חיזוק מבנים היסטוריים באמצעות עוגנים ומוטות מתיחה

החל מהתקופה הרומית ועד ימינו, מבנים רבים בארץ כוללים קשת המהווה את הרכיב הנושא העיקרי במבנה. עד הופעתה של שיטת הבנייה בקשת, תקרות, גגות וגשרים נבנו בקורות עץ או בקורות אבן. השימוש בקשת מאפשר תקרות גדולות ובטוחות שעליהן אפשר לבנות קומות נוספות.

 

>> הצטרפו לקהילות המקצועיות שלנו ב-WhatsApp ושנו את התרבות בענף הבנייה

 

כיפה היא קשת תלת-מימדית.עד הכנסתן לשימוש של קורות פלדה מתועשות וקורות מבטון מזויין, הדרך היחידה לבנות גשרים או תקרות יציבות הייתה באמצעות קורות עץ או על ידי בנייה של קשת או כיפה. אלה נושאות את משקלן העצמי ואת המשקל של מה שמונח עליהן בזכות הגיאומטריה שלהן, שמעבירה את כל הכוחות שעל הקשת לכוחות לחיצה על האבן. בתנאים של מצאי מועט של עצים גדולים המתאימים לבנייה, הקשת מאפשרת מפתחים גדולים. קורות אבן שימשו רק מעל פתחים קטנים משום שקורה כזאת נתוני למאמצי מתיחה. לאבן יש חוזק מתיחה נמוך (אבן סדוקה תחזיק עומסי לחיצה כמעט כמו אבן שלמה, אך לא תחזיק עומסי מתיחה כלל).

 

גשר הרכבת העותמאני. צילום: ekeidar

 

גשר הרכבת העותמני, נחל לבן, רמת הנגב

רוב האבנים המסותתות נלקחו - או נשדדו - עבור שימוש משני. האבנים המסותתות שהושארו הן אלו שהוצאתן עלולה לגרום להתמוטטות מיידית. אפשר להבחין שהחומר שנתגלה אחרי סילוק האבנים החיצוניות הוא ברובו פסולת של סיתות או אבנים לא מעובדות. אלה לא נושאות עומס מועט ותפקידן הוא לספק את הכובד הנדרש ומילוי המרווחים.

 

האבן, חומר הבנייה העיקרי בימי קדם, בעלת חוזק גבוה ללחיצה אולם חוזק המתיחה שלה נמוך. הקשת בנויה כך שהאבנים נושאות עומסי לחיצה בלבד. הכח האנכי הפועל על הקשת, משקלה העצמי ומשקל הקיר או התקרה הנשענת עליה מתורגמים לכוחות אופקיים. אלו פועלים על הקירות הנושאים את הקשת.

 

תרשים מבנה קשת

 

אילוסטרציה של קשת. איור: MesserWoland, על בסיס איור קודם של Lusitana
 

מקרא:

1. אבן הראשה. 

2. אבן בחתך טרפזי (בכיפה האבנים בצורת פירמידה קטומה).

4. בסיס הקשת.

6. גובה הקשת.

7. רוחב המעבר.

8. הקיר, או המבנה שמצידי או בהמשך הקשת.

 

אותו חלק מהקיר או מהבניין שנמצא מעל הקשת נשען עליה, ומעביר אליה כוחות המסומנים ע"י ▼  הכוחות האלה פועלים לשקיעה של הקשת. הגיאומטריה של הקשת, היא כזו שהכוחות הפועלים לשקיעת הקשת מתורגמים לכוחות הפועלים לתזוזה אופקית, להרחבה של הקשת (7). כוחות אלו מסומנים בתרשים ע"י חץ אופקי.

 

מה שמונע את התזוזה האופקית, שבזכותו הקשת לא שוקעת, הוא הקיר שבהמשך הקשת או מאחוריה. בתרשים לעיל, הקיר שמימין לקשת תומך אותה. שקול הכוחות מסומן ע"י חץ אלכסוני. הרכיב האנכי נלקח ע"י הקרקע והאופקי ע"י קירות הבניין. קירות הבניין מסוגלים לשאת את הכוחות האופקיים בזכות כובדם. ולכן במבנה קשתות הקירות עבים מאוד (רק שורות האבן הגובלות בפנים המבנה - במעבר, כפי שקראתי לכך בתרשים - נושאת עומסים אנכיים ואופקיים. שאר הקיר נועד לספק כובד בלבד ולכן למרות שהקיר עבה יותר מעובי שורות האבן הפנימיות, פגיעה בהן תפגע בחוזק המבנה).

 

 

פעולתו המתמדת של הכח האופקי עלולה להטות את הקירות כשנטיית הקירות משאירה מקום לשקיעת הקשת, לעיתים עד כדי קריסה, וגם מסכנת את יציבות הקיר. את נטיית הקירות אפשר לעצור על ידי הוספת קיר בנוי בשיפוע הנשען על הקיר המקורי. עם התפתחות טכנולוגיית הפלדה, עברו לשימוש במוטות פלדה המושחלים בבניין מקצה לקצה, מצידו החיצוני של קיר שבצד אחד של הקשת ועד לקיר בצד השני. יש צורך למתוח (לדרוך) את המוטות כדי ליישר את הקיר או לפחות להחזיק אותו, לבל תמשיך הנטייה.

 

מוט מתיחה מצידה הפנימי של קשת חלון (התמונה באדיבות הורדוס פתרונות בע"מ)
 

פלטת עיגון מודרנית מפלדת אל חלד. למוט המתיחה יש תבריג בקצוות, המוט נדרך באמצעות האומים (התמונה באדיבות הורדוס פתרונות בע"מ).

 

עוגן מתיחה, קצה קדמי מחודד. מוחדר לתוך הפתח שבקצה המוט המתיחה. הדריכה בפעולת היתד כאשר הוחדר העוגן לפתח שבקצה המוט. 

 

משיקולים של שיווי משקל, R הכוחות האנכיים בכל צד של בסיס הקשת: R=wL/2.
                                                                                                    

W. משקל הקשת + העומס על הקשת ליחידת אורך או סכום העומס הקבוע והעומס השימושי מבוטא ביחידות אורך של הקשת.

L. אורך הקשת הוא רוחב המעבר + עובי הקשת. 

H. העומס האופקי בכל צד של הקשת     

f. גובה הקשת.

 

המוט המשמש לחיזוק הקשת נושא חלק או כל הכח H.

 

קישור לרישיון Creative Commons 3.0

קישור לרישיון Creative Commons Atrribution-Share alike

לקריאה נוספת, יעקב שפר, מערכות עגינה במבנים היסטורייםאתרים המגזין, גיליון 03, ספט.2013, הוצאת המועצה לשימור אתרי מורשת בישראל

תגיות
הוספת תגובה
תגובות

אין תגובות

על המחבר

רק למשתמשים רשומים גישה מלאה לכל ישומי האתר !

על מנת ליהנות מכל הפיצ'רים והשירותים אותם אנו מציעים בפורטל החדש - מומלץ לבצע הרשמה קצרה ולנהל כרטיס אישי (ניתן גם באמצעות היוזר בפייסבוק).

ההרשמה והשימוש בתכני הפורטל ללא עלות !

הירשםהתחבר

לחצת על "סל המשרות"

רק למשתמשים רשומים גישה לסל המשרות

אנו ממליצים לכם להירשם או להתחבר לאתר כדי ליהנות ולייעל את תהליך חיפוש העבודה.

משתמש שאינו רשום רשאי לשלוח קורות חיים לכל משרה בנפרד.

חזרה ללוח הדרושים | הירשם | התחבר