به جرئت می توان گفت ، یکی از بحث های خیلی مهم در طراحی سازه ها ، ترکیب بار است . ما در این مقاله ابتدا توضیحاتی راجب ساخت ترکیب بار به شما می دهیم . در انتها ترکیب بارهای مورد استفاده در پروژه های دانشجویی را برای شما آماده کرده ایم
طبق مبحث ششم مقررات ملی ترکیبات بار برای سازه های بتنی و فولادی به صورت زیر می باشد
برای سازه های بتنی
برای سازه های فولادی
حروف نشان داده شده در این ترکیبات بار از قرار زیر می باشند :
حرف D نشان دهنده بار مرده در سازه
حرف L نشان دهنده بار زنده در سازه
حرف Lr نشان دهنده بار زنده ی بام در سازه
حرف S نشان دهنده بار برف در سازه
حرف R نشان دهنده بار باران در سازه
حرف W نشان دهنده بار باد در سازه
حرف E نشان دهنده بار زلزله در سازه
حرف E که در بالا به آن اشاره کرده ایم به صورت کلی نشان داده شده است در واقع نیروی زلزله در جهات مختلف به سازه ما منتقل می گردد که به صورت زیر می باشند
- Ex : نیروی زلزله در راستای x بدون برون مرکزیت اتفاقی
- Ey: نیروی زلزله در راستای y بدون برون مرکزیت اتفاقی
- Exp: نیروی زلزله در راستای x با در نظر گرفتن برون مرکزیت اتفاقی به صورت مثبت
- Exn: نیروی زلزله در راستای x با در نظر گرفتن برون مرکزیت اتفاقی به صورت منفی
- Eyp: نیروی زلزله در راستای y با در نظر گرفتن برون مرکزیت اتفاقی به صورت مثبت
- Eyn: نیروی زلزله در راستای y با در نظر گرفتن برون مرکزیت اتفاقی به صورت منفی
ما با توجه به شرایط محیطی سازه ، از ترکیب بار هایی که برای ما کارایی دارند استفاده میکنیم بنابراین برای بار های ثقلی از ترکیب بار شماره یک (سازه های بتنی) و برای ترکیب بار های ثقلی از ترکیب بار های شماره 1و2و3 (سازه های فولادی) استفاده می کنیم برای بار های جانبی با توجه به اینکه کشور ایران ، کشوری لرزه خیز هست برای بار جانبی از ترکیب بار شماره 2و3 برای سازه های بتنی و ترکیب بار شماره های 5و7 برای سازه های فولادی استفاده میکنیم
خوب شاید پیش خودتون بگید اینا که چیزی نداشتن اما باید بهتون بگم به همین راحتی ها هم نیست
ترکیب بارهای که ما می سازیم تا 50 ترکیب بار را تشکیل می دهند قبل از ساخت ترکیب بار باید سه تا قانون زیر را بدانید توصیه ام اینکه اول این قوانین را خوب یاد بگیرید سپس ترکیب بار های خود را بسازید
1ـ قانون صد سی
2ـ اثر مولفه قائم
3ـضریب نامعینی سازه
حال به توضیح هر کدام از قوانین بالا می پردازیم . در این توضیحات ابتدا متنی که در آیین نامه ها نوشته شده اشاره می کنیم سپس به زبان خودمانی آنها را تشریح می کنیم
قانون صد سی :
طبق صفحه 25 استاندارد 2800 ، ساختمان باید در هر دو امتداد عمود بر هم در برابر نیروی زلزله محاسبه شود به طور کلی می توان محاسبه در هر یک از این دو امتداد را جز در موارد زیر به طور مجزا و بدون در نظر گرفتن نیروی زلزله در امتداد دیگر انجام داد .
الف) ساختمان های نامنظم در پلان (مراجعه به صفحه6)
ب)کلیه ستون هایی که در محل تقاطع دو یا چند سیستم مقاوم باربر جانبی قراردارند
در موارد فوق نیروی زلزله باید با زاویه مناسبی که حتی المقدور بیشترین اثر را ایجاد می کند انتخاب شود و یا می توان صددرصد نیروی زلزله هر امتداد را با 30 درصد نیروی زلزله در امتداد عمود بر آن را ترکیب کرد. در این موارد منظور کردن برون مرکزی اتفاقی در امتدادی که 30 درصد نیرو اعمال می شود الزامی نیست .
به زبان خودمانی
اگر سازه ما نامنظم نباشد و همچنین سیستم مقاوم جانبی در هر دو راستا از نوع قاب خمشی باشد می توان از این قانون صرف نظر کرد . ممکن براتون سوال پیش بیاد اگر سازه ما نامنظم بود چی؟ این مواقع شما باید صد درصد نیروی زلزله (در همه جهات) را به علاوه سی درصد نیروی زلزله فقط در راستای EX,EY در نظر بگیرید
همچین اگر سازه شما در یک راستا یا در هر دو راستا دارای سیستم مقاوم جانبی دوگانه بود( قاب خمشی + دیوار برشی یا مهاربند ) در آن راستا باید از قاعده صد سی استفاده کرد ، برای راحتی کار در پروژه های دانشجویی اگر سیستم مقاوم جانبی از نوع دوگانه بود ما برای کل سازه قاعده صد سی را در نظر می گیریم
طبق صفحه 41 آیین نامه 2800
نیروی قائم ناشی از زلزله که اثر مولفه قائم شتاب زلزله در ساختمان است در موارد زیر باید در محاسبات منظور شود
الف) کل سازه هایی که در پهنه با خطر نسبی خیلی زیاد واقع شده اند
ب) تیرهایی که دهانه آن ها بیشتر از 15 متر می باشد، همراه با ستون ها و دیوار های تکیه گاه های آن ها
پ)تیرهایی که بار قائم متمرکز قابل توجهی در مقایسه با سایر بارهای منتقل شده به تیر را تحمل می کنند، همراه با ستون ها و دیوارهای تکیه گاهی آنها
ت) بالکن ها پیش آمدگی هایی که به صورت طره ساخته شوند
مقدار نیروی قائم زلزله از رابطه زیر بدست می اید. در مورد بالکن ها و پیش آمدگی ها این نیرو باید در هر دو جهت بالا و پایین و بدون منظور نمودن اثر کاهنده بارهای ثقلقی در نظر گرفته شود
FV=0.6AIWP
A شتاب مبنای طرح
I ضریب اهمیت ساختمان
WP در مورد بند الف بار مرده و در مورد سایر بند ها کل بار مرده به اضافه کل سربار است
توضیحات کتاب تقریباً کامل و واضح هست مطلبی را که نیاز می دانم تا به شما بگویم نحوه ی اعمال این بار به ترکیبات بار می باشد:طبق گفته های کتاب اگر سازه ما در پهنه با خطر نسبی خیلی زیاد باشد به شکل زیر عمل می کنیم که در این ترکیب بار نیازی به ساختن بار Ez نیست .چند خط پایین تر می گیم که چه زمانی از بار Ez در ترکیبات بارمون استفاده می کنیم .
خوب برگردیم سراغ اینکه اگر سازه ما در پهنه با خطر نسبی زیاد باشد چیکار باید بکنیم : خوب طبق فرمول مولفه قائم(FV=0.6AIWP) ، شتاب مبنای طرح (A) برابر است با 0.35 و همچنین ضریب اهمیت ساختمان برابر است با 1 پس طبق فرمول عدد 0.21 بدست می آید. 0.21=1*0.35*0.6
در این رابطه ما بار مرده (D) را ثابت در نظر می گیریم که طبق رابطه بالا عدد 0.21 بدست می آید . اگر این عدد را در ترکیب بارهای لرزه ایی (ترکیب بار 2و3 برای سازه های بتنی و ترکیب بارهای 5و 7 ) با بار مرده جمع و تفریق می کنیم اعدادی که بدست می آیند به صورت زیر می باشند که در بین این اعداد طبق بند 3-3-9-3 آیین نامه 2800 مقدار بیشنیه اثر مولفه را باید در نظر بگیریم
برای سازه های بتنی
1.21=1+0.21
0.79=1-0.21
1.06=0.85+0.21
0.64=0.85-0.21
برای سازه های فولادی
1.41=1.2+0.21
0.99=1.2-0.21
1.11=0.9+0.21
0.69=0.9-0.21
شاید براتون سوال پیش بیاد که چرا این اعداد اخه ؟
ببینید طبق گفته آیین نامه 2800 مقدار ببیشنه این اثر ملاک کار ما است مثلا برای سازه های بتنی در ترکیب بار شماره دو بار های ثقلی که شامل بار مرده و زنده می شوند هر دو به سمت پایین هستند پس اگر بخواهیم بیشینه این اثر را به سازه وارد کنیم پس باید بار مولفه قائم به سمت پایین باشد. حالا شما فک می کنید ترکیب بار شماره 3 چرا به سمت بالا در نظر گرفته می شود؟
اعداد بدست آماده را در ترکیب بار شماره 2و3 برای سازه های بتنی و در ترکیب بار شماره 5و7 به صورت ضریبی برای بار مرده استفاده می کنیم برای مثال ترکیب بار شماره 2و5 بتنی داریم
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84E 0.64D+0.84EX
خوب بریم سراغ این سوال که چه زمانی از این بار Ez در ترکیبات بارمون استفاده می کنیم ؟ اگر در سازه ما طره یا تیری با طول بیشتر از 15متر داشته باشیم از بار Ez استفاده می کنیم
ضریب نامعینی سازه
طبق صفحه آیین نامه 2800 داریم
همه چیز قبل از طراحی سازه های فولادی اینجا کیلیک کنید.
در صورتی که سیستم مقاوم جانبی ما دارای نامعینی کافی نباشند باید بار های جانبی را بیست درصد افزایش دهیم این افزایش به صورت ضریب در ترکیبات بار ها اعمال می شود که به صورت شکل زیر نشان داده می شوند
1.2D + L + ρE + 0.2S
0.9D + ρE
حال که شرایط بالا را بررسی کردیم ترکیب بارهای مورده استفاده را در پایین گذاشته ایم
سازه فولادی با در نظر گرفتن قاعده صدسی و همچنین با در نظر گرفتن اثر مولفه قائم زلزله، بدون وجود طره یا تیر 15 متری
1.1)1.4D+1.4NDX
1.2)1.4D-1.4NDX
1.3)1.4D+1.4NDY
1.4)1.4D-1.4NDY
2.1)1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5S+1.2NDX+1.6NL0.6X+1.6NLPX+1.6NLnX+0.5NSX
2.2)1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5S-1.2NDX-1.6NL0.6X-1.6NLPX-1.6NLnX-0.5NSX
2.3)1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5S+1.2NDY+1.6NL0.6Y+1.6NLPY+1.6NLnY+0.5NSY
2.4) 1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5S-1.2DNY-1.6NL0.6Y-1.6NLPY-1.6NLnY-0.5NSY
2.5)1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5LR+1.2DNDX+1.6NL0.6X+1.6NLPX+1.6NLnX+0.5NLRX
2.6) 1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5LR-1.2NDX-1.6NL0.6X-1.6NLPX-1.6NLnX-0.5NLRX
2.7)1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5LR+1.2DNY+1.6NL0.6Y+1.6NLPY+1.6NLnY+0.5NLRY
2.8) 1.2D+1.6L0.6+1.6LP+1.6LN+0.5LR-1.2NDY-1.6NL0.6Y-1.6NLPY-1.6NLnY-0.5NLRY
3.1)1.2D+1LN+1LP+0.5L0.6+1.6S+1.2NDX+1NLnX+1NLPX+1NL0.6X+1.6NSX
3.2)1.2D+1LN+1LP+0.5L0.6+1.6S-1.2NDX-1NLnX-1NLPX-1NL0.6X-1.6NSX
3.3)1.2D+1LN+1LP+0.5L0.6+1.6S+1.2NDY+1NLnY+1NLPY+1LN0.6Y+1.6NSY
3.4) 1.2D+1Ln+1LP+0.5L0.6+1.6S-1.2NDY-1NLnY-1LNPY-1NL0.6Y-1.6NSY
3.5)1.2D+1Ln+1LP+0.5L0.6+1.6LR+1.2NDX+1NLnX+1NLPX+1NL0.6X+1.6NLRX
3.6) 1.2D+1Ln+1LP+0.5L0.6+1.6LR-1.2NDX-1NLnX-1NLPX-1LN0.6X-1.6NLRX
3.7)1.2D+1Ln+1LP+0.5L0.6+1.6LR+1.2NDY+1NLnY+1LNPY+1NL0.6Y+1.6NLRY
3.8) 1.2D+1Ln+1LP+0.5L0.6+1.6LR-1.2NDY-1NLnY-1NLPY-1NL0.6Y-1.6NLRY
4-1)1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EXP+0.252EY
4-2) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EXP-0.252EY
4-3) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EXP+0.252EY
4-4) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EXP-0.252EY
4-5) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EXN+0.252EY
4-6) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EXN+0.252EY
4-7) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EXN-0.252EY
4-8) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EXN-0.252EY
4-9) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EYP+0.252EX
4-10) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EYP-0.252EX
4-11) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EYP+0.252EX
4-12) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EYP-0.252EX
4-13) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EYN+0.252EX
4-14) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S+EYN-0.252EX
4-15) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EYN+0.252EX
4-16) 1.41D+1Ln+1LP+0.5L0.6+0.2S-EYN-0.252EX
5-1)0.69D+EXP+0.252EY
5-2) 0.69D+EXP-0.252EY
5-3) 0.69D-EXP+0.252EY
5.4)0.69D-EXP-0.252EY
5.5)0.69D+EXN+0.252EY
5.6)0.69D+EXN-0.252EY
5.7)0.69D-EXN+0.252EY
5.8)0.69D-EXN-0.252EY
5.9)0.69D+EYP+0.252EX
5.10)0.69D+EYP-0.252EX
5.11)0.69DEYP+0.252EX
5.12)0.69D-EYP-0.252EX
5.13)0.69D+EYN-0.252EX
5.14)0.69D+EYN-0.252EX
5.15)0.69D-EYN+0.252EX
5.16)0.69D-EYN-0.252EX
ترکیب بار برای سازه های بتنی با در نظر گرفتن قاعده صد سی و همچنین با درنظر اثر مولفه قائم زلزله و بدون وجود طره یا تیر 15 متری
1.25D+1.5LN+1.5LP+1.5L0.6+1.5LR-1
2- 1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EX+0.252EY
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EX+0.252EY-3
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EX-0.252EY-4
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6-1.2LR+0.84EX-0.252EY-5
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EXP+0.252EY-6
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EXP+0.252EY-7
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EXP-0.252EY-8
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EXP-0.252EY-9
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EXN+0.252EY-10
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EXN+0.252EY-11
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EXN-0.252EY-12
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EXN-0.252EY-13
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EY+0.252EX-14
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EY+0.252EX-15
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EY-0.252EX-16
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EY-0.252EX-17
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EYP+0.252EX-18
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EYP+0.252EX-19
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EYP-0.252EX-20
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EYP-0.252EX-21
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EYN+0.252EX-22
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EYN+0.252EX-23
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR+0.84EYN-0.252EX-24
1.21D+1.2LN+1.2LP+0.6L0.6+1.2LR-0.84EYN-0.252EX-25
0.64D+0.84EX+0.252EY-26
0.64D -0.84EX+0.252EY-27
0.64D +0.84EX-0.252EY-28
0.64D -0.84EX-0.252EY-29
0.64D +0.84EXP+0.252EY-30
0.64D -0.84EXP+0.252EY-31
0.64D +0.84EXP-0.252EY-32
0.64D -0.84EXP-0.252EY-33
0.64D +0.84EXN+0.252EY-34
0.64D -0.84EXN+0.252EY-35
0.64D +0.84EXN-0.252EY-36
0.64D -0.84EXN-0.252EY-37
0.64D +0.84EY+0.252EX-38
0.64D -0.84EY+0.252EX-39
0.64D +0.84EY-0.252EX-40
0.64D -0.84EY-0.252EX-41
0.64D +0.84EYP+0.252EX-42
0.64D -0.84EYP+0.252EX-43
0.64D +0.84EYP-0.252EX-44
0.64D -0.84EYP-0.252EX-45
0.64D +0.84EYN+0.252EX-46
0.64D -0.84EYN+0.252EX-47
0.64D +0.84EYP-0.252EX-48
0.64D -0.84EYP-0.252EX-49
شما می توانید از این ترکیب بار در سازه های فولادی یا بتنتون استفاده کنید فقط در صورتی که سازه تون طره داشت باید بار Ez را به این ترکیبات بار اضافه کنید
نحوه ی تعریف بار Ez در ابتبس
ابتدا مقدار Ez را بدست می اوریم که برای مثال اگر بار مرده ما برابر 400 کیلو گرم بر مترمربع و بار زنده ما برابر با 300 کیلو گرم بر متر مربع بود طبق فرمول داریم
147=1*0.35*0.6=Ez
پس از بدست اوردن مقدار بالا ابتدا در قسمت difine/load patterns تنظیمات زیر را انجام می دهیم
گام دو : المان مد نظر(طره) را انتخاب می کنیم و در قسمت زیر تنظیمات را اعمال می کنیم
سپس مقدار را در قسمت زیر به سازه اعمال می کنیم
خیلی ممنون از این مطلبتون
خواهش می کنم مرسی از انرژی مثبتتون