Si student apo inxhinier i inxhinierisë, a keni menduar ndonjëherë se si urat, muret mbajtëse dhe kalatat mund të përballojnë forcat e mëdha horizontale të presionit të erës, ujit ose tokës? Përgjigja qëndron në mënyrën e zgjuar të krijimit të grumbujve të brumit.
Kur këto pjesë të veçanta të themelit drejtohen në një kënd me vertikale, ato u japin strukturave që mbështesin rezistencën dhe qëndrueshmërinë që u nevojiten për të qenë të sigurta dhe të zgjasin një kohë të gjatë.
Pavarësisht nëse jeni të interesuar në inxhinieri civile, strukturore ose gjeoteknike, të dini se si funksionojnë grumbujt e brumit dhe për çfarë mund të përdoren ato është e rëndësishme për karrierën tuaj.
Në këtë artikull, unë do të mësoj më shumë rreth grumbujve të brumit, duke përfshirë qëllimin e tyre, përfitimet e tyre dhe gjërat më të rëndësishme për të menduar kur hartoni një të tillë.
Bëhuni gati të mësoni për një pjesë interesante të inxhinierisë që ka ndryshuar mënyrën si jetoj për qindra vjet.
Hyrje në grumbullin e brumit
Përkufizimi zyrtar:
Një grumbull i shtyrë në një pjerrësi në vertikale për të siguruar rezistencë ndaj forcave horizontale.
Një grumbull i brumit është një lloj grumbulli që vendoset në një kënd me vertikale në mënyrë që të mund t'i rezistojë forcave nga ana.
Në inxhinieri, ky lloj grumbulli përdoret shpesh për të mbajtur strukturat në det të hapur, kullat dhe urat.
Mund të përdoret gjithashtu për të lëvizur ngarkesat në një kënd dhe forcat në një vijë të drejtë.
Në këtë artikull, ne do të flasim për atë që është një grumbull brumë dhe si përdoret në inxhinieri.
Konceptet themelore të grumbullit të brumit
Këndi i brumit:
Këndi i brumit është këndi midis boshtit vertikal dhe atij të grumbullit.
Këndi i brumit mund të jetë i ndryshëm për secilën strukturë, në varësi të llojit të ndërtesës, kushteve të tokës dhe faktorëve të tjerë të projektimit.
Kapaciteti maksimal i tërheqjes së një grumbulli të brumit rritet ndërsa këndi i brumit rritet, deri në një vlerë maksimale që arrihet kur këndi i brumit është rreth 20°.
Kapaciteti maksimal i tërheqjes bie pas këtij këndi.
Momentet e përkuljes:
Grumbujt e brumit mund të përkulen për shkak të peshës së tyre ose për shkak të forcave nga jashtë grumbullit.
Sa i madh është momenti i përkuljes varet nga gjatësia, gjerësia dhe këndi i brumit të grumbullit.
Gjatë projektimit të një grumbulli të brumit, duhet të merret parasysh momenti i përkuljes për t'u siguruar që grumbulli mund të përballojë ngarkesat e pritshme.
E vërteta tronditëse për themelet e anuar: Si grumbujt e brumit mund t'i shpëtojnë strukturat tuaja
Ende e vështirë për t'u kuptuar? Më lejoni të ndryshoj pak këndvështrimin:
Jeni të mërzitur duke parë ndërtesat dhe urat për të cilat keni punuar shumë për të ndërtuar të rrëzohen me forcën më të vogël horizontale? Epo, mos u shqetësoni! Ne kemi përgjigjen për problemet tuaja të ndërtimit: thjesht drejtoni shtyllat tuaja në një kënd.
Po, ashtu është, harro të jesh i gjatë dhe përqafo botën e mrekullueshme të grumbujve të brumit! Kush ka nevojë për një bazë të fortë kur ju mund të keni një të anuar? Mirë, në rregull, përpara se të filloni të pyesni veten nëse jam i çmendur, le të shohim shkencën dhe inxhinierinë pas kësaj qasjeje që duket se shkon kundër sensit të përbashkët.
Tani le të kthehemi te shpjegimi.
Qëllimi dhe përfitimet e grumbullit të brumit
Qëllimi i grumbujve të brumit është të transferojë momentin e përmbysjes në një kombinim të shtyllave vertikale dhe të brumit që mund të trajtojnë si forcat e ngjeshjes ashtu edhe ato të tensionit.
Shpërndarja e ngarkesës dhe rezistenca ndaj forcave horizontale
Në projektimin paraprak, ngarkesa në grumbullin e brumit zakonisht mendohet të jetë në një drejtim boshtor.
Ngarkesat mund të shpërndahen midis grumbujve të brumit dhe shtyllave vertikale në një grup duke përdorur një grafik ose duke përdorur metoda analitike.
Grumbujt e brumit mund të përballojnë shumë forcë nga njëra anë në tjetrën, dhe ato e kalojnë atë forcë nga njëra anë në tjetrën pjesërisht në formën e forcës boshtore në vend që të përkulen dhe të prehen.
Forcat horizontale ndalen nga rezistenca pasive e grumbullit të brumit, i cili bazohet në pjesën horizontale të ngarkesës aksiale.
Kapaciteti tërheqës i grumbujve të baterive
Sasia e peshës që mund të mbajë një grumbull brumë varet nga mënyra se si është formuar dhe sa e pjerrët është.
Shtyllat katrore ose drejtkëndëshe mund të tërhiqen më lehtë se shtyllat e rrumbullakëta.
Kur dendësia e rërës rritet, raporti i kapacitetit të tërheqjes së përafërt me atë të qetë zvogëlohet.
Raporti i hollë (L/d) i një grumbulli të pjerrët ndikon në aftësinë e tij përfundimtare tërheqëse.
Ndërsa raporti i hollësisë rritet, kapaciteti përfundimtar i tërheqjes zvogëlohet.
Momenti i përkuljes dhe vendosja e tokës përreth
Grumbujt e brumit që qëndrojnë më vete mund të përkulen për shkak të peshës së tyre ose për shkak të forcave nga jashtë.
Për shkak të lëvizjes së tokës rreth tyre, grumbujt e brumit në mbushje të lirshme ose depozitat që po bëhen më të ngushta mund të ngarkohen anash.
Për shembull, kur balta ngurtësohet, duhet të vendoset një shtresë e përhershme.
Përfitimet e brumit të grumbullit
Brumi i grumbullit është i rëndësishëm sepse mund t'u japë mbështetje shtesë ndërtesave që goditen nga gjëra të tilla si tërmetet, era dhe dallgët.
Brumi i shtyllave gjithashtu mund ta bëjë më të vështirë nxjerrjen e grumbujve nga toka në rërë dhe mund të ndihmojë në bërjen e shpateve më të qëndrueshme.
Gjithashtu, brumi i grumbullit mund të zvogëlojë lëvizjen e kapakut dhe superstrukturës së grumbullit duke lejuar rrotullime të mëdha.
Në përgjithësi, grumbujt e brumit mund t'i bëjnë strukturat më të qëndrueshme dhe elastike, duke i bërë ato më rezistente ndaj forcave anësore dhe duke u siguruar që ato të zgjasin për një kohë të gjatë.
Përdorimet e grumbullit të baterive në ndërtim dhe inxhinieri
Në ndërtim dhe inxhinieri, grumbujt e brumit shpesh përdoren për t'i dhënë strukturave mbështetje dhe rezistencë ndaj forcave anësore.
Këto grumbuj janë të shtyrë në një kënd në planin vertikal.
Kjo i bën ata mjaftueshëm të fortë për t'i rezistuar momenteve të përmbysjes të shkaktuara nga ngarkesat e erës ose tërmetit.
Në këtë seksion, ne do të flasim për mënyrat e ndryshme se si mund të përdoren grumbujt e brumit në ndërtim dhe inxhinieri.
Mbështetja e strukturave në det të hapur
Grumbujt e baterive përdoren shpesh për të ndërtuar struktura si platforma vaji, turbina me erë dhe struktura lundruese që janë jashtë në det.
Forcat e forta të valëve dhe erës i shtyjnë këto struktura, të cilat mund të shkaktojnë ngarkesa të mëdha anësore që duhet të ndalen.
Grumbujt e brumit përdoren për t'i dhënë këtyre strukturave rezistencën e kërkuar anësore dhe për t'u siguruar që ato të jenë të qëndrueshme.
Kullat Mbështetëse
Kullat, si kullat e transmetimit dhe kullat e komunikimit, ndërtohen gjithashtu duke përdorur grumbuj brumë.
Në shumicën e rasteve, këto kulla janë të larta dhe të holla, gjë që i bën ato të prekshme ndaj ngarkesave të erës dhe tërmeteve.
Grumbujt e brumit përdoren për të mbajtur strukturën të qëndrueshme nën këto ngarkesa dhe për t'u siguruar që ajo është e sigurt dhe do të zgjasë për një kohë të gjatë.
Urat Mbështetëse
Gjatë ndërtimit të urave, grumbujt e brumit shpesh përdoren për të mbështetur mbështetëset, kalatat dhe pjesët e tjera të strukturës që janë subjekt i ngarkesave anësore.
Përdorimi i grumbujve të brumit siguron që ura të jetë e qëndrueshme dhe e sigurt, veçanërisht në vendet ku ka shumë tërmete ose erëra të forta.
Strukturat Mbështetëse Detare
Grumbujt e brumit përdoren gjithashtu për të ndërtuar gjëra të tilla si bankina, porta dhe ujëvarëzues që janë mbi ujë.
Në këto struktura shpesh vihen forca të forta valore, të cilat mund të shkaktojnë ngarkesa të mëdha anësore.
Grumbujt e brumit përdoren për t'u dhënë këtyre strukturave rezistencën e nevojshme anësore dhe për t'u siguruar që ato të jenë të qëndrueshme.
Rezistenca ndaj përhapjes anësore
Në ndërtimin e inxhinierisë gjeoteknike, grumbujt e brumit mund të përdoren gjithashtu për të ndaluar përhapjen e tokës anash.
Në vendet me tokë të dobët ose me shumë tërmete, përhapja anësore mund të dëmtojë shumë ndërtesat.
Grumbujt e brumit përdoren për t'i dhënë strukturës rezistencën e nevojshme anësore dhe për ta mbajtur atë të qëndrueshme.
Krahasimi i grumbujve të brumit dhe shtyllave vertikale
Sjellja nën ngarkesa anësore
Kur krahasohet me grumbujt vertikal dhe pozitiv të brumit, është parë se grumbujt negativ të brumit mund të përballojnë më së miri ngarkesat anësore.
Me të njëjtën ngarkesë, një grumbull pozitiv i brumit ka 19% më shumë gjasa të përkulet sesa një grumbull vertikal.
Grumbulli nuk mund të mbajë aq peshë sa një shtresë uniforme rëre e trashë, sepse ka një shtresë të hollë rëre të imët sipër, gjë që e bën atë më pak rezistent.
Fërkimi dhe presioni pasiv i tokës
Si për shtyllat vertikale ashtu edhe për grumbujt e brumit, presioni pasiv i tokës ndikohet nga sa fërkohet sipërfaqja e grumbullit me tokën.
Brumi tipik (horizontal në vertikal) i shtyllave të pjerrëta varion nga 1:5 deri në 1:3, në varësi të kushteve të tokës dhe nevojave të strukturës.
Rezistenca ndaj ngarkesave anësore
Grupet e shtyllave si me brumë ashtu edhe me shtylla vertikale janë më rezistente ndaj ngarkesave anësore në drejtim të brumit ose kundër brumit sesa grupet e shtyllave me shtylla vetëm vertikale.
Një grup me grumbuj brumë negative është më rezistent se një grup i ngjashëm me grumbuj brumë pozitivë.
Faktorët që ndikojnë në këndin optimal të grumbullit të brumit
Faktorët që ndikojnë në këndin optimal të grumbullit të brumit në inxhinieri
Këndi më i mirë i brumit për një projekt varet nga një numër faktorësh që janë unikë për atë projekt.
Në këtë seksion, ne do të flasim për gjërat që ndikojnë në këndin më të mirë për një grumbull brumë për një projekt të caktuar.
Raporti i hollësisë së grumbullit
Raporti i hollë (L/d) i një grumbulli të pjerrët përcakton se sa mund të tërhiqet.
Kapaciteti përfundimtar i tërheqjes zvogëlohet ndërsa raporti i hollësisë rritet.
Dendësia e rërës
Deri në 20 gradë të këndit të brumit, kapaciteti i tërheqjes së një grumbulli brumë në rërë rritet.
Pas kësaj, ajo fillon të zbresë.
Raporti i aftësisë tërheqëse të përafërt me atë të lëmuar zvogëlohet ndërsa dendësia e rërës rritet.
Faktorë të tjerë
Përveç raportit të gjerësisë së grumbullit me thellësinë dhe densitetit të rërës, këndi optimal i grumbullit të brumit mund të ndikohet gjithashtu nga:
- Kushtet e tokës.
- Kërkesat strukturore.
- Madhësia dhe drejtimi i ngarkesave në anën.
- Këndi i fërkimit të ndërfaqes.
- Përmbajtja e lagështisë.
Madhësia dhe forma e kokrrave.
Kuptimi i goditjes në drejtimin e grumbullit
Llojet e shtyllave si grumbujt e brumit janë të shtyrë në një kënd me boshtin vertikal për t'i rezistuar forcave horizontale.
Në këtë seksion, ne do të flasim për pjesët e ndryshme të grumbujve të brumit që përdoren në drejtimin e shtyllave.
Matja e këndit të goditjes
Shumicën e kohës, një shabllon përdoret në fushë për të matur këndin e brumit në një grumbull brumë.
Këndi më i mirë i brumit për një projekt të caktuar varet nga një sërë faktorësh specifikë të projektit, siç janë kushtet e tokës, nevojat e strukturës dhe madhësia dhe drejtimi i ngarkesave anësore.
Ngarkimi dhe vendosja anësore
Grumbujt e brumit përdoren për të lëvizur ngarkesat e pjerrëta dhe forcat horizontale, dhe ato mund të ngarkohen anash nëse toka rreth tyre zhvendoset.
Kur përcaktoni këndin më të mirë të brumit për një projekt, është e rëndësishme të mendoni me kujdes për kushtet e tokës dhe nevojat strukturore të projektit.
Ndikimi në pajisje
Kur përdoren grumbujt e brumit, pistoni dhe cilindri marrin më shumë konsum, gjë që mund t'i bëjë ato të zgjasin më pak.
Kur drejtoni grumbujt e brumit, mund të nevojitet një zgjatim i cilindrit për të zvogëluar konsumin dhe për t'i bërë gjërat më të sigurta.
Shpërndarja e ngarkesës
Në projektimin paraprak, ngarkesat e grumbullit të brumit zakonisht mendohen si boshtore.
Ngarkesat mund të shpërndahen midis grumbujve të brumit dhe shtyllave vertikale në një grup duke përdorur një grafik ose duke përdorur metoda analitike.
Përkulja dytësore dhe lëvizja e kapakut të grumbullit duhet të merren parasysh të dyja, veçanërisht kur kapaku i grumbullit është i ngurtë.
Matja në terren e grumbullit të brumit
Matja në terren e këndit të brumit të një grumbulli
Një shabllon mund të përdoret në fushë për të matur këndin e brumit në një grumbull.
Për të matur këndin, mund të përdorni një klinometër ose një nivel dixhital.
Ju gjithashtu mund të përdorni një matës shirit dhe një kumbull për të matur thellësinë dhe distancën midis dy pikave në grumbull.
Me këtë informacion, ju mund të kuptoni këndin e brumit të grumbullit.
Ju gjithashtu mund të përdorni një stacion total me një rrjetë rrethore koncentrike për të matur me saktësi këndin e brumit të një grumbulli pa ndalur ndërtimin.
Karakteristikat e sjelljes së shtyllave të brumit nën ngarkesë vertikale
Studiuesit kanë shqyrtuar se si veprojnë grumbujt e brumit të vetëm kur ngarkohen nga lart.
Ndërsa këndi i brumit rritet, kapaciteti i tërheqjes së grumbujve të ashpër të brumit të ndërtuar në rërë të dendur rritet dhe arrin vlerën e tij maksimale.
Raporti i kapacitetit përfundimtar të tërheqjes ndërmjet shtyllave të përafërt dhe të lëmuar zvogëlohet ndërsa densiteti i rërës rritet.
Metoda e optimizimit dhe rregullimit për orientimin e shtyllave
Një algoritëm gjenetik është përdorur gjithashtu për të krijuar një metodë për optimizimin dhe rregullimin e orientimit të shtyllave.
Me këtë metodë, grumbujt e brumit për një skelë me shtylla mund të kthehen në mënyrë që të mos kalojnë në hapësirë.
Duke u siguruar që grumbujt e brumit janë vendosur në mënyrën më të mirë, stabiliteti dhe siguria e skelës mund të përmirësohet.
Në përgjithësi, ka mënyra të ndryshme për të matur këndin e brumit të një grumbulli në terren dhe janë bërë kërkime për të mësuar më shumë se si sillen grumbujt e brumit nën ngarkesë vertikale.
Stabiliteti dhe siguria e strukturave që mbahen lart nga grumbujt e brumit mund të përmirësohet gjithashtu duke gjetur një mënyrë për të optimizuar dhe rregulluar drejtimin e shtyllave.
Sekuenca e punës së grumbullimit detar
Këshillë: Aktivizoni butonin e titrave nëse ju nevojitet. Zgjidhni "përkthim automatik" në butonin e cilësimeve, nëse nuk jeni të njohur me gjuhën e folur. Mund t'ju duhet së pari të klikoni në gjuhën e videos përpara se gjuha juaj e preferuar të bëhet e disponueshme për përkthim.
konkluzioni
Si përfundim, grumbujt e brumit janë një pjesë magjepsëse dhe e rëndësishme e inxhinierisë që meriton vëmendjen dhe vlerësimin tonë.
Që nga kohët e lashta e deri më sot, ata kanë treguar se janë të rëndësishme për t'u siguruar që ndërtesat tona janë të sigurta dhe të qëndrueshme.
Ndërsa përballemi me probleme të reja si ndryshimi i klimës, qytetet në rritje dhe teknologjitë e reja, grumbujt e brumit bëhen një pjesë edhe më e rëndësishme e infrastrukturës sonë të ardhshme.
Si student apo inxhinier i inxhinierisë, ju keni fuqinë dhe përgjegjësinë për t'i shtuar kësaj trashëgimie përsosmërie dhe inovacioni.
Kështu që herën tjetër që të ecni nëpër një urë, me makinë pranë një muri mbajtës ose të shikoni lart në një ndërtesë të lartë, mendoni për grumbujt e brumit.
Ata janë heronjtë e pakënduar që i bëjnë të gjitha këto gjëra të mundshme.
Një grumbull në një kohë, le të vazhdojmë të shtyjmë kufijtë e inxhinierisë.
Lidhjet dhe referencat
Fjalori i Arkitekturës dhe Ndërtimit
Shpërndaje në…
