Қаңқа арканың құлау себептері мен алдын алу шаралары
Bald arch
Қазақстандағы тас және кірпіш үйлердегі аркалардың бұзылу себептері: ауа райы, механикалық зақым, дұрыс емес жобалау, сілкіністер. Құрылымдық қауіптің алдын алу!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бұзылып бара жатқан сәулеттік элемент
Decaying architectural feature
Жалпақ арка – тас немесе кірпіштен салынған ғимараттардың маңызды тірек тастарындағы шіру белгілері бар арка. Егер осы жағдайға назар берілмесе, бұл процестің дамуы арканың және оған сүйенген құрылымдардың күйреуіне әкеледі.
A bald arch is an arch featuring decay on the crucial keystones in stone or masonry buildings. Left unchecked, the progression of the condition will eventually lead to the failure of the arch and any structures supported by it.
Себептер
Қабақтардың құрылымдық тозуы түрлі себептерден туындауы мүмкін. Қабақты құрайтын тастар немесе тас қалау элементтері ұзақ жылдар бойы физикалық және химиялық әсерге ұшырайды. Бұзудың себептеріне атмосфералық жағдайлар, адамның тудырған механикалық кернеуі, дұрыс емес жобалау және жер сілкінісі немесе жануарлар сияқты табиғи құбылыстар жатады.
The structural degradation of arches can occur for a variety of reasons. The stones or masonry components that make up an arch are vulnerable to physical and chemical attack over long periods of time. Sources of damage include atmospheric conditions, human induced mechanical stress, improper design, and natural disturbances like earthquakes or wildlife.
Жердің ауысуы
Қақпаның астындағы жердің қозғалысы, әдетте, қақпадағы тастар арасындағы механикалық байланысты өзгертіп, оны қиратады. Дұрыс орналастырылғанда, қақпа күшті әр тастың бетіне тең бөледі. Қақпаның астындағы жерді жылжыту, кернеудің таралуына кері әсер етеді. Егер қақпаның екі жағы алыстаса, қақпа ортасынан көтеріліп құлайды. Егер жақтары жақындатылса, қақпада буын пайда болып, сол жердегі қысым артады. Қақпалар деңгейден бұрылып, жеке тастардың беттеріне қалыпты емес күштер түсіруі мүмкін. Жердің ұзақ уақыт бойы қозғалуына көптеген себептер бар: жер сілкінісі, аяз, топырақтың қабынуы, ағаш түбірлері, жануарлардың қуыстары және тұрақсыз топырақ – барлығы ғимараттың негізін қозғалуына әкелуі мүмкін. Табиғи жаңбыр суының pH көрсеткіші атмосферадағы көмірқышқыл газының әсерінен 5,6-ға тең. Бұл әктас пен цементті құрайтын кальций карбонатты ерітуге жеткілікті деңгей. Ауаның ластануы жаңбыр суының pH көрсеткішін төмендету арқылы бұл әсерді күшейтуі мүмкін. Жол қозғалысынан туындаған діріл тастардың бір-бірін үйкеліп, уақыт өте қозғалуына себеп болуы мүмкін. Соңында қақпа тұрақсыз болып, құлап кетуі мүмкін.
Movement of the ground beneath an arch will eventually destroy it by changing the mechanical relationship between stones in the arch. An arch will evenly distribute forces across the surfaces of each stone when it is properly emplaced. Moving the ground below the arch will negatively affect the distribution of stress. An arch will slump in the center if the two sides move apart. If the sides are moved closer together, a hinge will form in the arch, increasing the stress on that area. Arches can also become angled away from level, inducing forces that are not normal to the faces of the individual stones. The ground can shift over long periods of time for many reasons: earthquakes, frost, swelling clays, tree roots, animal burrows, and unstable soils all have the potential to move the foundation of a building. Natural rainwater has a pH of 5.6 due to carbon dioxide in the atmosphere. This is low enough to dissolve the calcium carbonate that constitutes limestone and cement. Air pollution can greatly enhance this effect by dropping the pH of the rainwater. The vibrations caused by road traffic can cause stones to grind one another and shift over time. The arch may eventually become unstable and collapse.
Құрылыс кемшіліктері
Қапталдарында жеткілікті тірегі жоқ аркалар көтеріліп, құлайды. Барлық аркалар құрылыстың салмағының бір бөлігін көлденең сыртқа қарай бағытталған күшке айналдырады. Құрылым біраз уақытқа дейін тұрақты болуы мүмкін, бірақ арка оның айналасындағы қабырғаларды үнемі сыртқа қарай итеріп тұрады. Бұл дұрыс есептеулер мен инженерлік шешімдер арқылы қамтамасыз етіледі. Аркалар сыртқы қабырғадағы тіреулермен, арка мен бұрыш арасындағы қалың және салмақты қабырға құрылымымен немесе аркаларды тізбектей орналастыру арқылы қолдауға болады, мұнда әр арка екі жағынан басқа екі аркаға қарсы тұрады.
Arches that lack adequate support on the sides will slump and fail. All arches convert some of the weight of the structure into a horizontal outwards thrust. The structure may be stable for a time, but the arch will push the walls around it outwards continuously. This is prevented by proper engineering. Arches can be supported by a buttress on the outer wall, thick, heavy wall construction between the arch and the corner, or by using arches in a series so that each arch is opposed by two others on its sides.
Алдын алу
Құрылыс кезінде сақтық шараларын қабылдау және тас құрылысты уақытылы дұрыс күтіп ұстау арқылы қапталды қақпаның (жанаспайдың) пайда болуына жол беруге болады. Жер қозғалысын берік негіз салу арқылы болдырмауға болады. Негіздің жанындағы өсімдіктерді алып тастау және жануарлардың қазба салуына жол бермеу негіздің тұрақты болуына көмектеседі. Құрылыстың айналасында дренаж жүйесін жасау және шатырды жақсы күйде ұстау арқылы қыраудың зиянын азайтуға болады. Бұл судың тасқа сіңіп, суық ауада жарылуына жол бермейді. Тастан суды ұстап тұру тұз бен қышқыл жаңбырдың салдарынан болатын зақымдануды болдырмайды. Өкінішке орай, жаңбыр суын қабырғалардан толығымен қорғау әрқашан мүмкін емес. Тастарды жаңбыр мен ластанудан қорғау үшін бояуға болады, бірақ бұл көбінесе қабылдана бермейді, себебі ол тарихи ғимараттардың түрін өзгертеді. Тасты үнемі тазалау химиялық әсерлердің зиянын азайтуға көмектеседі. Ластағыш заттар тастың сыртқы бетіне жиналады. Олар таспен әрекеттесіп, сыртқы қабаттарын тоздырады. Бұл тастың сыртқы түрін нашарлатады және соңында оны әлсіретіп, құлауына әкелуі мүмкін. Ең танымал әдістер – таза сумен немесе бумен жуу. Бірақ бұл үлкен ғимарат үшін өте қымбат және көп уақытты қажет етеді. Бір маусым ішінде бүкіл ғимаратты емдеу мүмкін болмайды, сондықтан жоғары бөліктеріне жету үшін мұражайлық жабық конструкциялар (эшафолдингтер) орнату қажет.
The bald arch condition can be prevented by taking precautions during the construction phase and by properly maintaining the stonework over time. Ground movement can be avoided by using a solid foundation. Removing vegetation from near the foundation and preventing animals from burrowing will help to keep the foundation stable. Frost damage can be reduced by ensuring drainage around the building and by keeping the roof in good condition. This will keep water from saturating the stone and cracking it during cold weather. Keeping water off of the stone will also prevent salt and acid rain damage. Unfortunately, it is not always possible to keep the rainwater off the walls. Paint can be applied to the stones to protect them from rain and pollution, but this is often rejected because it alters the appearance of historic buildings. Cleaning the stone regularly can help to reduce the effects of chemical weathering. Pollutants accumulate on the exterior surfaces of the stone. They react with the stone and degrade the outer portions. This will degrade the appearance of the stone and eventually weaken it to the point of failure. The most popular methods are scrubbing with fresh water or steam cleaning. This is very expensive and time consuming for a large building. It may be impossible to treat the entire building in one season, and scaffoldings will need to be erected to reach the higher parts.
Қалпына келтіру
Көп жағдайда арканы сақтау қажет, себебі олар тарихи және монументальді архитектурада жиі кездеседі. Бұзылған аркаларды қалпына келтіру немесе сақтау үшін көптеген әдістер қолданылады. Арканы қалпына келтірудің бірінші қадамы – құрылымды бағалау, зақымның ауырлығын анықтау және жөндеуге ең қолайлы техниканы таңдау. Архитектор немесе инженер арканың қаншалықты жылдам деформацияланатынын білу үшін белгілі бір кезеңде деформация жылдамдығын өлшейді. Деформация құрылыс аяқталғаннан кейін, құлау кезеңінде бірден пайда болуы мүмкін. Егер жағдай сондай болса, зақымды қалпына келтіру жедел қажеттілік тудырмайды. Қалпына келтірудің мақсаты маңызды мәселе. Егер мақсат тек қана одан әрі нашарлаудың алдын алу болса, бастапқы күйін қалпына келтіруге қарағанда аз жұмыс жасауға тура келеді.
It is often desirable to preserve an arch because they are common in historic and monumental architecture. Numerous methods are employed for restoring or preserving degraded arches. The first stage in restoring an arch is to evaluate the structure to determine how serious the damage is and what technique is best suited for repair. An architect or engineer will measure the rate of deformation over some period of time, to see how fast the arch is degrading. The deformation could have occurred immediately after construction during the settling period. If that is the case, it is less urgent to repair the damage. The goal of the restoration is an important consideration. If the goal is only to prevent further deterioration, there will be less work than if the goal is to restore the original condition.
Қалқалау
Арканы құрылысқа жаңа материалдар қосып нығайтуға болады. Бұзу тәсілі арканың қалай нығайтылатынын анықтайды. Аркалардың ең көп кездесетін бұзуы – жоғарғы бөлігіндегі тастардың сыртқа қарай жылжуы. Арка үнемі бүйірге қысым түсіреді, сондықтан сыртқа бағытталған қысымды басқару қажет. Егер арка бүйірден ауып кетсе, бүйірлік итеруді ұстап тұру үшін тірек салуға болады. Кейбір жағдайларда, бастапқы көрінісін сақтау үшін сыртқы тіректің орнын болаттан жасалған кернеулі таяқшалар алмастырады. Арканың барлық бөлігін дайындамай, одан бір тас та алып тастау оның бұзылуына әкеледі. Аркаға кез келген жұмыс жасамас бұрын, оны қолдау керек. Бұл ағаштан жасалған уақытша тіреулермен жасалады, бұл арканың бастапқыда қалай салынғанына ұқсас. Барлық арка ағаш тіреулермен ұсталып тұрады. Содан кейін жеке тастарды алып тастап, жөндеуге немесе ауыстыруға болады. Тастар арасындағы тігістерді қайта толтыру немесе бітеулеу құрылыстың беріктігін едәуір арттырады. Егер арка құлап қалса, оны гидравликалық домкратпен тіктеп, тастарды орнына итеріп, тігістерін қайта толтыруға болады. Бұл өте қиын жұмыс, өйткені арка жөнделген кезде аркаға сүйенген барлық құрылыстарды қолдау қажет. Аркаларды болаттан жасалған фермалармен нығайтуға да болады. Кейбір қарсыластар бұл аркалардың сыртқы түрін нашарлатады, оларды тіс түзету құралдары сияқты етіп көрсетеді деп санайды. Бұл тірек болмаса, ғимараттың құрылымы қауіпсіз болмас еді.
An arch may be shored up by adding new materials to the structure. The mode of failure determines how the arch should be reinforced. The most common failure for arches is an outwards movement of stones near the top. An arch will constantly apply pressure sideways, so the outwards pressure must be managed. If the arch is failing sideways, a buttress can be built to contain the lateral thrust. Steel tensioning rods can take the place of an external buttress to maintain the original appearance in some cases. Removing any stone from an arch without preparing the entire arch will cause it to fail. The arch must be supported before any work can be done. This is done with a falsework of wooden trusses, similar to how the arch is initially built. The entire arch is supported by the wooden falsework. Individual stones can then be removed and repaired or replaced. Repointing or grouting the joints between stones can greatly improve the integrity of the structure. If the arch has slumped it can be shored up using a hydraulic jack, and then the stones can be pushed into place and repointed. This can be a very demanding job, since any structures supported by the arch will need to be supported while the arch is repaired. The arches also can be reinforced using steel trusses. Some opponents believe that this degrades the appearance of the arches, that it makes them look like dental braces. Without this support, the building would be structurally unsound.