پاورپوینت آموزشی بارگذاری ساختمان

با عرض سلام و خسته نباشید خدمت شما دانشجویان گرامی :
در این مجموعه قصد داریم ، چگونگی بارگذاری یک ساختمان و روند اعمال بار معادل هر یک از اجزای ساختمان را مورد بررسی قرار دهیم .
لازم به ذکر است که در این پاور از کتاب مبحث ششم ( بارهای وارد بر ساختمان ) ویرایش سال 1385 استفاده شده است . لذا اگر تغییراتی در این آیین نامه صورت گرفته است ، زحمت تغییرات این مجموعه به عهده شماست .
باتشکر
احسان صنعتی نیا
8344526

در ابتدا لازم است ، پلان ساختمان تحت بررسی و جزئیات آن را معرفی کنیم . این پلان از صفحه 190 کتاب 999 پلان انتخاب شده است و شرایط آن به شرح زیر است :
1- مساحت زمین 132 متـرمـربـع بصـورت غربی با ابعاد باقیمانده پس از رعایت بر اصلاحی 98 متر مربع
2- در هر طبقه یک واحد مسکونی
3- در پیلوت دو واحد پارکینگ تامین گردیده است .

برای آنکه ساختمان در ذهن شما تصویر شود ، کلیه ی جزئیات آن را در زیر نمایش می دهیم :
پلان موقعیت
پلان همکف
پلان طبقات
قاب 1
پلان پشت بام
پلان ستون گذاری
پلان تیر ریزی
ادامه می دهیم …!

در این مرحله لازم است ، دیوارهای بکار رفته در ساختمان شناسایی شوند و باری که به ساختمان وارد می کنند را بدست آوریم :
2- دیوارهای 20 سانتی متری با یک رویه نما و یک رویه گچ
( از این پس اینگونه دیوارها را با رنگ سبز نشان می دهیم )
3- دیوارهای 10سانتی متری که هر دو روی آن گچ شده است
(اینگونه دیوارها با رنگ آبی نشان داده می شوند )
1- دیوارهای 20سانتی متری که یک رویه آن گچ و رویه دیگر آن بدون پوشش است (تفکیک کردن اینگونه دیوارها با رنگ نارنجی صورت گرفته است ).
اینگونه دیوارها ، دیوارهایی هستند که در کنار دیوار ساختمان همسایه ساخته می شوند .
بخاطر بسپارید …!

در این مرحله بار اعمال شده توسط انواع دیوار بر روی ساختمان را بررسی کنیم :
1) دیوارهای 20 سانتی متری با یک رویه نما و یک رویه گچ :
الف – جزییات این دیوارها به صورت زیر است :
ب – اکنون با توجه به جزییات نمایش داده شده جدولی را تنظیم می کنیم و ضخامت ، بار واحد و تعداد مصالح را در آن وارد می کنیم :
ملات گچ 1Cm
ملات گچ و خاک 2Cm
آجر کاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان
20Cm
2Cm سنگ تراورتن
2Cm ملات ماسه سیمان

ردیف
جزییــــــــــــــات
تعداد
ضخامت
m
بارواحد Kg/m3
بارواحد هر مترمربع دیوار Kg/m2
1
2
3
4
5
ملات گـــــچ
ملات گـچ و خاک
آجرکاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان
ملات ماسه سیمان
سنگ تراورتن
1
1
1
1
1
0/01
0/02
0/2
0/02
0/02
1300
1600
850
2100
2400
13 = 0/01 * 1300
32 = 0/02 * 1600
170 = 0/2 * 850
42 = 0/02 * 2100
48 = 0/02 * 2400
P
P
P
P
P
رجوع به صفحه 92 آیین نامه
رجوع به صفحه 92 آیین نامه
رجوع به صفحه 94 آیین نامه
رجوع به صفحه 92 آیین نامه
رجوع به صفحه 94 آیین نامه
∑= 305
ج ) پس از اتمام کار با جدول ، یک نتیجه کلی بدست می آوریم و آن این است که هرمترمربع دیوار 20سانتی متری از این نمونه 305 کیلوگرم وزن دارد . نتیجه را ثبت و در مراحل بعد از آن استفاده می کنیم .

برای سایر دیوارهای این ساختمان نیز همین روند را انجام میدهیم ، که در این قسمت به دلیل آنکه توضیحات قبلاً ذکر شده است ، مراحل به صورت سریع نمایش داده می شوند .
1) دیوارهای 20 سانتی متری با فقط یک رویه گچ :
الف – جزییات این دیوارها به صورت زیر است :
آجر کاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان
20Cm
1Cm ملات گـچ
2Cm ملات گچ و خاک

ردیف
جزییــــــــــــــات
تعداد
ضخامت
m
بارواحد Kg/m3
بارواحد هر مترمربع دیوار Kg/m2
1
2
3
ملات گـــــچ
ملات گـچ و خاک
آجرکاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان
1
1
1
0/01
0/02
0/2
1300
1600
850
13 = 0/01 * 1300
32 = 0/02 * 1600
170 = 0/2 * 850
P
P
P
∑= 215
نتیجه :
هرمترمربع دیوار 20سانتی متری از این نمونه 215 کیلوگرم وزن دارد .

ردیف
جزییــــــــــــــات
تعداد
ضخامت
m
بارواحد Kg/m3
بارواحد هر مترمربع دیوار Kg/m2
1
2
3
ملات گـــــچ
ملات گـچ و خاک
آجرکاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان
2
2
1
0/005
0/015
0/1
1300
1600
850
13 = 2 * 0/005 * 1300
48 = 2 * 0/015 * 1600
85 = 0/1 * 850
P
P
P
∑= 146
نتیجه :
هرمترمربع دیوار 10سانتی متری با دو رویه گچ 146 کیلوگرم وزن دارد .

تا این مرحله وزن هر متر مربع از دیوارهای مختلف این ساختمان را بدست آوردیم و در این اسلاید قصد داریم به باری که به واسطه ی سقف به ساختمان وارد می شود را محاسبه کنیم . ( سقف این ساختمان تیرچه بلوک است )
الف – جزییات سقف طبقات به صورت زیر است :
سرامیک 0.5Cm
ملات ماسه سیمان 2Cm
پوکه آجر با ملات سیمان 10Cm
دال بتنی 5Cm
بلوک سفالی ?
ملات گچ و خاک 2Cm
ملات گـــچ 1Cm
تیرچه بتنی

ردیف
جزییــــــــــــــات
تعداد
ضخامت
m
بارواحد Kg/m3
بارواحد هر مترمربع دیوار Kg/m2
1
2
3
ملات گـــــچ
ملات گـچ و خاک
بلوک سفالی
1
1
؟
0/01
0/02
؟
1300
1600
؟
13 = 0/01 * 1300
32 = 0/02 * 1600
؟
؟
برای کامل کردن این قسمت از جدول لازم است توضیحاتی در حاشیه داده شود و سپس باز می گردیم و جدول را کامل می کنیم .

برای اینکه بار بلوکها را بدست آوریم لازم است که تعداد بلوک ها در هر متر مربع را به دست آوریم .
همانطور که می دانیم ، سقف تیرچه بلوک مانند شکل زیر است :
1m
1m
1
3
5
7
9
2
4
6
8
10
اکنون شروع به شمارش تعداد بلوکها در مترمربع می کنیم :
از این پس با توجه به اینکه می دانیم وزن هر بلوک تقریباً 10 کیلوگرم است قادر خواهیم بود ردیف سوم جدول را کامل کنیم .

ردیف
جزییــــــــــــــات
تعداد
ضخامت
m
بارواحد Kg/m3
بارواحد هر مترمربع دیوار Kg/m2
1
2
3
ملات گـــــچ
ملات گـچ و خاک
بلوک سفالی
1
1
–
0/01
0/02
–
1300
1600
–
13 = 0/01 * 1300
32 = 0/02 * 1600
100 = 10 * 10
4
دال بتنی
1
0/05
2500
125 = 0/05 * 2500
5
پوکه آجر با ملات سیمان
1
0/1
850
85 = 0/1 * 850
6
ملات ماسه سیمان
1
0/02
2100
42 = 0/02 * 2100
7
سرامیک
1
0/005
2100
10/5 = 0/005 * 2100
8
تیرچه بتنی
1
–
2500
125=2*2500* 0/25 * 0/1
∑= 532/5
نتیجه :
هرمترمربع سقف تیرچه بلوک از این نمونه 532/5 کیلوگرم وزن دارد .

و در نهایت ، جزییات سقف بام :
آسفالت 5Cm
ملات ماسه سیمان 2Cm
پوکه آجر با ملات سیمان 10Cm
دال بتنی 5Cm
بلوک سفالی
ملات گچ و خاک 2Cm
ملات گـــچ 1Cm
تیرچه بتنی
گونی قیر اندود دولا

ردیف
جزییــــــــــــــات
تعداد
ضخامت
m
بارواحد Kg/m3
بارواحد هر مترمربع دیوار Kg/m2
1
2
3
ملات گـــــچ
ملات گـچ و خاک
بلوک سفالی
1
1
–
0/01
0/02
–
1300
1600
–
13 = 0/01 * 1300
32 = 0/02 * 1600
100 = 10 * 10
4
دال بتنی
1
0/05
2500
125 = 0/05 * 2500
5
پوکه آجر با ملات سیمان
1
0/1
850
85 = 0/1 * 850
6
ملات ماسه سیمان
1
0/02
2100
42 = 0/02 * 2100
7
آسفالت
1
0/05
2200
110 = 0/05 * 2200
8
تیرچه بتنی
1
–
2500
125=2*2500* 0/25 * 0/1
∑= 647
نتیجه :
هرمترمربع سقف تیرچه بلوک بام از این نمونه 647 کیلوگرم وزن دارد .
9
گونی قیر اندود دولا
1
–
15
15 = 1 * 15

برای محاسبه ی بار اعمالی توسط پله به صورت زیر عمل می کنیم :
سنگ قائم تراورتن 2Cm
سنگ کف افقی تراورتن 30Cm
آجرکاری با آجر فشاری
IPE 140
ملات گچ و خاک 2Cm
ملات گچ 1Cm
32º
آجرکاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان
آجرکاری با آجر فشاری و ملات گچ و خاک
ملات گچ 1Cm
ملات گچ و خاک 2Cm

ردیف
جزییــــــــــــــات
تعداد
ضخامت
m
بارواحد Kg/m3
بارواحد هر مترمربع دیوار Kg/m2
1
2
3
سنگ کف افقی تراورتن
سنگ قائم تراورتن
آجرکاری با آجر فشاری وملات ماسه سیمان
1
1
1
0/04
0/02
–
2500
2500
1850
31/5= 2500*0/04*1/05*0/3
7/88=2500*0/02*1/05*0/15
75/75=1850*1/05*0/26*0/15
∑= 115/5 ≈ 115/13
وزن گـام پـلـه
1
2
3
IPE 140
آجرکاری با آجر فشاری و ملات گچ و خاک
آجرکاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان
1
1
1
–
0/1
–
12/9
1750
850
25/8 = 12/9 * 2
183/75=1750*1/05*0/1
62/4 = 850 * 1/05 * 0/07
4
5
ملات گــچ
ملات گچ و خاک
1
1
0/01
0/02
1300
1600
13/65= 1/05*1300* 0/01
33/6= 1/05*1600* 0/02
∑= 319/3 ≈ 319/28
بار واحد طول پله در سطح افق بر اساس طول متوسط کف پله برابر 30 سانتی متر به صورت زیر بدست می آید :
Q = W . Cos θ ، Q = (115.5/0.3)+(323.5*cos(32)) = 659.5

اکنون که بار ایجاد شده توسط قسمتهای مختلف ساختمان را محاسبه کردیم ، نوبت آن رسیده است که ببینیم دیوارهای ساختمان در نهایت چه باری را به تیرها اعمال می کنند . برای این کار کلیه ی موارد محاسبه شده را در جدولی مانند ذیل خلاصه می کنیم و مقدار طول هر نمونه دیوار را بدست می آوریم .
جدول خلاصه ی وزن قسمتهای مختلف ساختمان :

حال که وزن و طول هر دیوار را داریم ، می توانیم بار کل دیوار را به صورت زیر محاسبه کنیم : ( می دانیم که ارتفاع پارکینگ 2/2 و ارتفاع طبقات 2/8 است )
وزن تیغه های پارکینگ :
6/6 )
146
*
*
( 2/2
=
2119/92 Kg
وزن تیغه های طبقات :
30/2 )
*
146
*
( 2/8
=
12345/7 Kg
مقادیر بالا بدون در نظر گرفتن بازشوها محاسبه شده اند ، لذا برای آنکه سهم بازشوها از دیوارها کم شوند ، مقدار بازشوها در پارکینگ و طبقات را به ترتیب 2% و 10% در نظر می گیریم که در نهایت اعداد بالا به صورت نمایش داده شده کاهش پیدا می کنند .
2077/5 Kg
11111/5 Kg

در بند 6 – 2 – 2 – 2 آیین نامه آمده است :
در ساختمان هایی که برای جداسازی فضاها از تیغه هایی استفاده می شود که وزن یک مترمربع سطح آنها کمتر از 275 دکانیوتن است . وزن تیغه ها را می توان به صورت بار معادل که به طور یکنواخت بر کف ها گسترده شده است در نظر گرفت . این بار معادل باید ، به صورت مناسبی ، با تقسیم وزن تیغه های هر قسمت از کف به مساحت آن قسمت تعیین گردد .
m298 = مساحت پلان
kg/m221/5 ≈ 21/19 = 98 ÷ 2077/5 = محاسبه سربار معادل تیغه پارکینگ
kg/m2113/5 ≈ 113/31 = 98 ÷ 11111/5 = محاسبه سربار معادل تیغه طبقات

بارهای مرده ی هر قسمت از ساختمان محاسبه شدند . آیین نامه علاوه بر اعمال بار مرده ، مقرر می دارد که باید بر اساس کاربری بخش های مختلف ساختمان یک بار زنده ای هم مد نظر قرار داد که این مقادیر را در جدول شماره 6 – 3 – 1 ( حداقل بارهای زنده گسترده یکنواخت ) معرفی می کند .
در نتیجه می توان جدول خلاصه ی بارگذاری سازه را به صورت زیر نمایش داد :
در جدول فوق برای محاسبه بار مرده سقف بار اسکلت سازه نیز برابر kg/m2 50 اعمال گردیده است

اکنون می خواهیم بار سقف و تیغه ها را به قابها و یا تیرها اعمال کنیم :
در توزیع بار ، بار مرده با بارتیغه جمع خواهد شد . توزیع بار سقف ها به صورت یکطرفه است ، زیرا سقف های تیرچه بلوک باررابه صورت یکطرفه توزیع می کنند . در بارگذاری یکطرفه کافی است شدت بار در نصف طول دهانه ( عرض بارگیر ) در جهت تیرچه ضرب شود تا بار واحد طول تیرها به دست آید . بار اتاق پله نیز به صورت یک طرفه در جهت شمشیری ها توزیع می شود . برای محاسبه بار دیوارهای جانبی ، کافی است بار واحد در ارتفاع خالص طبقات برابر 2/8 متر ضرب شود .
برای جان پناه اعمال ضریب کاهش بازشو ضروری نیست .

با توجه به توضیحاتی که در اسلاید قبل داده شد می توان چگونگی اعمال بار از سقف به تیرها را به صورت زیر نمایش داد :

محاسبه بار قاب در طبقات و پشت بام :
به منظور تعیین بارهای وارد بر هر قاب با توجه به سطح بارگیر به صورت زیر عمل می نماییم :
بار گسترده قاب 1 در پشت بام :
= بار مرده
( ارتفاع جان پناه × بار واحد دیوار جانبی بدون نما ) + ( عرض بارگیر × بار مرده سقف )
= ( عرض بارگیر ) x ( بار واحد زنده ) = بار زنده
= ( 0/7 × 215 ) + ( 1/85 × 697 )
1439/95
Kg/m
Kg/m 277/5 = ( 1/85x 150 )

بار گسترده قاب 1 در طبقات :
= بار زنده
Kg/m 370 = ( 1/85x 200 )
= بار مرده
Kg/m 1738/82 = ( 2/8 × 215 ) + ( 1/85x ( 32 + 582/5 ))
بار گسترده قاب 2 در پشت بام :
= بار زنده
Kg/m 502/5 = (( 1/5 + 1/85 )x 150 )
= بار مرده
Kg/m 2334/95 = (( 1/5 + 1/85 ) × 697 )

بار گسترده قاب 2 در طبقات :
= بار زنده
Kg/m 670 = ( 1/5 + 1/85 )x 200 )
= بار مرده
Kg/m 2058/57 = (( 1/5 + 1/85 )x ( 32 + 582/5 ))
بار گسترده قاب 3 در پشت بام :
= بار زنده
…
= بار مرده
…
به همین صورت برای کلیه ی قابهای موجود روند را ادامه می دهیم …

محاسبات بار برف :
بار برف ، بنا به تعریف ، وزن لایه برفی است که بر اساس آمار موجود در منطقه احتمال تجاوز از آن در سال کمتر از 2% ( دوره بازگشت 50 سال ) باشد .
بار برف بر روی بامها (Pr) ، را باید با توجه به زاویه شیب بام ، برای هر مترمربع تصویر افقی سطح آن ، از رابطه ی زیر تعیین نمود :
Pr = Cs × Ps
در بامهای مسطح و شیبدار با زاویه ی شیب کمتر از 15 درجه 1Cs= و در منطقه با بارش برف متوسط 100Ps= معرفی شده است .
Pr = Cs × Ps = 100 = 100 × 1kg/m2

محاسبات بار باد :
سرعت مبنای باد ، بنا به تعریف ، سرعت متوسط ساعتی باد در ارتفاع 10 متر از سطح زمین در منطقه ای مسطح و بدون مانع است که بر اساس آمار موجود در منطقه ، احتمال تجاوز آن در سال کمتر از 2% ( دوره ی بازگشت 50 ساله ) باشد .
بار برف بر روی بامها (Pr) ، را باید با توجه به زاویه شیب بام ، برای هر مترمربع تصویر افقی سطح آن ، از رابطه ی زیر تعیین نمود :
Pr = Cs × Ps
در بامهای مسطح و شیبدار با زاویه ی شیب کمتر از 15 درجه 1Cs= و در منطقه با بارش برف متوسط 100Ps= معرفی شده است .
Pr = Cs × Ps = 100 = 100 × 1kg/m2

بارهای محاسبه شده در اسلاید قبل را به صورت زیر نمایش می دهیم :
= بار زنده
= بار مرده
DL = 1439/95
LL = 277/5
DL = 1738/82
LL = 370
DL = 1738/82
LL = 370
DL = 1738/82
LL = 370

برای سایر قابهای موجود در ساختمان نیز همین روند ادامه پیدا می کند تا اینکه بارهای اعمال شده به هر تیر یا قاب تعیین شود . برای آنکه اطمینان حاصل کنیم که بارگذاری دستی ، صحیح صورت گرفته است ، می توان از نرم افزار ETABS کمک گرفت .
بارهای محاسبه شده در طراحی مورد استفاده قرار می گیرند .

امیدوارم مجموعه ی طراحی شده مورد توجه شما قرار گرفته باشد .
التماس دعا
احسان صنعتی نیا
8344526