محاسبات سازه های نگهبان خرپایی
بارگذاری
 
محاسبات سازه های نگهبان خرپایی
 
بخشی از مطالب:
سازه نگهبان خرپایی (Guardian truss structures) یکی از روش های پایدار سازی جداره گودبرداری است. سازه نگهبان خرپایی متداول ترین روش پایداری سازی در گودهای با عمق متوسط است. در این روش پروفیل های فولادی خرپایی، در فواصل معین به دیواره گود، تکیه داده می شود. خرپاها با تحمل فشار جانبی ناشی از سربار خاک، و انتقال آن به زمین، مانع از ریزش دیواره گود می شود.
بار وارد بر سازه ها نگهبان در واقع همان نیروی ناشی از رانش خاک است که ممکن است همراه با بار ناشی از سربار کنار گود نیز باشد. رانش خاک به طور کلی در سه حالت محاسبه می شود: حالت محرک، حالت مقاوم و حالت سکون.
برای طراحی سازه های نگهبان، همانند دیوار های حایل، معمولاً نیروی رانشی خاک را بر مبنای رانش محرک محاسبه می کنند. برای محاسبه رانش محرک میتوان هم از نظریه رانکین و هم از نظریه کولن استفاده کرد. در این قسمت از نظریه رانکین استفاده شده است.
نیروی وارد بر هر یک از خرپا ها
 
اگر فاصله بین خرپاها را L بنامیم، و همانگونه که دیدیم نشان دهنده تنش خاک در هر عمق h باشد، نیروی وارد بر واحد طول خرپا، در عمق h ، یعنی بار گسترده به شدت.
طراحی شمع برای تحمّل نیروی کششی
 
مقدار نیروی کششی ای که یک شمع می تواند تحمل کند.
نیروی اصطکاک در شمع
وزن شمع
تاثیر آب بر روی گود برداری و سازه نگهبان 
 
در صورت وجود سطح آب، باید تاثیر آن بر روی گود برداری و سازه نگهبان بررسی گردد. حضور آب باعث تغییر مشخصات و پارامتر های فیزیکی و مکانیکی خاک می گردد و لذا باید در نتایج و محاسبات در نظر گرفته شود. در این حالت شرایط نمونه های اشباع مد نظر قرار می گیرد ( شرایط تند).
از آنجا که در صورت مواجهه با آب, عملیات گود برداری بصورت مرحله به مرحله انجام می گیرد و در جداره گود از الوار استفاده می شود، بنابراین می توان در بیشتر حالات خاک را زهکشی شده در نظر گرفت و فشارهای ناشی از تراوش را منظور نکرد.
در چنین حالت هایی، استفاده از زهکش های مناسب جهت تخلیه آب موجود در محیط، توصیه می گردد.