بارگذاری ساختمان :
بارگذاری ساختمان داستانی پرماجرا در دنیای مهندسی عمران دارد! در سال ۱۹۶۸ میلادی زمانی که سرپرست یک خانواده ۴ نفره در شهر ویرجینیا در ایالت مینه‌سوتا در کشور ایالات متحده آمریکا داشت برای خانواده خودش خانه ای با اسکلت چوبی بنا میکرد ، بر اثر فرو ریختن آن منزل نیمه کاره جان خود و یکی از فرزندانش را از دست میدهد.داستان از این قرار بود که آن شخص در هنگام ساختن آن بنا به وزن خود الوار های چوبی دقت نکرده بود و بر اثر تجمع این بارهای ساختمانی در حین ساخت ، آن منزل فرو مییزد و افراد جان خود را از دست میدهند.
شاید این تنها داستان تلخ در رشته مهندسی عمران نباشد اما یکی از تاثیرگذارترین حوادث در تاریخ علم مهندسی عمران میباشد.زیرا این ماجرا خود یکی از عوامل نوشته شدن آیین نامه ASCE7 میشود.آیین نامه ای که برای ما ضرورت بارگذاری ساختمان را مشخص میکند.
قبل از مطالعه این مقاله به شما پیشنهاد میکنم که ویدیو مربوط به جلسه ۱۲ ام آموزش ایتبس را که به صورت رایگان در شهر نوین عمران ومعماری منتشر شده است را مشاهده فرمایید.
تمایل دارید این جلسه و جزوه آموزشی آن را دانلود کنید؟
اين جلسه حاوي
- فيلم آموزشي بالا
- ۲ جزوه آموزشي براي درک بهتر ويديو به زبان فارسي
ميباشد، اگر تمايل داريد تمامي۴۴ قسمت آموزش ايتبس و تمامي جلسات آموزش سيف را دانلود کنيد، بايد عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري باشيد! چنانچه تاکنون ثبت نام نکرديد از طريق دکمه زير ثبت نام کنيد.
تاکنون بيش از ۲۰۰۰ نفر عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري شده اند!
هزينه عضويت تنها ۲۹ هزار تومان
بارگذاری ساختمان چیست؟
بارهایی که روی ساختمان وارد میشوند یا مستقیماً به‌وسیله طبیعت و یا به‌وسیله انسان ایجاد می‌گردند. به‌عبارت‌دیگر برای بار روی ساختمانها دو منبع اصلی وجود دارد، یکی ژئوفیزیکی و دیگری مصنوعی.
نیروهای ژئوفیزیکی را که نتیجه تغییرات مداوم در طبیعت هستند ممکن است به نیروهای جاذبه زمین، وزن ساختمان خودش ایجاد نیروهایی در سازه میکند که موسوم به بار مرده است واین بار در تمام طول عمر ساختمان ثابت باقی می‌ماند.
منابع بارگذاری مصنوعی ممکن است تکان ناشی از حرکت اتومبیل‌ها، آسانسورها، ماشین‌های مکانیکی و غیره و یا ممکن است تغییر مکان افراد، وسایل و یا نتیجه ضربه و انفجار باشند.
در سایرمقالات و سایر جلسات آموزشی از دوره رایگان ایتبس در مورد بسیاری المان‌ها مثل تیر ساخمانی ، ستون ، انواع سقف ها و… صحبت کردیم.اما در حقیقت تمامی این المان‌های سازه ای دارای وزن هستند و بار ناشی از وزن آن ها را نمیتوانیم نادیده بگیریم.
همینطور در هر سازه ممکن است افرادی عبور و مرور کنند ،کمد ها ، مبل‌ها ، کتابخانه ها و… قرار بگیرند و یا حتی امروز در این اتاق باشند و فردا در اتاقی دیگر و یا ممکن است امروز ۵ نفر در این اتاق باشند و فردا بیش از ۵۰ نفر. وزن انسان ها ، کمد ها و … تمامی این جور مسائل را باید در سازه های خودمان در نظر بگیریم.
بسیاری از مسائل دیگر نیز هستند که برای ما بارگذاری ساختمان را الزام میکند مسایلی مثل برف هایی که میبارد و بار برف را ایجاد میکند ، بادی که میوزد و ضرورت بار باد را برای ما مهندسان ایجاد میکند و یا حتی زمین لرزه ها و….
در حقیقت ما طراحان سازه ای میبایستی که بر اساس استاندارد ها و قوانین مربوط به کشورمان تمامی این بارها و شرایط اثر گذار را ، در طراحی هایمان (چه طراحی سازه فولادی و چه طراحی سازه بتنی ) در نظر بگیریم و به مجموعه تمامی این موارد بارگذاری ساختمان میگویند!
انواع بارهای موجود در سازه‌ها :
در بارگذای ساختمان بتنی و یا فولادی بودن آن برای ما بسیار اهمیت دارد و روی بارگذاری ساختمان ما بسیار تاثیرگذار میباشد.اما فارغ از اینکه سازه ما بتنی میباشد و یا فولادی ویا متفرقه میتوانیم بگوییم که بار های ساختمانی به انواع مختلفی تقسیم میشوند.
- بارهای قائم و یا عمودی : منظور از بارهای قائم و یا عمودی آن دسته از بارهایی میباشد که در جهت عمود بر سطح زمین در جهت مثبت و یا منفی به سازه اعمال میشود.
- بارهای جانبی : منظور از بارهای جانبی آن دسته از بارها میباشد که به صورت افقی و به جوانب سازه اعمال میگردد.
انواع بارهای قائم:
همانطور که در بالا خدمت شما توضیح داده شد بارهای قایم به معنای جهت قایم و عمود بر سطح افق میباشد. حال این دسته خود به بخش های بسیاری تقسیم میشود که در زیر به صورت اختصار به آنها میپردازیم!
-
بار مرده ساختمانی :
طبق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان بارهای مرده عبارت‌اند از وزن اجزای دائمی ساختمانها مانند: تیر و ستون‌ها، دیوارها، کف‌ها، بام، سقف، راه‌پله، نازک‌کاری، پوشش‌ها و دیگر بخش‌های سهیم در اجزای سازهای و معماری. همچنین وزن تأسیسات و تجهیزات ثابت شامل وزن جراثقل ثابت نیز در ردیف این بارها محسوب میشود.
همانطور که میدانید ساختمان های ما از بینهایت عضو سازه ای تشکیل شده اند.تیرها ، ستون‌ها ، سقف ها ، راه‌پله‌ها و… تمامی این مسائل از مصالحی درست شده‌اند ، مصالحی که خودشان دارای وزن میباشد و ما نمیتوانیم آن ها را در بارگذاری ساختمان نادیده بگیریم.معمولا این بارها در طول دوران بهره برداری ساختمان ثابت اند و در همان نقطه وجو دارند.
مثلا یکی از بارهای مرده موجود در سازه های ما بار مرده سقف ها میباشند.هیچگاه ما نمیتوانیم بار مرده سقف‌ها را جابه‌جا و یا حذف کنیم.در طول دوران بهره برداری از آن ساختمان این بارها ثابت و یکسان اند.معمولا بار مرده به کمک تهیه جدول هایی بدست میآید که اطلاعات درون این جدول ها را وزن مخصوص مواد و ارتفاع و عرض قسمت ها تشکیل میدهد.
مفهوم بار مرده:
بار مرده عبارت است از وزن تمام قسمت‌های ثابت ساختمان شامل: وزن دیوارها، کف‌ها، بام‌ها، جداکننده‌های غیرقابل‌انتقال با تمام پوشش نازک‌کاری وسایل تجهیزات ثابتی که در تمام طول عمر سازه با آن همراه خواهند بود. بارهای مرده هم موقعیت ثابتی دارند و هم‌مقدار ثابتی. وزن اجزای نصبی در سازه نیز جز بار مرده محسوب میشود.
برای به‌دست آوردن بار مرده باید مراحل زیر صورت گیرد:
۱)جزئیات اجرایی بخش‌های مختلف ساختمان تعیین میشود
۲)وزن قسمت‌های مختلف با توجه به حجم و وزن مخصوص آنها
نحوه اعمال بار مرده:
۱)گسترده سطحی؛ مثل بار سقف
۲)گسترده خطی؛ مثل بار تیر یا دیوار محیطی
۳)متمرکز؛ مثل وزن تجهیزات نصبی
۴)گسترده سطحی معادل؛
وزن مخصوص مصالح آن قطعه * حجم قطعه = بار مردهٔ یک قطعه
با توجه به رابطه بالا برای محاسبه بار مردهٔ یک قطعه باید وزن مخصوص آن قطعه را بدانیم. وزن مخصوص مصالح مختلف بتنی را میتوانید از جداول پیوست ۶-۱ از مبحث ششم تعیین کنید.
بارهای مرده در بخش بارگذاری ساختمان به انواع زیر تقسیم میشوند:
- بار مرده بام
- بارمرده سقف‌ها
- بار مرده راه‌پله و آسانسور
- بارمرده دیوارهای پیرامونی (نمادار و فاقد نما)
آیا شما میتوانید بار مرده مربوط به اجزای مختلف ساختمانی را بدست آورید؟
آیا نکات ریز و حرفه ای مربوط به بار مرده را میدانید؟
آیا دوست دارید تمامی نکات مربوط به بار مرده را یک جا به صورت رایگان آموزش ببینید؟
به شما پیشنهاد میکنیم که برای درک بهتر بارهای مرده ، مقاله و ویدیو آموزشی ما را به صورت کاملا رایگان مشاهد کنید. بار مرده ساختمان
-
بار زنده ساختمان :
طبق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان بار زنده بار غیردائمی است که در حین استفاده و یا بهره‌برداری از ساختمان و یا سایر سازه‌ها به آنها وارد شود و شامل بارهای حین ساخت و یا بارهای محیطی مانند بار باد، بار برف، بار باران، بار زلزله، و یار بارهای مرده نمی‌شود.
دسته دوم که در بارگذاری ساختمان دارای اهمیت میباشد ، بار زنده ساختمانی میباشد.معمولا در هر سازه ای که ما یکسری از بارهای متغیر وجود دارد که در طول دوران بهره برداری ممکن است جابه‌جا شود و یا مقدار آن تغییر کند.
مثلا ممکن است در یک ساختمان مسکونی ۴ نفر زندگی کنند ، اما در روز آخر هفته این خانواده یک مهمانی بگیرند و تعداد ۵۰ نفر انسان در این واحد قرار گیرد و حتی شاید این ۵۰ نفر با هم مسابقه فوتبالی را مشاهده کنند و این باعث بشود بر اثر هیجان بالا و پایین بپرند.
ممکن است در یک ساختمان امروزدر سالن تنها مبل و فرش و میز و… قرار داشته باشد اما در سال های آینده یک کتابخانه بزرگ با وزن بسیار زیاد قرار گیرد !
تمامی این‌ها مثال هایی از وجود بار زنده در ساختمان ها میباشد که ما طراحان سازه ای در هنگام بارگذاری ساختمان حتما باید به آن ها توجه کنیم.معمولا بار زنده ساختمانی از آیین‌نامه ها و استاندارد ها بدست میآید.در کشور عزیزمان ایران مبحث ۶ مقررات ملی ساختمان یکی از بزرگترین مراجع ما مهندسان عمران وطراحان سازه ای میباشد.
بارزنده:
بارهای غیردائمی که در هنگام بهره‌برداری و استفاده از ساختمان برسازه وارد میگردد به‌مانند وزن اشخاص و اشیائی که در داخل ساختمان به حرکت در می‌آیند یا به‌عبارت‌دیگر بار وظیفه‌ای ساختمان است و طراحی ساختمان برای آن صورت می‌گیرد. بار زنده متغیر زمان و مکان است و مقدار و مکان غیرثابتی دارد.
بار زنده دو نوع است:
۱_ بار زنده استاتیکی: تغییرات کند و آهسته است گسترده و متمرکز ( در لحظه ساکن هستند.)
۲_ بار زنده دینامیکی یا بار ضربه‌ای تغییرات شدید و ناگهانی استو تأثیر اضافی دارد (ساکن نیستند)
در ساختمان‌های متعارف فقط بار ناشی از آسانسور می‌تواند اثرات دینامیکی داشته باشد.
مقدار بارهای زنده با توجه نوع کاربری ساختمان و یا هر بخش از آن و مقداری که احتمال دارد در طول عمر ساختمان با آن وارد گردد، تعریف میشود. تعیین مقدار بار زنده بر اساس مطالعات آماری است که توسط آیین‌نامه باید بیان شود.
لازم است بدانید که مقدار و نحوه توزیع بارهای زنده در یک لحظه معین نامشخص است و حتی شدت حداکثر آنها نیز در طول عمر ساختمان با دقت خوبی معلوم نمی‌شود.
بارهای زنده در بخش بارگذاری ساختمان به انواع زیر تقسیم میشوند:
- بار زنده بام:باری بر روی بام که توسط کارگران، تجهیزات و مصالح در حین انجام تعمیرات بر روی آن بدان واردشده و یا توسط اشیاء متحرکی چون گلدان و یا لوازم تزئینی کوچک که ارتباطی با استفاده از ساختمان در طول عمر بهره‌برداری آن نداشته باشند، به آن اعمال شود.
- بارزنده سقف‌ها
- بار زنده راه‌پله و آسانسور
- بارزنده دیوارهای داخلی (دیوارهای جداکننده)
شاید بیان این نکته جالب باشد بار زنده فقط مخصوص بارگذاری ساختمان نمیباشد و در تمامی سازه‌ها مثل پل ها ، استادیوم های ورزشی ، هواپیما ها و… با بار زنده مواجه هستیم.
بار زنده ساختمانی و محاسبه آن دارای بیشمار نکته آموزشی میباشد ، نکاتی که همه کس و همه جا به شما نمیگویند.
به شما پیشنهاد میکنیم که برای درک بهتر بارهای زنده ، مقاله و ویدیو آموزشی ما را به صورت کاملا رایگان مشاهد کنید. بار زنده ساختمان
-
بار برف :
یکی دیگر از بارهای قایمی که در حین بارگذاری ساختمان باید به آن حتما توجه کنیم ، بار برف میباشد.این بار برف شاید در بسیاری از مناطق ، مثل مناطق جنوبی کشور و یا کویری اهمیت زیادی نداشته باشد اما به شما پیشنهاد میکنم که هیچگاه آن را فراموش نکنید و حتما به سراغ مبحث ۶ و یا ASCE7 بروید و بار برف و یا Snow Load را مطالعه کنید.
بارگذاری بار برف:
بارهای حاصل از برف که به ساختمانها اعمال میشود، بستگی به موقعیت جغرافیایی و محل ساختمان ازنظر مقدار ریزش برف، شکل ساختمان و وضع آفتاب‌گیر بودن آن، وزش باد و … دارد. تعیین مقدار برف در مناطق مختلف بر اساس مطالعه آماری داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی میباشد. بار برف را لازم است، فقط برای بام‌ها و سطوح دیگر ساختمان که ممکن است برف در آنجا شود، در نظر گرفت؛ مانند: حیاط‌های بالا آورده شده، بالکن‌ها و نورگیرهای روباز. بار برف در آیین نامه‌ها معمولاً بر اساس درصدی از حداکثر بار برف روی زمین تعیین میگردد؛ زیرا مقداری از برف‌های سست ممکن است در اثر وزش باد از روی بام پایین ریزد؛ و یا به دلیل حرارت داخلی ساختمان آب شود.
بار برف با توجه به‌احتمالی بودن آن جزء بارهای خطرناک سازه است و ازآنجایی‌که در برآورد بار برف عوامل مختلفی تأثیر گذار است، لذا بار برف هر سازه باید بر اساس شرایط حاکم بر آن سازه و عوامل تأثیرگذار بر مقدار برف آن سازه برآورد گردد. پس می‌توان گفت در یک شهری که بار برف منطقه آن برای تمام قسمت‌های آن شهر یکسان میباشد؛ این احتمال وجود دارد که مقدار بار برف در سازه‌های مختلف آن شهر متفاوت باشد، لذا مهندسین طراح سازه‌ها باید تفهیم باشند که نمیتوان در دفترچه محاسبات بارگذاری بار برف سایر سازه‌ها را به سازهای که در حال مطالعه است کپی‌برداری کرد.
معمولا در کلاس های آموزشی خودم زمانی که به بار برف میرسم متوجه میشود که هنرجوبان عزیز با بار برف ارتباط قوی پیدا نمیکنند و از آن ترسی دارند.در شهر نوین عمران ومعماری در ویدیویی رایگان و با زبانی کاملا خودمانی بار برف را به صورت کاملا عملی و حرفه ای آموزش دادیم.
شما هم میتوانید این مقاله را مطالعه کنید: بار برف ساختمانی
-
بار باران :
بار باران را نمیتوان در هیچکدام از دسته های بارگذاری ساختمان قرار داد اما اگر اجبارمان کنند و بگویند که الا و بلا این بار را در دسته بارهای جانبی و یا بارهای قائم در بارگذاری ساختمان قرار دهید ، من آن را در دسته بارهای قائم قرار میدهم.
شاید برای شما موضوع بار باران جدید باشد. چون معمولا ما طراحان سازه ایرانی در هیچ کجا از آن استفاده نمیکنیم.اما تنا کافیست که یک طراحی در کشور زیبای کلمبیا را تجربه کنید و مجبور شوید که آیین نامه EUROCODE , ASCE7 را مطالعه کنید و از بار باران تجربه های زیادی را بیاموزید.
مفهوم بار باران:
در طول مدت بهره‌برداری از ساختمان، ممکن است زهکش‌های اصلی بام دچار گرفتگی شده و آب باران بر روی بام انباشته شود. وزن ناشی از انباشتگی آب باران بر روی بام، باعث ایجاد نیروهای اضافی در اعضای سازه خواهد شد.
-
بار سیل :
الان که در حال نوستن این مقاله در مورد بارگذاری ساختمان میباشم مطمین هستم که بسیاری از اساتید بزرگوار به من ایراد میگیرند که بار سیل را در دسته بارهای قائم قرار داده ام.اما استناد بنده به مجموعه مقالات سال ۲۰۱۳ در کشور سنگاپور و کانادا میباشد.یعنی دقیقا در زمانی که ما مهندسان عمران سازه‌هایی در زیر آب ها طراحی کردیم.تا قبل از این موارد خود من هم بر این یقین بودم که بار سیل در دسته جانبی اگر قرار بگیرد بهتر است اما اگر عمل و عکس العمل ها و کنش و واکنش های بین سازه و بارها را در چنین سازه هایی که در عمقی از آب میباشد مطالعه کنیم متوجه میشویم که میتوانیم بار سیل را هم در بار جانبی و هم بار قائم جای دهیم.
مفهوم بار سیل:
برخورد امواج ناشی از سیل به ساختمان و یا دیواره‌های اطراف آن، باعث اعمال نیرو به سازه خواهد شد که این موضوع می‌تواند خسارت‌های فراوانی را به سازه وارد کند.
یکی از بداخلاق ترین اساتید ما مهندس عمران تجربه ی حوادث تلخ میباشد.بسیاری الان فکر میکنند که منظور من زلزله ها هستند اما باید بگویم الان دو سال متوالی است که ما یااستاد بداخلاق دیگری به نام سیل نیز در حال دست و پنجه نرم کردن هستیم.
شاید موقع آن رسیده که از رنج مردمان غیوری جاهایی مثل سیستان و بلوچستان ، گلستان ، مازندان و … درس و عبرت بگیریم.
انواع بارهای جانبی :
سامانه‌ی باربر جانبی قسمتی از کل سازه است که برای تحمل بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله به‌کار گرفته میشود. در ساختمان‌های بلند اسکلت فلزی مرکب از تیر و ستون، استحکام و مقاومت آنها در مقابل نیروهای جانبی (باد و یا زلزله) بستگی به درجه‌ی گیرداری اتصالات تیر و ستونشان دارد.
اگراتصالات بین تیر و ستون طوری مستحکم باشند که زاویه‌ی میان آنها تغییر نکند، ساختمان می‌تواند نیروهای جانبی را تحمل کند و از حالت شاقولی خارج نشود. اگر گیرداری بین تیر و ستون موجود نباشد و مثال اتصالات نزدیک به حالت مفصلی باشند، با وارد شدن نیروهای جانبی، زاویه‌ی بین تیرها و ستون‌ها تغییر خواهد کرد و ساختمان به یک طرف متمایل میشود. واضح است که در این وضع، حالت تعادل پایدار نیست و سرانجام به خرابی ساختمان منجر خواهد شد.
بارهای جانبی دسته دیگری از بارگذاری ساختمان ها میباشد که این روز ها برای ما بسیار حائز اهمیت میباشد و عمده طراحی ما مهندسان را تحت سلطه خودش قرار داده است.بارهای جانبی به دسته های زیر تقسیم میشود که در مقالاتی جداگانه هر کدام از آن ها را در شهر نوین عمران ومعماری توضیح میدهیم.
بارگذاری ساختمان در ایتبس :
زمانی که ما بارگذاری ساختمان را انجام دادیم و قصد داشتیم تا این بارها را در نرم‌افزار وارد کنیم باید به یک منطق و طرز فکری برسیم.
اجازه دهید این موضوع را با یک مثال توضیح بدهم.
تصور کنید شما وارد یک سوپر مواد غذایی میشوید و مکالمه زیر بین شما و فروشنده رخ میدهد.
شما: سلام ، خسته نباشید !
فروشنده : سلام ، درمانده نباشید!
شما : آقا ببخشید نوشابه دارید ؟
فروشنده : بله ، داخل یخچال هست میتونید بردارید!
شما : چه نوشابه ای دارید؟
فروشنده : ما کوکاکولا داریم و قیمت آن X هزار تومان میباشد!
به دو جمله ای که برجسته شده اند دقت کنید. در واقع ما اینجا قصد داشتیم که بگوییم:
- نوشابه داریم.
- نوشابه این برند را داریم و قیمت آن اینقدر هزار تومان میباشد.
در هنگام بارگذاری ساختمان نیز ما با چنین مسایلی مواجه هستیم.ابتدا از گزینه Define به نرم افزار میگوییم که این بار را داریم و سپس از قسمت Assign میگوییم که این بار اینقدر و از این جنس میباشد.
در این قسمت ما بهترین مقالات در مورد بارگذاری ساختمان را سطح جهانی برای شما آماده کرده ایم.مقاله که هم اکنون در شهر نوین عمران ومعماری مطالعه کردید خود خلاصه تمامی این مقالات بود. اما اگر علاقه مند هستید که اصل این مقالات را هم مطالعه کنید میتوانید از قسمت زیر که مخصوص اعضای الماسی میباشد ، آن ها را دانلود کنید.
تمامی این ۱۰ مقاله به زبان انگلیسی میباشد!
شما میتوانید از این قسمت بهترین و جامع ترین مقالات در مورد بارگذاری ساختمان را دانلود کنید ! دکمه دانلود را تنها اعضای الماسی مشاهده میکنند واگر شما قادر به دانلود نیستید به دلیل این میباشد که هنوز عضو الماسی شهر نوین عمران و معماری نیستید.
سلام عرض ادب استاد فقط می تونم بگم عالی و بینظیر تمام
سپاس از همرای شما
سلام و عرض ادب استاد بیزحمت آزمون های سه و چهارم فعال ر کنید باتشکر از زحمات شما وهمکاران گرامی تون
سلام
درود بر شما
سپاس بیکران از لطف شما
آزمون ها فعال شدند
سلام ، وقت بخیر .
لطفا فایل رو دوباره بارگذاری کنید .
چون پیج درست بالا نمیاد .
با تشکر از همه آموزش ها و راهنمایی شما دوست عزیز .
سلام درود بر شما
خواهشا مجددا چک بفرمایید
تصحیح گردیدند
با سلام خدمت شما جلسه چهاردهم فیلمی برای مشاهده نیست لطف می کنید پیگیری کنید
سلام جلسه چهاردهم دچار مشکل شده فایلی برای دانلود نیست
سلام و درود
بررسی گردید. هیچ مشکلیی وجود ندارد.خواهشا مجددا بررسی کنید!