده و هزینه‌های مربوط به طراحی و نظارت می‌تواند هزینه پروژه را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
عمر مفید مهار متقابل معمولاً محدود است و نیاز به نظارت و نگهداری دارد. عوامل مختلفی مانند تغییرات رطوبتی، تغییرات دما، انرژی زمین‌لرزه و جابجایی خاک ممکن است باعث کاهش پایداری و کارایی مهار متقابل شود.
مهار متقابل معمولاً در خاک‌هایی با خواص مکانیکی خاص و خاک‌های خاصی که مقاومت کششی کمتری دارند، کارآیی بهتری دارد. در خاک‌های سیلتی، خاک‌های ماسه‌ای و خاک‌هایی با ویژگی‌های خاص ممکن است عملکرد ضعیف‌تری داشته باشد.
نصب تیربندها و مصالح تثبیت کننده به مقدار قابل توجهی فضا نیاز دارد. این موضوع می‌تواند در مواقعی که فضای محدودی برای اجرای این روش در دسترس نیست، مشکل ساز شود. همچنین، نیاز به فضای کافی برای دسترسی به محل نصب تیربندها و انجام کارهای ساختمانی ممکن است محدودیت‌هایی را برای اجرای این روش ایجاد کند.
چگونه می‌توان عملکرد صحیح سیستم‌های مهارمتقابل ساختمان را تضمین کرد؟
طراحی مناسب: طراحی سیستم‌های مهارمتقابل ساختمان باید با استفاده از روش‌ها و استانداردهای مربوطه صورت گیرد. این شامل ارزیابی دقیق خطرات محتمل، تحلیل آسیب‌پذیری‌ها و انتخاب روش‌ها و عناصر مهارمتقابل است.
استفاده از مواد و عناصر با کیفیت: استفاده از مواد و عناصر با کیفیت و استاندارد اساسی است. این شامل استفاده از فولاد با استحکام مناسب، اجزای مهارمتقابل معتبر و مواد ساختمانی با عمر مفید طولانی است.
محاسبات و شبیه‌سازی‌های دقیق: قبل از اجرای سیستم‌های مهارمتقابل، محاسبات و شبیه‌سازی‌های دقیق باید انجام شود. این شامل محاسبه نیروها، تنش‌ها و تغییرات در ساختمان در شرایط مختلف مانند زلزله، باد و غیره است. این تحلیل‌ها می‌توانند با استفاده از نرم‌افزارهای مهندسی ساختمان انجام شوند.
آزمایش‌ها و تست‌ها: قبل از راه‌اندازی نهایی ساختمان، آزمایش‌ها و تست‌های لازم باید انجام شود. این شامل آزمایش ضربه، آزمایش لرزه‌ای، تست بارگذاری و غیره است. این تست‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که سیستم‌های مهارمتقابل به درستی عمل می‌کنند و از عملکرد آنها در شرایط خطرناک اطمینان حاصل می‌شود.
نگهداری و بازبینی: پس از نصب سیستم‌های مهارمتقابل، نگهداری و بازبینی دوره‌ای آنها ضروری است. این شامل بررسی و تعمیر عناصر مهارمتقابل، بررسی عملکرد سیستم‌ها و انجام تست‌های دوره‌ای است. همچنین، باید به روزرسانی‌های لازم در صورت تغییر شرایط زمین‌ساختی یا نیاز به بهبود عملکرد سیستم‌ها توجه شود.
تاثیر مهار متقابل بر پایدارسازی ساختمان
تاثیر مهار متقابل بر پایدارسازی ساختمان‌ها بسیار مهم است. این تکنیک‌ها می‌توانند تحمل سازه در برابر نیروهای خارجی مانند لرزه‌های زمینی، باد و عوامل محیطی را افزایش داده و بهبود ظرفیت سازه برای مقابله با شرایط غیرمعمول کمک کنند. همچنین، استفاده از مهار متقابل می‌تواند سبب افزایش طول عمر ساختمان و کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات آن شود.
بعلاوه، مهار متقابل می‌تواند در بهبود عملکرد انرژی‌ای ساختمان نیز تاثیرگذار باشد. با استفاده از این تکنیک‌ها، می‌توان جریان هوای تلف شده در ساختمان را کاهش داد و بهره‌وری انرژی را افزایش داد. این موضوع منجر به کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های مربوط به سیستم‌های گرمایش و سرمایش می‌شود.
بنابراین، مهار متقابل می‌تواند به بهبود پایداری ساختمان کمک کند. با افزایش تحمل سازه در برابر نیروهای طبیعی، کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری، و بهبود عملکرد انرژی‌ای، ساختمان‌ها می‌توانند پایدارتر و بهره‌ورتر باشند.
گودبرداری به روش مهار متقابل
گودبرداری یکی از فعالیت‌های مهم در پروژه‌های ساخت و ساز است که نیازمند روش‌های مناسب برای حفظ پایداری سازه‌های خاکی است. گودبرداری به روش مهار متقابل یکی از روش‌های مؤثر برای پایدارسازی گودها است که در ادامه به آن می‌پردازیم.
روش مهار متقابل در گودبرداری، به استفاده از دیواره‌های مهاربندی شده با ستون‌های عمودی برای حفظ پایداری گود اعتماد می‌کند. در این روش، دیواره‌های گود با استفاده از مواد مهاربندی مانند بتن مسلح و پیچ‌های مهاربندی محکم شده و به صورت متقابل به یکدیگر متصل می‌شوند. ستون‌های عمودی نیز در نقاط استراتژیکی از گود نصب می‌شوند تا به عنوان پشتیبان اضافی عمل کنند.
استفاده از روش مهار متقابل در گودبرداری دارای مزایای بسیاری است. اولاً، این روش به صورت مؤثری از لغزش خاک و فرو ریزی دیواره‌ها جلوگیری می‌کند. با اتصال و مهار دیواره‌ها به یکدیگر، استحکام سازه افزایش می‌یابد و احتمال وقوع حوادث ناگوار کاهش می‌یابد.
ثانیاً، روش مهار متقابل به عنوان یک روش پیشگیرانه عمل می‌کند. با استفاده از این روش، مشکلات بعدی مانند سرریزی خاک و نشت آب قابل پیش‌بینی و جلوگیری هستند. این باعث می‌شود که پایداری گود به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یابد و نیاز به تعمیرات و تقویت‌های آینده کاهش یابد.
سوماً، روش مهار متقابل از نظر اقتصادی نیز مزیت‌های قابل توجهی دارد. با استفاده از مواد ساختاری مانند بتن مسلح و پیچ‌های مهاربندی، هزینه‌های ساخت و ساز کاهش می‌یابد و در عین حال اثربخشی و پایداری سازه بهبود می‌یابد. همچنین، نیاز به تعویض و تعمیرات مکرر نیز به حداقل می‌رسد که از لحوجه اقتصادی نیز به صرفه‌تر بودن این روش را نشان می‌دهد.
در نتیجه، گودبرداری به روش مهار متقابل یک راهکار کارآمد و اقتصادی برای حفظ پایداری گودها است. با استفاده از دیواره‌های مهاربندی و ستون‌های عمودی، این روش به صورت مؤثری از لغزش، فرو ریزی و مشکلات دیگر در گودها جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، استفاده از روش مهار متقابل بهبود قابل توجهی در پایداری سازه و کاهش هزینه‌ها به همراه دارد. در نتیجه، این روش می‌تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای پروژه‌های گودبرداری باشد.
مهار متقابل (استرات ) در سوله چیست؟
در ساخت و ساز سوله‌ها، مفهوم استرات یا مهار متقابل به اتصال و ارتباط میان دو عضو یا اجزای سازه اشاره دارد. این اتصالات معمولاً در نقاط تقاطع بخش‌های مختلف سوله و در نقاط اتصال تیرها به ستون‌ها ایجاد می‌شود. هدف اصلی استرات یا مهار متقابل در سوله‌ها، ایجاد اتصالات محکم و مقاوم برای افزایش استحکام و پایداری ساختمان است.
در سوله‌ها معمولاً از اجزای فلزی مانند تیرها و ستون‌ها استفاده می‌شود. استرات یا مهار متقابل می‌تواند به وسیله جوش، پیچ، بولت و یا اجزای دیگر صورت گیرد. این اتصالات متقابل اطمینان می‌دهند که بخش‌های مختلف سوله با یکدیگر به‌خوبی متصل شده و توانایی مقاومت در برابر بارهای مختلف را دارا هستند.
در کل، استرات یا مهار متقابل در سوله‌ها جهت افزایش استحکام و پایداری ساختمان و همچنین جلوگیری از حرکت ناخواسته بخش‌های سازه به کار می‌روند.
سازه هایی که مناسب مهارمتقابل نیستند
مهارمتقابل یک روش پایدارسازی است که در برخی از سازه‌ها ممکن است کارایی کمتری داشته باشد یا حتی مناسب نباشد. در زیر چند نوع سازه آورده شده‌اند که ممکن است برای پایدارسازی با مهارمتقابل مناسب نباشند:
- سازه‌های چند طبقه با ارتفاع بسیار زیاد: در برخی موارد، برای سازه‌های بلند مانند برج‌ها یا ساختمان‌های بلند مسکونی، مهارمتقابل ممکن است کارایی ناکافی داشته باشد و روش‌های دیگری برای پایدارسازی بتوانند موثرتر باشند.
- سازه‌های با ویژگی‌های خاص مهندسی: برخی سازه‌ها مثل پل‌ها با نقاط محل مرور متغیر و ویژگی‌های خاص مهندسی ممکن است برای مهارمتقابل مناسب نباشند.
- سازه‌های با نیاز به پوشش‌های خاص: در صورتی که سازه نیاز به پوشش‌های خاص مانند عایق‌های حرارتی، عایق‌های آب، یا پوشش‌های خاص دارد، ممکن است مهارمتقابل برای اجرای این پوشش‌ها مناسب نباشد.
مقالات مرتبط را میتوانید در این صفحات مطالعه بفرمایید :
خرپا فضایی – دیوار برلنی – استرات – پایدارسازی گود – نیلینگ – خرپا فلزی – گودبرداری – خاکبرداری