Тіреу — бұл қисайған әсермен жұмыс істейтін конструкцияларда пайда болатын вертикальдік жүктеменің көлденең құрамдас бөлігі. Қарапайым тілмен айтқанда, тіреу — бұл конструкция опорларын бүйірге ығыстыруға ұмтылатын күш. Ол аркаларда, сводтарда, күмбездерде, сондай-ақ кейбір типтегі жүктемені көтеретін қабырғалар мен жебе плита жүйелерінде кездеседі.
Қазақстанның құрылыс тәжірибесінде дәстүрлі монументалды шешімдерден бастап қазіргі заманғы архитектуралық формаларға дейін распор жұмысын дұрыс түсіну ғимараттар мен құрылыстардың ұзақ мерзімділігі мен сенімділігі үшін аса маңызды.
Тіреу пайда болу механизмі
Қабырға немесе күмбез тәрізді аркалы конструкцияға вертикальдік жүктеме (мысалы, жебе плита немесе шатыр салмағы) түсірілгенде, ол тек опораларға бағытталмай, сонымен бірге осы опораларды сыртқа қарай ығыстыруға ұмтылатын көлденең қысымды тудырады. Осы көлденең қысым – тіреу.
Мұндай конструкциялардың ерекшелігі – жүктеме тек тік бағытта емес, айтарлықтай көлденең компонентке ие болуы. Арканың неғұрлым тік болуы тіреу күшін азайтса, керісінше, конус неғұрлым жалпақ болса, тіреу соғұрлым ұлғаяды.
Егер тіреуді компенсациялайтын немесе ұстайтын конструктивтік шаралар қарастырылмаса, ғимаратта айтарлықтай деформациялар пайда болып, ең нашар жағдайда – іргетастан ажырап опадауы мүмкін. Сондықтан тіреуді дәл есептеу тиісті архитектуралық жобаларды дайындағанда өте маңызды.
Тіреу әсерінде жұмыс істейтін конструкциялар
Тіреу бірнеше ерекше конструкцияларда пайда болады:
- Аркалар. Классикалық тіреу жүйесі. Тұрақтылық үшін бүйірлік күшті массивті опоралар немесе тартпалар арқылы өтеу қажет.
- Сводтар. Ұзындығы бойымен және көлденеңінен сводтарда тіреу қабырғаларды сыртқа қарай ығыстыруға ұмтылады.
- Күмбездер. Әсіресе үлкен диаметрлі күмбездерде (мешіт, сарай, стадион) тіреуді ескеру қажет.
- Консольдік элементтер. Кейбір консольдер айтарлықтай шығыңқы болғанда да тіреу қысымын туғызуы мүмкін.
Архитекторлар мен инженерлер дәстүрлі түрде тіреу эффектісін ғимараттың көркемдік идеясын күшейту үшін пайдаланған, бірақ әрдайым оның қауіпсіз бақылау тәсілдерін іздеген.
Тіреуді компенсациялау әдістері
Құрылыс ісінде тіреуді ұстап қалу немесе өтеу үшін дәстүрлі және заманауи бірнеше әдістер қолданылады:
- Массивті опорлар. Қабырғалар, іргетастар мен бағаналардың қалыңдығын арттыру арқылы тіреуді өзінің салмағы мен қажырлылығымен қабылдау. Бұл әдіс ортағасырлық ғимараттарға, мысалы, готикалық соборларға тән.
- Тартпалар. Конструкция негіздерінің арасына көлденең бөрене немесе болат тартпаларды орнату. Тартпалар тіреу күштерін созылу күштеріне айналдырады.
- Контрфорстар. Негізгі қабырға бетінен сыртыға шыққан вертикалді қабырғалар-реберлер, көлденең күштерді қайта бағыттап таратады.
- Рамалық жүйелер. Заманауи құрылысында кейде тіреуді қатты қосылымдары бар рамалар қабылдайды.
- Монолитті темірбетондық қаптамалар. Қазіргі күмбезді құрылыс түрлерінде армоцемент немесе темірбетон қабықшалары қолданылады, олар тұйықталған қысым схемасы бойынша жұмыс істеп, өз формасы мен арматура каркасының арқасында тіреуге төзеді.
Әдісті таңдау жобаның ерекшелігіне, ғимарат көлеміне, қолданылатын материалдарға және архитектуралық мақсатына байланысты.
Қазақстанда тіреу әсері және жобалау
Қазақстанның Қазақстанның әртүрлі өңірлерінде күшті желдер немесе жоғары сейсмикалық белсенділік басым келеді. Сондықтан тіреуді есептеу мен компенсацияға аса мән беру қажет.
Сейсмикалық белсенді облыстарда (Алматы, Шығыс Қазақстан) жер сілкіністер кезінде тіреу динамикалық жүктемелерге байланысты айтарлықтай артуы мүмкін. Сол себепті тұрақты өңірлерге арналған әдістер жеткіліксіз болып, күшейтілген тартпалар, темірбетон рамалар немесе көлденең күштерді кешенді қабылдау жүйелері қолданылады.
Солтүстік өңірлерде, қыста қар жүктемесінің көбеюіне байланысты тіреу күші сводты немесе аркалы қаптамаларда артады.
Осы ерекшеліктер ғимараттардың беріктігі мен эксплуатациялық қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін жобалау кезеңінде міндетті түрде ескерілуі керек.
Тіреу күштерін есептеу және конструкцияларда жүзеге асырудағы қателіктер
Тіреу күшін елемеу немесе жеткіліксіз есептеу ауыр салдарға әкеледі:
- Тіреу аймақтарында жарықтардың пайда болуы.
- Қабырғалардың сыртқа ығысуы.
- Шатырдың немесе күмбездердің деформациясы.
- Жүктемені көтеретін конструкциялардың толық құлауы.
Классикалық қателіктерге мыналар жатады:
- Тіреу күшін қабылдау үшін тіреу қабырғаларының жеткіліксіз салмағы.
- Тартпаларды қолданбаған тым жалпақ аркалар.
- Тартпалар мен контрфорстар байламдарының түйіндерін қате орындау.
- Уақытша жүктемелерді (жел, қар, сейсмика) ескермей қалу.
Бұл барлық жағдайлар архитектуралық және инженерлік жобалау кезеңінде мәселені нақты әрі мұқият қарастыру қажеттігін көрсетеді, әсіресе күрделі климаттық және геологиялық жағдайларда.
Тіреу күштері маңызды рөл атқаратын конструкциялардың мысалдары
Қазақстан мен әлем архитектурасында тіреу күштерімен сауатты жұмыс істей отырып, ерекше ғимараттар мен құрылымдарды жасауға мүмкіндік берген көптеген мысалдарды кездестіруге болады:
- Еуропа готикалық соборлары. Ұлы аркалы нефтер мен трансепттер контрфорстар мен аркбутандар жүйесі арқасында көрінеді.
- Орталық Азияның күмбезді мешіттері мен мавзолейлері. Мысалы, Түркістандағы Қожа Ахмет Яссауи мавзолейі, мұнда мықты қабырғалар мен арнайы аркалы конструкциялар алып кірпіш күмбезінің тіреу күшін қабылдайды.
- Қазіргі стадиондар мен аркалы көпірлер. Мұнда созылу жағдайында жұмыс істейтін болат немесе темірбетон тартпалар кеңінен қолданылады.
- Астанадағы концерт залдары мен көрме орталықтары үлкен пролетті аркалы қаптамалармен инновациялық инженерлік шешімдер арқылы көлденең күштерді бақылап қолданады.
Бұл мысалдар түрлі архитектуралық стильдер мен дәуірлерде тіреу күштерімен дұрыс жұмыс істеудің маңыздылығын айқын көрсетеді.
Қазіргі заманғы тарту күштерін бақылау және өтемдеу технологиялары
Қазіргі құрылыс саласы тарту күштерімен тиімді жұмыс істеуге арналған озық технологияларды ұсынады:
- Арматуралық тартылуларды алдын ала кернеумен жабдықтау. Болат сүйектерді белсенді түрде кернеуге арналған жүйе жүктемені дәл реттеуге мүмкіндік береді.
- Инновациялық армирленген материалдар. Композиттік таяқшалар мен арматуралар тартылулардың беріктігін арттырып, олардың салмағын азайтады.
- Интеллектуалдық мониторинг жүйелері. Қысым датчиктерін орнату құрылымның мінез-құлқын нақты уақыт режимінде қадағалауға және мүмкін болатын деформацияларға дер кезінде жауап беруге мүмкіндік туғызады.
- 3D-модельдеу және BIM-технологиялары. Жоба сатысында әртүрлі жүктемелер кезінде конструкцияны модельдеп, тарту күшінің барлық ықтимал сценарийлерін алдын ала қарастыруға мүмкіндік береді.
Осы әдістер Қазақстандағы құрылыс нысандарында, әсіресе ұлттық немесе мәдени маңызы бар жобаларда кеңінен қолданыс табуда.
Қорытынды
Тарту күші – бұл аркалар, күмбездер, күмбезді құрылыстар және басқа да күрделі архитектуралық формаларды жобалау кезінде ескерілуі тиіс аса маңызды құбылыс. Қазақстандағы құрылыс жағдайында желдік, қарлық және сейсмиялық жүктемелерге байланысты тарту күшін ескеру ерекше мәнге ие.
Көлденең күштерді дұрыс есептеу, өтемдеу әдістерін дөп таңдау және заманауи технологияларды пайдалану тұрақты, сенімді және ұзақ қызмет ететін ғимараттарды инженерлік логика мен сәулеттік көркемдік үйлесімділікте жасауға мүмкіндік береді. Тарту күшінің табиғатын ұғыну және онымен жұмыс істеу — құрылыс инженері мен сәулетшінің кәсібилігінің ажырамас бөлігі.
