بارگذاری ساختمان

فهرست مطالب

گفتار نخست ۴

شناخت بارها و تعاریف سامانه‌های انتقال بار و بارگذاری ۴

۱-۱) کلیات ۴

۱-۲) معرفی انواع بارها ۵

۱-۳) مبانی احتمالاتی بارگذاری سازه: ۱۱

۱-۴) تعاریف سازه‌ای ۱۷

قاب‌ها: ۲۶

شکل‌پذیری: ۲۹

سیستم مهاربندی افقی: ۲۹

گفتار دوم ۳۱

بارهای مرده (Dead load) 31

2-1) کلیات ۳۱

۲-۲) بار مرده سقف‌ها ۳۲

۲-۳) بار تیغه‌ها و جداگرها (Partition Loading) 40

2-4)‌ بار مرده پله‌ها ۴۳

گفتار سوم ۴۶

بارهای زنده (Live loads) 46

3-1) کلیات ۴۶

۳-۲) بار زنده کف‌ها: ۴۶

۳-۳) اثر بدترین آرایش سربارهای زنده ۵۳

۳-۴) بارهای وارد بر دست‌اندازها، نرده‌ها، جان‌پناه بام‌‌ها و حفاظ پارکینگ‌ها ۵۴

۳-۵) شیوه اعمال بار خودروها و وسایل نقلیه ۵۶

(بر اساس آیین‌نامه ۵۱۹ ـ در مبحث ششم گنجانده نشده است) ۵۶

۳-۶) کاهش سربارهای زنده ۵۸

۳-۷) سربارهای ضربه‌ای ۶۳

۳-۸) بارهای حین اجرای ساختمان: ۷۱

۳-۹) نمونه‌ها ۷۱

۳-۱۰) تمرین‌ها ۸۲

گفتار چهارم ۸۶

بار برف (Snow load) 86

4-1) کلیات ۸۶

۴-۲) بار برف بام‌ها ۸۷

گفتار پنجم ۹۶

بارگذاری باد (Wind load) 96

5-1) کلیات ۹۶

نمایه (۵-۱) تغییرات سرعت باد بر حسب یلندا ۹۷

۵-۲) بارهای ناشی از اثر باد ۹۷

۵-۳) فشار و نیروی موثر باد بر ساختمان‌ها و سایر سازه‌ها ۱۰۱

۵-۴) ضوابط عمومی طراحی سازه برای باد ۱۱۰

۵-۵) نمونه‌ها ۱۱۱

۵-۶) مسائل مربوط به نیروی جانبی باد ۱۱۷

پیوست شماره ۱: ۱۲۱

جرم مخصوص مواد و جرم واحد مصالح و اجزای ساختمان ۱۲۱

پیوست شماره ۲ ۱۲۹

بار زنده کف انبارهای اجناس ۱۲۹

پیوست شماره ۳ ۱۳۳

روش تحلیلی دینامیکی محاسبه بار باد در ساختمان‌های خاص ۱۳۳

  گفتار نخست

 ۱-۱) کلیات

سازه‌های عمرانی به عنوان یک فرآورده تولیدی و صنعتی با کاربرد مشخص بوده که با توجه به نوع کاربری و استفاده موردنظر، بارهای مشخصی به آن وارد می‌شود. این سازه عمرانی اگر پل باشد، مطمئناً بارهای وارده بر آن با یک سد یا ساختمان مسکونی متفاوت خواهد بود. در پل بار اصلی وارده بر سازه آن، علاوه بر وزن پل، وزن خودروهای عبوری و همچنین بار فشار سیلاب‌ها می‌باشد، در حالی که در سدها بار اصلی، فشار آب پشت سد و خطرات ناشی از لرزش‌های زمین لرزه می‌باشند. در یک ساختمان که کاربری مسکونی دارد، نیز مقادیر بارهای اصلی با ساختمانی که کاربری درمانی یا تجاری دارد، متفاوت خواهد بود.

به عنوان یک تعریف کلی، بارگذاری تعیین حداکثر بار وارد بر یک سازه در مدت سن سودمندش با ریسک و خطر قابل پذیرش می‌باشد. بطور کلی سازه‌های موجود را به سه دسته می‌توان بخش کرد که عبارتند از:

۱٫ سازه‌های عادی و رایج، ساختمان‌های مسکونی، بیمارستان‌ها، مدارس و … بوده و دارای حداقل سن ۵۰ سال می‌باشد. در این نوع سازه‌ها، ریسک و خطر قابل قبول بین ۱۰-۵% است، احتمال خطا و اشتباه در بارگذاری و تعیین بار این نوع سازه‌ها تقریباً نزدیک به صفر می‌باشد، چرا که به وفور ساخته شده و بارها تا اندازه‌ زیادی شناخته می‌شوند.

۲٫ سازه‌های صنعتی نظیر ساختمان‌های کارخانه‌ها، سوله، دکل‌های انتقال برق و … بوده و دارای حداقل ۲۵ سال سن می‌باشند. در این دسته از سازه‌ها ریسک و خطر قابل قبول بین ۱-۵/۰% است و احتمال خطا در بارگذاری و تعیین بار این نوع سازه‌ها تا اندازه‌ای وجود دارد.

۳٫ سازه‌های عمرانی نظیر سدها، پل‌ها، اسکله‌ها و .. بوده و دارای حداقل سن ۲۰۰-۵۰ سال می‌باشند. در این دسته‌ از سازه‌ها ریسک قابل قبول بین ۱-۵/۰% است و با نظر به اینکه با توجه به شرایط ساختگاهی (به ویژه در سدها) نوع بارگذاری، طراحی و محاسبات متغیر بوده و به شدت تاثیرپذیر است، از ضرایب اطمینان بالایی در تعیین بارها استفاده می‌شود.

۱-۲) معرفی انواع بارها

بارهای وارده بر سازه با توجه به منبع و منشاء انتشار بارها و رفتارها و تغییرات آنها دسته‌بندی می‌شوند. به هرحال، با توجه به جمیع شرایط دسته‌بندی زیر را می‌توانیم برای بارها داشته باشیم:

۱٫ بار مرده (Dead Load):

این نوع بار به دلیل ثابت بودن مقدار آن تا انتهای سن و عمر سازه به این نام نامیده می‌شود. وزن اجزای سازه‌ای نظیر سقف، تیر و ستون‌ها، تیغه‌بندی، کف‌سازی‌ها و … به عنوان بار مرده شناخته شده‌اند و می‌توان این اجزا را با توجه به ابعاد هندسی و وزن حجمی و جزئیات اجرایی و فنی آنها با بهره‌گیری از جداول وزن مصالح که در مبحث مقررات ملی ساختمان ارائه شده است، بدست آورد.

در تعیین این بار، بویژه در سازه‌های رایج مسکونی باید دقت زیادی داشت و دلیل آن نیز سهم زیاد این نوع بار در کل بارهای وارده بر سازه می‌باشد. شیوه و روش محاسبه این نوع بار در گفتار دوم ارائه خواهد شد.

۲٫ بار زنده (Live Load ):

بار زنده یا سربار در بیشتر مواقع با توجه به نوع کاربری سازه مشخص شده و به دو گونه کلی ایستا و ضربه‌ای دسته‌بندی می‌شود. برای نمونه بار زنده در ساختمان‌های مسکونی در حالت ایستا، وزن انسان‌ها و بارهای متغیر وارده بر سازه مسکونی بوده و در حالت ضربه‌ای، وزن آسانسور یا بالابر می‌باشد. مطمئناً خوانندگان درنظر خواهند داشت که بار زنده یک پل با بار زنده یک سد متفاوت است.

۳٫ بارهای حین ساخت (As Built Load):

بارهای حین ساخت با توجه به روش اجرا و مراحل اجرایی سازه تعیین می‌شوند. در بسیاری از مواقع در ساخت و سازها‌، بارهای حین ساخت بیش از بارهای بهره‌برداری سازه بوده و ضرورت دارد که طراحی سازه برای این حالت بار و این نوع بارگذاری بررسی شود. در اجرای پل‌ها، از جراثقال‌هایی استفاده می‌شود که وزنشان بیش از وزن و بارهای حالت بهره‌برداری می‌باشد.

 در ساختمان‌های مسکونی نیز باید دال و سقف برای محل‌های دپوی مصالح (گچ، سیمان و ماسه) طراحی و کنترل شود.

۴٫ بار برف (Snow load):

بار برف مربوط به سقف‌های پوشاننده ساختمان بوده و با توجه به شرایط جغرافیایی محل ساختمان متغیر می‌باشد. مطمئناً در مناطق برف‌گیر و کوهستانی، بار برف بیشتر و در مناطق گرم و کویری بار برف بسیار کم می‌باشد. در این رابطه مبحث ششم، مقررات ملی ایران نقشه پهنه‌بندی ریزش برف را تهیه نموده است.

۵٫ بار یخ (Ice load):

در مناطق سردسیر، احتمال یخبندان آب در بعضی سازه‌های خاص می‌باشد که باید درنظر گرفته شود.

۶٫ بار باد (Wind load):

منشاء باد، تغییرات آب و هوایی می‌باشد. در بسیاری از حالت‌ها، باد همراه با آب بوده و اثرات فرسایشی آب نیز باید  درنظر گرفته شود. بار باد تحت عنوان فشار ناشی از وزش باد نیز بیان شده و مقدار فشار باد به صورت یک نمودار در سطح زمین کمتر و در ارتفاع بیشتر می‌شود. همچنین سرعت و فشار باد در مناطق شهری با ساختمان‌های بلند کمتر از فشار باد در دشت باز و یا در ارتفاع خواهد بود. فرمول‌های زیر را می‌توانیم جهت رابطه بین فشار باد و سرعت آن بنویسیم: