بارگذاری دستگاه راه‌پله (جلسه هفدهم)

بارگذاری دستگاه راه‌پله در تاریخ ۱۴۰۱/۱/۱۳مطابق پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰ به‌روزرسانی شد!

حتما شما هم انیمیشن آلیس در سرزمین عجایب را دیده‌اید!
هنگامیکه که آلیس وارد سرزمین عجایب شد، حیوانی در کنار او قرار گرفته بود. آلیس از حیوان پرسید: “ای حیوان، این دوراهی که من در آن قرار گرفته‌ام از سمت راست بروم یا از سمت چپ؟”
حیوان پاسخ داد: “آلیس! کجا می‌خواهی بروی؟”
آلیس گفت: “نمی‌دانم کجا می‌خواهم بروم!!!”
حیوان در جواب او گفت: “اگر نمی‌دانی کجا می‌خواهی بروی و مقصدت کجاست، چه تفاوتی داره که از کدام مسیر بروی؟”

این قسمت از داستان را برای شما گفتم که بگویم دقیقا همین داستان نیز در طراحی سازه وجود دارد. زمانیکه ما نمی‌دانیم از کجا آمده‌ایم و به کجا می‌خواهیم برویم، چه تفاوتی دارد که اصلا از کدام مسیر برویم؟
لطفا ویدیو زیر را مشاهده کنید تا منظور من را بهتر متوجه شوید و سپس در مورد دستگاه راه پله با شما به طور کامل صحبت کنم.

 

 

تمایل دارید این جلسه و جزوه آموزشی آن را دانلود کنید؟
اين جلسه حاوي

1. فيلم آموزشي بالا
2. 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

خيلي سريع من را عضو الماسي کن!

 

 

بارگذاری دستگاه راه‌پله دقیقا مسیری شبیه به آلیس در سرزمین عجایب را طی کرده است. اگر به یاد داشته باشید زمانی که در مدارس به ما مانور زلزله را آموزش میدادند میگفتند برخی از جاها مثل زیر میز، چارچوب در، دیواره های کنار راه پله از امنیت بیشتری برخوردار میباشد اما به محض اینکه زلزله ای پیش میآمد ما بدترین آسیب ها را از همین دستگاه راه پله مشاهده میکردیم. تا اینکه مسیر پیشرفت خود را در طراحی دستگاه راه پله طی کردیم.

تا چند وقت پیش بارگذاری دستگاه راه‌پله به گونه‌ای بود که ما دستگاه راه‌پله را به عنوان عضو غیر سازه‌ای در نظر می‌گرفتیم و اصلا نیازی به مدل‌سازی و یا بارگذاری نبود.چون عضو غیر سازه ای نیاز به مدل سازی ندارد.
مدت‌ها گذشت تا زمانیکه به استاندارد ۲۸۰۰، پیوستی اضافه شد. این پیوست ششم ما را موظف کرد که این بار، سازه‌های خود را یکبار با مدل‌سازی دستگاه راه‌پله و بار دیگر بدون مدل‌سازی دستگاه راه‌پله آنالیز، طراحی و تحلیل کنیم و اگر از هر دو جواب گرفتیم بتوانیم از این دستگاه راه‌پله استفاده کنیم.

نتایج حاصل از مقایسه سازه بین مدل کردن راه پله و بدون مدل کردن آن در نرم‌افزار ETABS نشان می‌دهد که سختی سازه کاهش خواهد یافت؛ بنابراین اثر آن ناچیز نبوده و نمی‌توان از مدل‌سازی راه‌پله صرف‌نظر کرد.

در اثر مدلسازي پله سختي پله افزايش پيدا كرده و به سمت دستگاه پله تمايل پيدا ميكند و در نتيجه آن باعث افزايش فاصله بين مركز سختي و مركز جرم ميشود.

عدم مدل‌سازی درست راه‌پله، جز در چند کشور که قوانین و مقررات ساختمانی، مهندس محاسب را مجبور به مدل‌سازی دقیق سیستم پله و یا در نظر گرفتن اثرات آن می‌کنند، در بسیاری از کشورهای دیگر هم چندان رعایت نمی‌شود که تخریب راه‌پله درعین‌حالی که خود سازه دچار آسیب جدی نشده است،

در طراحی سازه در نرم‌افزار، معمولاً باکس راه‌پله را به‌صورت یک فضای خالی، در نظر می‌گیرند. پاگرد و شمشیری راه‌پله را برای سادگی کار مدل‌سازی نمی‌کنند. تنها، بار مرده و زنده راه‌پله را، به‌صورت خطی به تیرهای طرفین اعمال می‌کنند. فضاهای خالی، یکپارچگی و دیافراگم سقف را برهم می‌زند. بهتر است فضای های خالی در طراحی معماری به صورت متقارن دیده شوند.

با توجه به اهمیت دستگاه پله جهت خروج ساکنین بعد از وقوع زلزله، می- توان گفت این المان‌ها نقش شریانهای حیاتی ساختمان را داشته و عملکرد لرزهای آن حائز اهمیت میباشدعدم بررسی دقیق رفتار پله وحتی مدلسازی آن در عملیات محاسبات سازه‌ای توسط مهندسین محاسب کشورمان نکته‌ای قابل تأمل می‌باشد. نتایج تحلیل خطی نشان می‌دهد، وجود شمشیری پله به‌صورت شبه بادبندی عمل کرده که در اثر آن سختی سازه افزایش یافته و تغییرات قابل‌توجهی را در رفتار دینامیکی و شکلهای مدی و زمان تناوب ایجاد گردیده و بالطبع برش پایه سازه افزایش یافته و جذب نیرو علی- الخصوص در ناحیه باکس راه‌پله بیشتر گردیده و باعث افزایش تنش در المانهای مربوطه می‌شود، همچنین مختصات مرکز سختی تغییر می‌کند که پیچش قابل مالحظهای را موجب می‌گردد.

ما به شما، به‌طور کامل و با زبانی ساده بارگذاری دستگاه راه‌پله را در آموزش رایگان نرم‌افزار ایتبس، آموزش خواهیم داد. پس اصلا نگران نباشید!

 

 

دستگاه راه‌پله:

راه‌پله، ارتباط بین طبقات را میسر می‌سازد. راه‌پله یکی از فضاهای مشاع در ساختمان به شمار می‌رود؛ در سال ۲۰۰۸, Bixiong li و همکارانش عملکرد دستگاه پله در زلزله ونچوان و خسارت ناشی از آن را به‌صورت میدانی بررسی نمودند و براساس پژوهشی که انجام دادند نتیجه گرفتن که هرگاه سازه در معرض بار زلزله به‌طور عرضی قرار گیرد آسیبها متوجه پله و هنگامی که سازه در معرض بار زلزله به‌طور طولی قرار گیرد آسیبها بر ستون‌ها یا تیرهای پله متمرکز می‌گردد.

در سال ۲۰۰۹.N.Fardis در کتاب ارزیابی، بهسازی و طراحی لرزه- ای ساختمانهای بتنی بر اساس آیین نامه يورو ۸ به بررسی رفتار دستگاه پله و مدل‌سازی آن پرداخته است. نویسنده، رفتار دستگاه پله را در جهت طولی مانند یک عضو بادبندی در نظر گرفته و به همین علت معتقد است که وجود دستگاه پله باعث ایجاد یک تمرکز سختی در پلان می‌گردد. همچنین در این کتاب به شکستهای برشی و خمشی ستونهای دستگاه پله که در اثر وجود میان طبقه در آنها اتفاق میافتد اشاره‌شده است. در گزارشی از shah & Bertero از زلزله آل اسنام الجزیره، اکثر راه‌پله‌ها از بتن مسلح ساخته‌شده و در وسط ارتفاع هر طبقه به ستون متصل شده‌اند و همین امر سبب ایجاد ستون‌های کوتاه و موجب تخریب آنها گشته است. بعلاوه به خاطر موقعیت و آثار سخت‌کنندگی، این راه‌پله‌ها ممان های پیچش قابل مالحظهای در همه ساختمان در حین حرکات زمین لرزه ایجاد کرده‌اند.

قبل از اینکه به‌سراغ بارگذاری دستگاه راه‌پله برویم، بیایید تا با یکدیگر دید مناسبی در مورد دستگاه راه‌پله پیدا کنیم.
دستگاه‌های راه‌پله مانند شکل زیر اجرا می‌شود. به شکل زیر دقت کنید.

 

در قسمت اول، یک طبقه‌ای را داریم.
در قسمت دوم، در ارتفاع کمی بالاتر، تراز نیم‌طبقه را داریم. ما در این قسمت تیر نیم‌طبقه‌ای را ترسیم می‌کنیم.
در قسمت سوم، رمپی داریم که روی آن پله‌ها قرار می‌گیرند.
در قسمت چهارم، دال یا پاگردی را داریم که بر روی تیر سوار می‌شود و بعد از آن مجددا رمپ دستگاه راه‌پله را داریم تا به طبقه بعدی برسیم.

معرفی روش اجرای دستگاه پله:
در ساختمان‌های بتنی دستگاه پله به روش‌های مختلفی اجرا می‌گردد. این تنوع به دلیل فقدان الزامات آئین نامه‌ای در مورد دستگاه پله ایجاد گردیده است و بسته به سلیقه مهندسان و با دخالت مجریان در مناطق مختلف، متفاوت می‌باشد. هرچند روش‌های مختلفی جهت اجرای پله در ساختمان‌ها وجود دارد.

اجرای پله در سازه‌های بتنی نیاز به‌دقت بالایی دارد زیرا جزئیات آرماتوربندی و در امتداد آن، قالب‌بندی و بتن‌ریزی به کیفیت اجرای پله مرتبط هستند. ازاین‌رو، حضور مهندس اجرایی برای توجیه نقشه جهت اجرای صحیح پله ضروری است. به‌طورکلی، راه‌پله به‌غیراز آن که کمک می‌کند افراد از سطحی به سطحی دیگر بروند، ازنظر سازه‌ای نیز نقش مؤثری ایفا می‌کند. اغلب گفته می‌شود برای مدیریت بحران در زمان زلزله، اهالی ساختمان می‌توانند درراه پله جمع شوند تا از خطرات عمده در امان باشند.

هر طبقه راه‌پله که اجرا می‌شود باید میلگرد های انتظار در دو ردیف، تعبیه شود. با اجرای میلگردهای راه‌پله، در سقف بعدی، میلگردهای آن، به میلگردهای انتظار، بافته می‌شوند. انتهای قسمتی از میلگردهای انتظار که در سقف جانمایی می‌شوند باید دارای خم ۹۰ درجه باشد. به‌طورکلی در اجرای دال‌های بتنیِ سازه‌ای، همواره باید دو ردیف میلگرد استفاده شود.

تیر نیم‌طبقه باید همزمان با قالب‌بندی ستون‌ها اجرا شود. این نیز یکی از نکات اجرایی راه پله است که شاید به چشم نیاید.

رعایت نکات اجرایی راه‌پله به روش اصولی بسیار حائز اهمیت است. نحوه اجرای راه‌پله حتی درفروش و قیمت یک ساختمان، نیز مؤثر است. فضای موجود در راه‌پله، برای انجام نما کاری به‌خصوص، در مناطق لوکس نشین، بسیار موردتوجه است. از این فضاها می‌توان، در اجرای نور مخفی و نماکاری مختلف استفاده کرد.

یکی از نکات اجرایی راه‌پله، نحوه قالب‌بندی راه‌پله در سازه‌های بتنی است. عرض پاگرد، در سمتی که به راه‌پله بالایی اتصال میابد، ۱۲۰ سانتی‌متر، و در سمتی که به راه‌پله پایینی اتصال می‌یابد، ۹۰ سانتی‌متر باید باشد.

در ساختمان‌هایی که بیش از ۵ طبقه مسکونی دارند، باید باکس راه‌پله دارای پنجره باشد. این نیز یکی از نکات مهم اجرایی راه‌پله است.

در اتمام کار، برای راه‌پله اجرای نرده حفاظ به ارتفاع حداقل ۸۰cm، اجباری است. اما یکی از مهم‌ترین نکات اجرایی راه‌پله، ایجاد حفاظ در پرتگاه‌های اطراف راه‌پله است. به‌خصوص برای چاهک آسانسور. معمولاً آسانسور و راه‌پله در مجاورت یکدیگر اجرا می‌شوند

در ساختمان‌های اسکلت فلزی راه‌پله و پاگرد معمولاً، با استفاده از پروفیل آهن IPE140 یا IPE160 اجرا می‌شود. در اجرای راه‌پله فلزی حتماً از آهن‌آلات نو و باکیفیت باید استفاده کرد. در اتصالات جوشیِ راه‌پله، حتماً باید از ورق در محل اتصال استفاده شود.

هنگام اجرای سازه باید توجه کرد ارتفاع طبقات مطابق با نقشه اجرا شود. اگر ارتفاع طبقه، بدون حساب افزایش دهیم، ناگزیر برای دسترسی به طبقات باید تعداد پله های بیشتری را اجرا کنیم.

در نقشه سازه و معماری جزییات اجرایی راه‌پله را رسم می‌نمایند. در نقشه‌های معماری فاز ۲، برش دقیق‌تری از راه‌پله به نمایش درمی‌آید. پس برای رعایت بهتر نکات اجرایی راه‌پله، باید به نقشه‌خوانی نیز مسلط باشیم.

ابعاد استاندارد:
راه‌پله به‌عنوان ابزار اصلی جابه‌جایی میان طبقات است. رعایت ابعاد استاندارد یکی دیگر از نکات اجرایی راه‌پله است. البته در ساختمان‌هایی که آسانسور دارند رفت‌وآمد، اکثراً با این وسیله انجام می‌شود. آسانسور وسیله‌ای الکترومکانیکی است که همواره احتمال ازکارافتادن آن وجود دارد. در موقع بروز حوادثی مثل آتش‌سوزی و زلزله، نیز استفاده از آسانسور به‌جز در موارد خاص غیر ایمن است. پس رعایت ابعاد استاندارد، برای سهولت استفاده از راه‌پله همچنان اهمیت دارد. به همین دلیل رعایت نکات اجرایی راه‌پله همچنان اهمیت دارد.

ابعاد هر پله:
ارتفاع هر پله، ۱۸ سانتی‌متر و کف هر پله بین ۳۲ تا ۳۳ سانتی‌متر باید باشد. ابعاد استاندارد دیگری نیز وجود دارد که در زمره نکات اجرایی راه‌پله، باید رعایت گردد.

حداکثر تعدادِ پله:
حداکثر تعداد پله‌های متوالی در هر بازوی پله باید ۱۲ عدد باشد. اگر تعداد پله‌ها بیش از این مقدار بود باید بین آن‌ها، پاگرد قرار گیرد.

تعداد ستون‌های لازم برای اجرای باکس راه‌پله:
برای اجرای باکس راه‌پله به چهار ستون نیاز است که معمولاً در چهار گوشه باکس راه‌پله قرار می‌گیرند. گاهی اوقات به دلیل محدودیت‌های معماری امکان اجرای ستون‌ها در چهار گوشه وجود ندارد. ممکن است یک یا تعداد بیشتری، از ستون‌ها در فاصله‌ای بیشتر یا کمتر از گوشه باکس راه‌پله قرار گیرد. در تصویر زیر دو نمونه از حالت‌های متداول قرارگیری ستون‌ها اطراف راه‌پله به نمایش درآمدهاست. معمولاً برای دسترسی برای هر طبقه از دو بازو و دو پاگرد استفاده می‌شود. پاگرد اول در نیم‌طبقه، قرار می‌گیرد. در تصویر سمت راست قسمتی از راه‌پله به‌صورت کنسول اجراشده است. زیرا طول فاصله ستون‌های چهار گوشه کمتر از طول استاندارد راه‌پله است.
اجرای باکس راه‌پله با کمتر از ۴ ستون اصولی نیست. مگر اینکه تقویت‌های لازم برای سازه انجام گیرد. در این حالت، پاگرد و شمشیری‌ها باید به‌صورت طره‌ای اجرا گردد. با توجه به بار قابل‌توجه راه‌پله، اجرای راه‌پله به‌صورت طرّه‌ای، تنش زیادی به اعضای سازه‌ای درگیر، وارد می‌کند.

انواع دستگاه راه‌پله:

راه پله‌ها را از جنبه‌های مختلفی می‌توان تقسیم‌بندی نمود. یکی از این موارد تعداد رمپ‌های راه پله است. بر این اساس راه‌پله به چهار نوع؛ یک رمپ، دو رمپ، سه رمپ و چهار رمپ تقسیم می‌شوند که به ترتیب به آن‌ها پله‌های یک‌طرفه، دوطرفه، سه‌طرفه و چهار طرفه گفته می‌شود.
۱) تک رمپه:  در راه‌پله یک‌طرفه یا یک رمپِ، رمپ بر روی تیرهای موجود در تراز طبقات قرار می‌گیرد. درواقع بار راه‌پله به تیرهای بالا و پایین رمپ منتقل می‌شود.غالباً حداقل عرض پاگرد، برابر با عرض پله است.
۲) دو رمپه :در راه‌پله دوطرفه یا دو رمپِ، رایج است که رمپ بر روی تیرهای موجود در تراز طبقات و نیز یک تیر میان طبقه قرار گیرد. درواقع بار راه پله به سه تکیه‌گاه رمپ منتقل می‌شود.این پله به دلیل دو قسمتی بودن، طول زیادی را اشغال نمی‌کند و همچنین عرض پاگرد نیز متناسب با عرض پله‌ها می‌باشد.
۳) سه رمپه  :هرگاه ارتفاع بلند یا طول راه‌پله کم باشد و نتوان پله‌ی دو طرفه ساخت، پله‌های سه طرفه ایجاد می‌شوند. در این پله‌ها شخص پس از طی نمودن یک ردیف پله با رسیدن به پاگرد اول، با چرخش ۹۰ درجه‌ای ردیف دوم را می‌پیماید و پس از رسیدن به پاگرد دوم و چرخش دوباره‌ی ۹۰ درجه‌ای، ردیف سوم را نیز طی می‌کند.
۴) چهار رمپه :پله‌ی چهار طرفه مشابه پله‌ی سه طرفه است با این تفاوت که یک ردیف پله و یک پاگرد بیشتر دارد. چرخش در این پله‌ها ۹۰ درجه می‌باشد و مشابه پله‌ی سه طرفه است.
در دوره جعبه ابزار طراحی سازه‌های بتنی، ما به‌طور کامل در مورد انواع دستگاه راه‌پله، مدل‌سازی، بارگذاری و اجرای آن‌ها صحبت کرده‌ایم. اما در دوره آموزش رایگان نرم‌افزار ایتبس، تنها در مورد دستگاه راه‌پله دو رمپه، صحبت خواهیم کرد.

تا قبل از اضافه شدن پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰، ما با دستگاه راه‌پله به گونه‌ای رفتار می‌کردیم که نتیجه این رفتار، وجود عملکردهایی نامناسب از دستگاه راه‌پله یا همان عضو غیر سازه‌ای، در هنگام وقوع زلزله بود.
وقتی به این عملکردها دقت می‌کردیم، متوجه می‌شدیم که یا دستگاه راه‌پله به‌درستی اجرا نشده و یا در طراحی دستگاه راه‌پله اشتباه کرده‌ایم.

به شکل‌های زیر توجه کنید.

در تصویر سمت چپ، در زمین‌لرزه‌ای که رخ داده است تمامی دستگاه راه‌پله از یک نقطه تخریب شده‌اند. در شکل دیگر، مصالح پیرامون دستگاه راه‌پله که به علت سختی زیادی که دستگاه راه‌پله جذب کرده، دچار شکست شده است.
پس اینجاست که طراحی و عملکرد مناسب دستگاه راه‌پله، برای ما بسیار اهمیت دارد.

 

انواع خرابی دستگاه راه‌پله:

۱) آسیب به سازه اطراف دستگاه راه‌پله
۲) آسیب به خود دستگاه راه‌پله
۳) آسیب به سایر بخش‌های سازه
اگر ما دستگاه راه‌پله را هنگام طراحی سازه، مدل‌سازی نکنیم، سازه دچار سختی می‌شود؛ ولی زمانیکه که شما دستگاه راه‌پله را مدل‌سازی می‌کنید، سختی آن جور دیگری تعریف می‌شود. پس مسلما این سازه بدون مدل‌سازی دستگاه راه‌پله به مشکل بر می‌خورد.
یا وقتی که به یک فضایی، سختی آن اضافه شود، سایر بخش‌ها، بارهای کمتری را دریافت می‌کنند. پس رفتار متفاوتی را از سایر بخش‌ها ما انتظار داریم و آن را مشاهده می‌کنیم. پس این موضوع ما را موظف می‌کند که دستگاه راه‌پله را مدل‌سازی کنیم تا به گونه بهتری رفتار کند.

 

عمده خرابی ناشی از دستگاه راه‌پله:

 ستون کوتاه
 تیر کوتاه
 اتصالات بین تیر به ستون

 

در دستگاه راه‌پله، در قسمت تراز طبقه، پاگردی به آن متصل شده است که در این پاگرد یک رمپ به سمت بالا و رمپی به سمت پایین وجود دارد.
در قسمت دال، سختی زیادی وجود دارد. زمانیکه دال به این تیر اصابت کند با توجه به رمپ بالا و پایین، عملکردی شبیه مهاربند پیدا می‌کند. این قسمت به‌عنوان یک جسم صلب در نظر گرفته می‌شود. با توجه به اینکه تیر ما یکپارچه است، به‌عنوان تیر کوتاه عمل می‌کند و سختی آن کمتر می‌شود.

نکته دیگر اتصالات میان طبقه و ستون‌ها هستند. این اتصالات به‌راحتی دچار Fail می‌شوند و ما هم نمی‌توانیم کاری انجام دهیم.
البته در حال حاضر، با روش و متدهای به‌روز اجرایی، می‌توان این مسائل را کنترل کرد ولی همیشه این مشکلات مشاهده می‌شوند.

 

فرآیند طراحی راه‌پله:

به‌طور کلی این فرآیند دچار تغییرات و تحولاتی شده است.
در ابتدای کار، ما دستگاه راه‌پله را به عنوان عضو غیر سازه‌ای در نظر می‌گرفتیم که آن را مدل‌سازی نمی‌کردیم و بارگذاری آن را به شیوه‌ای نادرست در نظر می‌گرفتیم. به این صورت که بارگذاری معادل دستگاه راه‌پله را پیدا کرده و بر ۴ تقسیم می‌کردیم و مانند آسانسورها، به ۴ نقطه کناری دستگاه راه‌پله اختصاص می‌دادیم. برای اجرا نیز مطابق مرسومات آن شهر پیش می‌رفتیم.

کمی پیشرفت کردیم و بارگذاری دستگاه راه‌پله را دقیق‌تر و روی تیر خطی و تیر میان طبقه انجام دادیم.
کمی جلوتر، همچنان دستگاه راه‌پله را به عنوان عضو غیر سازه‌ای در نظر گرفتیم و گفتیم که هم مدل‌سازی نیاز هست و هم نیاز نیست. بارگذاری دستگاه راه‌پله را شبیه به واقعیت و اجرا را نیز طبق طراحی در نظر گرفتیم.

اکنون نیز برای اجرا، روش‌های نوین را در نظر می‌گیریم.

 

بخشی از پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰:

در پله‌هایی که جزء سازه اصلی ساختمان می‌باشند، در صورت اتصال راه‌پله‌ها به قاب سازه‌ای باید اثر آن در باربری لرزه‌ای و نیروهایی که به تیر و ستون اطراف آن بر اثر این باربری وارد می‌شود، لحاظ می‌شود. در این حالت لازم است اجزای راه‌پله مدل‌سازی شوند. در این خصوص لازم است یکبار سازه بدون لحاظ نمودن سختی اجزای پله، مدل و طراحی شود تا سیستم باربر جانبی سازه به تنهایی قادر به تحمل کل نیروی زلزله باشد و یکبار هم با مدل کردن اجزای پله و در نظر گرفتن تاثیر سختی آن.

به بیان بهتر، یکبار دستگاه راه‌پله را مدل‌سازی و بار دیگر مدل‌سازی نمی‌کنیم. سپس در مدل‌سازی یکبار با اعمال سختی و یکبار بدون سختی در نظر می‌گیریم.

الزامات آیین نامه‌ای دستگاه پله: در برخی از کشورها همچون هند، چین، ایاالت متحده الزامات زیادی جهت طراحی و اجرای پله در آئین نامه خود ملحوظ نمودند. در برخی کشورها آئین نامه‌هایی نیز وجود دارد که به ارائه پیشنهاداتی دراین‌باره اکتفا کرده در این میان نیز کشورهای همچون کانادا و ایران هیچ ضابطه، بند و یا پیشنهادی جهت طراحی یا اجرای دستگاه پله ارائه نگردیده است.

در آئین نامه بسیاری از کشورها ازجمله ایران ضوابط مشخص در ارتباط با طراحی عناصر پله بیان نشده است و مهندسان جهت تحلیل و طراحی سازه‌ای، این المان‌ها را در باربری جانبی سهیم نکرده و فقط آنها را برای بارهای ثقلی تحلیل و طراحی می‌کنند و با توجه به ثابت بودن بارهای ثقلی در کلیه طبقات از یک مقاطع مشخص برای تیرها و ستون های اطراف دستگاه پله استفاده می‌کنند. درحالی‌که با توجه به شکل هندسی و نوع اتصال این المان‌ها انتظار می‌رود هنگام اعمال بار زلزله باعث کاهش تغییر مکان جانبی می‌گردد وسختی سازه افزایش می‌یابد. این اثر در سازه‌های فوالدی به سبب اتصال مفصلی بین تیر نیم طبقه و ستون‌ها چندان قابل‌توجه نمی‌باشد ولیکن تجربه زلزلههای گذشته نشان داده است که پتانسیل تشکیل مفاصل خمیری در سازه‌های بتنی به علت اتصالات گیردار، در اطراف دستگاه پله نسبتاً زیاد است.

 

بارگذاری دستگاه راه‌پله و محاسبه آن:

بارهای وارد برسازه شامل بارهای جانبی و ثقلی است. بار جانبی شامل بار زلزله و بار ثقلی شامل بارهای مرده و زنده است که بارهای مرده مطابق با دیتیل های موجود محاسبه می‌شوند؛

دستگاه راه‌پله شامل قسمت‌های زیر می‌باشد:
۱) پاگرد دستگاه راه‌پله که صاف است.
۲) رمپ دستگاه راه‌پله که در میان آن بتن مسلح قرار گرفته است. زیر بتن مسلح، اندود گچ و خاک و سپس آستر گچی قرار دارد.
۳) روی بتن مسلح نیز کرسی چینی و سپس سنگ‌ها که می‌توانند از جنس سنگ مرمر و یا گرانیت باشند، قرار دارد.

همانند بارگذاری جلسات گذشته جدولی مانند جدول زیر آماده می‌کنیم و مصالح را در آن وارد می‌کنیم.

به پیوست ۶-۲ مبحث ششم مراجعه می‌کنیم و جرم واحد حجم هر یک از این مصالح را به‌دست می‌آوریم. سپس جرم واحد حجم را در ضخامت مصالح ضرب می‌کنیم تا وزن واحد سطح را به‌دست آوریم. تمامی وزن‌های واحد سطح به‌دست آمده را با یکدیگر جمع می‌کنیم. به‌عنوان مثال، در دستگاه راه‌پله این مقدار برابر با ۷۰۰ کیلوگرم بر مترمربع می‌باشد.

 

چند نکته در محاسبه بارگذاری :

همانطور که مشاهده می‌کنید در ضخامت گچ سفید ضریبی به عنوان Cosx اعمال شده است. اما cosx چیست؟
چون بارگذاری که ما انجام دهیم باید به صورت قائم و سمت سطح زمین باشد، زاویه‌ای که دستگاه راه‌پله با سطح زمین دارد را محاسبه می‌‎کنیم. این مقدار معمولا برابر ۳۰ یا ۳۵ می‌باشد.

اما چرا ضریب ۳٫۳ در بتن سبک اعمال شده است؟
زمانیکه از بالا به دستگاه راه‌پله نگاه می‌کنیم، تنها کف سنگ‌ها را مشاهده می‌کنیم. معمولا عرض این سنگ‌ها برابر ۳۰ سانتی‌متر می‌باشد. پس در یک متر مربع ۳تا ۳۰ سانتی‌متر + یک ۱۰ سانتی‌متر داریم که به ازای این ۱۰ سانتی‌متر ۰٫۳ دیگر نیز اضافه می‌شود و مقدار کل برابر ۳٫۳ اعمال می‌شود.

 

بارگذاری دستگاه راه‌پله در نرم‌افزار ایتبس:

طراحان در طراحی ساختمان ها، پله‌ها و رمپ‌ها را مدل نمی‌کنند و یا در صورت مدل‌سازی، سختی خمشی خارج صفحه و سختی محوری آن‌ها را (با در نظر گرفتن المان‌های none) عدد کوچکی در نظر می گیرند. همین اختلاف بین مدل‌سازی و اجرا را می‌توان علت اصلی تخریب رمپ راه‌پله‌ها دانست.

در ادامه وارد نرم‌افزار ایتبس می‌شویم و هر آنچه را که آموختیم وارد نرم‌افزار می‌کنیم.
می‌خواهیم بار مرده دستگاه راه‌پله را وارد نرم‌افزار ایتبس کنیم پس:

۱) نرم‌افزار ایتبس را اجرا کرده و فایل جلسه گذشته را باز می‌کنیم.

 

۲) وارد نرم‌افزار اتوکد می‌شویم و اندازه‌های دستگاه راه‌پله را بررسی می‌کنیم.

 

۳) همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید باید دو تیر را به یکدیگر متصل کنیم.

 

 

برای اینکار ابتدا روی حالت All Stories قرار می‌دهیم. سپس گزینه Snap to Perpendicular Projections را فعال کرده تا حالت عمود را به ما نشان دهد. سپس ۲ تیر را به یکدیگر وصل می‌کنیم. دقت شود که این تیر را در خرپشته پاک می‌کنیم.

 

۴) سپس ۲ تیر را انتخاب می‌کنیم.
از سربرگ بالای نرم‌افزار، گزینه Edit و سپس Edit Frames را انتخاب می‌کنیم. در ادامه Join Frames را کلیک کرده و OK می‌کنیم تا تیر به صورت یک تکه در بیاید.

 

۵) در ادامه باید یک تیر میان طبقه ترسیم کنیم.
برای اینکار روی تیر کلیک می‌کنیم. سپس روی گزینه Edit، Replicate کلیک می‌کنیم تا پنجره Replicate باز شود.
ما باید در راستای طبقات، یعنی راستای محور z اینکار را انجام دهیم اما در راستای طبقات، محور z نداریم. پس Close می‌کنیم.
دید خود را از روی حالت ۳D به حالت Elevation تغییر می‌دهیم. سپس ۲ ستون خود در محور ۶ را انتخاب می‌کنیم.

 

۶) سپس باید آن‌ها را از وسط نصف کنیم.
برای اینکار از سربرگ بالا گزینه Edit و سپس Edit Frames را انتخاب می‌کنیم. در ادامه Divide Frames را کلیک کرده و OK می‌کنیم. در پنجره باز شده، گزینه اول یعنی Divide into 2 Frame Objects را انتخاب می‌کنیم.

 

۷) اکنون نوبت به دال‌ها می‌رسد.
مجددا تیر خود را انتخاب می‌کنیم. از سربرگ بالا، گزینه Edit، Extrude و سپس گزینه Extrude Frames to Shells را انتخاب می‌کنیم. به نرم‌افزار اتوکد باز می‌گردیم و فاصله اولین قسمت دستگاه راه‌پله تا چاهک آسانسور را بررسی می‌کنیم.

سپس مقدار آن که برابر با ۱٫۳ متر است را در قسمت dy وارد می‌کنیم.

 

۸) اکنون نوبت آن رسیده که رمپ‌ها را نیز اختصاص دهیم.
پاگردها را Select کرده و از سربرگ بالا گزینه Edit و سپس Edit Shells را انتخاب می‌کنیم. در ادامه Divide Shells را کلیک کرده تا پنجره Divide Selected Shells باز شود. در پنجره باز شده، گزینه دوم یعنی Divide Quadrilaterals را انتخاب می‌کنیم تا دال‌ها به ۲ قسمت تقسیم شوند.

 

۹) مجددا دال‌های تقسیم شده را انتخاب می‌کنیم و به آن‎‌ها Slab اختصاص می‌دهیم.
از سربرگ بالای نرم‌افزار گزینه Define، Section Properties و سپس Slab Section را انتخاب می‌کنیم. از Slab1 موجود،  یک Copy گرفته و متریال آن را از بتن C0 انتخاب می‌کنیم. همچنین نام آن را به Slab 15p تغییر می‌دهیم. در قسمت Thickness مقدار آن را برابر با ۱۵ سانتی‌متر قرار می‌دهیم.

 

۱۰) اکنون باید اختصاص دهیم.
از سربرگ بالای نرم‌افزار، گزینه Assign، سپس گزینه Shell، Slab Section را انتخاب می‌کنیم. در پنچره باز شده روی گزینه Modify کلیک کرده تا پنجره Slab Property باز شود. روی گزینه Add New Property کلیک کرده و Slab15S را وارد می‌کنیم. سپس تک تک رمپ‌ها را رسم می‌کنیم.

 

۱۱) پس از آنکه رمپ‌ها را اختصاص دادیم به‌سراغ مش‌بندی می‌رویم.
دال‌های خود را انتخاب می‌کنیم. سپس از سربرگ بالای نرم‌افزار، گزینه Assign، سپس گزینه Shell، Floor Auto Mesh Options را انتخاب می‌کنیم. در پنجره باز شده گزینه‌های Auto Cookie و Further Mesh را انتخاب کرده و مقدار آن را برابر با ۰٫۳ قرار می‌دهیم.

 

۱۲) برای رمپ‌ها نیز مجددا همین کار را انجام می‌دهیم. با این تفاوت که اینبار گزینه Wall Auto Mesh Options را انتخاب می‌کنیم و مقدار مش‌ها را مطابق با دال‌ها وارد می‌کنیم.

 

۱۳) در آخر نوبت به بارگذاری دستگاه راه‌پله می‌رسد.
تمام چیزهایی را که ساختیم انتخاب می‌کنیم. مجددا از سربرگ بالای نرم‌افزار، گزینه Assign، سپس گزینه Shell Loads را انتخاب می‌کنیم. در ادامه عبارت Uniform را را انتخاب کرده تا پنجره Shell Load Assignment – Assignment باز شود و مقدار بار را قرار می‌دهیم.

 

۱۴) در نهایت فایل را Save می‌کنیم.

تذکر:هرگز در حین وقوع زلزله از پله استفاده نکنید؛ زیرا پله‌ها به دلیل اینکه نسبت به سایر اجزای سازه جرم معلق بیشتری دارند، فرکانس لرزشی متفاوت‌تری از کل سازه را در حین زلزله تجربه کرده و مجزا از بدنه اصلی سازه نوسان می‌کنند. درنتیجه احتمال برخورد پله‌ها با سایر اجزای سازه (مانند ستون‌های اطراف دستگاه پله) وجود دارد که گاهی منجر به شکست سازه‌ای در پله می‌شوند. حتی اگر پله‌ها در حین زلزله تخریب نشده و آسیب جزئی دیده باشند، ممکن است در اثر وزن افراد در حال فرار و ضربه‌ی ناشی از دویدن آنان، فروبریزد؛ لذا پله‌ها پس از وقوع زلزله هرچند که ساختمان آسیب زیادی ندیده باشد، باید ازنظر ایمنی مورد آزمایش قرار گیرند. با بررسی خرابی‌های زلزله دل‌خراش بم متوجه شدیم که در بعضی از ساختمان‌ها درعین‌حالی که به اعضای اصلی سازه آسیبی وارد نشده بود اما متأسفانه باکس پله دچار شکست شده بود.