Ahşap Zeminlerde ve Tavanlarda Sertlik

Tarihi binalardaki asma ahşap zeminlerin performansındaki azalma, algılanan veya gerçek olsun, saatlerce süren yapısal analizleri özümsemeye devam ediyor. Bazen sürücüler, alçı cilaları bozan başarısız ana kirişler gibi bariz olanlardır, bazen bir avizenin çınlaması gibi daha az belirgindirler; her iki durumda da, sorun var.

Güvenli yaklaşım, özellikle minimum müdahale açısından, Eski Yapıları Koruma Derneği'nin onarım ilkelerini takip etmektir. Ancak bunun başarılı olması için öncelikle insan algısı da dahil olmak üzere ilgili tüm gerçekleri ve etkileri anlamak gerekir.

Asma ahşap zeminlerle ilgili problemler genellikle iki yapısal tasarım düşüncesinden biriyle ilgilidir – dayanıklılık ve sertlik (servis edilebilirlik). Çeşitli dış etkilerden kaynaklanan mukavemet azalmasına yönelik çözümler normalde açıktır ancak uygulanması zor olabilir. Öte yandan, bu makalenin odak noktası olan 'canlı' zeminleri düzeltmeye yönelik çözümler genellikle daha karmaşıktır ve müşteri beklentilerini karşılamak genellikle zordur.

Nedenleri ve Etkileri

Tüm asma ahşap zeminler, sabit yükteki değişiklikler ve daha karmaşık canlı yükleme ile bir dereceye kadar eğilir. Modern tasarımlarda, hareket, yerde yürüyen bir kişi tarafından zar zor fark edilir. Ancak bazı durumlarda, özellikle eski zeminlerde fark edilebilir bir sıçrama olabilir. En kötü durumlarda, titreşim, aşağıdaki tavandaki ince tarihi sıva işlerinde çatlaklara neden olarak hayatta kalmasını tehdit edebilir. Yetersiz sertlik ayrıca bir ahşap yapıyı trafik, canlı müzik performansları ve makineler gibi daha az doğrudan kaynaklardan gelen titreşime duyarlı hale getirebilir, bu nedenle üzerinde zemin bulunmayan alçı tavanlar da benzer sorunlardan sorumlu olabilir.

Herhangi bir müdahale düşünülmeden önce, yapının doğasını, durumunu ve sorunun nedenini tam olarak anlamak esastır. Kusurlar doğal olabilir - örneğin küçük boyutlu birincil kirişler veya kirişler - veya hizmetler için açılan delikler ve çentikler gibi zamanla meydana gelen değişikliklerin sonucu veya çürümenin etkileri nedeniyle olabilir. Örneğin, yeni ekipmanın eklenmesini gerektirebilecek üst katın kullanımındaki bir değişiklikten kaynaklanan yükleme değişiklikleri de meydana gelmiş olabilir. Bir zemine eklenen bölmeler, yük yollarını değiştirerek yapıya yeni yükler aktarabilirken, aşağıdaki bölmelerin kaldırılması açıklıkları arttırmış olabilir.

Sadece alçı işi gibi tarihi doku üzerindeki fiziksel etkiler değil, aynı zamanda müşterinin algılanan etkileri ve beklentileri de dahil olmak üzere durumun olası sonuçlarını anlamak da önemlidir. Bina titreşimlerine insan tepkisi konusunda rehberlik sağlayan ISO 2631-pt2 2003 Ek B'ye göre:

Binalardaki titreşime insan tepkisi çok karmaşıktır. Çoğu durumda, rahatsızlık ve şikayetlerin derecesi, yalnızca izlenen titreşimin büyüklüğü ile doğrudan açıklanamaz. ...Binalardaki titreşimlere karşı temel insan tepkisi olumsuz yorumdur.

Bu, yapılardaki titreşimlere karşı insan duyarlılığının öznel olduğunu ve bu nedenle tatmin edilmesinin zor olduğunu göstermektedir. Görünen o ki, müşteriye odaklanmış bir raporun iletilebilmesi için, fiziksel inşaat araştırması dışında, asma zemindeki titreşimlerin ölçülmesi gerekiyor. Aksi takdirde, çok az iyileştirme algısıyla canlı bir zemini düzeltmeye çalışmak için çok para harcamak mümkündür.

Değerlendirme

Her tarihi ahşap yapı benzersizdir. Varsayılan bir elastisite modülüne dayalı olarak bir kirişin boyutlarından sapmasını tahmin etmek mümkün olsa da, pratikte bu tür hesaplamalar güvenilmezdir. Düğümlerin boyutu ve konumu, ahşabın kalitesi ve gücü ve çürümenin varlığı, bunların tümü performansı üzerinde etkilidir. Bir bütün olarak yapının gücü ve performansı, birincil veya ikincil (örneğin kirişten duvara ve kirişten kirişe) bağlantıların bütünlüğünden de etkilenir. Daha önce bir projede gerçekleştirilen bir onarım, nadiren diğerine uygundur. Yapı benzer görünse de, değişkenler o kadar büyüktür ki, tam bir uyum olasılığı düşüktür.

Açık olmasına rağmen, durumu incelemenin gerekli olduğunu vurgulamakta fayda var. Onarımın, yapıdan beklenen performansı, gereken uzun ömürlülüğü ve bakım ve erişilebilirliği dikkate alan eksiksiz bir tasarım olması için yapının benzersizliğinin anlaşılması gerekir, çünkü onarım gelecekte değişiklik gerektirebilir veya gerçekten de onarım gerektirebilir. , tersine çevirme. Tasarım ayrıca, kumaşın ne kadar rahatsız edilmesi gerektiğine dair doğru bir değerlendirmeye dayanmalıdır.

Bir anket, doğru çizimlerin hazırlanması, mevcut yapının kaydedilmesi ve herhangi bir belirgin kusurun kaydedilmesi ile başlar. Mevcut kayıtların değerlendirilmesi genellikle geçmişteki değişikliklere daha fazla ışık tutabilir. Yapının nasıl performans gösterdiğine dair daha eksiksiz bir resim vermek için gerçek sapmanın bir miktar değerlendirmesi de gereklidir.

Standart sapma ölçümü yöntemi, tavanın alt tarafından 50 mm'ye kadar sabit bir iskele kurmayı ve ardından, iskelenin üstü ile tavanın alt tarafı arasına sabitlenmiş bir komparatör kullanarak hareketli yükler altında sapmayı ölçmeyi içerir. İskele sertse, komparatör 0,01 mm'den daha az sapmaları kaydetmek için yeterince hassastır. Bununla birlikte, gerekli stabiliteyi elde etmek için, iskelenin sağlam bir zemin üzerine inşa edilmesi en iyisidir, ki bu her zaman mümkün değildir.

Asma ahşap zeminlerin dinamik performansını üç boyutlu olarak modelleyebilen araştırma ve analiz teknikleri geliştirilmektedir. Bilinen uyarma kuvvetlerine karşı bir yapının ivmelerini kaydeden dinamik bir zemin değerlendirmesi, basit statik testlerden daha fazla bilgi sağlar.

Statik rijitlik (EI) ve dinamik tepki – yapının ivmeleri – arasındaki farkı açıklamak için, yükler uygulanırken bir zeminin ortasında hareketsiz durduğunu hayal edin; zemin yön değiştirdiğinde statik sertlik yaşarsınız, ancak sıçrama veya tepki olması gerekmez. Dinamik tepkiyi ve dolayısıyla insan algısını yaratan EI, kütle, sınır koşulları ve sönüm kombinasyonudur. Bu nedenle dinamik analiz daha doğru bir yöntemdir. Bu yaklaşımı kullanarak, yapısının benzersizliğini hesaba katan bir bütün olarak zeminin doğal frekanslarını tanımlayabilen veriler toplanabilir.

Mann Williams Danışmanlık Mühendisleri, teknolojiyi geliştirmek için tarihi zeminlerde bir dizi test gerçekleştirdi. Titreşimler odanın çevresinden kaydedilirken, zemin yüzeyi boyunca aralıklarla uygun bir dinamik uyarma cihazı kullanılarak veriler sağlanır. Yapının sapmaları, rijitliği ve dinamik tepkileri, toplanan verilerden modellenebilir ve tüm zemin montajının gerçek özelliklerinin analiz edilmesine olanak tanır.

Bu, yalnızca mevcut yapının ve anormalliklerinin net bir resmini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda daha iyi bir anlayış sağlamak için daha iyi yük yönetiminin etkisi veya donatı eklenmesi gibi çeşitli 'eğer'leri keşfetmek için de kullanılabilir. Mevcut yapının potansiyeli. Dinamik test ve modelleme, ahşap yapıların benzersizliğini tanır ve miktarını belirler ve teorik sapma büyüklüklerine dayalı basit analizlerin başarısızlıklarını vurgular. Çeşitli sönümleme alanlarını ve titreşimi azaltmak için kullanılabilecek alanları belirleyerek yapıyı bir bütün olarak görebilir. Esasen, belirli bir bütçe dahilinde zeminin titreşiminin iyileştirilip iyileştirilemeyeceği konusunda daha iyi bir fikir verebilir.

Müdahale ve Azaltma

Dinamik yük altında aşırı bükülmeye yönelik çözümler iki kategoriye ayrılır: yük yönetimi ve yapısal iyileştirmeler. İlki, yükü azaltmak veya daha geniş bir alana daha iyi dağıtmak veya kusurlu unsurları tamamen atlamak için önlemleri içerir. İkincisi, yapının performansını iyileştirmek için onarımları ve gerekirse değişiklikleri içerir. Bununla birlikte, ana kirişlere ve zemin veya tavan kirişlerine onarım yapma yeteneği, onları çevreleyen tarihi doku ile neredeyse her zaman sınırlıdır.

Onarımlar dürüst olmalı ve çevredeki kumaşı mümkün olduğunca az rahatsız etmelidir. İdeal olarak, zemin bölgelerinin derinliği ile sınırlı olmalıdırlar. Bazen keresteyi, kesme ve eğilme mukavemetini ve sertliğini iyileştirmek için kirişlerin kenarlarına sabitlenmiş çelik atellerle desteklemek mümkündür. Bununla birlikte, ikincil kirişleri destekleyen bir kirişte, bu, tüm orijinal zıvanaları zemin kirişlerinden çıkarmadan imkansız olabilir ve bu, tarihsel önemine önemli ölçüde zarar verir. Dürüstlüğü korurken, orijinal kumaşı mümkün olduğunca koruyan ve bir dereceye kadar tersine çevrilebilirliğe izin verirken (kendi başına karmaşık bir konu) rulmanı iyileştiren onarımlara ihtiyaç duyulabilir.