بار mass یا بار wall : هر چیزی که باید در مورد محاسبه بار mass و اعمال آن در etabs باید بدانید!

بار mass : بار اصلاح جرم یا بار اصلاح وزن موثر لرزه ای

بعید است که سازه ای را در نرم افزار ایتبس طراحی کرده باشید و با بارmass آشنا نباشید. در این مقاله کوتاه قرار است تا به طور مفهومی با فلسفه وجودی این بار آشنا شویم. بار mass را برخی بار Wall نیز می نامند. به هر حال، هر نامی که برای این بار بگذاریم فرقی نمی کند، مهم این است که بدانید فلسفه این بار، اصلاح وزن موثر لرزه ای سازه است.

وزن موثر لرزه ای چیست؟ چرا باید آن را اصلاح کنیم؟

وزنی از سازه که در هنگام زلزله مشارکت می کند، وزن موثر لرزه ای نامیده می شود.

حال آیا تمام بارهایی که به سازه وارد می شود به طور کامل و 100 درصد در هنگام زلزله مشارکت می کنند؟

قطعا خیر- از بین تمام بارها فقط این بار مرده است که همیشه به طور کامل حضور دارد. به عبارتی بار مرده باری است که به طور 100% در هنگام زلزله مشارکت می کند.

از آنجایی که بارهای زنده قابلیت جابجایی دارند می توانیم بگوییم که این بارها در مقایسه با بار مرده و تجهیزات ثابت، درصد مشارکت کمتری دارند؟

بله تقریبا درست است. اما برای اینکه از بحث خودمان خارج نشویم توصیه می کنیم برای توضیحات بیشتر به ویدئو “بار معادل تیغه بندی” مراجعه کنید. فقط خیلی خلاصه بگوییم که درصد مشارکت بار زنده طبقات و بام 20 درصد می باشد. اما در مورد تیغه ها چون ماهیت آن ها مانند سایر بارهای زنده نیست، قابلیت کاهش ندارند و به صورت 100 درصد در هنگام زلزله مشارکت می کنند.

پس می توان گفت که وزن موثر لرزه ای سازه برابر است با:

بار مرده + تجهیزات ثابت ساختمان + بار معادل تیغه بندی + 0.2 (بار زنده)

تا اینجای کار، با وزن موثر لرزه ای آشنا شدیم. حال پرسشی که مطرح می شود این است که؛

چه نیازی است که آن را اصلاح کنیم؟ مگر کجای کار ایراد دارد؟!

ایراد در اختلاف بین نرم افزار ایتبس و استاندارد 2800 است. در زیر برداشت نرم افزار ایتبس و استاندارد2800 را از وزن هر طبقه بررسی می کنیم:

  • نرم افزار ایتبس: وزن هر طبقه برابر است با وزن کف طبقه به علاوه وزن دیوارهای روی آن طبقه.
  • استاندارد2800: وزن هر طبقه برابر است با وزن کف طبقه به علاوه نصف وزن دیوارهای روی طبقه به علاوه نصف وزن دیوارهای زیر آن طبقه.

اگر ارتفاع تمامی طبقات یکسان باشد، وزن طبقه طبق تعریف ایتبس و 2800 یکسان است. چرا؟ چون 2 تا نصف دیوار برابر است با یک دیوار کامل. پس نیازی به اصلاح وزن طبقات نیست.

اما در طبقه بام به مشکل برمی خوریم! چرا؟!

بیایید طبق تعریف بریم جلو…

نرم افزار ایتبس: وزن طبقه بام برابر است با وزن کف بام به علاوه وزن دیوارهای روی بام (اگر دیوارهای جانپناه را درنظر نگیریم دیواری روی طبقه بام نیست.) بنابراین نرم افزار ایتبس، وزن طبقه بام را همان وزن کف طبقه بام درنظر می گیرد.

استاندارد2800: وزن طبقه بام برابر است با وزن کف بام به علاوه نصف دیوارهای بالا (که چیزی وجود ندارد) به علاوه نصف دیوارهای پایین

بنابراین نتیجه می گیریم که بین نرم افزار و استاندارد 2800 در محاسبه وزن طبقه بام اختلاف وجود دارد. به عبارتی نرم افزار ایتبس وزن طبقه بام را به اندازه نصف وزن دیوارها سبک تر از مقدار واقعی آن درنظر می گیرد. این اختلاف را توسط بار mass به برنامه اعمال کرده تا وزن کلی سازه اصلاح شود.

مثلا فرض کنید وزن دیوارهای نما 500 و دیوارهای فاقد نما 700 کیلوگرم بر متر باشد. مقدار بار Mass برای دیوارها نما 250 و برای دیوارها فاقد نما 350 کیلوگرم بر متر خواهد بود.

اعمال بار mass در etabs

در تصویر زیر نحوه اعمال بار mass در ایتبس نشان داده شده است. برای اعمال این بار کافی است تمام دیوارهای پیرامونی که فاقد نما هستند را انتخاب کرده و بار 350kgf/m را از نوع mass به etabs اعمال کنید.

اعمال بار mass در etabs

تصویر زیر دید خوبی در مورد فلسفه بار mass به شما می دهد. نکته مهمی که باید توجه داشت این است که بار mass را از نوع other تعریف می کنیم.

اصلاح جرم سازه با استفاده از الگوی Mass و از نوع other

چرا بار mass را از نوع other تعریف می کنیم؟

ماهیت بار mass

مگر بار Mass همان نصف وزن دیوارها نیست؟

خب بله درسته…

مگر بار دیوارها از نوع بار مرده نیست؟

خب چرا…

پس چرا برای اصلاح جرم سازه از الگوی Mass و از نوع other تعریف می کنیم؟  چرا از همان الگوی بار مرده یعنی Dead استفاده نمی کنیم؟

اگر این بار را از نوع بار dead تعریف کنیم، از آنجایی که بار dead در ترکیب بارهای طراحی حضور دارد، نرم افزار این بار را در طراحی تیرها و ستون های طبقه بام درنظر گرفته و به نتایج دست بالاتری منجر خواهد شد. در حالی که این بار حقیقتا بر روی تیرهای پیرامونی طبقه بام حضور ندارد و فقط برای اصلاح جرم به کار برده می شود.

نوع بار mass

دید قدرمند در مورد محاسبه بار mass

به نظر شما آیا بار mass فقط به سازه اضافه می شود؟

خیر- بار mass می تواند منفی نیز باشد. به مثال های زیر توجه کنید. در این مثال ها از آنجایی که ارتفاع طبقات یکسان نبوده وزن بعضی از طبقات نیاز به اصلاح دارد.

در مثال زیر به غیر از طبقه دوم که ارتفاع آن 3 متر بوده ارتفاع مابقی طبقات 4 متر است. برای اینکه تشخیص دهیم وزن کدام طبقه نیاز به اصلاح دارد بایستی تک تک طبقات را مورد بررسی قرار دهیم. از طبقه اول شروع می کنیم. اجازه دهید که طبق تعریف جلو برویم:

نرم افزار ایتبس: وزن طبقه اول برابر است با وزن کف طبقه به علاوه وزن دیوارهای روی آن. دیوارهای روی طبقه اول 3 متر ارتفاع دارند.

استاندارد2800: وزن طبقه اول برابر است با وزن کف طبقه به علاوه نصف دیوارهای بالا (1.5 متر) به علاوه نصف دیوارهای پایین (2 متر) بنابراین طبقه اول در مجموع 3.5 متر دیوار دارد.

پس به طور خلاصه نرم افزار ایتبس 3 متر دیوار برای طبقه اول درنظر گرفته در حالیکه طبق 2800 این طبقه 3.5 متر دیوار دارد. همانطور که می بینید 0.5 متر اختلاف وجود دارد. اگر وزن دیوار 200 کیلوگرم بر متر مربع باشد لازم است تا باری به اندازه 200*0.5 از نوع mass به طبقه اول وارد کنیم.

محاسبه بار mass

این کار را برای طبقه دوم نیز انجام میدهیم. طبق آیین نامه طبقه دوم 3.5 متر دیوار دارد در حالیکه نرم افزار 4 متر دیوار در نظر گرفته است. پس برعکس طبقه اول 0.5 متر دیوار بیشتر از مقدار واقعی در نظر گرفته شده است. برای اصلاح این موضوع بار mass به اندازه 200*0.5- به طبقه دوم وارد میکنیم.

طبقه سوم نیاز به اصلاح ندارد. چرا؟

طبق توضیحات ارائه شده حتما می دانید که بار 400kgf/m از نوع mass بایستی به طبقه بام وارد کنیم.

نحوه محاسبه بار mass

برای تسلط به این موضوع مثال بالا را در نظر بگیرید.

طبق مطالب گفته شده واضح است که طبقه اول و سوم نیاز به بار mass ندارند. اما طبقه دوم نیاز دارد. بار mass طبقه دوم با علامت منفی در نرم افزار اعمال می شود. چرا؟

مثال زیر را برای درک بهتر خودتان مورد بررسی قرار دهید.

نحوه محاسبه بار Mass

آیا بار Mass فقط به عنوان بار خطی به دیوارهای پیرامونی اعمال می شود؟

خیر! فلسفه بار mass اصلاح جرم سازه است. هرجا که نیاز به اصلاح جرم سازه داشته باشیم بار mass نیز داریم. جای دیگری که نیاز به اصلاح جرم سازه داریم، بارگذاری خرپشته است. همانطور که می دانید در صورتیکه وزن خرپشته کمتر از 25% وزن بام باشد خرپشته یک طبقه مستقل محسوب نمی شود. در این حالت بایستی وزن خرپشته را به وزن طبقه بام اضافه کنیم. یعنی به عبارتی بایستی وزن طبقه بام را اصلاح کنیم. چطور می توان وزن طبقه بام را اصلاح کرد؟ به کمک بار mass….

در مقاله بارگذاری خرپشته این کار را انجام داده ایم.

پلان یادگیری مبحث بارگذاری سازه ها

برای دسترسی راحت تر شما عزیزان به مطالب سایت، در جدول زیر مطالب مرتبط با مبحث بارگذاری سازه ها ارائه شده است.

مبحث بارگذاری سازه ها

1-    بار مرده (دتایل بارگذاری انواع سقف ها)

2-    بار زنده

3-    بار معادل تیغه بندی

4-    بار Mass

5-    بارگذاری راهپله در ایتبس

6-    بارگذاری آسانسور در ایتبس

7-    بارگذاری خرپشته در ایتبس

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *