بارگذاری راه پله در etabs بصورت تصویری + محاسبات دستی

علی رقم سختی هایی که در مورد مدلسازی و طراحی آسانسور بعنوان عضو غیر سازه ای بیان شد؛ روال رایج در مدل سازی راه پله به این صورت است که رمپ ها و جزئیات آن در مدلسازی نرم افزاری وارد نمی شوند. در عوض برای بارگذاری راه پله در  etabs، بار آن را به تکیه گاه های مربوطه اعمال می کنیم. در این مقاله قصد داریم تا با محاسبه دستی و نرم افزاری بارگذاری پله ها، در انواع مختلف آن آشنا شویم.

پس از مطالعه این مقاله پاسخ پرسش های زیر را به دست خواهیم آورد:

  1. انواع فرم های اجرای راه پله کدامند؟
  2. در هریک از انواع راه پله، نحوه محاسبه بار چگونه است؟
  3. نحوه ی بارگذاری راه پله در نرم افزار، برای هر یک از حالات فوق به چه شکل است؟

یادآوری بحث راه پله :

در بحث های مرتبط با راه پله واژه هایی به کار می روند که بهتر است در همین ابتدا توضیح مختصری درباره آن ها داشته باشیم.

رمپ پله: رمپ یک سطح شیب دار می باشد که برای دسترسی اتومبیل ها یا افراد، به تراز های مختلف در یک ساختمان، احداث می شود.

چشم پله: در پله هایی که حداقل با دو رمپ اجرا می شوند، رمپ ها راه پله باید با فاصله ای از هم واقع شوند. این فاصله حداقل 10 سانتی متر می باشد و به آن چشم راه پله می گویند.

پیشانی پله(Riser): به قطعه های عمودی گفته می شود که وسط دو کف پله ی پشت سرهم قرار گرفته باشند.

انواع راه پله :

راه پله ها را از جنبه های مختلفی می توان تقسیم بندی نمود. یکی از این موارد تعداد رمپ های راه پله می باشد. بر این اساس چهار نوع راه پله : یک رمپ، دو رمپ، سه رمپ و چهار رمپ خواهیم داشت.
در ادامه تصاویر و توضیحات مختصری از انواع راه پله قابل مشاهده است.

راه پله یک رمپ :

در این فرم از راه پله ها، رمپ بر روی تیرهای موجود در تراز طبقات قرار می گیرد. در واقع بار راه پله به تیرهای بالا و پایین رمپ منتقل می شود.

راه پله یک رمپ

راه پله یک رمپ

راه پله دو رمپ :

در این فرم از راه پله ها، رایج است که رمپ بر روی تیرهای موجود در تراز طبقات و نیز یک تیر میان طبقه قرار گیرد. در واقع بار راه پله به سه تکیه گاه رمپ منتقل می شود.

راه پله دو رمپ

راه پله دو رمپ

 

راه پله 3 و 4 رمپ :

در مورد راه پله های سه رمپ و چهار رمپ نیاز به توضیح بیشتری وجود دارد. انتخاب تکیه گاه در این فرم از راه پله ها تاثیر بسیاری در بارگذاری خواهد داشت.

برخی از طراحان از دستک های کنسولی برای تکیه گاه رمپ ها استفاده می کنند؛

برخی نیز  از دیوارک های بتنی برای اجرای راه پله استفاده می کنند.
نحوه محاسبه بار در هر یک از روش های اجرا در بخش بعدی بیان خواهد شد.

راه پله سه رمپ

راه پله سه رمپ

 

راه پله چهار رمپ

راه پله چهار رمپ

 

 

محاسبات دستی بارگذاری راه پله :

در ادامه قصد داریم بار هریک از انواع راه پله را به تفکیک محاسبه نماییم. توجه داشته باشید که بارهای موجود شامل بار مرده و بار زنده خواهند بود. بارهای مرده مطابق با دیتیل های موجود محاسبه می شوند. در خصوص بار زنده نیز مبحث ششم از مقررات ملی ساختمان در قالب جدول6-5-1 مقادیر را مشخص کرده است. بخشی از این جدول را در تصویر زیر مشاهده می کنید.

جدول حداقل بار زنده کف راه پله مطابق مبحث 6 مقررات ملی ساختمان

حداقل بار زنده کف راه پله مطابق مبحث 6

تذکرمهم. همانطور که در جدول فوق مشاهده می شود بار گسترده راه پله و راه های منتهی به درب خروجی برابر با 5 کیلونیوتن بر متر مربع می باشد. توجه داشته باشید که اجازه کاهش در بار زنده یکنواخت راه پله را نخواهیم داشت. زیرا این بار جزء بارهای زنده سنگین دسته بندی می شود.

عدم کاهش بار یکنواخت راه پله

  1.  بارگذاری راه پله یک رمپه :

    مطابق پلان زیر یک راه پله یک رمپ دو طبقه را به هم متصل می کند. نحوه محاسبه بار مرده و زنده به شرح زیر می باشد.

    محاسبه بار زنده راه پله یک رمپ

    محاسبه بار زنده راه پله یک رمپ

برای تعیین بار مرده باید به جزئیات اجرایی راه پله توجه نمود. ممکن است این جزئیات در پروژه های مختلف متفاوت باشد، لذا توجه به نقشه های معماری قبل از بارگذاری راه پله ضروری خواهد بود.
در ادامه بار مرده یکی از دیتایل های رایج برای راه پله را محاسبه می کنیم:

یکی از دیتایل های رایج راه پله

یکی از دیتایل های رایج راه پله

نحوه محاسبه وزن راه پله :

محاسبه بار مرده یکی از دیتایل های رایج راه پله

محاسبه بار مرده یکی از دیتایل های رایج راه پله

تذکر1. توجه داشته باشید که ضریب 1.17 برای اعمال شیب راه پله می باشد؛ یعنی با تقسیم بار همراستا با امتداد شیب رمپ پله ، بر cosα ، عملا تصویر افقی بار بدست می آید.

تذکر2. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺗﻮﺟﻪ ﻧﻤﺎﯾﯿﺪ ﮐﻪ در ﺟﻬﺖ اﻃﻤﯿﻨﺎن از ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ وزن ﭘﺎﮔﺮدﻫﺎ، بصورت جداگانه، ﺻﺮف ﻧﻈﺮ ﺷﺪه اﺳﺖ و ﺑﺮای وزن ﭘﺎﮔﺮد، از وزن ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه در ﺑﺎﻻ در ﺟﻬﺖ اﻓﺰاﯾﺶ ﺿﺮﯾﺐ اﻃﻤﯿﻨﺎن ﻃﺮاﺣﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﺧﻮاﻫﯿﻢ ﮐﺮد.

به این ترتیب مقدار بار مرده و زنده ناشی از یک راه پله یک رمپ محاسبه می شود.
حال بایست این بار بین تکیه گاه های راه پله توزیع شود.

برای بارگذاری راه پله های با یک رمپ، بارها را بین دو تکیه گاه تقسیم می کنیم. این تکیه گاه ها عمدتاً تیرهای موجود در تراز طبقات خواهند بود. در نتیجه سهم هر تیر از بارهای راه پله نصف مقادیر محاسبه شده خواهد بود. یعنی در مثال فوق هر تیر 26.1KN بار زنده و حدود 43KN بار مرده دریافت خواهد کرد.

پرسش. این بارها بایست به چه شکل به تیر اعمال شود؟

در سازه های فولادی بهتر است، بار پله ، بصورت متمرکز در محل اتصال شمشیری به تیر ها، اعمال شود. اعمال بار پله بصورت متمرکز، دقیق تر و به واقعیت سازه نزدیک تر است ولی اعمال بار بصورت گسترده ساده تر و سریع تر است و از طرفی در نتایج نهایی نیز تغییر خاصی بوجود نمی آید. لذا مهندسین معمولا از روش بار گسترده در بارگذاری راه پله استفاده می شود.
اما در اینجا، واحد تمامی اعدادی که در بخش قبل محاسبه کردیم، کیلونیوتن می باشد. پس باید تغییراتی در نتایج داده شود. برای تبدیل بار نقطه ای به گسترده خطی باید آن را بر طول تیر تقسیم کنیم.

در مثال قبل طول تیر برابر با عرض راه پله و مساوی با1.2m می باشد. لذا بار گسترده زنده و مرده وارد بر تکیه گاه به ترتیب 26.1/1.2=21.75KN/m و 43/1.2=35.8KN/m خواهد بود.
در بخش بعدی نحوه اعمال این بارها، در نرم افزار ETABS را، بررسی خواهیم کرد.

  1. بارگذاری پله دو رمپ :

    محاسبه بار زنده و مرده راه پله دو رمپ

    محاسبه بار زنده و مرده راه پله دو رمپ

    مطابق پلان زیر یک راه پله دو رمپ، دو طبقه را به هم متصل می کند. روند محاسبه بار مرده و زنده مطابق با حالت قبل(راه پله یک رمپ) می باشد.

در این حالت بارها میان سه تکیه گاه توزیع می شوند. این تکیه گاه ها شامل دو تیر در تراز طبقه و یک تیر میان طبقه خواهد بود. توجه داشته باشید که تیر میان طبقه دوبار از بار راه پله سهم می گیرد. می توان چنین استنباط کرد که بار راه پله میان چهار تکیه گاه تقسیم می شود و سهم تیر میان طبقه دو سهم از چهار سهم بار خواهد بود. تصویر زیر گویای این مساله می باشد:

توزیع بار بین تکیه گاه های راه پله دو رمپ

توزیع بار بین تکیه گاه های راه پله دو رمپ

نحوه توزیع بار میان تکیه گاه های راه پله

نحوه توزیع بار میان تکیه گاه های راه پله دو رمپ

به همین ترتیب بار مرده نیز در راه پله دو رمپه میان تکیه گاه ها توزیع می شود.

  1. بارگذاری پله سه طرفه و چهار طرفه :

    در دو حالت قبل سطح اشغال باکس راه پله با سطح اشغال پله ها تقریباً برابر بود. اما در راه پله های سه رمپ و چهار رمپ، چشم راه پله ابعاد به نسبت بزرگی دارد. به همین دلیل باید در محاسبات بار مرده و زنده این سطح را حذف کنیم.

    محاسبات بار زنده و مرده راه پله سه رمپ

    محاسبات بار زنده و مرده راه پله سه رمپ

مجدداً می بایست بارهای محاسبه شده را میان تکیه گاه ها توزیع نمود. اما اینکه تکیه گاه ها کدام اند؟ بستگی به فرم اجرایی راه پله دارد. عمدتاً در اجرای راه پله های سه رمپ و چهار رمپ دو فرم اجرایی زیر رایج است.

دو فرم اجرایی راه پله سه طرفه و چهار طرفه :

الف. استفاده از دستک کنسولی برای نشیمن رمپ راه پله مانند تصویر زیر که بار میان چهار تکیه گاه توزیع خواهد شد. این چهار تکیه گاه عبارتند از؛ دو دستک کنسولی و دو تیر در تراز طبقه. نحوه محاسبه سهم هر تکیه گاه عیناً مطابق با راه پله دو رمپه می باشد.

دستک کنسولی برای نشیمن رمپ راه پله

دستک کنسولی برای نشیمن رمپ راه پله

ب. استفاده از دیوارک بتنی برای نشیمن راه پله مانند تصویر زیر که این دفعه توزیع بار، اندکی متفاوت خواهد بود. در این حالت بار راه پله ابتدا به دیوارک بتنی منتقل می شود. سپس بار از طریق دیوارک به تیر زیرین دیوارک انتقال می یابد. توجه داشته باشید که در این حالت می بایست بار مرده ناشی از دیوارک را نیز در محاسبات وارد کرد.

دیوارک بتنی برای نشیمن راه پله

دیوارک بتنی برای نشیمن راه پله

 

پرسش1. معمولا در راه پله 3 رمپه، طول رمپ دوم کمتر است. بنابراین در مورد محاسبه سهم هر تکیه گاه، به روش گفته شده ممکن است خطا داشته باشیم. چاره کار چیست؟

یک راه حل پرکاربرد این است که محاسبات بر اساس کل سطح اشغال باکس راه پله انجام شود. یعنی چشم راه پله را در محاسبات کم نکنیم. با این کار عملاً مقدار بار محافظه کارانه محاسبه خواهد شد. در عوض خیالمان راحت است که هیچ تکیه گاهی برای بار کمتر از واقعیت طرح نشده است. اما راه حل دوم به صورت زیر می باشد:

اعمال بار در راه پله سه رمپ با طول رمپ های متفاوت

سهم اجزا از بار در راه پله سه رمپ

در روش دوم با محاسبه دقیق مساحت هر بخش، بار را به تکیه گاه مربوطه اعمال می کنیم. اما توصیه می شود از همان روش محافظه کارانه اول برای بارگذاری راه پله استفاده شود. چرا که هم سرعت محاسبات افزایش می یابد و هم به نفع اطمینان خواهد بود.

پرسش2. آیا در روش دستک کنسولی ، الزامی به مدلسازی دستک در نرم افزار وجود دارد؟

اساساً بایست مدل نرم افزاری بیانگر واقعیت سازه باشد. بنابراین دستک کنسولی را در نرم افزار مدلسازی می کنیم. خصوصاً اینکه وجود دستک در واقعیت لنگرهای نسبتاً بزرگی را به ستون متصل انتقال خواهد داد. همچنین اعضای کنسولی مطابق استاندارد 2800 زلزله باید تحت نیروی قائم زلزله نیز کنترل شوند. شما می توانید مطالب مرتبط با زلزله قائم و نحوه کنترل آن را در مقاله” بررسی فلسفه اعمال زلزله قائم در سازه ­ها و گام بندی تنظیمات نرم ­افزاری ”  مطالعه کنید.

پرسش3. استفاده از کدامیک از دو روش فوق (روش دستک کنسولی و یا روش دیوارک بتنی) مناسب تر است؟

در بررسی فرم های مختلف اجرای راه پله به نظر می رسد استفاده از دیوارک بتنی ایمنی بیشتری را به همراه دارد. منظور از ایمنی تنها عبور و مرور ساکنین نیست. بحث بسیار مهمی که در خصوص راه پله ها مطرح است امکان به وجود آمدن ستون کوتاه می باشد. مطالب جالب توجهی در این خصوص در مقاله” بررسی مفهومی علل ایجاد پدیده ستون کوتاه و راهکارهای جلوگیری از آن” مطرح شده است. استفاده از دیوارک بتنی باعث می شود که رمپ های راه پله به سیستم باربر لرزه ای متصل نشوند و به این صورت امکان وقوع پدیده ستون کوتاه منتفی شود. اما سختی اجرای دیوارک، هزینه اجرایی و بحث معماری از نقاط ضعف این روش می باشد.

به عنوان جمع بندی می توان چنین گفت که روش دیوارک بتنی از جنبه ایمنی سازه و ساکنین بهتر است. اما اگر طرح و اجرای دستک های کنسولی نیز با دقت انجام شود قطعاً این روش نیز ایمنی کافی را به همراه خواهد داشت.

نحوه توزیع بارگذاری بین تکیه گاه های راه پله سه طرفه و چهار طرفه

تعداد تکیه گاه ها در این حالت به محل قرار گیری دیوارک ها بستگی دارد. به طور مثال در پلان زیر چهار تیر به عنوان تکیه گاه عمل خواهد کرد. دو تیر به واسطه قرار گیری دیوارک روی آن ها و دو تیر تراز طبقه نیز به صورت بدیهی از بار راه پله سهم می برند.

تاثیر محل قرارگیری دیوارک بتنی در توزیع بار راه پله بین 4 تکیه گاه

تاثیر محل قرارگیری دیوارک بتنی در توزیع بار راه پله

اما در پلان زیر سه تکیه گاه خواهیم داشت. چرا که هر دو دیوارک بر روی یک تیر اجرا شده اند.

تاثیر محل قرارگیری دیوارک بتنی در بارگذاری راه پله بین 3 تکیه گاه

تاثیر محل قرارگیری دیوارک بتنی در بارگذاری راه پله

بیان یک مسئله. فرض کنید از دیوارک بتنی برای اجرای راه پله استفاده کرده ایم. در این حالت باری که دیوارک به تیر زیرین خود منتقل می کند در تمام طول تیر وارد نخواهد شد. در واقع ما با یک توزیع غیر یکنواخت بار در تیر مواجه هستیم. تصویر زیر شما را بیشتر با این مسئله آشنا می کند.

توزیع غیر یکنواخت بار در تیر

توزیع غیر یکنواخت بار در تیر

مشاهده می کنید که کل بار وارده به دیوارک بتنی تنها در یک بخش تیر اعمال خواهد شد. به عبارت دیگر سایر بخش های تیر سهمی از بارگذاری راه پله نخواهند داشت.

چند تذکر جدی:

  1. توجه داشته باشید که بار مرده ناشی از دیوارک به تیر زیرین اعمال شود. مقدار جرم واحد حجم بتن آرمه 25 کیلونیوتن بر متر مکعب می باشد.
  2. در روند اجرایی، دیوارک های بتنی را از سازه اصلی جدا می کنند؛ به همین دلیل نیازی به ترسیم آن ها در نرم افزار نخواهد بود.
  3. نحوه بارگذاری تیر زیر دیوارک بتنی حتماً باید مطابق شکل فوق باشد. نحوه انجام این کار در نرم افزار در بخش بعد توضیح داده شده است.

در نهایت و به عنوان یک جمع بندی می توان فرمول زیر را برای محاسبه مقدار بار گسترده خطی هر تکیه گاه ارائه نمود:

محاسبه مقدار بار گسترده خطی هر تکیه گاه راه پله

روش های مدلسازی راه پله در ایتبس :

در ﻣﻮرد ﻣﺪﻟﺴﺎزی و ﻃﺮاﺣﯽ راه ﭘﻠﻪ ﻫﺎ در etabs ، روش ﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوﺗﯽ وﺟﻮد دارد:

ﯾﮏ روش، انجام ﻣحاسبات بارگذاری آن ﺑﻪ ﺻﻮرت دﺳﺘﯽ در ﺧﺎرج از ﻧﺮم اﻓﺰار اﺳﺖ. در اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ در ﻧﺮم اﻓﺰار واﮐﻨﺶ ﻫﺎی ﻧﺎﺷﯽ از ﺗﯿﺮﻫﺎی راه ﭘﻠﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺑﺎر ﻧﻘﻄﻪ ای و یا گسترده ﺑﻪ ﺗﯿﺮﻫﺎ و ﺳﺘﻮن ﻫﺎی ﮐﻨﺎری راه ﭘﻠﻪ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﯽ ﺷﻮد. رویکردی که ما نیز در این یادداشت از آن پیروی کرده و در ادامه توضیح خواهیم داد.

در روش دوم، راه ﭘﻠﻪ ﻧﯿﺰ، همانند سایز اجزای سازه، دﻗﯿﻘﺎ در ﻫﻤﺎن ﺟﺎﯾﯽ ﮐﻪ در اﺟﺮا وﺟﻮد دارد ﻣﺪل و ﺑﺎرﮔﺬاری و در ﻧﻬﺎﯾﺖ آﻧﺎﻟﯿﺰ ﻣﯽ ﺷﻮد. ﻣﺪﻟﺴﺎزی و بارگذاری راه پله ﺑﺎ اﯾﻦ روش بسیار روش وﻗﺖ ﮔﯿﺮ اﺳﺖ.

روش ﺳﻮم، ﻣﺪﻟﺴﺎزی راه ﭘﻠﻪ ﻣﻌﺎدل ﺷﺪه، ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺗﺼﻮﯾﺮ ﺗﯿﺮﻫﺎی آن در ﭘﻼن ﻃﺒﻘﻪ اﺳﺖ. ﯾﻌﻨﯽ ﺑﻪ ﺟﺎی آﻧﮑﻪ رﻣﭗ راه ﭘﻠﻪ در ﻣﺤﻞ واﻗﻌﯽ ﺧﻮد ﺑﯿﻦ دو ﻃﺒﻘﻪ ﻣﺘﻮاﻟﯽ ﺗﺮﺳﯿﻢ ﺷﻮد ﺗﺼﻮﯾﺮ آن روی ﺳﻘﻒ ﻃﺒﻘﺎت ، ﺗﺮﺳﯿﻢ و ﺑﺎرﮔﺬاری راه پله انجام ﻣﯽ ﺷﻮد. در اﯾﻦ روش ﻫﺪف ﺻﺮﻓﺎ ﺑﺎرﮔﺬاری ﻗﺴﻤﺖ راه ﭘﻠﻪ روی ﺳﺘﻮن ﻫﺎی اﻃﺮاف راه ﭘﻠﻪ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ؛ ﻟﺬا ﺑﺮای واﻗﻌﯽ ﺗﺮ ﺷﺪن ﻣﺪل ، ﻣﻘﻄﻌﯽ ﺑﻪ اﯾﻦ ﺗﯿﺮﻫﺎ اﺧﺘﺼﺎص ﻧﺨﻮاﻫﯿﻢ داد و ﻃﺮاﺣﯽ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ راه ﭘﻠﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت دﺳﺘﯽ در ﺧﺎرج از ﻧﺮم اﻓﺰار اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد. (روش ﺗﺮﺳﯿﻤﯽ)

پرسش.با توجه به عدم مدلسازی اجزا و کف پله در روش اول در نرم افزار، اگر سازه در پهنه با خطر خیلی زیاد باشد، نیروی زلزله قائم را چگونه به راه پله اعمال کنیم؟

برای سازه های در منطقه با خطر نسبی خیلی زیاد، جهت اعمال نیروی قائم زلزله به کل سازه، پارامتر SDS را تغییر می دهیم و به این ترتیب، خود نرم افزار Etabs ، ضریب بار مرده را در ترکیبات بار افزایش می دهد و هرجا که بار مرده داشته باشیم آن را با ضریب 1.41 در محاسبات می آورد. و اینگونه، نیازی به اعمال این نیرو به کف راه پله و بالطبع مدلسازی آنها نمی باشد.

بنابراین مدلسازی به روش اول، علی رقم ساده و سریع بودن، خطای چندانی نسبت به روش مدلسازی دقیق، در محاسبات ما ایجاد نخواهد کرد.

بارگذاری راه پله در ایتبس :

پس از انجام محاسبات بارگذاری راه پله در بخش قبل، حال نوبت به اعمال این محاسبات بارگذاری در etabs رسیده است؛ که در زیر بصورت گام به گام به آن پرداخته می شود.

گام1. بایست اثر راه پله در مدل نرم افزاری به شکل مناسبی اعمال شود. پیش تر گفته شد که عمدتاً مهندسین طراح رمپ های راه پله را مدلسازی نمی کنند. ما نیز در این مقاله رمپ های راه پله را ترسیم نخواهیم کرد و صرفاً بارگذاری آن را اعمال می کنیم. برای ترسیم باکس راه پله دو روش وجود دارد:

  1. می توانیم مانند تصویر سمت راست، محل راه پله را بدون ترسیم هیچ المانی خالی بگذاریم.
  2. یا همانند شکل سمت چپ از Opening استفاده کنیم.
ترسیم باکس راه پله در نرم افزار ایتبس

ترسیم باکس راه پله

نکته حائز اهمیت آن است که تفاوتی میان نتایج دو روش فوق وجود ندارد.

گام2. در این مرحله بایست بارهایی را که قبلاً محاسبه کرده ایم به تکیه گاه های مربوطه اعمال نماییم. برای این کار کافیست تکیه گاه را انتخاب کنیم. این تکیه گاه می تواند تیر طبقه، تیر میان طبقه و یا دستک کنسولی باشد. سپس مطابق تصویر زیر بارگذاری اعمال می شود.

بار گذاری راه پله در ETABS

بار گذاری تکیه گاه های راه پله

برای کنترل درست بودن بارهای اعمالی مطابق شکل زیر عمل می کنیم. با این کار، نرم افزار، مقدار باری که در هر قسمت وارد شده است را نمایش خواهد داد.

تنظیمات نمایش بارهای راه پله در ایتبس

تنظیمات نمایش بارها

کنترل درست بودن بارهای اعمالی به راه پله در ایتبس

کنترل درست بودن بارهای اعمالی به راه پله

حالتی که بخشی از تیر بارگذاری می شود :

گفته شد که در برخی از موارد لازم است تنها یک بخش تیر بارگذاری شود. مثلاً در شرایطی که رمپ های راه پله بر روی دیوارک بتنی قرار گرفته باشند.
در این صورت عملیات بارگذاری در نرم افزار به شرح زیر خواهد بود:

قدم اول. تیری که بایست به صورت غیر یکنواخت بارگذاری شود را انتخاب می کنیم.

قدم دوم. طول تیر را بر طول دیوارک بتنی تقسیم می کنیم. سپس عدد به دست آمده را در کادر نشان داده شده وارد می کنیم. فرض کنید طول تیر 4.9 متر و طول دیوارک نیز 1.2 متر باشد. بنابراین :

تقسیم تیر برای اعمال بار گسترده غیر یکنواخت در ایتبس

تقسیم تیر برای اعمال بار گسترده غیر یکنواخت

با این کار عملاً تیر به قطعاتی تقسیم می شود که هرکدام طولی برابر با 1.2 متر خواهند داشت.

در قدم بعدی به راحتی، مطابق مطالب گفته شده بارگذاری راه پله را انجام می دهیم.

تذکر جدی. پس از پایان بارگذاری حتماً باید قطعات تیر انتخاب و به صورت زیر یکپارچه شوند.

یکپارچه کردن تیر پس از اعمال بار غیر یکنواخت در ایتبس

یکپارچه کردن تیر

مدلسازی دستک کنسولی و نیم طبقه در etabs :

نحوه ی اعمال بار، در حالتی که از دستک کنسولی برای نشیمن رمپ راه پله استفاده می شود، تفاوتی با سایر حالت ها ندارد. در این حالت صرفاً بایست دستک ها مطابق شکل زیر ترسیم شوند و مطابق با گام بندی گفته شده، بارگذاری انجام شود.

مدلسازی دستک کنسولی در ایتبز برای نشیمن رمپ راه پله

مدلسازی دستک کنسولی برای نشیمن رمپ راه پله

نتیجه گیری :

  1. روال رایج در طراحی سازه به این صورت است که رمپ های راه پله و جزئیات آن در مدلسازی نرم افزاری وارد نمی شوند. در عوض بار راه پله به تکیه گاه های مربوطه اعمال می شود.
  2. بارهای راه پله شامل بار مرده و بار زنده می باشد. بارهای مرده مطابق با دیتیل های موجود محاسبه می شوند. در خصوص بار زنده نیز مبحث ششم از مقررات ملی ساختمان در قالب جدول6-5-1 مقادیر را مشخص کرده است.
  3. بار گسترده راه پله و راه های منتهی به درب خروجی برابر با 5 کیلونیوتن بر متر مربع می باشد. توجه داشته باشید که اجازه کاهش در بار زنده یکنواخت راه پله را نخواهیم داشت. زیرا این بار جز بارهای زنده سنگین دسته بندی می شود.
  4. در حالت راه پله یک رمپه و دو رمپه، سطح اشغال باکس راه پله با سطح اشغال پله ها تقریباً برابر بود. اما در راه پله های سه رمپ و چهار رمپ، چشم راه پله ابعاد به نسبت بزرگی دارد. به همین دلیل باید در محاسبات بار مرده و زنده این سطح را حذف کنیم.
  5. در روند اجرایی راه پله، دیوارک های بتنی را از سازه اصلی جدا می کنند به همین دلیل نیازی به ترسیم آن ها در نرم افزار نخواهد بود.

بحث بارگذاری راه پله همواره برای طراحان به ویژه مهندسین تازه کار با دشواری هایی همراه بوده است. در این مقاله تمامی نکات حائز اهمیت در بارگذاری با زبان ساده و مثال محور مطرح شده است. شما مهندس عزیز، با مطالعه این مقاله، دید اجرایی مناسبی در خصوص انواع راه پله ها و محاسبات بارگذاری متناظر با هر یک کسب می کند. همچنین اصول اعمال بارگذاری در نرم افزار ETABS را نیز فرا می گیرید.

منابع :

  1. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، ویرایش سال 1392.
  2. آیین ­نامه طراحی ساختمان ­ها دربرابر زلزله، استاندارد 2800، ویرایش 4.
  3. جزوه راهنمای طراحی ساختمان­ های بتنی و فولادی تالیف دکتر حسین ­زاده ­اصل­.
  4. جدول جزئیات اجرایی و ریز محاسبات بار مرده، سازمان نظام مهندسی ساختمان استان فارس.

بارگذاری و طراحی آسانسور در ایتبس + نکات نظارت بر اجرای آسانسور

در پروژه های ساختمانی شاهد آن هستیم که پروسه اجرا و طراحی آسانسور تماماً بر عهده شرکت های مجری آسانسور قرار می گیرد. این موارد شامل اجرای اسکلت فلزی ( شاسی ) آسانسور، تجهیزات مکانیکی و الکتریکی آن می باشد. شرکت های با نام و نشان، عمدتاً این کار را به صورت اصولی و بر مبنای محاسبات از پیش آماده، انجام می دهند. به همین دلیل مهندسین محاسب و ناظر اغلب نیازی به طراحی و کنترل کار شرکت های مجری آسانسور احساس نمی کنند. اما وظیفه دستگاه نظارت و مهندسین محاسب به عنوان اشخاص پاسخگو ایجاب می کند که بر روند طراحی و اجرای آسانسور ها نیز کنترل و نظارت لازم را داشته باشند. چرا که از نظر حقوقی در صورت بروز هرگونه حادثه ای مسئولیت بر عهده این افراد خواهد بود. در این خصوص مبحث 15 مقررات ملی ساختمان ضوابط کلی اجرایی و نکات لازم را ارائه نموده است. استاندارد 2800 نیز ضوابط طراحی لرزه ای آسانسور را به عنوان یک عضو غیر سازه ای بیان کرده است. و برای آن نیروی زلزله در نظر گرفته است.

در این مقاله قصد داریم پس از بیان نحوه ی اجرای صحیح اسکلت فلزی (شاسی) آسانسور؛ نحوه بار گذاری و محاسبات مقاطع آن را، بر اساس ضوابط استاندارد 2800 در نرم افزار ETABS بررسی نماییم. موضوعی که تابحال در کمتر جایی دیده اید…

پس از مطالعه این مقاله شما قادر خواهید بود پاسخ پرسش های زیر را به دست آورید:

  1. آسانسورها چه عملکردی دارند؟
  2. بارگذاری آسانسور در سازه ها به چه صورت می باشد؟
  3. چه نکاتی در نظارت بر اجرای آسانسور باید مد نظر قرار گیرد؟
  4. استاندارد 2800 چه ضوابطی در مورد کنترل مقاطع اسکلت آسانسور ارائه می دهد؟
  5. طراحی شاسی آسانسور بعنوان یک عضو غیر سازه ای در نرم افزار ETABS ، چگونه است؟

آسانسور چگونه کار می کند ؟

پیش از ورود به بحث اصلی بهتر است اطلاعات خود را در مورد آسانسورها کمی بیشتر نماییم. تصویر زیر ما را با بخش های مختلف یک آسانسور کابلی آشنا می کند.

بخش های مختلف آسانسور کابلی

بخش های مختلف آسانسور کابلی

آسانسور از کابینی که به یک سیستم بالابر متصل شده و کابلی که به یک جعبه اتصال دارد، تشکیل شده است. امروزه دو نوع آسانسور کاربرد بیشتری دارند: آسانسورهای هیدرولیک و آسانسورهای کابلی.

در سیستم هیدرولیک با نیروی کم پمپ، قدرت زیادی ایجاد می شود و این از نکات مثبت سیستم هیدرولیک می باشد. اما اگر آسانسور بخواهد طبقات زیادی را بالا برود به پیستون بلندی نیازی خواهد داشت. به طوریکه اگر از این سیستم برای یک ساختمان 10 طبقه استفاده شود نیاز به حفر چاهی به عمق 9 طبقه خواهد بود. توجه داشته باشید که برای ساختمان های تا سه طبقه استفاده از این نوع آسانسور مناسب به نظر می رسد.

آسانسورهای کابلی با حل کردن مشکل پیستون های عمیق در بازار فعلی کاربرد بیشتری دارند. تصویر فوق نیز نشان دهنده یک آسانسور کابلی می باشد. همان طور که مشاهده می کنید، در آسانسورهای کابلی، کابین توسط یک سری کابل فولادی به یک وزنه تعادل متصل است.

وزن وزنه تعادل معادل ۴۰% ظرفیت کامل آسانسور است. یعنی هنگامی که آسانسور به ۴۰% ظرفیت کامل خود رسید، آسانسور و وزنه به یک حالت تعادل می رسند. هدف از این تعادل ذخیره انرژی است. زیرا با بار یکسان در هر دو طرف کابل، نیروی کمتری برای حرکت دادن آسانسور نیاز خواهد بود.

ویدئوی زیر مطالب گفته شده در بالا، در مورد عملکرد آسانسور را بصورت کامل بیان می کند که بد نیست ببینید:

تا به این جای کار با اجزای مختلف آسانسور آشنا شدیم. این اجزا نیرو هایی ایجاد می کنند که می بایست توسط اسکلت فلزی آسانسور که از این به بعد آن را شاسی آسانسور می گوییم به فونداسیون منتقل گردد.

در آسانسورهای معمولی از چهار عدد نبشی به عنوان شاسی آسانسور استفاده می شود. این نبشی ها به وسیله تسمه یا ناودانی به یکدیگر متصل می شوند که در تصویر زیر نیز قابل مشاهده هستند.

شاسی آسانسور

شاسی آسانسور

در عمل، برای مهارجانبی شاسی آسانسور، آن را به وسیله ورق های فولادی به سازه متصل می کنند.

در تصویر زیر نحوه اتصال را مشاهده می کنید.

مهار جانبی شاسی آسانسور

مهار جانبی شاسی آسانسور

متوجه شدیم که نیروی اجزای آسانسور به وسیله شاسی آن تحمل می شود.

حالا برای اینکه بتوانیم شاسی را طراحی کنیم ابتدا باید بارگذاری مربوطه مشخص شود.

محاسبه بار آسانسور :

بار ناشی از آسانسور شامل دو نوع بار مرده و زنده است. مقدار هر یک از این دو نوع بار بسته به آسانسور انتخابی تعیین می شوند.

بار زنده آسانسور :

مطابق جدول 6-5-1 از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، حداقل بار زنده گسترده یکنواخت و زنده متمرکز آسانسور به شرح زیر است.

ردیفنوع کاربریبار گسترده کیلونیوتن بر متر مربعبار متمرکز کیلونیوتن
 

12-11

 

اتاق آسانسور

 

3.6

 

1.3

(بر روی سطحی برابر با 50*50 میلی متر وارد شود.)

بار مرده آسانسور:

بار مرده آسانسور توسط مشخصات فنی شرکت سازنده مشخص می شود. می توان به صورت عمومی برای ساختمان های مسکونی با ارتفاع متوسط آن را بین 800 تا 1000 کیلوگرم در نظر گرفت.

برای دستیابی به وزن دقیق تر آسانسور می توانید به جدول 1 از پیوست 2 مبحث پانزدهم مقررات ملی ساختمان مراجعه نمایید.

تذکر مهم. به علت حرکت آسانسور در راستای عمودی محل اثر بار، پیوسته در حال تغییر است. توقف های مکرر در طبقات و شروع به حرکت مجدد آسانسور بارهای اضافی را به شاسی منتقل می کند.

به عبارت دیگر بار گذاری آسانسور ماهیت دینامیکی دارد و باید برای لحاظ نمودن اثر ضربه، نیروهای وارده را، با ضریبی تشدید نماییم.

در واقع با ضرب نیروها در ضریب تشدید، اثرات ناشی از ضربه در حد متعارف منظور خواهد شد.

بند زیر از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان به همین موضوع اشاره دارد.

ضریب تشدید دینامیکی بار آسانسور در مبحث 6

روال معمول در محاسبه بارهای آسانسور به این گونه است که حداقل بار آسانسور برابر 1.5 تن در نظر گرفته می شود. توجه داشته باشید که این مقدار با اعمال ضریب ضربه 2 ، برابر با 3 تن خواهد بود.

در ادامه یک مثال را بررسی می کنیم.

مثال1. بخشی از پلان یک ساختمان در تصویر زیر مشاهده می شود. مطابق با ابعاد نشان داده شده در تصویر، بارهای زنده و مرده آسانسور را به تفکیک محاسبه نمایید.

مثال تعیین بار مرده و زنده آسانسور

پرسش. آیا بار آسانسور، صرفا از طریق شاسی آن به پی منتقل می شود و نیازی به اعمال آن به سازه ی اصلی وجود ندارد؟

در این مورد دو دیدگاه بین مهندسین وجود دارد.

دیدگاه اول. برخی از مهندسین معتقد هستند که آسانسور کاملاً جدا از سازه اصلی عمل می کند. و هیچ باری از آسانسور به سازه منتقل نمی شود. در واقع تمام بار آسانسور توسط شاسی آن تحمل می شود.

در این حالت صرفاً نبشی های چهار طرف آسانسور طراحی می شوند و از مدلسازی اثر آسانسور بر سازه ی اصلی در نرم افزار ETABS صرف نظر می شود. همچنین چاه آسانسور نیز به صورت جداگانه توسط محاسب طراحی می گردد.

دیدگاه دوم. برخی دیگر از مهندسین به دلیل وجود اتصال بین سازه اصلی و شاسی آسانسور، اثر بار آسانسور را بر سازه اعمال می کنند.

دیدگاه دوم علاوه بر اینکه استدلال معقولی است در جهت اطمینان نیز می باشد.(چرا؟)

همچنین از سوی دفاتر کنترل ساختمان سازمان نظام مهندسی، تاکید، بر اعمال بار آسانسور به تکیه گاه های مربوطه می باشد. و در بسیاری از موارد اگر بار آسانسور به سازه اعمال نشود، محاسبات پذیرفته نخواهد شد.

ما نیز مطابق با دیدگاه دوم در ادامه نحوه اعمال بار آسانسور به سازه را در نرم افزار بررسی می کنیم.

بارگذاری آسانسور در etabs به سازه :

نکته ی مهم درهنگام اعمال بار آسانسور به سازه، همانند ” بارگذاری راه پله “، تعیین تکیه گاه های آسانسور روی سازه است؛ که باید به دقت در تراز طبقات تعیین شوند. برای این منظور مراحل زیر را طی می کنیم :

گام اول – بسته به اینکه شاسی آسانسور به تیر متصل است یا به ستون، وزن کل آسانسور را به تیرها یا ستون های طبقه آخر وارد می کنیم. برای این کار، joint های مربوطه را مطابق شکل زیر انتخاب می کنیم.

انتخاب گره های انتقال بار آسانسور

انتخاب گره های انتقال بار آسانسور

گام دوم – بارهای مرده و زنده ای که در مثال1 بدست آورده ایم را بین چهار joint انتخاب شده تقسیم می کنیم و به شکل زیر به سازه اعمال می نماییم.

Live Load:10.08KN/4=2.52KN

Dead Load:20KN/4=5KN

اختصاص بار به گره ها در ایتبس

اختصاص بار به گره ها در ایتبس

اعمال بار مرده و زنده آسانسور در ایتبس

اعمال بار مرده و زنده آسانسور در ایتبس

اصول اجرایی و نظارت بر اجرای آسانسور :

اجرای فونداسیون چاهک آسانسور:

بار ناشی از وزن آسانسور باید از طریق نبشی های اطراف باکس به زمین منتقل شود. بسته به اینکه در سازه اصلی، فونداسیون، گسترده یا نواری باشد، اجرای فونداسیون چاهک آسانسور متفاوت خواهد بود. در این خصوص می توانید توضیحات مقاله ” ضوابط طراحی و آرماتور گذاری پی با رویکرد اجرایی” را مطالعه نمایید.

در ادامه چند تصویر از اجرای فونداسیون چاهک آسانسور و نقشه آرماتورگذاری آن را مشاهده می کنید. در هنگام بتن ریزی فونداسیون چاهک آسانسور می بایست در چهار گوشه آن ورق هایی قرار داده شوند. این ورق ها نقش کف ستون(Base Plate) را ایفا خواهند کرد.

نقشه آرماتورگذاری چاهک آسانسور

نقشه آرماتورگذاری چاهک آسانسور

 

 اجرای فونداسیون چاهک آسانسور

چاهک آسانسور قبل و بعد از بتن ریزی

اجرای آهن کشی باکس آسانسور:

کیفیت آهن کشی رابطه مستقیمی با کاهش لرزش ها دارد، لذا دقت در اجرای جزئیات بسیار مهم خواهد بود.

شاسی آسانسور

شاسی آسانسور

با توجه به وظیفه ای که شاسی آسانسور دارد، باید در اجرای آهن کشی، به اتصالات و جوش ها بسیار دقت داشت.

اتصال دو نبشی در طول، باید با ورق انجام شود و از اتصال لب به لب نبشی ها خودداری نمود. علت این کار، ماهیت دینامیکی بار آسانسور است.

در تصویر زیر این موضوع قابل مشاهده است.

اتصال دو نبشی با ورق در اجرای شاسی آسانسور

اتصال دو نبشی با ورق در اجرای شاسی آسانسور

با توجه به اینکه اغلبِ جوش ها به صورت قائم اجرا می شوند؛ مهارت تیم جوشکار و الکترود انتخابی بسیار مهم می باشند.

الکترودهای ضخیم برای جوشکاری در وضعیت قائم مناسب نیستند، زیرا کنترل حوضچه جوش حجیم در این وضعیت جوشکاری مشکل است.

حداکثر قطر الکترود قابل استفاده در این وضعیت4.5 میلی متر پیشنهاد می شود. عموماً جوشکاران الکترود بزرگ تر را به علت اینکه می توانند جوش را با سرعت بیشتری و با تعداد دفعات تعویض کمتری انجام دهند ترجیح می دهند. به بیان دیگر علاقه مند هستند حتی الامکان بزرگترین اندازه الکترود را استفاده نمایند. اما بایست توجه داشت که نباید از الکترودی که اندازه آن بزرگتر از ضخامت قطعه است استفاده نمود.

به عنوان یک پیشنهاد کلی الکترود E6013 با سایز 4 میلی متر و کمتر برای انجام جوش های شاسی آسانسور مناسب می باشد.

اجرای دال بتنی نشیمن موتور آسانسور :

در بالای شاسی آسانسور یک دال بتنی اجرا می شود تا موتور آسانسور روی آن قرار گیرد.

هدف از این کار اتصال موتور به دال بتنی برای جلوگیری از حرکت آن است. همچنین دال بتنی ارتعاشات و صدای موتور را تا حد بسیار زیادی کاهش می دهد.

فرض کنید اگر موتور آسانسور مستقیماً روی شاسی سوار شود چه لرزش و آلوگی صوتی را ایجاد خواهد کرد.

تصویر زیر سقف چاه آسانسور را پس از بتن ریزی نشان می دهد:

دال بتنی نشیمن موتور آسانسور

دال بتنی نشیمن موتور آسانسور

سایر نکاتی که می بایست در خصوص آسانسور به آن توجه داشت:

  1. شاسی و سایر تجهیزات آسانسور می بایست کاملاً شاقول باشند. در غیر این صورت در هنگام استفاده از آسانسور شاهد لرزش های شدید خواهیم بود.
  2. در سقف خرپشته و در اتاقک آسانسور باید قلابی مانند شکل زیر قرار گیرد. چرا که اگر نیاز به تعمیر موتور باشد بتوان به کمک این قلاب موتور را بلند کرد.
    در نتیجه یک بار متمرکز در وسط سقف خرپشته به صورت موردی وارد خواهد شد. لذا توصیه می شود با قرار دادن چهار ستون در اطراف راه پله، خرپشته را تقویت کرد.

    قلاب در اتاقک آسانسور

    قلاب در اتاقک آسانسور

  3. گاهاً مشاهده می شود که معماران از فضای داکت آسانسور جهت عبور لوله های آب، گاز و… استفاده می کنند.
    این کار با توجه به بند زیر از مبحث 15 مقررات ملی ساختمان ممنوع می باشد.

    ممنوعیت استفاده از فضای داکت آسانسور جهت عبور لوله های آب، گاز و...

محاسبات دستی و نرم افزاری شاسی آسانسور

حال که با عملکرد آسانسور، اصول اجرایی و نحوه اعمال بار آن به سازه در ETABS آشنا شدیم، می توان به سراغ محاسبات و مدلسازی شاسی آسانسور رفت.

برای این کار می توان از نرم افزارهای SAP2000 یا ETABS استفاده نمود.

در ابتدا بندهای آیین نامه ای مرتبط را بررسی می نماییم.آسانسور بعنوان سازه غیر ساختمانی متکی به سازه های دیگر

مطابق بند فوق از استاندارد 2800، شاسی آسانسور به عنوان سازه غیر ساختمانی متکی به سازه های دیگر تلقی می شود.

در خصوص ضوابط تحلیل و طراحی چنین سازه هایی نظر استاندارد 2800 به قرار زیر است:ضوابط تحلیل و طراحی آسانسور بعنوان سازه غیر ساختمانی متکی به سازه های دیگربدیهی است که وزن ناشی از آسانسور بسیار کمتر از 25 درصد وزن کل سازه است. لذا می بایست ضوابط فصل چهارم استاندارد 2800 مبنای طراحی قرار گیرد.

نکته: با جمع بندی بندهای 5-1 و 5-4 از استاندارد 2800 به این نتیجه می رسیم که آسانسور یک عضو غیر سازه ای می باشد.

محدوده کاربرد ضوابط فصل چهارم در بند 4-1-2 از استاندارد 2800 ذکر شده است.

در ادامه بخشی از این بند را بررسی می کنیم، متن کامل بند را از آیین نامه مطالعه بفرمایید.محدوده کاربرد ضوابط فصل چهارم استاندارد 2800مطابق بند فوق برای ساختمان های مسکونی(اهمیت متوسط) با تعداد طبقات هشت و بیشتر نیاز به طراحی اجزای غیر سازه ای می باشد.

برای انجام طراحی، به مدلسازی نرم افزاری یا محاسبات دستی نیاز است.

در ادامه به دلیل سرعت و دقت بیشتر، روند تحلیل و طراحی شاسی آسانسور با نرم افزار ETABS شرح داده خواهد شد.

طراحی آسانسور با نرم افزار ETABS

 گام اول – مدل سازی آسانسور :

فرض می کنیم که ساختمانی 8 طبقه داریم؛ با توجه به مثال1 مدل سازی به صورت زیر انجام می گیرد:

  1. پس از تعریف مشخصات مصالح، مقاطع نبشی، ناودانی و IPE را مطابق شکل فراخوانی می کنیم.

    فراخوانی مقاطع برای طراحی آسانسور

    فراخوانی مقاطع برای طراحی آسانسور

  2. مطابق با فرم اجرایی شاسی آسانسور اعضا را ترسیم می کنیم.
    برای آغاز کار بهتر است از L60*5 برای ستون های شاسی استفاده شود.
    همچنین به فاصله های حداکثر حدود 160cm، کلاف های افقی برای حفظ یکپارچگی نبشی ها قرار داده شود.
    این کلاف ها برای آغاز کار می تواند UPN80 انتخاب شوند.
    در بالای شاسی آسانسور نیز مطابق تصویر زیر می بایست چهار IPE قرار داده شود.
    IPEها و دال بتن آرمه روی آن، محل نشیمن موتور آسانسور را ایجاد می کنند. فرض اولیه IPE12 مناسب به نظر می رسد.

    محل نشیمن موتور آسانسور

    محل نشیمن موتور آسانسور

     

    اعمال تکیه گاه های مفصلی در تراز طبقات به منظور مدلسازی مهار آسانسور

    اعمال تکیه گاه های مفصلی در تراز طبقات به منظور مدلسازی مهار آسانسور

گام دوم – بارگذاری آسانسور :

بارهای موجود شامل زنده، مرده و زلزله هستند که بایستی به صورت مناسبی به سازه اعمال گردند.

بند زیر از استاندارد 2800 ضوابط اعمال نیروی جانبی زلزله را بیان می کند.ضوابط اعمال نیروی جانبی زلزله بر آسانسور  نیروی جانبی زلزله در حد مقاوت برای طراحی آسانسور (Vpu) جدول ضرایب لرزه ای برای تجهیزات مکانیکی و برقی در استاندارد 2800تقریباً تمامی پارامترهای موجود در رابطه 4-1 را به دست آوردیم.

مطابق فرضیات اولیه، ساختمان 8 طبقه می باشد و محل مرکز جرم جزء غیرسازه ای اندکی بالاتر از تراز بام قرار دارد. اما با توجه به بند فوق لازم نیست مقدار Z بیشتر از H درنظر گرفته شود.

در نتیجه Z=H=25.6m.

ضریب اهمیت جزء غیر سازه ای در استاندارد 2800

با توجه به اینکه آسانسور مشمول هیچ یک از موارد الف تا پ نمی باشد، لذا مقدار ضریب اهمیت جز برابر یک خواهد بود.

درنتیجه نیروی جانبی زلزله در حد مقاومت برابر است با:

نیروی جانبی زلزله در حد مقاومت برای طراحی آسانسور

مطابق شکل زیر در جهت های X و Y ضریب 0.396 را به عنوان ضریب زلزله در نرم افزار تعریف می کنیم.

اعمال ضریب زلزله در نرم افزار برای طراحی آسانسور در هر دو جهت

اعمال ضریب زلزله در نرم افزار برای طراحی آسانسور

بارهای مرده و زنده را که از قبل محاسبه شده اند بایست بر روی دال نشیمن موتور آسانسور وارد نمود.

توجه داشته باشید که مطابق مطالب گفته شده باید این دال، از نوع دیافراگم انعطاف پذیر تعریف گردد تا توزیع نیروی جانبی زلزله بر اساس جرم اجزا صورت گیرد.

نحوه تعریف دیافراگم انعطاف پذیر و نکات مربوط به آن، در مقاله” طراحی لرزه ای اجزای دیافراگم” شرح داده شده است.

در نهایت نیز برای اعمال Wp در محاسبات، وزن موثر لرزه ای به صورت زیر تعیین می شود.

اعمال وزن موثر لرزه ای برای طراحی آسانسور

اعمال وزن موثر لرزه ای برای طراحی آسانسور

به این ترتیب کلیه نیروهای جانبی و ثقلی به شاسی آسانسور اعمال خواهد شد.

گام سوم – آنالیز وطراحی آسانسور :

در قدم بعد سازه بایست آنالیز و طراحی گردد. تغییراتی که مطابق استاندارد 2800 بایست در منوی Design نرم افزار اعمال شود به قرار زیر است:

  1. ضریب نامعینی(ρ) و ضریب اضافه مقاومت(Ω) را برابر با یک منظور نماییم.
  2. برای نرم افزار مشخص شود که الزامات لرزه ای و خیز را در نظر نگیرد.
تغییرات در منوی Design برای طراحی آسانسور

تغییرات در منوی Design برای طراحی آسانسور

از آنجایی که موضوع این مقاله صحت سنجی مقاطع پیشنهادی شرکت های مجری آسانسور می باشد، عمدتاً در آنالیز و طراحی اولیه نتیجه مشخص خواهد شد.

در ادامه خروجی های نرم افزاری را مشاهده می کنید. مطابق تصویر مقاطع انتخابی کفایت لازم را دارند.

خروجی های نرم افزاری طراحی آسانسور

خروجی های نرم افزاری طراحی آسانسور

 

نتیجه گیری :

  1. بار ناشی از آسانسور شامل دو نوع بار مرده و زنده است. مقدار هر یک از این دو نوع بار بسته به آسانسور انتخابی تعیین می شوند.
  2. بارهای آسانسور ماهیت دینامیکی دارند. به همین دلیل برای لحاظ نمودن اثر ضربه آن ها، باید نیروهای وارده را در ضریب 2 ضرب نماییم. البته روال معمول در محاسبه بارهای آسانسور به این گونه است که حداقل بار آسانسور برابر 1.5 تن در نظر گرفته می شود. توجه داشته باشید که این مقدار با اعمال ضریب ضربه 2 ، برابر با 3 تن خواهد بود.
  3. برخی از مهندسین معتقد هستند که سازه آسانسور کاملاً جدا از سازه اصلی عمل می کند. در واقع هیچ باری از آسانسور به سازه منتقل نمی شود. در این حالت صرفاً نبشی های چهار طرف آسانسور طراحی می شوند و از مدلسازی اثر آسانسور بر سازه ی اصلی در نرم افزار ETABS صرف نظر می شود. همچنین چاه آسانسور نیز به صورت جداگانه توسط محاسب طراحی می گردد.
  4. می دانیم برای مهار جانبی اسکلت آسانسور، آن را به وسیله ورق هایی به سازه متصل می کنند. عمده مهندسین به دلیل وجود اتصال بین سازه و شاسی آسانسور، اثر بار آسانسور را بر سازه اعمال می کنند.
  5. کیفیت آهن کشی رابطه مستقیمی با کاهش لرزش ها دارد، لذا دقت در اجرای جزئیات بسیار مهم خواهد بود.
  6. در بالای شاسی آسانسور یک دال بتنی اجرا می شود تا موتور آسانسور روی آن قرار بگیرد. هدف از این کار اتصال موتور به دال بتنی برای جلوگیری از حرکت آن است. همچنین دال بتنی ارتعاشات و صدای موتور را تا حد بسیار زیادی کاهش می دهد.
  7. شاسی و سایر تجهیزات آسانسور بایست کاملاً شاقول باشند. در غیر اینصورت در هنگام استفاده از آسانسور شاهد لرزش های شدید خواهیم بود.

شما مهندسین عزیز با مطالعه این مقاله، نسبت به ابعاد مقاطع و فرم صحیح اجرای آسانسور اطلاعات مناسبی را به دست خواهید آورد. هم چنین در این مقاله محاسبات شاسی آسانسور، بر اساس آیین نامه می باشد. به همین دلیل علاوه بر مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، فصل چهارم و پنجم از استاندارد 2800 که تا کنون کمتر مورد بحث و نقد قرار گرفته است نیز بیان شده است. 

 منابع :

  1. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، ویرایش سوم، سال 1392
  2. آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله، ویرایش 4، سال 1392
  3. دکتر مجتبی ازهری، دکتر سید رسول میرقادری، طراحی سازه های فولادی به روش حالات حدی و مقاومت مجاز، جلد ششم، طراحی اتصالات، انتشارات ارکان دانش، چاپ چهارم بهار 1394

۸ خطای اکسل که مهندسان عمران نمی دانند!

اگر شما هم مهندس عمران هستید و زیاد با اکسل سروکار دارید حتما با خروجی های نامفهومی از اکسل مواجه شده اید. این خروجی های نامفهوم در اکسل به نام خطاهای فرمول نویسی شناخته می شوند. هر کدام از این خطاها دلیلی دارند که باعث شده اند خروجی مطلوب شما نمایش داده نشوند. در این پست از سری اکسل برای عمران به بررسی ۸ خطایی که در فرمول نویسی احتمال مواجه شدن با آن وجود دارد را بررسی می کنیم.

خطا

۱- تقسیم عدد بر صفر!!!

اگر با اکسل سروکار دارید حتما با عبارات Div/0#! روبرو شده اید. همانطوری که همه مان می دانیم تقسیم کردن عدد بر صفر در ریاضیات مفهمومی ندارد. این موضوع در نرم افزار اکسل که بر اساس ریاضیات بنا شده است نیز صادق است.

اگر به طور عمد در فرمول نویسی عبارتی را بر صفر تقسیم کنید یا اینکه این عمل سهوا انجام گیرد خروجی خطای #Div! خواهد بود. منظور از سهوا این است که در فرمول نویسی به سلولی ارجاع دهید که خالی هست یا به اصطلاح اکسل Blank cell باشد.

جعبه خالی

خالی

۲- رفرنس های نامعلوم!!

فرمول نویسی اکسل بدون ارجاع و رفرنس دادن که نمی شود. ولی خطایی که ممکن است بر اثر این رفرنس دادن ها رخ دهد مربوط به حذف این رفرنس ها می باشد. فرض کنید فرمولی نوشته اید بعد از نگارش فرمول، سلولی که به آن ارجاع داده شده است حذف شود یا اینکه جابجا شود خطای !Ref# به صورت خروجی نشان داده خواهد شد.

ناشناخته و نامعلوم

نامعلوم

۳- غلط املایی!!!

۳ حالتی که ممکن است خطای !Name# رخ دهد را با هم بررسی کنیم:

  • تایپ اشتباه تابع
  • استفاده از رشته متنی بدون کوتیشین
  • استفاده از توابع سفارشی زمانی که فعال نیستند.

این ۳ حالت معمولا بیشتر اتفاق می افتد.

۴- ورودی های عجیب!!

همه ی توابع شامل دستورالعمل خاصی می باشند. یعنی آرگومان های ورودی مشخصی دریافت می کنند و خروجی های آنها نیز معلوم هست که از چه نوعی می باشد. حال اگر کاربر ورودی که تابع نیاز دارد را مقداری نامطلوب وارد نماید خطای !value# در خروجی نشان داده خواهد شد. علاوه بر نامطلوب بودن مقدار ورودی، زمانی که تابعی یک سلول را به عنوان ورودی نیاز دارد کاربر یک محدوده انتخاب کند یا بر عکس آن، این خطا رخ خواهد داد.

Excel error

ورودی عجیب

۵- موجود نیست!!

یک سری توابع با جستجو مقداری را از یک محدوده به عنوان خروجی نمایش می دهند. حال اگر این مقدار در محدوده ی مورد نظر ما نباشد خطای #N/A نمایش داده خواهد شد.

۶- خیلی بزرگ!!

خطای Num# معمولا زمانی رخ می دهد که محاسبات فرمول نویسی خیلی خیلی بزرگ یا خیلی خیلی کوچک باشد. حالاتی دیگر نیز این خطا رخ می دهد که خیلی به کار ما نمی آید.

خیلی بزرگ

خیلی بزرگ

۷- فراموشکاری!!

خطای Null# یکی از خطاهایی می باشد که براثر فراموش کردن جداگر میان کاراکترها یا عملگرها رخ می دهد. فرض نمایید فرمولی به این نحو بنویسید که

=sum( I A;By)

در این فرمول قرار است سه کاراکتر I,A,By با هم جمع شوند ولی کاراکتر جداکننده مابین I,A فراموش شده است و خطای Null# به عنوان خروجی نمایش داده خواهد شد. یا اینکه فرمولی را به این نحو بنویسیم I A*By= که کاراکتر ضرب را در بین I,A فراموش کرده باشیم.

در عملگرهای رفرنس یکی از حالات به این صورت می باشد که تداخل دو ناحیه را به صورت خروجی نشان می دهد. این عملگر به طور مثال به این نحو مورد استفاده قرار می گیرد.

=A1:A10 A3:E3

خروجی این فرمول سلول A3 که در هر دو ناحیه مشترک هست می باشد حال اگر این دو ناحیه تداخلی نداشته باشند خطای Null# را خواهیم داشت.

فرموش کاری

فرموش کاری

۸- زمان منفی!!

اگر با فرمت انتخابی برای سلول ها آشنایی دارید؛ یکی از این فرمت ها فرمت تاریخ و زمان می باشد. حال اگر در یک سلول عدد منفی وجود داشته باشد سپس فرمتی از جنس تاریخ و زمان انتخاب نماییم با منتظر این خروجی باشیم: ###########

همچنین اگر طول وارده در سلول بیشتر از اندازه مدنظر سلول باشد یا اینکه نتواند مقدار را در سلول نمایش دهد و نیاز به بزرگتر نمودن آن باشد این خطا نمایش داده می شود.

یازده تکنیک Table در اکسل

اگر با اطلاعات زیادی سر وکار دارید و این اطلاعات به صورت ستون بندی شده دسته بندی شده اند و هر ستونی نامی دارد پس توصیه می کنم در ادامه با ما باشید تا ابزاری برای مدیریت داده ها در اکسل به شما معرفی کنیم.

افرادی که با داده های زیاد سروکار دارند و لازم هست تا گزارش گیری های متنوعی داشته باشند برای اینکه راحت تر بتوانند در بین این داده ها، داده خاصی را پیدا کنند ابزار TABLE، یکی از بهترین پیشنهادات نرم افزار اکسل به آنها خواهد بود.

طریقه ایجاد TABLE

برای تبدیل یک محدوده به جدول می توان به ۲ طریق زیر عمل کرد:

  1. محدوده ی سلول هایی که قصد تبدیل آنها به جدول دارید را انتخاب کنید. سپس از طریق Home > Styles > Format As Table با انتخاب یکی از حالات، استایلی برای محدوده انتخاب کنید. در اینجا پنجره ای باز خواهد شد و این سوال را از شما می پرسد که آیا این محدوده را تبدیل به جدول کنم که با زدن دکمه ok محدوده تبدیل به جدول خواهد شد.
  2. محدوده را انتخاب کنید و از Insert > Tables > table ابزار table را انتخاب نمایید یا اینکه کلید ترکیبی Ctrl+T را فشار دهید.

چند تکنیک درباره جدولی که ایجاد کردیم:

  1. برای جدول ایجاد شده به طور خودکار اکسل نامی در نظر می گیرد. از این نام در فرمول نویسی ها می توانیم استفاده کنیم.
  2. اگر در زمان ایجاد جدول چک باکس مربوط به سربرگ را تیک زده باشید، ردیف اول داده ها به عنوان سربرگ جدول در نظر گرفته می شود. نام هر یک از ستون ها نیز با عنوان سربرگ شناخته می شود.
  3. زمانی که به سمت پایین حرکت کنید دیگر حروف الفبایی مربوط به نام ستون ها نشان داده نمی شود و به جای آن عنوان سربرگ نمایان خواهد شد.
  4. در پایین جدول می توانید ردیف خودکاری اضافه کنید که این ردیف می تواند جمع، شمارش تعداد سلول ها و… را به صورت خودکار انجام دهد. این ردیف با کلیک بر روی جدول و فعال شدن Table Tools از آدرس Design>Table Style Options>Total Row انجام می شود. با زدن تیک چک باکس Total Row ردیف Total اضافه خواهد شد. نوع خروجی که این ردیف قرار است نمایش بدهد از لیست مربوط به هر سلول قابل انتخاب می باشد.
  5. جدول قابلیت بزرگ شدن دارد. زمانی که در آخرین سلول جدول مقداری را وارد کنید و بعد از آن بخواهید به ردیف بعدی بروید با نگارش داده ای در سلول، آن ردیف به جدول اضافه خواهد شد. حتی ردیف جمع که در شماره ۴ بیان کردیم هم یک ردیف به سمت پایین جابجا می شود.
  6. در صورتی می خواهید داده های تکراری را از جدول حذف کنید می توانید با کلیک بر روی سلولی از جدول و فعال شدن Table Tools از Design>Tools>Remove Duplicates حذف کردن داده های تکراری را فعال کنید. پنجره ای باز خواهد شد و این موضوع را باید در این پنجره مشخص کنید که داده ها از کدام ستون بررسی و حذف شوند.
  7. فیلتر و مرتب سازی هوشمندانه تر در جدول قابل انجام می باشد. در جدولی که ایجاد کردیم سربرگ آن در حالت عادی به صورت فیلتر در خواهد آمد. با زدن هر کدام از این فیلترها و انتخاب نوع آن می توانیم مواردی که قصد فیلتر آنها را داریم انتخاب کنیم.
  8. در صورتی که  خواهیم دکمه فیلتر در سربرگ نمایش داده نشود با فعال کردن table Tools و بعد از آن از Design>Table Style Options>Filter Button چک باکس بودن یا نبودن فیلتر در سربرگ را انتخاب می کنیم.
  9. در جداول لازم نیست فرمولی که می نویسیم را برای بقیه سلول ها کپی کنیم بلکه با نوشتن فرمول برای اولین سلول و زدن کلید اینتر بقیه سلول های جدول به صورت خودکار تکمیل خواهند گشت.
  10. ابزاری که در جدول خیلی مورد توجه هست، Structure Reference ها هستند. در زمان فرمول نویسی با انتخاب هر سلول، نام عادی آن در نظر گرفته نمی شود بلکه نامی از ستون آن انتخاب می شود که به این حالت خواهد بود:

=[@عنوان سربرگ ستون]

این موضوع باعث افزایش سرعت در فرمول نویسی خواهد شد. در صورتی که می خواهید از داده های جدول دیگری هم استفاده کنید می توانید فرمول را به این حالت بنویسید:

[عنوان سربرگ ستون] نام جدول=

Structure Reference از طرفی خوانایی برنامه و از سوی دیگر با جابجایی و انتقال سلول ها بازه های مشخص شده تغییر نخواهند کرد.

به طور مثال :

فرمول در کسل

فرمول در کسل

این دو فرمول یک موضوع را بررسی می کنند ولی خوانایی فرمول اولیه به مراتب بهتر از فرمول مربوط به محدوده می باشد.

و آخرین نکته: در حالت عادی اگر شما فرمول مربوط به یک سلول از محدوده ای را تغییر بدهید برای اعمال این تغییر به بقیه سلول های محدوده باید فرمول آن را برای بقیه سلول ها کپی کنید. اما در جدول با تغییر فرمول یک سلول، فرمول بقیه سلول های آن ستون نیز تغییر خواهد کرد و به نوعی آپدیت خواهد گشت.

این فقط ۱۱ نکته از ویژگی های مختلف جدول در نرم افزار اکسل بود. در فایل PDF پیوست علاوه بر بررسی دقیق تر این موارد نکاتی دیگر از قابلیت های Table  را بیان خواهیم نمود.

منطق در حد آدمیزاد

اگر تا به حال نگاهی به آیین نامه ها و نشریات مهندسی انداخته باشید، روند محاسبه به صورت مرحله به مرحله و با در نظر گرفتن شرط ها و کنترل های مربوطه می باشد. از آنجایی که بعضی از قسمت های طراحی سازه مثل طراحی اتصالات توسط نرم افزار های مطرح انجام نمی شود و نیازمند طراحی دستی یا استفاده از نرم افزار های جانبی می باشد، برای افزایش سرعت و دقت در محاسبات دستی به معرفی یکی از توابع پرکاربرد اکسل می پردازیم که بررسی شرط ها و کنترل ها را آسان خواهد نمود.

تابع if جزو توابع منطقی نرم افزار اکسل می باشد. این تابع از ساختار زیر تشکیل شده است:

تابع if در اکسل

تابع if

شرط: اولین پارامتر تابع if شرطی می باشد که توسط نرم افزار اکسل بررسی می گردد و خروجی آن درست بودن یا نادرست بودن شرط می باشد. مقدار این پارامتر می تواند یک عدد یا یک سلول و یا یک عبارت منطقی باشد.

مقدار در صورت برقرار بودن شرط: در صورتی که خروجی شرط تعیین گشته در پارامتر اول True باشد، این مقدار به عنوان خروجی نمایش داده خواهد شد. مقدار این قسمت هر چیزی می تواند باشد، حتی می توانیم دوباره از یک تابع استفاده نماییم.

مقدار در صورت برقرار نبودن شرط[اختیاری] : در صورتی هم که خروجی شرط مشخص شده در پارامتر اول تابع false باشد، مقدار قسمت سوم تابع به عنوان خروجی نمایش داده خواهد شد. مقادیر مجاز برای این قسمت هم همانند پارامتر قبلی همه چیز می تواند باشد.

برای درک بهتر از این تابع و طریقه استفاده از آن کلیپ زیر را مهیا نموده ایم که در آن، این تابع را طی دو مثال عمرانی بررسی کرده ایم.

اگر به دنبال یادگیری بیشتر هستید توصیه می کنیم  فصل اول طراحان کاتالیزور که در آن به طور مفصل اجزای این تابع را تشریح کرده ایم و با مثال های متنوع کاربردهای آن را در زمینه مهندسی عمران در حالت های مختلف بیان نموده ایم را مشاهده نمایید.


۸ تابع اکسل که هر مهندس عمران باید بداند

برنامه اکسل یک صفحه شطرنجی دیجیتال صرف نیست بلکه ابزاری مناسب برای آنالیز و محاسبات داده ها می باشد. برای اینکه از قدرت اکسل به طور مفید بتوانیم در حساب و کتاب مهندسی استفاده کنیم باید با توابعش آشنایی داشته باشیم.

این پست از مجموعه مطالب اکسل برای عمران می باشد. اگر شما هم مثل من به دنبال ایجاد جداول زیبایی از داده ها با امکان انجام محاسبات سریع و دقیق به همراه گزارش گیری های منحصر به فرد هستید پس توصیه می کنم این سری را دنبال نمایید.

اکسل

اکسل

اگر محاسب یا مترور هستید و کلاه تان در وادی داده های زیاد عددی و متنی افتاده باشد حتما حال من را درک می کنید؛ که ملال آور ترین کار دنیا محاسبات تکراری و به هم مرتبط می باشد. قبل از اینکه به صورت کاربردی از اکسل در زمینه عمرانی استفاده کنم دیدگاهم در مورد این نرم افزار، در حد صفحه ای برای ایجاد جداول و جمع و تفریق یک سری عدد با هم بود تا اینکه با توابع و امکانات بی شمار این نرم افزار آشنا شدم و سعی ام بر این است که به صورت خیلی مختصر و کاربردی این امکانات را با شما در میان بگذارم.

در ادامه به معرفی مختصر از  ۸ تابع کاربردی اکسل که علاوه بر افزایش سرعت ، دقت را نیز در محاسبات مهندسی برایمان به ارمغان خواهد آورد می پردازیم.

۱-sum

این تابع همه مقادیر یک محدوده خاص را با هم جمع می کند. این محدوده ی خاص می تواند چند سلول ، یک ستون ، چند ستون و… باشد.

=SUM(H3;H4;I4;E9;F2)

=SUM(H1:H11)

=SUM(I:I;H:H;E:E)

۲- if

این تابع شرطی بر این اساس کار می کند که یک شرطی را بررسی کرده و در صورت درست بودن شرط یک خروجی نشان خواهد داد و در صورتی که شرط نادرست باشد خروجی دیگری نشان خواهد داد.

این تابع در چک کردن کنترل هایی که آیین نامه ها در نظر گرفته اند و یا داشتن دید کلی نسبت به داده ها مفید می باشد.

اگر حال خواندن ندارید این ویدئو را مشاهده کنید!

=IF(Cx>0.12*I*A;”ok”;”Notok”)

۳-sumif

این تابع مقادیر سلولهای مشخص شده در یک محدوده را با در نظر گرفتن شرطی که برایش تعریف می کنیم جمع می کند.

=SUMIF(F8:F15;”Nx”;G8:G15)

=SUMIF(K10:K12;”>=2″;L10:L12)

۴-count

این تابع سلول های یک محدوده خاص که حاوی فقط مقدار عددی هستند را می شمارد. در صورتی که نیاز به شمارش سلول ها با تایپ های مختلف هستید می توانید از COUNTA استفاده کنید و اگر هم درصدد شمارش فقط تعداد سلول های خالی هستید از تابع COUNTBLANK استفاده نمایید.

=COUNT(F11:F13)

=COUNTA(F7:G15)

۵-COUNTIF

شبیه به تابع قبلی می باشد با این تفاوت که تعداد سلول هایی را به صورت خروجی نمایش خواهد داد که شرط تعیین شده را ارضا نماید.

=COUNTIF(G7:G18;”<1″)

۶-MIN

خروجی این تابع کمترین  مقدار عددی در سلول های یک محدوده ی خاص می باشد.

=MIN(G7:G12)

۷-MAX

همانند تابع قبلی است فقط با این تفاوت که بزرگترین مقدار عددی در محدوده سلول ها را به صورت خروجی نمایش خواهد داد.

=MAX(G7:G12)

۸-VLOOKUP

این تابع جزو توابع جستجو می باشد و به جرات می توان گفت یکی از پرکابردترین توابع اکسل مخصوصا در زمینه مهندسی عمران هست. این تابع یک مقدار برای جستجو دریافت می کند و براساس جستجو در جدول تعیین شده مقدار متناظر با مقدار مورد نظر برای جستجو را به صورت خروجی نشان می دهد. به طور مثال فرض کنید مشخصات مقطعی را برای محاسبات لازم داریم، این تابع مشخصات مورد نظر را بر اساس نوع مقطعی که مشخص کردیم از داخل جدول اشتال پیدا کرده و در محاسبات استفاده می کند.

=VLOOKUP(B5;Table!K1:L5;2;FALSE)

همه چیز در مورد بار معادل تیغه بندی

با توجه به سوالات متعددی که دانشجویان و مهندسین عزیز در مورد مفهوم بار معادل تیغه بندی و نحوه محاسبه آن مطرح کردند در این مطلب قصد داریم با ذکر یک مثال کاربردی این مسئله را به طور کامل تشریح کرده تا ابهامی باقی نماند.

ادامه مطلب …