ترکیب بارگذاری ساختمان (جلسه بیست و پنجم)

ترکیب بارگذاری ساختمان در تاریخ ۳۱ فروردین ۱۴۰۱ مطابق مبحث ۶ و ۹ جدید به‌روزرسانی شد!

شاید شما هم نگران شغل آینده خود باشید. اما همچنان در کشور ما، رشته مهندسی عمران یکی از پردرآمدترین مشاغل محسوب ‌می‌شود.که درآمد آن نیز به عوامل متعددی بستگی دارد،با تحولی که در شیوه‌های ساخت‌وساز ایجادشده است، شغل‌های جدیدی در این حوزه ظهور کرده‌اند. فرصت‌های شغلی در این رشته در همه‌ی شهرها و مناطق به‌طور یکسانی توزیع نشده‌اند. به‌علاوه، جنسیت مهندسین نیز روی شانس استخدام آن‌ها تأثیرگذار است. وضعیت سیاسی و اقتصادی کشور، تأثیر زیادی رو تعداد فرصت‌های شغلی در این رشته دارند.فقط کافی است راه و روش آن را بیاموزید و مقداری از بازار سنتی کوچ کنید و به بازار جدید وارد شوید.

یکی از رسالت‌های مهم شهر نوین عمران و معماری این است که مهارت‌های کسب‌وکاری، مهارت‌های اخلاقی، تفکری، ارتباطی و… به شما مهندسین عزیز آموزش دهد.

در این جلسه به‌سراغ ترکیب بارگذاری ساختمان می‌رویم و آموزش می‌بینیم که بارهایی که تا اینجای کار وارد نرم‌افزار ایتبس کردیم، مانند بارهای مرده، زنده، بار زنده کاهش یافته، بار باد و …، چگونه باید در کنار یکدیگر قرار بگیرند.
اگر بخواهیم با مثالی برای شما توضیح دهیم این است که ما تا کنون شهرهایی را ساخته‌ایم و قصد داریم که این شهرها را در کنار یکدیگر قرار دهیم تا استانی به جود بیاید. از کوچک‌ترین‌ها شروع کردیم و آن‌ها را در کنار یکدیگر قرار دادیم و الآن به‌سراغ بزرگ‌ترها می‌رویم.

 

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!

 

نیروی زلزله، عاملی تاثیر گذار در ترکیب بارگذاری ساختمان‌ها:

یکی از بزرگترین عامل‌های تاثیرگذار در ترکیب بارگذاری ساختمان، نیروی زلزله می‌باشد.
شاید بهتر باشد بگوییم که عامل‌های تاثیرگذار نیروهای جانبی هستند اما در کشور ما، معمولا نیروی جانبی باد، برای سازه‌هایی که عرف جامعه هستند، آنچنان ملاک قرار نمی‌گیرند. در نتیجه، نیروی زلزله در اول صف قرار می‌گیرد.
پس با این دید به‌سراغ ترکیب بارگذاری ساختمان می‌رویم.

برای اینکه آنالیز سازه به‌درستی انجام شود، می‌بایست تأثیر انواع بارها در دسته‌بندی‌هایی به‌صورت همزمان برسازه دیده شود. یکی از بارهای مهمی که باید در طراحی سازه در نظر گرفت بار زلزله است. این بار در طراحی سازه در دو جهت X و Y به سازه اعمال می‌شود
ازآنجایی‌که معمولاً مرکز جرم و مرکز سختی ساختمان بر هم منطبق نیستند، هنگام وارد شدن بار زلزله علاوه بر حرکت انتقالی، سازه از خود حرکت چرخشی هم نشان می‌دهد که اصطلاحاً به آن پیچش ساختمان می‌گوییم. یعنی سازه‌ها بخصوص سازه‌های نامنظم، در زلزله دچار پیچش می‌شوند.

عملکرد لرزه ای
در  حــال حاضــر اغلــب مهندســین ســازه در فراینــد طراحــی، دیوارهــا را به‌عنوان عناصــر غیر سازه ای بــه شــمار آورده و تنهــا جــرم آنهـا را در محاسـبات مدنظـر قـرار می‌دهند. از طـرف دیگـر معمـاران نیـز، مشـخصات دیوارهـا را بـدون توجـه بـه عملکـرد لـرزهای آنهـا تعییـن می‌کنند. درحالی‌که تجربیـات زلزله‌های گذشـته نشـان می‌دهد دیوارهـا می‌توانند آثـار مثبـت یـا منفـی بـر رفتـار ســاختمان داشــته باشــند.

رفتـار لـرزهای دیوارهـا در یـک نمـودار شـامل سـه سـطح و هـر یـک در دو جهـت مثبـت و منفـی قابل‌تحلیل اسـت. در سـطح یـک از عملکـرد نامطلـوب، تنهـا دیـوار دچـار آسـیب می‌گردد، در سـطح دو، احتمـال وارد شـدن آسـیب بـه دیگـر عناصـر ایجـاد می‌گردد، در سـطح سـه، دیـوار موجـب آسـیب دیـدن سـازه سـاختمان می‌گردد. در سـطح یـک از عملکـرد مطلــوب، دیــوار پایــدار باقــی می‌ماند، در ســطح دو، دیــوار آســیبی بــر عناصــر دیگــر وارد نمی‌کند، در ســطح ســه، دیــوار می‌تواند موجـب پایـداری سازه‌های غیر مقاوم در برابـر زلزلـه گـردد یـا پتانسـیل اضافـی بـرای سازه‌های مقـاوم در برابـر زلزلـه به وجـودآورد.

برخـلاف عناصـر سازه‌ای، بیشـتر عناصـر غیر سازه ای ازجمله عناصــر معمــاری در زلزله‌های خفیــف تــا متوســط نیــز دچــار آســیب می‌شوند ازجمله عناصــر غیر سازه ای کــه بیشـترین پتانسـیل تخریب کلـی سـاختمان را دارد، دیوارهای پرکننــده می‌باشد خســارات وارده بر دیوارها می‌تواند خطراتــی بــرای ســازه، ساکنین و ســایر عناصــر غیر سازه ای ایجـاد کـرده و همچنیـن مشـکلات اساسـی بـرای کارایـی سـازه و کاربــری ســاختمان ایجــاد نمایــد.

معمولاً مهندســین ســازه درروند تحلیــل و طراحــی ســاختمان، دیوارهــای پرکننــده را به‌عنوان عناصــر غیر سازه ای بـه شـمار آورده و تنهـا جـرم آنهـا را در طراحـی ســازه در نظر می‌گیرند. درنتیجــه تحلیــل ســازه بــر پایــه قــاب بــدون دیــوار می‌باشد از طــرف دیگــر معمــاران نیــز، مشــخصات دیوارهــای پرکننــده را بــدون توجــه بــه عملکــرد لرزه‌ای آنهـا تعییـن می‌کنند، درحالی‌که ایـن عناصـر بسـته بـه جزییـات سـاخت، بـر رفتـار لـرزهای سـازه تأثیر گذارنـد.

بامطالعه خســارات وارد بــر دیوارهــا در زلزله‌های گذشــته و آثــار مثبــت و منفــی آنهــا بــر عملکــرد لرزه‌ای ســاختمان، در سـه سـطح اصلـی بـه بررسـی علـل اصلـی خسـارات پرداختـه شـود تـا طراحـان و به‌ویژه معمـاران در هـر مرحلـه از طراحـی بــه پیامدهایــی کــه تصمیمــات آنهــا در زلزلــه بــه همــراه خواهــد داشــت، آگاهی داشــته و بــر ایــن اســاس تمهیــدات لازم را پیش‌بینی نمـوده و بسـتر لازم جهـت عملکـرد لرزه‌ای مطلوب‌تر ســاختمان را فراهــم آورنــد.

عملکرد نامطلوب دیوارها در زلزله
بر اســاس تجــارب زلزله‌های گذشــته آسیب‌های وارد بــر دیوارهــا و آن دســته از آسیب‌های وارد برسازه کــه در اثــر عملکــرد دیوارهــا ایجــاد می‌شود در ســه ســطح کلــی قابل‌بررسی می‌باشد؛ در ســطح یــک تنهــا دیــوار دچــار آســیب می‌گردد، ایــن آسیب‌ها تحــت عنــوان شکســت درون صفحه‌ای دیــوار قابل‌بررسی بــوده و در مــورد دیوارهــای مجــزا و میانقاب هــا صــادق اســت. در ســطح دو، دیــوار دچــار آســیب شــده و احتمــال وارد شــدن آســیب بــه دیگــر عناصــر غیر سازه ای و انسان ها نیــز ایجــاد می‌گردد. ایــن دســته از آسیب‌ها تحــت عنــوان شکســت بــرون صفحه‌ای دیوارهــا شــامل دیوارهــای مجــزا و میانقاب هــا قابل‌بررسی اســت. در ســطح ســه، دیــوار موجــب وارد شــدن آســیب بــه ســازه سـاختمان می‌گردد. در ایـن سـطح ممکـن اسـت ابتـدا دیـوار دچــار شکســت، به‌ویژه شکســت درون صفحه‌ای گردیــده و ســپس ســازه دچــار آســیب شــود و یــا دیــوار دچــار آســیب نشـده بلکـه بـه دلیـل فـرم، مصالـح، نحـوه اتصـالات و چیدمـان موجــب آســیب دیــدن ســازه گــردد، بدیهــی اســت در صــورت آســیب دیــدن ســازه، آسیب‌های وارد بــر عناصــر غیر سازه ای ازجمله دیوارهــا و ایجــاد خطــرات جانــی بــرای انسان‌ها نیــز مــورد انتظــار می‌باشد.

عملکرد مطلوب دیوارها در زلزله
بــرای عملکــرد مطلــوب دیوارهــا نیــز ســه ســطح می‌توان در نظر گرفــت. بــر ایــن اســاس در ســطح یــک، دیــوار در برابــر نیروهــای درون صفحه‌ای پایــدار باقــی می‌ماند، در ســطح دو، دیــوار در برابــر نیروهــای بــرون صفحه‌ای پایــدار باقی‌مانده و آســیبی بــر دیگــر عناصــر نیــز وارد نمی‌کند، در ســطح ســه، دیــواری کــه پایــداری خــود را در هــر دو ســطح قبلــی حفــظ نمــوده باشــد و ازلحاظ مشــخصات مصالــح، اتصــالات بیــن اجــزا، تناسـبات، اتصال به سـازه، سـطوح و موقعیت بازشـوها و نحوه چیدمــان در پــان و نمــا از شــرایطی مطلوبــی کــه به‌تفصیل در بخش‌های قبـل موردبحث قـرار گرفـت برخـوردار باشــد، می‌تواند موجـب پایـداری سازه‌های غیر مقاوم در برابـر زلزلـه گردیــده یــا پتانســیل اضافــی بــرای سازه‌های مقــاوم در برابــر زلزلــه بــه وجــود آورد. دلیـل اصلـی سـودمندی دیوارهـا ازاین‌جهت می‌باشد کـه ً کـم ولـی بـر میـزان تأثیر آنهـا برافزایش نیـروی اینرسـی نسبتاً مقاومـت و سـختی زیـاد اسـت در شـرایطی کـه دیـوار به‌اندازه کافـی قـوی یـا انعطاف‌پذیر اسـت تـا زمانـی کـه به‌صورت سـالم و یکپارچـه می‌باشد خـواص لرزه‌ای قـاب را بـه میـزان قابل‌توجهی بهبـود می‌بخشد.

از چه آئین‌نامه‌هایی در ترکیب بارگذاری ساختمان استفاده کنیم؟

زمانیکه که ما‌ می‌خواهیم ترکیب بارها را اختصاص دهیم باید به ۲ آئین‌نامه مراجعه کنیم.
۱) مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (مقررات لازم برای طراحی ساختمانی‌های بتنی)
۲) ACI (آئین‌نامه بتن آمریکا)

چند سالی می‌شود که رقابت تنگاتنگی بر سر آئین‌نامه‌ها بین دو کشور کانادا و ایالت متحده آمریکا وجود دارد. چندی پیش، رقیب سومی نیز به نام کشور سنگاپور، وارد این رقابت ۲ نفره شد. کشور سنگاپور آئین‌نامه‌ای را ارائه می‌دهد که به نظر من تمام مهندسین عمران باید آن را یاد بگیرند. حتی می‌توان گفت تا چند سال آینده، آئین‌نامه کشور سنگاپور یکی از کامل‌ترین آئین‌نامه‌ها باشد.
در آموزش رایگان ایتبس، ما آئین‌نامه سنگاپور را کنار می‌گذاریم و در مورد آئین‌نامه آمریکا صحبت می‌کنیم.
قابل ذکر است که مبحث نهم ویرایش جدید بر حسب آئین‌نامه آمریکا (ACI) نوشته شده است. همچنین در کشور کانادا، در برخی از سازه‌ها، از آئین‌نامه ACI استفاده می‌کنند. پس خوب است که ما نیز آئین‌نامه ACI را یاد بگیریم؛ چرا که در حال حاضر، معتبرترین آئین‌نامه در کل جهان است.

آیین نامه‌هایی نظیر AISC و ACI و UBS و … ترکیبات بار متفاوتی را برای آنالیز سازه‌های مختلف پیشنهاد می‌دهند. در ایران، به‌منظور طراحی سازه‌های متعارف، بایستی از مباحث مقررات ملی ساختمان استفاده کرد. توضیحات مربوط به ترکیبات بار در فصل دوم مبحث ششم آورده شده است. در این فصل، برای سازه‌های فولادی و بتنی دو نوع ترکیبات بار معرفی می‌شود: یکی مربوط به روش حالت حدی و دیگری مربوط به روش تنش مجاز.

ترکیب بار ساختمان‌های بتنی طیق آئین‌نامه ACI:

آئین‌نامه ACI بیان می‌کند که ما مهندسین عمران از ۵ ترکیب بارگذاری می‌توانیم استفاده کنیم. در واقع مقدار کلی ترکیب بارگذاری در این آئین‌نامه، ۷تا می‌باشد ولی ما بهینه شده آن را استفاده می‌کنیم.
به شکل زیر دقت کنید:

 

در شکل بالا، به ۳ دسته اول، اصطلاحا ترکیب بارهای ثقلی می‌گویند؛ زیرا تنها نیروهای ثقلی در آن‌ها دخالت دارد. ۲ دسته پایین نیز، نشان‌دهنده بارهای جانبی هستند. اگر به قسمت نهایی فرمول‌ها در ۲ دسته آخر دقت کنید، E وجود دارد که نشان‌دهنده نیروی خارجی می‌باشد.
همچنین هرکدام از این ۲ دسته آخر نامی جداگانه دارند که به دسته ۴، ترکیب بار سنگین لرزه‌ای و به دسته ۵، ترکیب بار سبک لرزه‌ای گویند.
ترکیب بار سبک لرزه‌ای بر روی کنترل‌های ما مانند بلندشدگی و آبریخت‌ها تاثیرگذار هستند.
ترکیب بار سنگین لرزه‌ای نیز به غیر از اینکه روی ترکیبات بارگذاری تاثیر می‌گذارد بر روی عوامل دیگر نیز تاثیرگذار خواهد بود که این عوامل را در جلسات آینده آموزش رایگان نرم‌افزار ایتبس بررسی خواهیم کرد.

در ترکیب بارگذاری ساختمان، آئین‌نامه ۲۸۰۰ نکاتی را به ما یادآور می‌شود، از جمله:

 استاندارد ۲۸۰۰ تاکید می‌کند که نیروی زلزله را باید در ۲ جهت درنظر بگیریم.
به همین دلیل در جلسات گذشته آموزش نرم‌افزار ایتبس، زمانیکه در مورد نیروی زلزله صحبت می‌کردیم، ۲تا E به نام Ex و Ey وارد نرم‌افزار می‌کردبم.
اما سوالی اینجا پیش می‌آید: در ترکیب بارهای دسته ۴ و ۵، Ex را قرار دهیم یا Ey؟
ما باید یکبار Ex و باردیگر Ey را اعمال کنیم.

 در آزمایش‌ها و تحقیقاتی که انجام شده است، متوجه شده‌ایم که نیروی زلزله به‌صورت رفت و برگشت نمود می‌کند.
یعنی Eها در جهت + می‌روند و در جهت – باز می‌گردند و ما باید ±E را در نظر بگیریم.

 اعمال ضریب نامعینی را فراموش نکنید.

 اعمال ۵ درصد خروج از مرکزیت نیز، الزامی می‌باشد.
بعضی از مسائل مانند Exp، Exn، Eyp، Eyn از همین نکته زائیده شده‌اند.

 

 

بررسی اثر ۳۰-۱۰۰ در ترکیب بارگذاری ساختمان:

برای دست‌یابی به وضعیتی که نیروی زلزله اعمالی بیشترین اثر را در سازه ایجاد کند، یک روش آیین نامه‌ای و محافظه‌کارانه به نام قاعده ۱۰۰-۳۰ وجود دارد. در این روش ۱۰۰% نیروی زلزله هر امتداد با ۳۰% نیروی زلزله در امتداد عمود بر آن ترکیب می‌شود.

در استاندارد ۲۸۰۰ بندی نوشته شده است که کار ما طراحان و مهندسین عمران را چند برابر می‌کند. خلاصه‌ای از این بند، به شرح زیر است:
ساختمان باید در ۲ امتداد عمود برهم در برابر نیروی زلزله محاسبه شود. به‌طور کلی می‌توان محاسبه در هریک از این ۲ امتداد را جز در موارد زیر به‌طور مجزا و بدون در نظر گرفتن نیروی زلزله در امتداد دیگر انجام داد.
الف) ساختمان‌های نامنظم در پلان
ب) کلیه ستون‌هایی که در محل تقاطع ۲ و یا چند سیستم مقاوم باربر جانبی قرار دارند.در این موارد چنانچه بارمحوری ناشی از اثر زلزله در ستون، در هریک از دو امتداد موردنظر، کمتر از ۲۰ درصد ظرفیت بارمحوری ستون باشد، این ضابطه را می‌توان نادیده گرفت.

در موارد فوق امتداد نیروی زلزله باید با زاویه مناسبی که حتی‌المقدور بیشترین اثر را ایجاد می‌کند، انتخاب شود و یا می‌توان ۱۰۰ درصد نیروی زلزله هر امتداد را با ۳۰ درصد نیروی زلزله در امتداد عمود بر آن را ترکیب کرد. در این موارد منظور کردن برون مرکزی اتفاقی، موضوع‌بند (۳-۳-۷)، در امتدادی که ۳۰ درصد نیرو اعمال می‌شود، الزامی نیست.

در سازه‌هایی که شامل قاب خمشی (فولادی و یا بتنی) هستند، تمامی ستون‌ها در محل تقاطع دو یا چند سیستم مقاوم باربر جانبی قرار دارند و بنابراین منظور کردن زلزله متعامد الزامی می‌باشد. مگر اینکه طراح ثابت کند، علاوه بر اینکه سازه منظم در پلان است، برای تمامی ستون‌های سازه نیروی محوری ناشی از زلزله کمتر از ۲۰ درصد ظرفیت بارمحوری ستون می‌باشد.

به طور کلی در موارد زیر لازم است تا اثر نیروی زلزله در هر دو امتداد عمود منظور گردد:
۱)ساختمان‌های نامنظم در پلان
۲)کلیه ستون‌هایی که در محل تقاطع دو و یا چند سیستم مقاوم باربر جانبی قرار دارند.

برای ساختمان‌های منظم در پلان از اعمال این قاعده معاف خواهیم بود، اما مشکل اصلی بند ۳-۱-۴-ب می‌باشد که عملاً بسیاری از ستون‌ها در ساختمان‌های منظم در پلان مشمول آن خواهند بود. در اکثر سازه‌ها شاهد آن هستیم که ستون‌ها در محل تلاقی دو یا چند سیستم مقاوم باربر جانبی قرار دارند (نظیر قاب‌های خمشی فولادی و بتنی و همچنین سیستم‌های دوگانه)، بنابراین منظور کردن زلزله متعامد تقریباً در بسیاری از سازه‌ها الزامی می‌باشد؛ مگر آن‌که طراح با استناد به تبصره فوق الذکر بتواند از اعمال این اثر چشم‌پوشی کند.

در نظر گرفتن اثر صد سی تقریباً در تمامی موارد باعث سنگین‌تر شدن سازه می­شود و شاید اکثر کارفرمایان و مهندسان به دنبال فرار از آن هستند و در یک نگاه سطحی شاید به نظر برسد که در سازه­های منظم در پلان لازم به در نظر گرفتن اثر ۱۰۰-۳۰ زلزله نیست.

در مواردی که ستون‌ها در محل تقاطع دو یا چند سیستم مقاوم جانبی هستند، ستون‌ها را به نحوی طراحی می‌کنیم که بیشتر از ۲۰ درصد از ظرفیت محوری ستون استفاده نشود. طراحی سازه که به این شکل صورت گرفته باشد کاملاً غیراقتصادی بوده و مهندس محاسب و طراح سازه که این‌چنین طرحی را ارائه دهد تمام اعتبار خود به‌عنوان طراح سازه از دست می­دهد.

به بیان راحت‌تر، یعنی زمانیکه نیروی زلزله را اعمال می‌کنیم؛ اینطور نیست که بگوییم فقط در جهت Ex و یا Ey نیرو داریم. باید یک جهت متعامد نیز در این بارگذاری دخالت دهیم.
به‌فرض مثال، می‌گوییم نیروی زلزله از جهت پایین به سازه اعمال می‌شود. برای جهت پایین ۱۰۰% یا ضریب ۱ در نظر گرفته و برای جهت دیگر برابر ۳۰% یا ضریب ۰٫۳ در نظر می‌گیریم. همچنین حالت برعکس را نیز در نظر می‌گیریم. اما در بعضی از ساختمان‌ها، همانطور که در بند بالا نیز اشاره شده است، اینکار را انجام نمی‌دهیم.

اما چگونه متوجه شویم که سازه ما جزء سازه‌های گفته شده محسوب می‌شوند یا خیر؟

فرض می‌کنیم که شرط “الف” در سازه ما رد می‌شود و به‌سراغ شرط “ب” می‌رویم.
در جلسات گذشته آموزش نرم‌افزار ایتبس بیان کردیم که قاب‌های ساختمانی به ۲ دسته قاب ساده و قاب خمشی تقسیم می‌شوند.
در قاب ساده اتصالات از نوع اتصالات مفصلی و در قاب خمشی، اتصالات از نوع گیردار هستند.
در سازه‌های بتنی اتصالات مفصلی وجود ندارد و تمامی اتصالات از نوع گیردار هستند. یعنی چه؟ یعنی وجود ۲ سیستم قاب خمشی در تمامی حهت‌ها در سازه‌های بتنی به‌طور دست کم.
پس تمامی سیستم‌های باربر سازه‌ای ما حداقل، قاب خمشی می‎‌باشد و همه ستون‌ها در محل تقاطع ۲ سیستم باربر جانبی قرار دارند.

پس اثر ۳۰-۱۰۰ را برای همه سازه‌های بتنی در نظر می‌گیریم.

در نظر گرفتن اثر ۱۰۰-۳۰ زلزله در ترکیب بارهای طراحی سازه صورت می‌گیرد. برای در نظر گفتن این اثر در هنگام تعریف ترکیب بارهای دارای زلزله هر ترکیب بار لرزه‌ای به ۲۴ ترکیب بار مختلف در ایتبس تبدیل می‌شود. این ۲۴ ترکیب بار به دلیل وجود اثر ۱۰۰-۳۰ زلزله و هم‌چنین در نظر گرفتن اثر رفت و برگشتی زلزله می‌باشد.

در سازه‌های بتنی با توجه به اینکه همواره تمامی اتصالات تیر به ستون به‌صورت گیردار می‌باشند، تمامی ستون‌ها می‌بایست قاعده ۱۰۰-۳۰ را همواره ارضا کنند.

الگویی برای تمام حالت‌های ترکیب بارگذاری ساختمان:

شکل زیر را در نظر بگیرید:

 

 

شکل بالا ۳۷ حالت از ترکیب بارگذاری ساختمان را به ما نشان می‌دهد.
مورد ۱ تا ۵، مربوط به دسته اول؛ مورد ۶ تا ۲۱ مربوط به ترکیب بار سنگین لرزه‌ای و مورد ۲۲ تا ۳۷ مربوط به ترکیب بار سبک لرزه‌ای می‌باشد.
دقت کنید که در این بسط، برای Lr ما یک ضریب ۰٫۵ در نظر می‌گیریم. اینکار را انجام می‌دهیم تا سازه ما در جهت بهینه‌تری رفتار کند.

ترکیب بارها
ترکیبات بارگذاری آن است که احتمال وقوع بار هاي مختلف مثل بار مرده، بار زنده، بار زلزله و … در کنار هم دیده شود.یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی سازه، بررسی احتمال هم‌زمانی اثر بارها است. آیین نامه‌های مختلف، ترکیبات بار متفاوتی را برای این کار پیشنهاد می‌دهند. در ایران، مرجع اصلی برای طراحی سازه‌های متعارف، مباحث مقررات ملی هستند. در این مطلب هدف ما آموزش نحوه‌ی معرفی ترکیبات بار به نرم‌افزار Etabs است.برای تعیین این ترکیبات بار، نیاز داریم که مباحث مقررات ملی ساختمان، استاندارد ۲۸۰۰ و سایر آیین‌نامه مربوطه را به‌دقت مطالعه کنیم و با موضوعاتی مانند نوع تحلیل، ضریب نامعینی سازه، نیروی قائم ناشی از زلزله، ضریب اضافه مقاومت و …. آشنا باشیم.

ترکیب بارها، برای طراحی هر جزء از سازه بایستی ملاک طراحی قرار گیرند و نه اثر تک‌تک بارها. در تعیین چگونگی ترکیب اثر بارهای مختلف بحث آماری و احتمالاتی برقرار بوده و میزان شانس همزمانی اثر بارها این ترکیب بارها توسط آیین‌نامه داده‌شده است. توجه شود که از ترکیب بارها تنها در تحلیل‌های خطی (تحلیل‌های متداول در دفاتر مهندسی) می‌توان استفاده نمود. زیرا در تحلیل‌های غیرخطی، جمع آثار قوا برقرار نیست. ترکیب بارها را می‌توان به دو دسته ترکیب بارهای طراحی به روش تنش مجاز و ترکیب بارهای طراحی به روش حالات حدی تقسیم نمود. در سازه‌های بتنی استفاده از روش تنش مجاز منسوخ‌شده و طراحی سازه‌های بتنی به روش مقاومت نهایی (یا همان روش حالات حدی) انجام می‌شود. درروش هر دو روش طراحی، نیاز عضو (اثر نیروی روی عضو) با ظرفیت آن عضو بایستی مقایسه شود که در حالتی که نیاز (Demand) کمتر از ظرفیت (Capacity) باشد، طراحی موردقبول است.

اگر طراحی سازه‌های فلزی و بتنی به روش حدی و هر دو بر اساس آییننامه های آمریکا یعنـی AISC و ACI صورت گیرد در این صورت ترکیب بارهای سازه‌های فولادی و بتنی به‌جز بارهای فرضی جانبی- که فقط مخصوص سازه‌های فولادی است و در ترکیب بارهای سـازه بتنـی تعریـف نمی‌شوند- تفاوت دیگری ندارند و تقریباً یکسان خواهند بود.

اگرچه در حال حاضر مبحث نهم مقررات ملی بیشتر بر اساس آیـین نامه‌ی کانـادا CSA اسـت ولی بر اساس شنیده‌ها (و گفته‌های تدوین کنندگان مبحث نهم) ویرایش جدید این مبحـث نیـز بـر اساس آییننامه ACI خواهد بود (همانند مبحث دهم که بر اساس AISC اسـت). در ایـن صـورت اختلاف ترکیب بارهای سازه‌های فولادی و بتنی برطرف خواهـد شـد و هماننـد بیشـتر کشـورها تفاوت ترکیب بارها صرفاً بر اساس متد طراحی خواهد بود و نه نوع اسکلت سازه.

همان‌گونه کـه بیـان شـد در طراحـی بـه روش حـدی ترکیـب بارهـای سازه‌های فلـزی و بتنی تقریباً یکسان است و تنهـا تفـاوت آنهـا ایـن اسـت کـه در ترکیـب بارهـای فلـزی، بارهـای جـانبی فرضـی (Notional )را داریـم ولـی در بتنـی ایـن بارهـا تعریـف نمی‌شوند.

 

وارد کردن ترکیب بارها در نرم‌افزار ایتبس:

در ادامه وارد نرم‌افزار ایتبس می‌شویم و هر آنچه را که آموختیم وارد نرم‌افزار می‌کنیم.

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

۲) از سربرگ بالای نرم‌افزار، گزینه Define و سپس گزینه Load Combinations را انتخاب می‌کنیم تا پنجره Load Combinations باز شود.

 

 

۳) اکنون باید ترکیب بارها را وارد کنیم. برای اینکار روی گزینه Add New Combinations کلیک کرده تا پنجره Load Combinations Data باز شود.

 

۴) در قسمت Load Combinations Name، نام آن را تغییر می‌دهیم. بهتر است نامی که انتخاب می‌کنیم با بارگذاری‌ها مطابقت داشته باشد.

۵) در قسمت Load name نوع بار و در قسمت Scale Factor، ضریب بار را وارد می‌کنیم. سپس گزینه Add را کلیک کرده تا بارها اضافه شوند.

۶) در نهایت فایل را Save می‌کنیم.

در ستون ِ Combinations نام ترکیبات باری که برای پروژه‌مان می‌سازیم، درج خواهد شد. فرض می‌کنیم تاکنون ترکیب باری نساخته‌ایم و این اولین ترکیب بار ماست. بنابراین کافی است بر روی گزینه‌ی Add New Combo کلیک کنیم.

در نحوه‌ی تعریف ترکیبات بارگذاری، روش‌های مختلفی وجود دارد. یک روش این است که ابتدا بارهای وارده برسازه را مشخص کرده و load cases مربوط به آن را تعریف کنیم. سپس، بر اساس نوع بارهایی که در پروژه وجود دارند، لیست ترکیبات بار مربوطه را نوشته و در نرم‌افزار تعریف کنیم.