عمران فایل

محاسبه بار زنده ساختمان با ۲ مثال و بررسی درصد مشارکت بار زنده در سازه

برای محاسبه بار زنده ساختمان چه مراحلی را طی میکنید؟ پیشنهاد میکنم ابتدا با انواع بار های زنده مانند بار زنده سقف، بار زنده بالکن، بار زنده دیوار و …. آشنا شوید سپس به سراغ مابقی مباحث مرتبط با بار زنده بروید و در نهایت به طراحی سازه در ایتبس بپردازید.

در این مقاله جامع صفر تا صد بار زنده را بررسی خواهیم کرد و شما بعد از مطالعه این مقاله به راحتی تمامی مباحث مرتبط با بار زنده را متوجه خواهید شد.

لیست کامل مواردی که در مقاله آموزش داده می­شود:

  • بار زنده چیست؟
  • انواع بارهای زنده وارد بر ساختمان مطابق آیین­ نامه
  • بارهای زنده قابل کاهش و غیر قابل کاهش
  • بررسی نامناسب­ترین وضعیت بارگذاری طبق آیین­ نامه
  • نحوه محاسبه بار زنده برای ساختمان در قالب چند مثال
  • میزان مشارکت هر یک از بارهای زنده در جرم مؤثر لرزه­ای

بار زنده چیست؟

برای اینکه تعریف استانداردی درباره ­ی بار زنده داشته باشیم به بند ۶-۵-۱ مبحث ۶ مراجعه می ­کنیم.

 

بار زنده چیست

 

جنس بار زنده به گونه ­ای است که ممکن است در مدت بهره برداری مقدارش تغییر پیدا کند و هم اینکه دارای قابلیت جا­به­ جایی می­باشد. اگر به وزن افراد ساختمان و همچنین جا­به­ جایی وسایل منزل توجه داشته باشید، مطلب کاملاً برای شما قابل فهم خواهد شد.

 

بار زنده سقف

احتساب وزن افراد حاضر در ساختمان به­ عنوان بار زنده

 

انواع بار زنده ساختمان

برای در نظر گرفتن بار زنده در فضاها و کاربری­ های مختلف جهت تحلیل سازه، آیین­ نامه با ارائه یک جدول کامل، بارهای گسترده و متمرکز وارده را معرفی کرده است.

 

انواع بار زنده بار زنده بام بار زنده پارکینگ محاسبه بار زنده ساختمان

 

 اگر با دقت جدول بالا را مرور کنیم متوجه خواهیم شد که آیین­نامه کاربری­های مختلفی را در نظر گرفته و متناسب با آن­ها مقدار بار یکنواخت و متمرکز را ارائه کرده است.

توجه: طبق بند ۶-۵-۳، نیازی نیست که همزمان اثر بار متمرکز و بار گسترده در المان های سازه ای در نظر گرفته شود. هر کدام که اثر بیشتری روی سازه دارد به طور جداگانه لحاظ خواهد شد.

 

ضوابط محاسبه بار زنده


دقت بیشتر:
در بعضی مواقع وزن دیوارها و پارتیشن های اجرا­شده در طبقات که برای جدا کردن فضاهای داخلی به ­کار می رود به عنوان بار زنده و به صورت گسترده لحاظ خواهد شد. طبق بند ۶-۵-۲-۲ مبحث ۶ داریم:

 

بار زنده دیوار ها

برای درک بهتر، ضوابطی که باید در نظر گرفته شود به صورت خلاصه در ذیل آمده است:

محاسبه بار زنده دیوار

 

بارهای زنده قابل کاهش و غیر قابل کاهش

مبحث ششم مقررات ملی ساختمان فرمول­ هایی برای کاهش بار زنده طبقات در نظر گرفته است، ولی برای اعمال آن مجوزهایی را منظور می­کند. با ما همراه باشید.

بار زنده قابل کاهش

 

نکته مهم: اگر محاسبه سطح بارگیر ستون مد نظر باشد مقدار AT در تعداد طبقات با کاربری یکسان ضرب خواهد شد. در جدول ۶-۵-۲، مقادیر ضریب موقعیت عضو (KLL) ارائه شده است.

 

بار های زنده قابل کاهش

کاهش بار زنده بام

R1 و R2 ضرایب کاهش مقاومت بوده و به صورت زیر تعریف می­شوند:

کاهش بار زنده بام

 

طبق آیین­ نامه محدوده بار زنده کاهش یافته در بام از ۰٫۶ کیلو­نیوتن بر متر­مربع تا ۱٫۵ کیلو­نیوتن بر متر­مربع می باشد.

 

کاهش بار زنده در دال های یک طرفه

کاهش بار زنده دال های یکطرفه

یعنی:

فرمول محاسبه بار زنده ساختمان

طبق جدول ۶-۵-۲، ضریب موقعیت عضو (KLL) برای دال یک­طرفه برابر ۱ می­باشد. همچنین منظور از X در رابطه بالا، دهانه دال می­باشد.

 

بارهای غیر قابل کاهش

آیین ­نامه برای فضاهایی که محل ازدحام باشد و یا بار زنده سنگین (L0 بزرگ­تر از ۵ کیلو­نیوتن بر متر­مربع) را تحمل می­کند، کاهش بار زنده را ممنوع کرده است. اما استثنایی هم در نظرگرفته شده است. اگر عضو، بار دو طبقه یا بیشتر را تحمل کند (از یک جنس کاربری)، مجاز هستیم آن بار را به اندازه ۲۰ درصد کاهش دهیم.

 

بار های غیر قابل کاهش زنده

 

توجه: اگر در جدول بارهای زنده گسترده (۶-۵-۱)، اندیس ۳ در قسمت بالای مقدار عددی بار گسترده نوشته شده باشد، مثلاً (۳)۵، مجاز به کاهش بار زنده نیستیم.


نامناسب­ ترین وضعیت بارگذاری طبق آیین­ نامه

مطابق بند ۶-۵-۲-۳ مبحث ششم داریم:

بار زنده مسکونی

 

یعنی:

بارگذاری تیر های یکسره

نحوه محاسبه بار زنده ساختمان در قالب ۲ مثال

در ادامه با ارائه دو مثال جامع و کاربردی، تمام مطالب گفته شده در مورد کاهش بار زنده در فضاهای کاربری مختلف را ارائه خواهیم داد.

مثال ۱: بار زنده کاهش یافته در ستون مشخص شده در پایین ترین تراز ساختمان را محاسبه کنید.

محاسبه بار زنده ساختمان با مثال

 

۱٫۵ kn/m2 بار زنده بام

بار زنده مسکونی:  ۲kN/m2

بار زنده پارکینگ: ۳Kn/m2

سطح بارگیر ستون داخلی در هر طبقه: ۳۰m2

وزن دیوار های تیغه در هر طبقه: ۹۰ kg/m2

وزن هر متر مربع سزح دیوار های تیغه: ۹۰ kg

در ابتدا باید بررسی شود که آیا وزن دیوارهای داخلی باید به عنوان بار زنده در نظر گرفته شود یا خیر. و اگر در نظر گرفته شود، مقدار عددی آن چقدر می باشد.

 

محاسبات بار زنده ساختمان مسکونی

 

با توجه به حل بالا، مشخص شد که بار زنده ۱ کیلو­نیوتن بر متر­مربع که ناشی از وزن دیوار­های داخلی می­باشد را به هر طبقه مسکونی و اداری تخصیص می­دهیم. در ادامه با چگونگی کاهش بار زنده طبقات بام، اداری و مسکونی آشنا خواهیم شد.

 

مثال بارگذاری ساختمان

 

  • در این مثال بار زنده طبقه عمده فروشی را نمی­ توانیم کاهش دهیم، چون عدد ۳ به ­صورت اندیس در جدول بار زنده گسترده در قسمت کاربری فروشگاه عمده فروشی آمده است.
  • با مراجعه به جدول حداقل بار زنده گسترده یکنواخت (جدول ۶-۵-۱)، مقدار بار زنده طبقه عمده فروشی ۶ کیلو­نیوتن بر متر­مربع می­باشد.

در مرحله آخر با توجه به بارهای زنده کاهش­یافته و هم چنین سطح بارگیر ستون، می­توانیم بار ستون قبل از کاهش و بعد از کاهش و هم­چنین درصد اختلاف آن دو را محاسبه کنیم.

بار قابل کاهش ستون

 

مثال ۲: بار زنده کاهش ­یافته در ستون مشخص شده را محاسبه کنید.

 

مثال محاسبه بار زنده ساختمان

۱٫۵ kn/m2 بار زنده بام

بار زنده پارکینگ: ۳Kn/m2

در ابتدا سطح بارگیر ستون را محاسبه می­کنیم:

بررسی سطح بارگیر سقف

 

با توجه به جدول ۶-۵-۲،  مقدار KLL (ضریب موقعیت عضو برای بار زنده) را مشخص می­کنیم:

حل مثال بارگذاری ساختمان

 

کاهش بار بام، اداری و پارکینگ و همچنین نحوه محاسبه بار زنده ستون:

ضوابط نیروی برشی ساختمان

 

۲ نکته مهم:

  1. بار زنده کاهش­یافته برای اعضایی که بار یک طبقه را تحمل می­کنند، نباید از ۵L0 (منظور از L0 بار زنده کاهش داده نشده می­باشد) و برای اعضایی که بار ۲ طبقه و یا بیشتر را تحمل می کند نباید از ۰٫۴L0 کمتر باشد.
  2. برای محاسبه بار زنده بالکن کمترین مقدار ۵/۱ برابر بار زنده کف اتاق متصل به بالکن و یا مقدار ۵ کیلو­نیوتن بر متر­مربع را در نظر می­گیریم.

هر دو نکته بالا در روند حل مثال­ ها در نظر گرفته شده است.

میزان مشارکت بارها در جرم مؤثر لرزه ­ای

برای محاسبه وزن مؤثر لرزه­ای که از آن برای تعیین برش پایه زلزله استفاده می­کنیم، درصدی از بار زنده را لحاظ می­کنیم.

مشارکت بار انواع بار زنده ساختمان

در جدول ۳-۱ که از استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده، درصد مشارکت بار زنده مشخص شده است:

فرمول محاسبه انواع بار زنده ساختمان

 

برای محاسبه وزن مؤثر لرزه ­ای، کل بار مرده ساختمان (اعم از وزن تیر، ستون، سقف، دیوارهای پیرامونی و تأسیسات)، درصدی از بار زنده طبقات و بام و کل وزن گسترده پارتیشن­ ها (همان­طور که قبلا توضیح داده شد) را در نظر می­گیریم:

 

 

نتیجه گیری

شناخت بار زنده و رعایت ضوابط آیین ­نامه ای مربوط به آن امری ضروری است، زیرا بار زنده نیز همانند سایر بارها در ترکیب بارهای بارگذاری مشارکت خواهد داشت و متناسب با اینکه ساختمان مد­نظر فولادی و یا بتنی است، ضریب مشارکت در ترکیب بار را خواهد گرفت. با رعایت یک سری از محدودیت ­ها می­توانیم برخی از بارهای زنده را کاهش دهیم و برای تحلیل نیروهای داخلی از بار کاهش یافته استفاده کنیم.

 منابع

دانلود pdf محاسبه بار زنده ساختمان با دو مثال

دیدگاه‌ها (0)

*
*