Devrilme ve Kayma Stabilitesi Hesaplama

Devrilme ve kayma denetimi nedir?

Yatay bir kuvvet (rüzgâr, toprak itkisi, çarpma) bir cismi iki biçimde yerinden oynatabilir: tabanı üzerinde kaydırır ya da ön kenarı etrafında devirir. İkisi ayrı ayrı denetlenir.

Devrilme: yatay kuvvet tabandan h yüksekliğinde etkiyorsa devrilme momenti M_d = H × h olur. Buna cismin ağırlığı karşı koyar. Ağırlık merkezi devrilme kenarından x_W uzaktaysa direnç momenti M_r = W × x_W olur. Güvenlik katsayısı FS_d = M_r / M_d ile bulunur.

Kayma: kaymaya tabandaki sürtünme karşı koyar. Sürtünme direnci μ × N, güvenlik katsayısı FS_k = μ × N / H olur. N toplam düşey kuvvettir.

Örnek

Taban genişliği 1.5 m, ağırlığı 30 kN olan bir bloğa tabandan 1.2 m yükseklikte 10 kN yatay kuvvet etkisin. Devrilme momenti 10 × 1.2 = 12 kN·m, direnç momenti 30 × 0.75 = 22.5 kN·m, devrilme güvenlik katsayısı 1.875 olur. Sürtünme katsayısı 0.5 ise sürtünme direnci 15 kN, kayma güvenlik katsayısı 1.5 çıkar. Kuvvet artırılırsa blok 15 kN değerinde kaymaya, 18.75 kN değerinde devrilmeye başlar: önce kayar.

Önce kayar mı, devrilir mi?

Cisim, H × h = W × x_W olduğunda devrilmeye, H = μ × W olduğunda kaymaya başlar. Kuvvet yüksekten etkiyorsa ve taban darsa devrilme, kuvvet alçaktan etkiyorsa ve yüzey kayganse kayma önce gelir. Araç iki eşik kuvvetini de verir.

Bileşkenin yeri

Düşey kuvvet ile yatay kuvvetin bileşkesi tabanı ortadan e kadar uzakta keser. Bu uzaklık B / 6 değerini aşarsa zemine oturan bir tabanın arka kenarı kalkar ve ön kenardaki zemin gerilmesi hızla artar. Bu yüzden zemine oturan yapılarda devrilme katsayısı yeterli olsa bile zemin gerilmesi ayrıca denetlenir.

Sınırlar

Hesap yalnız statik dengedir. İstinat duvarında toprak itkisinin hesabı, pasif direnç, su basıncı ve deprem bu aracın dışındadır. 1.5 değeri yaygın bir alt sınırdır ama her standart ve her yapı türü için geçerli değildir.