بارگذاری دیوار های پیرامونی (جلسه چهاردهم)

بارگذاری دیوار های پیرامونی در تاریخ ۱۴۰۰/۰۵/۰۴ به روز رسانی شد.

اجازه بدهید برای جذاب کردن موضوع بارگذاری دیوار ها ابتدا چند سوال از شما بپرسم.

• دیوار ها به چند دسته تقسیم میشوند؟
• ملاک تقسیم بدنی دیوار ها چیست؟
• انواع متفاوت دیوارها از چه نظر با هم تفاوت دارند؟
• بارگذاری و مدلسازی دیوار ها در ایتبس چگونه است؟
• …

تمامی دیوار های درون یک سازه از نظر موقعیت قرار گیری، می توانند به دو دسته دیوار های پیرامونی و داخلی تقسیم شوند.تفاوت دیوارهای پیرامونی و داخلی از نما داشتن آن دیوار و یا نداشتن نما شروع میشود.

 

 

 

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!

 

 

چند وقت پیش بود که جمله‌ای شنیدم. پیش خودم گفتم بد نیست به شما هم بگویم تا با شنیدن آن انرژی بگیرید و با انرژی کافی به‌سراغ محتوای این جلسه بروید.
آقای پیتر دراکر پدر علم کسب و کار دنیا یک جمله زیبا دارد که می‌فرمایند:

“۳ شغل هیچگاه از بین نمی‌رود:

۱) مشاغلی که به خوراکی و تغذیه مربوط می‌شوند.

۲) مشاغلی که به تفریح و گردشگری مربوط می‌شوند.

۳) مشاغلی که به آموزش مربوط می‌شوند. این ۳ شغل در دنیا تحت هیچ شرایطی از بین نمی‌روند.”

اما سوال این است؛ اگر خوراکی‌ها بخواهند خوراکی و محصولاتشان را بفروشند به چه مکانی نیاز دارند؟ ۱۰۰% رستوران‌ها، کافی‌شاپ‌ها، فست‌فودها و اغذیه‌ها. اگر مردم بخواهند به سفر بروند به چه چیزهایی نیاز دارند؟ به هتل‌ها، مهمانپذیرها، مسافرخانه‌ها و… . آموزشگاه‌ها چطور؟ تمامی این شغل‌ها به یک رشته مرتبط می‌شوند و آن نیز مهندسی عمران می‌باشد.
پس به شما تبریک می‌گویم که طراحی سازه را آموزش می‌بینید. مطمئن باشید آینده بسیار خوبی در انتظار شماست.

 

ماجرای بارگذاری دیوارها از کجا شروع میشود؟

اجازه دهید برای درک بهترموضوع بارگذاری دیوارهای پیرامونی ذهن خودمان را دسته بندی کنیم. معمولا ما طراحان سازه ها را طراحی میکنیم تا از آن ها درمقابل یک موضوعی دفاع کنیم و موضوعی که عموما سازه های ما را تهدید میکند بارها و نیروهای وارده به سازه میباشد که عمو ما بارهای لرزه ای خطر بیشتری را برای سازه های ما دارد. اما این بدان معنا نیست که بارهای دیگر هیچ خطری برای ما ندارند. از این رو شناسایی انواع مختلف بار برای ما اهمیت ویژه ای دارد.

انواع بار های ساختمانی به دو دسته تقسیم میشوند:

• بارهای قایم: همانطور که از اسم آن مشخص میباشد بارهای قایم بارهای هستند که در به صورت عمودی به سازه وارد میشوند!
• بار های جانبی: بارهای جانبی بار هایی هستند که از جوانب به سازه وارد میشوند!

در جلسات قبلی از دوره طراحی سازه بتنی به کمک نرم افزار ایتبس در مورد انواع بار ها آشنا شدیم و آموزش دیدیم که خود بارهای قایم به پنج دسته تقسیم بندی میشوند.

1. بار مرده : باری میباشد که ناشی از وزن مصالح در سازه میباشد.
2. بار زنده : بار قابل تغییر میباشد که به مرور زمان میتواند تغییر پیدا کند.
3. بار برف بار ناشی از بارش برف میباشد.
4. بار باران : بار ناشی از بارندگی های شدید (که در برخی از مناطق مثل کلمبیا بسیار حاد میباشد)
5. بار سیل: همانند سازه های زیر آب و بار قایم آب بالایی

 

دسته اول بار های قایم ، بار مرده ساختمانی میباشد که خود این بار های مرده به دسته های زیر تقسیم میشود.

1. بار مرده سقف ها:
2. بار مرده بام
3. : در طبقه آخرمان است.
4. بار مرده دیوارهای پیرامونی
5. بار مرده دیوارهای داخلی
6. بار مرده دستگاه آسانسور
7. بار مرده دستگاه راه پله

بار مرده سقف طبقات و بار مرده بام دیتل اجراییشان متفاوت است در طبقات ایزوگام استفاده نمی کنیم اما در بام ایزوگام استفاده می کنیم. پس طبیعی است که بارشان متفاوت باشد.

بار مرده دیوار:

یکی از انواع بارهای مرده مهم موجود در ساختمان‌ها، بار مرده دیوارها می‌باشد. میتوان ساده ترین دید را در مورد دیوارها داشت و آن ها را از نظر موقعیت قرار گیری دسته بندی نمون.مثلا میتوانیم بگوییم دیوارهایی که در پیرامون قرار دارند و دیوارهایی که در داخل ساختمان قرار دارندو طبیعتا دیوارهای پیرامونی یک نمایی هم به خود میگیرند اما دیوار های داخلی اینگونه نیست.در ادامه کار به شما دقیق ترین دید مهندسی را در مورد انواع دیوار ها و یارگذاری دیوار ها میدهم.پ

در علم مهندسی عمران انواع زیادی دیوار وجود دارد اما رکن مهم برای ما مهندسین عمران این می‌باشد که آیا این دیوار در طول عمر آن ساختمان ثابت و یکجا می‌باشد و یا ممکن است تغییر مکان و یا حتی حذف و یا شاید هم اضافه گردد.

اجازه دهید تا با یکدیگر چند مثال را بررسی کنیم:

• به عنوان مثال دیوارهای پیرامونی در طول عمر یک ساختمان همیشه وجود دارند و هیچگاه از سازه ما حذف نمی‌شوند. حال ممکن است این دیوارها نمادار و یا فاقد نما باشند.
• در درون هر ساختمان ما یکسری از دیوارها را داریم که تنها وظیفه جدا کردن فضاهای داخلی ساختمان را بر عهده دارند. ممکن است در طول عمر این ساختمان این دیوارها حذف گردند (مثل برخی از دیوارهای آشپرخانه که ممکن است بر اثر بازسازی Open شوند) و یا ممکن است این دیوارها اضافه شوند (مثل زمانیکه در نظر داریم یک اتاق بزرگ را به دو اتاق کوچک‌تر تقسیم کنیم).

 

 انواع دیوار بر اساس وزن:

مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش ۱۳۹۸، بار تیغه ها و دیوارها را بر اساس وزن یک مترمربع سطح آنها به ۴ دسته تقسیم نموده و طبیعتا ما ۴ نمونه بارگذاری دیوار هم داریم

مبحث ششم بارگذاری دیوار ها را به شکل زیر تقسیم بندی نموده است:

۱- دیوار سنگین: به دیوارهایی اطلاق می‌شود که وزن یک مترمربع آن از ۲۰۰ کیلوگرم بر مترمربع بیشتر باشد.
۲- دیوار متوسط (نیمه سنگین): به دیوارهایی اطلاق می‌شود که وزن یک مترمربع آن بین ۱۰۰ الی ۲۰۰ کیلوگرم بر مترمربع بیشتر باشد.
۳- دیوار متوسط (نیمه سبک): به دیوارهایی اطلاق می‌شود که وزن یک مترمربع آن بین ۴۰ الی ۱۰۰ کیلوگرم بر مترمربع بیشتر باشد.
۴- دیوار سبک: به دیوارهایی اطلاق می‌شود که وزن یک مترمربع آن از ۴۰ کیلوگرم بر مترمربع کمتر باشد.

بر اساس بند ۶-۳-۳ تمام تیغه ها و دیوارهای با وزن بیشتر از ۱ کیلومیوتن بر مترمربع (۱۰۰ کیلوگرم بر مترمربع)، بهعنوان بار مرده در محاسبات سازه منظور میشوند و بر اساس بند ۶-۵-۲-۲، در ساختمانهای اداری یا کاربری هایی که احتمال جابجایی تیغه ها در مدت بهره برداری وجود دارد، بار تیغه های داخلی کمتر یا مساوی ۱ کیلومیوتن بر مترمربع به عنوان بار زنده درنظر گرفته میشود.

 

 

محاسبه بارگذاری دیوارهای پیرامونی:

دیوارهای پیرامونی و یا حتی دیوارهای داخلی می‌توانند دارای پنجره، درب و یا هرگونه فضای خالی از مصالح دیوار باشند که در این صورت باید اثر بازشدگی در دیوار را برای طراحی سبک‌تر، اعمال کنیم.

در این جلسه موضوع مورد بررسی ما دیوارهای پیرامونی می‌باشد که خود این مورد به دیوارهای دیگری تقسیم می‌شود.

بار مرده دیوارهای ثابت به ۶ دسته تقسیم می‌شوند:
• دیوارهای نمادار
• دیوارهای بدون نما
• دیوارهای جان‌پناه نمادار
• دیوارهای جان‌پناه بدون نما
• دیوارهای خرپشته
• دیوارهای ضد آتش

در دیوار جان پناه نمادار سنگ در آن وجود دارد اما بدون نما سنگ در آن وجود ندارد.

اولین دسته از دیوارهای ثابت، دیوارهای نمادار می‌باشد.
در جلسات گذشته بیان کردیم که برای محاسبه بار مرده دیوارهای ثابت ما باید به Detail اجرایی دقت کنیم. همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید، Detail اجرایی که در یک دیوار ثابت به‌کار رفته است به شرح زیر می‌باشد:
۱) گچ
۲) گچ و خاک
۳) آجر (که این آجر می‌تواند انواع مختلفی داشته باشد.)
۴) سنگ نما
۵) ملات ماسه و سیمان

مجددا جدولی را ترسیم می‌کنیم تا هر یک از مصالح به‌کار رفته در دیوار ثابت را وارد آن کنیم.

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 دیوارهای نمادار این مقدار برابر با ۲۱۴ کیلوگرم بر مترمربع می‌باشد. یعنی هر ۱ مترمربع از دیوار نمادار، ۲۱۴ کیلوگرم وزن دارد.
برای بقیه دیوارها نیز مجددا همین روند را تکرار می‌کنیم و بار مرده هریک را به‌صورت مجزا به‌دست می‌آوریم.

 

نکته‌هایی در محاسبه بارگذاری دیوارهای پیرامونی:

۱) چون طول دیوارهای ثابت نمادار برابر ۳ متر در نظر گرفته می‌شود عدد به‌دست آمده را در ۳ ضرب می‌کنیم.

۲) همچنین در دیوارهای ثابت نمادار، بازشوهایی نیز مانند پنجره‌ها قرار دارند که وزن این پنجره‌ها از وزن سنگ تراورتن کمتر است. پس قائدتا بارگذاری ما نیز کمتر می‌شود. ما باید این بازشوها و پنجره‌ها را در بارگذاری دیوارهای پیرامونی لحاظ کنیم؛ پس به‌صورت پیش‌فرض ۳۰% باز شو در سازه خودمان در نظر می‌گیریم.

۳) ارتفاع دیوار خرپشته برابر با ۲٫۶۷ متر می‌باشد.

۴) تفاوت دیوارهای جان‌پناه نمادار و بدون نما در این است که، در دیوارهای جان‌پناه نمادار از سنگی مانند سنگ تراورتن استفاده می‌شود پس باید مجموع بارگذاری آن‌ها نیز بیشتر باشد.

 

۵) بارگذاری دیوار های ضد آتش، در کنار بازشوها، نورگیرها، داکت‌ها، دستگاه راه‌پله و چاهک آسانسور به‌کار می‌روند. همچنین ارتفاع دیوارهای ضد آتش برابر ۲٫۹ در نظر گرفته می‌شود؛ زیرا ارتفاع طبقات از آن کم می‌شود.

تمامی این نکات را در بارگذاری دیوارهای پیرامونی لحاظ می‌کنیم و مقدار بار نهایی را به‌دست می‌آوریم.

 

بارگذاری دیوار های پیرامونی در نرم‌افزار ایتبس:

در ادامه وارد نرم‌افزار ایتبس می‌شویم و هر آنچه را که آموختیم وارد نرم‌افزار می‌کنیم.
می‌خواهیم بارگذاری دیوارهای خود را به‌ترتیب وارد نرم‌افزار کنیم پس:

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

۲) در ابتدا بار مرده دیوارهای نمادار را وارد می‌کنیم. برای اینکار فایل اتوکد پلان معماری خود را باز می‌کنیم. سپس در پلان موقعیت، دیوارهای نمادار را مشخص می‌کنیم.

۳) در نرم‌افزار ایتبس حالت One Story را به‌حالت All Stories تغییر می‌دهیم و تیرهای مربوطه به دیوارهای نمادار را انتخاب می‌کنیم.
شاید سوالی در اینجا پیش بیاید که ما در طبقه آخر خرپشته و دیوار جان‌پناه داریم پس چرا روی حالت All Stories قرار دادیم؟ درست است که در طبقه آخر ما دیوار جان‌پناه داریم ولی فعلا همه دیوارها را به‌عنوان دیوار نمادار انتخاب می‌کنیم و سپس در آخر آن‌ها را اصلاح می‌کنیم.

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

۵) در پنجره باز شده بار Dead را انتخاب کرده و OK می‌کنیم.

۶) از سربرگ بالای نرم‌افزار، گزینه Assign، سپس گزینه Frame Loads را انتخاب می‌کنیم. در ادامه عبارت Distributed را انتخاب کرده تا پنجره Frame Load Assignment – Distributed باز شود.

۷) در قسمت Load Pattern Name ، گزینه Dead را انتخاب می‌کنیم.

۸) در قسمت Load Type and Direction، گزینه Forces را کلیک می‌کنیم. همچنین در قسمت Uniform Load مقدار بار دیوار نمادار یعنی ۴۵۰ را تایپ می‌کنیم.

۹) چون باری تا کنون به تیرها اختصاص نداده بودیم می‌توانیم در قمست Options هم می‌توانیم گزینه Add to Existing Loads را انتخاب کنیم و هم گزینه Replace to Existing Loads.

۱۰) در نهایت OK می‌کنیم و مشاهده می‌کنیم که بارگذاری دیوارهای پیرامونی نمادار لحاظ شده است.

برای بارگذاری سایر دیوار ها نیز همین روند را تکرار می‌کنیم.

 

نکته‌ای برای دیوارهای خرپشته:

خرپشته در ساختمان‌های جدید به‌عنوان ورودی پشت‌بام در نظر گرفته می‌شود اما می‌تواند کاربردهای دیگری هم داشته باشد.

در بعضی ساختمان‌ها که متراژ آن‌ها زیاد است از خرپشته برای ساخت یک واحد مستقل استفاده می‌شود. این واحد می‌تواند مسکونی یا تجاری باشد. البته ساخت این واحد بر طبق قوانین شهرداری مجاز نیست و به همین دلیل ساخت آن به بعد از دریافت مجوز پایان کار موکول می‌شود. بعدازآن در صورت توافق همه ساکنین ساخت این واحد انجام‌شده و مزایا و عواقب حقوقی آن به عهده کلیه ساکنین ساختمان است. تخلف انجام‌شده معمولاً با پرداخت جریمه به شهرداری حل می‌شود اما در بعضی موارد ممکن است حکم شهرداری تخریب بنای ساخته‌شده باشد و مجوزی به آن تعلق نمی‌گیرد.

۱) برای بارگذاری دیوار های خرپشته روی حالت One Story قرار می‌دهیم.

۲) برای انتخاب تیرهای خرپشته همانطور که می‌بینیم در Grid Line 4 کل تیر انتخاب می‌شود. پس ما باید تیر را از یکدیگر جدا کنیم تا بتوانیم تیر دیوار خرپشته را Select 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. مشاهده می‌کنیم که تیر مورد نظر به ۲ قسمت تقسیم شد.
همچنین برای وصل کردن دو تیر می‌توانیم دستور بالا را با کمی تغییر انجام دهیم به این صورت که:
به‌جای Divide Frames، گزینه Join Frames را انتخاب می‌کنیم.

به این صورت بارگذاری دیوار های پیرامونی را انجام می‌دهیم.

 

تاثیرات میانقابی دیوارها :

دیوارها یا جداکننده‌ها، که به‌عنوان پرکننده‌ها درون قاب‌های فلزی و یا بتنی به‌کار می‌روند، اجزای سازه‌ای هستند که به‌وفور در ساختمان‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. معمولاً در تحلیل‌های دینامیکی از وجود پرکننده‌ها صرف‌نظر می‌شود. قرارگیری پرکننده در دهانه یک قاب نوعی زیر سازه تشکیل می‌دهد که به آن میانقاب می‌گویند.
به دیوارهای بیرونی و داخلی ساختمان که در سازه های فولادی و بتنی نقش جداکننده را بر عهده دارند، میانقاب می گویند.

سیستم دیوار میانقاب زمانی به وجود می آید که داخل قاب بتنی یا فولادی با یک پانل آجری یا بتنی پر شود.

از میانقاب برای سازه هایی که نوع ملات به کار رفته در ان ماسه و سیمان باشد می توان استفاده کرد.

جدا از بارگذاری دیوار ها باید به میانقابی بودن و یا نبودن آن ها نیر توجه بسیار کرد.

• • دیوار میانقاب و تاثیر آن بر روی سازه

اگر دیوار به صورت میانقابی اجرا شود، در هنگام وقوع زلزله در جهت موازی با دیوار، از طرف قاب، فشار خیلی زیادی وارد می شود که می تواند منجر به کمانش قاب، ترکیدن و حتی پرت شدن قسمت هایی از دیوار به اطراف شود و اگر در راستای عمود بر صفحه دیوار زلزله بیاید باز هم تحت تاثیر شتاب طبقه قرار خواهد گرفت و می تواند از قاب خارج شود. بدترین حالت هم این است که نمی دانیم زلزله از کدام جهت می آید و احتمال این هست که ترکیبی از دو حالت فوق باشد، پس دیوار به دلیل وزن بالا قطعا یک خطر برای سلامت انسان خواهد بود.

در برخی ساختمان‌ها برای جدا کردن فضای ساختمان و بیرون آن معمولاً از دیوارهایی با مصالح بنایی استفاده می‌شود که در داخل قاب قرار می‌گیرند. به علت استفاده زیاد از دیوارهای پرکننده در ساختمان‌های متداول، مطالعه دیوار بر رفتار سازه در هنگام زلزله موضوعی کاربردی و مهم است. هرچند وجود دیوار باعث افزایش سختی کل سازه می‌شود. اما این اثر همواره جنبه مثبت ندارد چراکه سختی بالای سازه، موجب جذب نیروی زلزله بیشتر می‌شود ولی با توجه به ترد بودن مصالح، دیوارهای بنایی متداول منجر به تخریب زودهنگام این عضو می‌شود که به‌شدت باربری جانبی سازه تقلیل می‌یابد.

اگر میان قاب به قاب پیرامون خود متصل باشد باید اثرات آن در مدل‌سازی ساختمان لحاظ شود و همچنین از ظرفیت آن استفاده شود. در این شرایط میان قاب مذکور سازه‌ای تلقی شده و در باربری جانبی سهم خواهد داشت در غیر این صورت باید میان قاب از قاب پیرامون خود جدا شود.

 

• • • دیوار غیر میانقاب و تاثیر آن بر روی سازه:

اگر دیوار را به صورت غیر میان قابی اجرا کنیم، به دلیل فاصله حساب شده برای عدم برخورد قاب ساختمان به دیوار، در راستای دیوار هیچ نیروی فشاری دیوار را تحت تاثیر قرار نمی دهد و اگر زلزله عمود بر راستای دیوار بیاید می تواند آن را از داخل قاب همچنان به سمتی پرتاب کند.

در هر دو حالت فوق یک راه حل اساسی که می تواند از حرکت دیوار در جهت خروج از صفحه دیوار جلوگیری کند، این است که از وال پست استفاده شود، یعنی استحکام دیوار در جهت حرکت جانبی با نبشی ها یا سپری های افقی و قائم تامین شود. در حالت اول که دیوار میان قابی بود، به دلیل نیروی شدید کمانش خروج از صفحه، این نبشی و سپری ها خیلی قوی باید طراحی شوند. ولی در حالت دوم که دیوار غیر میان قابی بود نیروی کمتری برای طراحی نبشی و سپری ها به دست می آید. پس به دلیل طراحی سبک تر چنین اعضایی که غیر سازه ای هستند و همچنین جلوگیری از پیچش شدید، ستون کوتاه و یا طبقه نرم پیشنهاد اکید این است که دیوار ها به صورت غیر میان قابی اجرا شوند و در پروسه طراحی و اجرا این مدل الزام شود.
دکتر صادق معرفت از تجربیات و مشاهداتی که از زلزله بم داشتند چنین نقل می کردند که، بعضا مشاهده می شد که سازه حتی برای بار جانبی هم طراحی نشده بود و هیچ المانی برای مهار بار جانبی وجود نداشت، اما به دلیل وجود دیوار های میان قابی کاملا منظم، که سختی خوبی از خود نشان داده بودند، سازه دچار فروریزش نشده بود. در یک مورد هم که دیوار پیرامونی آجری، در نمایشگاه مبل وجود نداشت و به جای آن دیوار شیشه ای کار کرده بودند، طبقه نرم ایجاد شده بود و نمایشگاه مبل به صورت کامل بین طبقات زیرین و فوقانی پرس شده بود.
از طرفی همراه با تیم اعزامی برای بازدید از زلزله سرپل، به عینه مشاهده شد که بسیاری از دیوار های منازل به بیرون از قاب واژگون شده بودند. این در حالی بود که قاب ساختمانی آسیب جزئی دیده بود و همانطور که مشاهده می شود دلیل اصلی آن عدم اجرای وال پست در سازه بوده است. زیرا در نزدیکی همین منطقه ساختمانی دیده می شد که وال پست داشت و تمام دیوارهای آن کاملا سالم و بدون آسیب جدی باقی مانده بود. مطمئن باشید که تمام سازه ها برای بار ثقلی، سالیان سال و بدون مشکل جواب گو خواهند بود ولی عملکرد اصلی آنها در هنگام زلزله مشخص می شود که با رعایت این گونه نکات کوچک ولی پراهمیت، می توانید عملکرد سازه را به عالی ترین حد خودش برسانید.