Toprak yapısı - Earth structure

Bir toprak yapısının büyük ölçüde yapılmış bir bina veya başka bir yapıdır toprak . Toprak yaygın olarak bulunan bir malzeme olduğundan, tarih öncesi çağlardan beri inşaatlarda kullanılmaktadır. Mukavemet eklemek için diğer malzemelerle birleştirilebilir, sıkıştırılabilir ve/veya fırınlanabilir. Toprak, birçok uygulama için hala ekonomik bir malzemedir ve inşaat sırasında ve sonrasında düşük çevresel etkiye sahip olabilir.

Toprak yapı malzemeleri çamur kadar basit olabilir veya koçan yapmak için samanla karıştırılmış çamur olabilir . Sağlam konutlar ayrıca çim veya çimden inşa edilebilir . Toprak, kireç veya çimento ilavesiyle stabilize edilebilir ve sıkıştırılmış toprakta sıkıştırılabilir . Önceden şekillendirilmiş kerpiç veya kerpiçler , sıkıştırılmış toprak bloklar , toprak torbaları veya pişmiş kil tuğlalarla inşaat daha hızlıdır .

Toprak yapısı türleri, bir konutun tamamen veya kısmen toprağa gömülü olduğu veya toprakla kaplandığı toprak barınakları içerir . Kızılderili toprak zâviye örnekleridir. Wattle ve daub evler, kerpiç duvarlar için stabilite sağlamak için çubuklarla iç içe geçmiş bir "direk" kullanır. Çim evler , Avrupa'nın kuzeybatı kıyısında ve daha sonra Avrupalı ​​yerleşimciler tarafından Kuzey Amerika çayırlarında inşa edildi. Adobe veya kerpiç binalar dünya çapında inşa edilir ve evler, apartmanlar, camiler ve kiliseleri içerir. Fujian Tulous , güneydoğu Çin'de 80 kadar aileyi barındıran büyük, güçlendirilmiş, sıkıştırılmış toprak binalardır. Diğer toprak yapısı türleri, dini amaçlar için kullanılan höyükler ve piramitler, setler , mekanik olarak stabilize edilmiş toprak istinat duvarları, kaleler, hendekler ve bent barajlarını içerir .

Toprak

Toprak, kimyasal veya fiziksel olarak yıpranmış, taşınmış, biriktirilmiş ve çökeltilmiş kayadan oluşturulur. Toprak parçacıkları arasında kum , silt ve kil bulunur . Kum parçacıkları 2 ila 0,05 milimetre (0,0787 ila 0,0020 inç) çapta en büyüğüdür ve kil 0,002 milimetreden (7,9 × 10 ^-5  inç) daha küçük çapta en küçüğüdür . Hem kum hem de silt çoğunlukla kuvars , kalsit , feldispat ve mika dahil olmak üzere hareketsiz kaya parçacıklarıdır .

Killer tipik olarak tabaka benzeri bir yapıya sahip fillosilikat minerallerdir. Çok küçük kil parçacıkları fiziksel ve kimyasal olarak birbirleriyle etkileşirler. Az miktarda kil bile toprağın fiziksel özelliklerini beklenenden çok daha fazla etkiler. Gibi killer kaolinit ıslatılmış ya da kuru, ve tuğla yapımında yararlı olan genişlemez veya sözleşme. Smektit gibi diğerleri, ıslak veya kuru olduklarında önemli ölçüde genişler veya büzülür ve inşaat için uygun değildir.

Tın , hiçbirinin baskın olmadığı bir kum, silt ve kil karışımıdır. Topraklara kum, silt ve kilin nispi oranlarına göre "Silt Tın", "Kil Tın" ve "Silt Kil" gibi farklı isimler verilir. Bu makalenin konusu olan ve pişmemiş kil tuğla kullanıldığında kerpiç yapı olarak adlandırılan tınlı yapı, eski bir yapı teknolojisidir. Bu erken medeniyetlerin kullanıldı Akdeniz , Mısır ve Mezopotamya bölgesi, İndus , Ganj ve Sarı içinde, nehir vadileri Orta ve Güney Amerika'da . 2005 yılı itibariyle yaklaşık 1,5 milyar insan balçıktan yapılmış evlerde yaşıyordu.

Son yıllarda gelişmiş dünyada balçık yapımına olan ilgi yeniden canlandı. Üretim sırasında fosil yakıtların kullanımını ve başta karbondioksit olmak üzere kirliliği en aza indirmenin ve malzemenin yüksek kütlesi ve yüksek absorpsiyonuyla konforlu bir yaşam ortamı yaratmanın bir yolu olarak görülmektedir. İki ana teknolojiler damgalı veya Rammed earth, kil veya balçık, adlandırılır set duvarlar de terre Fransızca ve kerpiç , tipik olarak bir çamur ve saman karışımı yapılmış kurutulmuş tuğla kullanılarak.

Malzemeler

Toprak genellikle inşaatta kullanım için bir tür işleme gerektirir. Çamur yapmak için su ile birleştirilebilir , saman eklenebilir, toprağı sertleştirmek için kireç veya çimento gibi bir tür dengeleyici malzeme kullanılabilir ve gücü artırmak için toprak sıkıştırılabilir.

Çamur

Kurslu çamur inşaatı, duvar inşa etmek için en eski yaklaşımlardan biridir. Nemli çamur, bir duvarın tabanını oluşturmak için elle oluşturulur ve kurumaya bırakılır. Daha fazla çamur eklenir ve duvar tamamlanana kadar ardışık sıralar oluşturmak için kurumaya bırakılır. Su birikintisi olan çamur ile el yapımı çamur kalıbı daha ıslak çamurla doldurulur ve kurumaya bırakılır. İran'da su birikintisi olan kerpiç duvarlara çin inşaatı denir . Her sıra yaklaşık 18 ila 24 inç (460 ila 610 mm) kalınlığında ve yaklaşık 18 ila 24 inç (460 ila 610 mm) yüksekliğindedir. Tipik olarak teknik, bahçe duvarları için kullanılır, ancak muhtemelen bu şekilde yapılan duvarların sağlamlığı konusundaki endişeler nedeniyle ev inşaatı için kullanılmaz. Yaklaşımın bir dezavantajı, her kursun kurumasını beklemek için çok zaman harcanabilmesidir. Ahşabın bol olduğu alanlarda kullanılan bir diğer teknik, ahşap karkas bir ev inşa edip, öncelikle yalıtım sağlamak için çamurla doldurmaktır. İngiltere'nin bazı bölgelerinde koçanı ile benzer bir teknik kullanıldı.

koçanı

Bazen "monolitik kerpiç" olarak anılan koçan , kil, kum veya küçük taşlar içeren topraktan ve saman gibi organik bir malzemeden yapılmış doğal bir yapı malzemesidir . Koçanı duvarları genellikle sıra halinde inşa edilir, harç derzleri yoktur ve toprakta %30 veya daha fazla kile ihtiyaç duyar. Koçanı, direk ve kirişli binalarda dolgu olarak kullanılabilir, ancak genellikle yük taşıyan duvarlar için kullanılır ve iki kata kadar taşıyabilir. Bir koçan duvarı en az 16 inç (410 mm) kalınlığında olmalı ve genişliğin yüksekliğe oranı birden ona kadar olmamalıdır. Tipik olarak, kireç, toprak ve kum karışımı ile içten ve dıştan sıvanacaktır. Cob yanmazdır ve termal kütlesi iç mekan sıcaklıklarının dengelenmesine yardımcı olur. Testler, koçanın sismik aktiviteye karşı bir miktar direnci olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, gelişmiş dünyadaki yapı kodları, koçanı onaylanmış bir malzeme olarak tanımayabilir.

Çim veya çim

İspanyolca'da terrone adı verilen kesme sod tuğlaları, sert ve dayanıklı duvarlar yapmak için kullanılabilir. Çim, nehir dibindeki arazilerde bulunabilen ağır bir çim kökü matına sahip topraktan kesilir. İnşaatta kullanılmadan önce kuruması için kenarda bekletilir. Kuzey Amerika Prairies'deki Avrupalı ​​yerleşimciler, sodların donma veya yağmur nedeniyle bozulma olasılığı en düşük olanın kuru otlaklardan geldiğini buldu. Çim bir zamanlar İrlanda, İskoçya ve İzlanda'daki evlerin duvarları için yaygın olarak kullanıldı ve bazı çim evlerin hala bulunabileceği. Soğuk bir iklimde iyi korunursa, bir çim ev elli yıl veya daha uzun sürebilir. İzlandalılar, en kaliteli çimin çim çimin en üst 5 santimetresi (2,0 inç) olan Strengur olduğunu buluyor .

stabilize toprak

Kil kuruduğunda genellikle sert ve güçlüdür, ancak suyu emdiğinde çok yumuşak hale gelir. Kuru kil toprak duvarı bir arada tutmaya yardımcı olur, ancak duvar doğrudan yağmura veya çatıdan sızan suya maruz kalırsa doygun hale gelebilir. Dünya, hava koşullarına daha dayanıklı hale getirmek için "stabilize edilebilir". Yanmış kireç ekleyerek toprağı stabilize etme uygulaması asırlardır. Portland çimentosu veya bitüm , stabilize edilmiş toprak, pişmiş kil veya beton kadar güçlü olmasa da, dayanıklılık katan inşaat amaçlı toprağa eklenebilir. Çimento ve kireç veya puzolan ve kireç karışımları da stabilizasyon için kullanılabilir.

Tercihen toprağın kum içeriği %65 – %75 olacaktır. Düşük kil içerikli veya %15'ten fazla genişlemeyen kil içeren topraklar stabilize toprak için uygundur. Varsa, kum ilave edilerek kil yüzdesi azaltılabilir. %15'ten fazla kil varsa, toprağı stabilize etmek %10'dan fazla çimento gerektirebilir ve bu da maliyeti artırır. Toprak çok az kil içeriyorsa ve %10 veya daha fazla çimento tutuyorsa, aslında betondur. Üretim süreci büyük miktarlarda karbondioksit ürettiğinden, çimento özellikle çevre dostu değildir. Düşük yoğunluklu stabilize toprak gözenekli ve zayıf olacaktır. Bu nedenle toprak, ya blok yapan bir makine ile ya da "sıkıştırılmış toprak" tekniği kullanılarak duvar içinde sıkıştırılmalıdır.

sıkıştırılmış toprak

Sıkıştırılmış toprak, toprak, tebeşir , kireç veya çakıl gibi doğal hammaddeleri kullanarak duvar inşa etme tekniğidir . Nemli toprak geçici olarak yerleştirilerek sıkıştırılmış toprak duvar inşa edilir. Toprak elle veya mekanik olarak sıkıştırılır ve ardından kalıp çıkarılır. Sıkıştırılmış toprak genellikle fazla su kullanılmadan yapılır ve bu nedenle bina yükseldikçe kuruması için fazla zamana ihtiyaç duymaz. Neme karşı hassastır, bu nedenle artan rutubeti durduran bir parkur üzerine döşenmeli, yukarıdan su girmesini önlemek için çatı veya örtülü olmalıdır ve bir tür sıva, boya veya mantolama ile korunmaya ihtiyaç duyabilir.

Çin'de, Longshan halkı tarafından MÖ 2600-1900 yıllarında, bölgede şehirlerin ilk ortaya çıktığı dönemde , sıkıştırılmış toprak duvarlar inşa edildi . Sıkıştırılmış topraktan yapılmış kalın eğimli duvarlar, Himalayalar'daki geleneksel Budist manastırlarının bir özelliği haline geldi ve Sikkim gibi kuzey Hindistan bölgelerinde çok yaygın hale geldi . Teknik Orta Doğu'ya ve Kuzey Afrika'ya yayıldı ve Kartaca şehri sıkıştırılmış topraktan inşa edildi. Oradan teknoloji Romalılar tarafından Avrupa'ya getirildi. Sıkıştırılmış toprak yapıları uzun ömürlü olabilir. Çoğu Çin Seddi gibi, rammed yeryüzünden yapıldığı Elhamra içinde Granada Krallığı . Kuzey Avrupa'da yedi kat yüksekliğe kadar ve iki yüz yıllık, sıkıştırılmış toprak binalar vardır.

Beton

Romalılar, dayanıklı betonu taşıyıcı duvarlar için yeterince güçlü yaptılar. Roma betonu, harca yerleştirilmiş bir moloz kırık tuğla ve kaya içerir. Harç , gücüne önemli ölçüde katkıda bulunan volkanik bir malzeme olan kireç ve puzolan içeriyordu . MS 80'de tamamlanan Kolezyum gibi Roma beton yapıları hala ayaktadır. Uzun ömürleri, inşaatçıların nispeten kuru bir harç ve agrega karışımı kullanmaları ve hava ceplerini ortadan kaldırmak için döverek sıkıştırmaları gerçeğiyle açıklanabilir. Toprak ürünlerinden türetilmiş olmasına rağmen, beton yapılar genellikle toprak yapıları olarak kabul edilmez.

Yapı birimleri

Çamur tuğla veya kerpiç tuğla

Kerpiç veya kerpiç tuğlalar, medeniyet geliştikçe dünyanın farklı yerlerinde farklı zamanlarda icat edilmiş, güneşte kurutulmuş çamurdan önceden oluşturulmuş modüler duvar birimleridir. Tuğlalarla yapılan inşaat, her biri birikmiş çamur kururken gecikmeleri önler. Duvar resimleri, MÖ 2500 yıllarında Mısır'da kerpiç üretim tekniklerinin oldukça gelişmiş olduğunu göstermektedir. Adobe yapımı bugün Afrika'nın çoğunda yaygındır. Kerpiç tuğlalar geleneksel olarak, bağlayıcı olarak saman veya çim ile plastik bir kıvama gelene kadar suyla karıştırılmış kum ve kilden yapılır. Çamur hazırlanır, ahşap kalıplara yerleştirilir, sıkıştırılır ve tesviye edilir ve daha sonra birkaç gün kuruması için kalıptan çıkarılır. Tuğlalar daha sonra bir ay veya daha fazla süreyle hava ile kürlenmesi için uçta bekletilir.

Güneybatı Amerika Birleşik Devletleri ve Meksika'da kerpiç binaların devasa duvarları vardı ve nadiren iki kattan daha yüksekti. Adobe misyon kiliseleri hiçbir zaman yaklaşık 35 fitten (11 m) fazla olmadı. Kerpiç yüzeyler kırılgan olduğu için onları korumak için kaplamalar kullanılır. Periyodik olarak yenilenen bu kaplamalar, çamur sıva, kireç sıva, badana veya sıva içermektedir. Kerpiç duvarlar, tarihsel olarak, tuğlaların ıslandığında veya kurutulduğunda, ısıtıldığında veya soğutulduğunda tuğlalarla aynı oranda şişen ve büzüşen çamur harcı ile döşenmesiyle yapılmıştır. Modern kerpiç, çimento ile stabilize edilebilir ve çimento harçları ile yapıştırılabilir, ancak çimento harçları, farklı termal genleşme ve büzülme oranları nedeniyle stabil olmayan kerpiç tuğlaların bozulmasına neden olacaktır.

Sıkıştırılmış toprak bloğu

Sıkıştırılmış toprak bloklar (CEB), geleneksel olarak toprağı tahta bir kalıba sıkıştırmak için bir çubuk kullanılarak yapılmıştır. Bugün genellikle elle çalıştırılan veya elektrikli bir makinede sıkıştırılmış toprak altından yapılırlar. Gelişmekte olan dünyada, manuel makineler tek tip yapı taşları yapmak için uygun maliyetli bir çözüm olabilirken, daha karmaşık ve pahalı motorlu makinelerin uygun olma olasılığı daha düşüktür. Emek yoğun olmasına rağmen, CEB inşaatı malzeme satın alma ve taşıma maliyetini ortadan kaldırır. Blok yapma makineleri, harç ihtiyacını azaltmak için birbirine geçen şekillere sahip bloklar oluşturabilir. Blok, deprem direncini artırmak için bambu gibi çubuklar yerleştirilebilmesi için delikler veya oluklar içerebilir.

Bloğu bir arada tutmak ve erozyona direnmek için yeterli kil içeren, ancak çok fazla genişleyen kil içermeyen uygun toprak kullanılmalıdır. Blok, çimento içeren stabilize topraktan yapıldığında, betonun sertleşmesi için belki de üç hafta verilmelidir. Bu süre zarfında bloklar üst üste dizilmeli ve üzerlerine su serpilerek kuruması önlenmelidir. Bu, suyun kıt olduğu sıcak ve kuru iklimlerde bir sorun olabilir. Blokları yakından istiflemek ve bir polietilen levha ile kaplamak su kaybını azaltmaya yardımcı olabilir.

toprak torbaları

Toprak torbası inşaatı , sığınaklar için tarihi askeri inşaat tekniklerinden gelişen doğal bir inşaat tekniğidir . Bir kerpiç karışımı tercih edilmesine rağmen, hemen hemen her bileşimin yerel alt toprağı kullanılabilir. Toprak nemlendirilir, böylece dokuma polipropilen veya çuval çuvalları veya tüpler içine paketlendiğinde sabit bir yapıya sıkışır. Plastik ağ bazen kullanılır. Polipropilen (pp) çuvallar en yaygın olanıdır, çünkü kaplandıklarında dayanıklı, ucuz ve yaygın olarak bulunurlar. Torbalar, kaymayı önlemek için her sıra arasında dikenli tel ile sıralara serilir. Her kurs, döşendikten sonra kurcalanır. Pp torbalardaki yapı kerpiç gibidir ancak daha esnektir. Örgü boru ile yapı, sıkıştırılmış toprak gibidir. Kubbe şeklinde veya dikey duvar binaları yapmak için toprak torbaları kullanılabilir. Zemin stabilizasyonu ile istinat duvarları için de kullanılabilirler.

Pişmiş kil tuğla

Bir fırında kil tuğla pişirme tekniği yaklaşık MÖ 3500'e kadar uzanmaktadır. Pişmiş tuğlalar, MÖ 1200'e kadar Avrupa, Asya ve Kuzey Afrika'da dayanıklı duvarcılık yapmak için kullanılıyordu ve hala önemli bir yapı malzemesi olmaya devam ediyor. Modern pişmiş kil tuğlalar, kil veya şeyllerden oluşturulur, şekillendirilir ve daha sonra 900-1150 °C sıcaklıkta 8-12 saat boyunca bir fırında pişirilir. Sonuç, kuvars kumu gibi diğer bileşenlerle birlikte esas olarak silika ve alüminadan oluşan bir seramiktir . Tuğlanın gözenekliliği malzemeye, pişme sıcaklığına ve süresine bağlıdır. Tuğlaların rengi kullanılan malzemelerdeki demir ve kalsiyum karbonat miktarına ve fırındaki oksijen miktarına göre değişiklik gösterebilir. Tuğlalar, tuğla üzerindeki veya gözeneklerindeki tuzların kristalleşmesi, donma etkisinden ve asidik gazlardan dolayı bozunabilir.

Tuğlalar, harçla, Portland çimentosu, kireç ve kumla birleştirilmiş sıralara döşenir. Bir tuğla kalınlığındaki bir duvar, uzun, dar kenarları açıkta olan ve bir yandan diğer yana geçen başlık tuğlaları ile gerdirme tuğlalarını içerecektir. İngiliz, Hollanda ve Flaman bağları dahil olmak üzere çeşitli tuğla "bağları" veya sedye ve başlık kalıpları vardır.

Örnekler

toprak barınma

Topraktan korunma , enerji tasarruflu konutlar yapmak için binlerce yıldır kullanılmaktadır. Çeşitli konfigürasyonlar vardır. Bir uçta, toprakla korunan bir konut tamamen yeraltındadır ve belki de hava ve ışık sağlamak için açık bir avluya sahiptir. Bir toprak ev , bir veya daha fazla tarafında pencere veya kapı açıklıkları olan bir eğime yerleştirilebilir veya bina zemin seviyesinde olabilir, ancak duvarlara toprak yığılmış olabilir ve belki de bir toprak çatıya sahip olabilir.

Hohokam çiftçileri tarafından MS 100 ve 900 yılları arasında, şu anda ABD'nin güneybatısında bulunan çukur evler , kısmen güneye bakan yamaçlara gömülü, kirişli yapılardı. Başarılı tasarımları yüzlerce yıl kullanıldı. At Matmata, Tunus , antik evlerin çoğu 12 metre (39 ft) zemin seviyesinin altında inşa edildi ve 12 metre (39 ft) meydanda ilgili avlular çevrili. Evlere tünellerle ulaşıldı. Hem sıcak hem de soğuk iklimlerde yer altı, yarı yeraltı veya uçurum temelli konutların diğer örnekleri Türkiye'de, kuzey Çin'de ve Himalayalar'da ve güneybatı ABD'de bulunur. Tibet , Butan , Nepal ve kuzey Hindistan gibi Himalaya bölgelerinde toprak ve diğer malzemelerden uçurum kenarlarına veya mağaralara inşa edilmiş bir dizi Budist manastırı genellikle tehlikeli bir şekilde yerleştirilmiştir. 1970'lerden başlayarak, tekniğe olan ilgi gelişmiş ülkelerde yeniden canlandı. Yere bir toprak ev yerleştirildiğinde, ev sıcak mevsimde daha serin ve serin mevsimde daha sıcak olacaktır.

Kızılderili toprak kulübesi

Bir toprak kulübesi , bazı Kuzey Amerika Yerli Amerikalıları tarafından yapılmış dairesel bir yapıdır . Ahşap direk ve kiriş konstrüksiyonlu olup kubbe şeklindedir. Tipik bir yapı, zemine dikilmiş ve üstte çapraz kirişlerle birbirine bağlanmış dört veya daha fazla merkezi direğe sahip olacaktır. Duman deliği merkezde açık bırakılacaktır. Merkezi yapının etrafında, yine çapraz kirişlerle birbirine bağlanan daha kısa direklerden oluşan daha büyük bir halka vardı. Kirişler, merkezi çapraz kirişlerden dış çapraz kirişlere yayıldı ve daha sonra eğimli veya dikey yan duvarları oluşturan bölünmüş plakalar veya kirişler. Yapı, çubuklar ve fırça veya çimen ile kaplandı, sırayla ağır bir toprak veya çimen tabakası ile kaplandı . Bazı gruplar, tüm yapıyı bir kabuk oluşturmak üzere kuruyan çamurla sıvadı.

Wattle ve daub

Dal ve dal, dik direkler arasında sarmaşıkların veya daha küçük çubukların iç içe geçirildiği ve daha sonra saman ve çim ile karıştırılmış çamurun duvarın üzerine sıvandığı eski bir inşaat tekniğidir. Bu teknik, Nil Deltası'ndan, saz yapımında bambunun kullanıldığı Japonya'ya kadar dünyanın her yerinde bulunur. Gelen Cahokia , hemen Illinois, ABD, dal-örgü evler toprak altında 1 ila 3 feet (0.30 m, 0.91) alçaltılmış kat inşa edildi. Tekniğin bir varyantı olarak adlandırılır bajareque içinde Kolombiya . Tarihöncesi Britanya'da, yeterli kil bulunan her yerde basit dairesel sazdan ve çamurdan barınaklar inşa edildi. Ahşap çerçeveli binalarda paneller olarak hala dal ve çamur bulunur. Genellikle duvarlar yapısal değildir ve iç mekan kullanımında gelişmiş dünyadaki tekniğin yerini çıta ve alçı ve daha sonra alçı duvar panosu almıştır .

çayır çimen evi

İnşaat için odun bulunmayan Kuzey Amerika kırlarındaki Avrupalı ​​öncü çiftçiler, genellikle ilk evlerini bir tepenin veya dağ geçidinin kenarında, girişin üzeri örtülü bir kazılmış mağarada yaptılar. Zamanları olduğunda, bir çimenlik ev inşa ederlerdi . Çiftçi, çimi 1 x 2 fit (0.30 x 0.61 m) tuğlalara kesmek için bir saban kullanırdı, bunlar daha sonra duvarları oluşturmak üzere yığılırdı. Çim şeritleri, yan yana üç sıra halinde, tuğla işiyle aynı şekilde sendeleyerek, çimen tarafı aşağı yığıldı ve 3 fit (0.91 m) kalınlığında bir duvarla sonuçlandı. Çim duvar, kapı ve pencere çerçevelerinin etrafına inşa edildi ve duvarın köşeleri, içinden dikey olarak sürülen çubuklarla sabitlendi. Çatı direk veya fırça ile yapıldı, kır otu ile kaplandı ve daha sonra bir çim tabakası ile kapatıldı. Çim evler sağlamdı ve genellikle uzun yıllar dayandı, ancak iç duvarları sıvalı olmadığı sürece nemli ve kirliydi. Çatılar sızdırma eğilimindeydi ve bazen bir yağmur fırtınasında çöktü.

Çamur tuğla binalar

Dünyada sayısız kerpiç veya kerpiç yapı örneği vardır. Yemen'deki surlarla çevrili Şibam şehri, 1982'de Dünya Mirası Alanı olarak belirlendi ve on katlı, kerpiçten yapılma binalarıyla biliniyor. Djinguereber Camii ve Timbuktu , Mali, ilk turda çamur tuğla ve taştan çamur vakum içinde yoğunlaştırıldı gelen 14 yüzyıla (8. yüzyılda AH) başında inşa edilmiş ve giderek boyutu büyüyen, sonradan birkaç kez yeniden inşa edildi. Mali, içinde daha güneye Büyük Camii arasında Djenné , Sahel kerpiç mimarisinin dramatik örnek. 1907'de, ilk olarak 1280'de sitede inşa edilen daha eski bir Ulu Cami'nin tasarımına dayalı olarak inşa edilmiştir. Kerpiç bakım gerektirir ve köktendinci hükümdar Seku Amadu önceki caminin yıkılmasına izin vermişti.

Şimdi Arizona'da modern bir çatıyla korunan ulusal bir anıt olan Casa Grande Harabeleri , Hohokam halkı tarafından MS 1200 ve 1450 yılları arasında inşa edilmiş dört katlı devasa bir kerpiç yapıdır. Büyük evi kaydeden ilk Avrupalı , bölgeyi 1694'te ziyaret eden bir Cizvit rahip Peder Eusebio Kino'ydu. O zamanlar uzun süredir terk edilmişti. 1903'te geçici bir çatı kurulduğunda kerpiç bina yüzlerce yıldır boş ve bakımsız duruyordu.

Şu anda kuzey Peru'da bulunan Huaca de la Luna , Moche halkı tarafından inşa edilmiş büyük bir kerpiç tapınaktır . Bina bir dizi inşaat aşamasından geçti ve sonunda üç ana platform, dört plaza ve birçok küçük oda ve muhafaza ile yaklaşık 32 metre (105 ft) yüksekliğe ulaştı. Duvarlar çarpıcı, çok renkli duvar resimleri ve frizlerle kaplıydı; bugün görülebilenler yaklaşık MS 400-610 yılına aittir.

• 

  Shibam'da yüksek katlı kerpiç binalar

• 

  Timbuktu'da çamur duvar ve cami

• 

  Mali'de eski çamur evleri ve modern çamur camisi

• 

  Djenné Ulu Camii , Mali, 1972

• 

  Casa Grande Arizona'daki Ulusal Anıtı Harabeleri

• 

  Ranchos de Taos, New Mexico'daki San Francisco de Asis Misyon Kilisesi

• 

  Huaca de la Luna'nın iç kısmı , Trujillo, Peru

• 

  Shantiniketan Üniversitesi, Bolpur , Batı Bengal'de bir kerpiç binada sanat

Toulouse

Bir Fujian Tulou kırsal konut türüdür Hakka insanlar güneydoğu dağlık bölgelerinde Fujian , Çin. Çoğunlukla 13. ve 20. yüzyıllar arasında inşa edilmişlerdir. Bir tulou, üç ila beş kat yüksekliğinde , çok kalın yük taşıyan sıkıştırılmış toprak duvarlara sahip, dikdörtgen veya dairesel, büyük, kapalı ve güçlendirilmiş bir toprak yapıdır . Bir toulou 80 aileye kadar ev sahipliği yapabilir. Daha küçük iç binalar genellikle salonları, depoları, kuyuları ve yaşam alanlarını içerebilen bu devasa çevre duvarları ile çevrilidir. Yapı, küçük bir müstahkem şehri andırıyor. Duvarlar, taş, bambu, ahşap ve diğer kolayca bulunabilen malzemelerle karıştırılmış toprağın sıkıştırılmasıyla oluşturulmuştur ve 6 fit (1,8 m) kalınlığa sahiptir. Sonuç, iyi aydınlatılmış, iyi havalandırılmış, rüzgar geçirmez ve depreme dayanıklı, kışın sıcak, yazın serin bir binadır.

Höyükler ve piramitler

Zigguratlar , Sümerler tarafından MÖ 4. binyılın sonu ile MÖ 2. binyıl arasında inşa edilmiş, bir dizi terasta yer seviyesinden 200 fit (61 m) yüksekliğe kadar bir tapınağa yükselen yüksek tapınaklardı . Ur Ziggurat inşaat büyük bir proje olurdu böylece, yaklaşık üç milyon tuğla, daha uzunluğunda 15 inç (380 mm) daha hiçbiri içeriyordu. En büyük ziggurat Babil'deydi ve bazıları tarafından İncil'de bahsedilen Babil Kulesi olduğu düşünülüyor . Büyük İskender tarafından tahrip edildi ve sadece temelleri kaldı, ancak başlangıçta yaklaşık 660 fit (200 m) karelik bir taban üzerinde 300 fit (91 m) yüksekliğinde duruyordu. İç mekanlarda güneşte kurutulmuş tuğlalar, dış cephelerde ise fırınlanmış tuğlalar kullanılmıştır. Tuğlalar kil veya bitüm ile bir arada tutulmuştur.

Eski Kuzey Amerika'daki Kolomb öncesi Yerli Amerikan toplumlarının çoğu , platform höyükleri olarak bilinen büyük piramidal toprak yapıları inşa etti . Bu yapıların en büyüğü ve en iyi bilineni , Giza'daki Büyük Piramit'ten daha büyük bir temele sahip olan ve MS 1100 civarında tamamlanan Illinois olan Cahokia bölgesindeki Keşiş Höyüğü'dür . Höyüklerin çoğu, periyodik aralıklarla birden fazla höyük inşası geçirmiş, bazıları oldukça büyümüştür. Höyük inşa eden insanların dini yaşamında merkezi bir rol oynadıklarına inanılıyor ve belgelenmiş kullanımları arasında yarı kamu şefinin ev platformları, halk tapınak platformları, cenaze platformları, mezarlık platformları, toprak köşk / kasaba evi platformları, konut yer alıyor. platformlar, kare zemin ve rotunda platformları ve dans platformları.

207 fit (63 m) Güneş Piramidi içinde Teotihuacan , Meksika, MS 100 yılında başlandı. Taş yüzlü yapı, iki milyon ton sıkıştırılmış toprak içerir.

toprak işleri

Toprak işleri, toprak veya şekillenmemiş kaya miktarlarının hareket ettirilmesi veya işlenmesi yoluyla oluşturulan mühendislik işleridir. Malzeme başka bir yere taşınabilir ve bir amaç için istenen bir şekle getirilebilir. Bentler , setler ve barajlar toprak işleri türleridir. Bir set, taşkın bankası veya stopbank, su seviyelerini düzenleyen uzun bir doğal sırt veya yapay olarak inşa edilmiş kir dolgu duvarıdır. Genellikle topraktır ve genellikle taşkın yatağında veya alçak kıyı şeritleri boyunca bir nehrin akışına paralel olarak uzanır.

Bentler için mekanik olarak stabilize edilmiş toprak (MSE) istinat duvarları kullanılabilir. MSE duvarları, bir beton tesviye pedi, duvara bakan paneller, koping, toprak takviyesi ve seçilmiş dolguyu birleştirir. Duvara bakan panellerin çeşitli tasarımları kullanılabilir. Tesviye yastığı döşendikten ve ilk sıra paneller yerleştirilip desteklendikten sonra, ilk toprak dolgusu duvarın arkasına getirilir ve sıkıştırılır. İlk takviye grubu daha sonra yeryüzüne serilir. Gerilmiş polimer veya galvanizli metal şeritler veya ızgaralar olabilen takviyeler, kaplama panellerine bağlanır. Bu işlem ardışık panel, toprak ve donatı katmanları ile tekrarlanır. Paneller böylece dengeli gerilimlere sahip kararlı bir yapı oluşturmak için toprak dolguya bağlanır.

MSE'nin temel ilkelerini kullanan inşaatın uzun bir geçmişi olmasına rağmen, MSE, 1960'larda mevcut haliyle geliştirilmiştir. Kullanılan takviye elemanları değişiklik gösterebilir ancak çelik ve geosentetik içerebilir . MSE terimi genellikle ABD'de onu Reinforced Earth Company'nin ticari adı olan "Reinforced Earth"ten ayırmak için kullanılır, ancak başka yerlerde Reinforced Soil genel olarak kabul edilen terimdir. MSE inşaatı nispeten hızlı ve ucuzdur ve emek yoğun olmasına rağmen yüksek düzeyde beceri gerektirmez. Bu nedenle gelişmiş ülkeler kadar gelişmekte olan ülkeler için de uygundur.

Kaleler ve siperler

Toprak, genellikle hendeklerle korunan kaleler ve duvarlar da dahil olmak üzere binlerce yıldır surlar inşa etmek için kullanılmıştır. Avrupa'daki hava fotoğrafçılığı, Roma döneminden ve daha sonra ortaçağdan kalma toprak surlarının izlerini ortaya çıkardı. Offa's Dyke , İngiltere ve Galler arasındaki tartışmalı sınır boyunca uzanan devasa bir toprak işi. MS 796'da ölen Mercia Kralı Offa , dönem veya inşaatçı hakkında çok az şey biliniyor . Erken bir kereste ve toprak tahkimatı, daha sonra aynı yerde bir tuğla veya taş yapı ile takip edilebilir.

Siperler, kuşatma kuvvetleri tarafından füzelerden korunurken bir tahkimatlara yaklaşmak için kullanıldı. İstihbaratçılar, saldırıya uğrayan kaleye doğru zikzak çizen "saplar" veya hendekler inşa edecekti. Koruyucu bir duvar veya gabion yapmak için kazılan kiri yığdılar. Kombine hendek derinliği ve gabion yüksekliği 8 ila 10 fit (2.4 ila 3.0 m) olabilir. Bazen özsu, yüzeyin birkaç metre altına kazılmış bir tüneldi. İstihbaratçılar, işlerinin aşırı tehlikesi nedeniyle çok yetenekliydi ve yüksek ücret alıyorlardı.

In Amerikan İç Savaşı (1861-1865) hendekler mücadele boyunca defansif pozisyonlar için kullanılır, ancak son iki yılın kampanyalarda giderek daha önemli bir rol oynamıştır. Askeri toprak işleri belki zamanında inşa siperlerde geniş ağ sonuçlandı Dünya Savaşı uzanan ki (1914-1918) İsviçre'de için Kuzey Denizi'nde 1914 yılı sonuna kadar, birbirlerine karşı karşıya açmalar iki satır korkunç koşullarda yaşayan askerler tarafından insanlı soğuktan, nemden ve pislikten. Müttefik siperlerinde koşullar en kötüydü. Almanlar, siperleri uzun vadeli konumlar olarak kabul etmeye daha istekliydi ve yeraltında, genellikle elektrikli aydınlatma ve ısıtma ile güvenli sığınaklar inşa etmek için beton bloklar kullandılar.

Bent barajlar

Bir set baraj , devasa bir yapay su bariyeridir . Tipik olarak , çeşitli toprak, kum, kil ve/veya kaya bileşimlerinden oluşan karmaşık bir yarı plastik höyüğün yerleştirilmesi ve sıkıştırılmasıyla oluşturulur . Yüzeyi için yarı kalıcı doğal su geçirmez kaplamaya ve yoğun, su geçirmez bir çekirdeğe sahiptir. Bu, böyle bir barajı yüzey veya sızıntı erozyonuna karşı geçirimsiz hale getirir . Barajın kuvveti, barajın kütlesi üzerinde aşağı doğru bir itme yaratır ve barajın temelindeki ağırlığını büyük ölçüde artırır. Bu ilave kuvvet, baraj ve dere yatağı arasındaki arayüzde, barajın altında yatan temeli etkili bir şekilde yalıtır ve su geçirmez hale getirir . Böyle bir baraj, parçalanmış bağımsız malzeme parçacıklarından oluşur. Parçacıkların sürtünmesi ve etkileşimi, parçacıkları bir çimentolama maddesi kullanmak yerine kararlı bir kütle halinde birbirine bağlar.

Syncrude Mildred Lake tortu Dyke içinde Alberta , Kanada, 18 km (11 mil) uzunluğunda ve 40 ila 88 metre (131 289 ft) en yüksek ila yaklaşık bir su bendi olup. Dolgu hacmine göre, 2001 itibariyle dünyanın en büyük toprak yapısı olduğuna inanılıyordu.

Yapısal Sorunlar

Depremler için Tasarım

Düşük sismik riske sahip bölgeler, çoğu toprak bina için güvenlidir, ancak tarihi inşaat teknikleri, toprak binaların sismik bir yapı malzemesi olarak son derece istenmeyen üç özelliğinden dolayı orta deprem seviyelerine bile etkili bir şekilde direnemez: nispeten 'zayıf, ağır ve kırılgan'. Ancak sismik yüklere dayanacak şekilde toprak binalar inşa edilebilir.

Sismik performansın iyileştirilmesi için temel faktörler, zemin mukavemeti, inşaat kalitesi, sağlam yerleşim ve sismik güçlendirmedir.

Daha güçlü topraklar daha güçlü duvarlar yapar. Adobe üreticileri, belirli bir yükseklikten düşürerek veya bir kaldıraçla kırarak sertleştirilmiş blokları dayanıklılık açısından test edebilir. Toprak torbası, koçan veya sıkıştırılmış toprak gibi acil teknikleri kullanan inşaatçılar, fırında kurutulabilen ve küçük bir kol altında ezilebilen daha küçük numuneler üzerinde yaklaşık ezme testlerini tercih edebilir.

İnşaatçılar, inşaat süreçlerini anlamalı ve güçlü binalar için tutarlı kalite üretebilmelidir.

Sağlam yerleşim, uzun olmaktan çok kare ve L şeklinde olmayan simetrik binalar ve ayrıca 'yumuşak' ilk katların olmaması anlamına gelir (büyük pencereli hikayeler, desteksiz sütunlar üzerindeki binalar). Yeni Zelanda'nın toprak bina yönergeleri, duvar kalınlığına, kat yüksekliğine, destek duvar aralığına ve toprak duvarların üzerindeki çatı, çatı ve ikinci kat ağırlığına dayalı olarak iki ana yönün her birinde yeterli destek duvar uzunluğunu kontrol eder.

Depreme Dayanıklı Yapım Teknikleri

Gibi, daha gözenekli daha sünek olan teknikleri Bina içerdiği yeryüzü earthbag türüne veya lastik duvarları Earthships , daha iyi kırılgan donatısız toprak daha çöküşü önleyebilir. İçerdiği çakıl temel kursları, taban izolasyon potansiyeli ekleyebilir .

Çökmeye yol açan malzeme kaybına direnmek için kerpiç gibi tekniklere duvar muhafazası eklenebilir. Sınırlı duvar kerpiç için 0,3 g'lık deprem kuvvetlerine karşı etkilidir, toprak duvar ile faydalı olabilir.

Pek çok takviye türü, plastik veya tel örgü ve çelik veya cam elyafı veya bambudan takviye çubukları gibi duvar mukavemetini artırabilir. Toprak sıkıştırmaya iyi direnir, ancak büküldüğünde zayıftır. Çekme takviyesi, potansiyel hasar noktalarını kapsamalı ve düzlem dışı stabiliteyi artırmak için iyi ankrajlanmalıdır. Duvar üstlerindeki bağ kirişleri hayati önem taşır ve duvarlara iyi bir şekilde sabitlenmelidir.

İnşaatçılar, duvarlara gömülü organik takviyelerin bina kullanımdan kaldırılmadan önce yok edilebileceğinin farkında olmalıdır. Takviyenin bağlantı detayları, daha yüksek kuvvetlere direnmek için kritik öneme sahiptir. En iyi kerpiç kesme dayanımı, temelden bağ kirişine uzanan dikey donatıya doğrudan bağlanan yatay donatıdan geldi.

Toprak duvarlardaki geçmeli ahşap, ahşabın kuru çürüme veya böceklerden zarar görmemesi durumunda deprem hasarını azaltır. Kereste bağlama, ince perdeli Dhajji ve diğer türleri içerir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar

alıntılar

Kaynaklar