صفحه اصلی  »  طراحی سازه های ساختمانی و صنعتی  »  بارگذاری خرپشته؛ آموزش گام به گام مدلسازی خرپشته در ایتبس

بارگذاری خرپشته؛ آموزش گام به گام مدلسازی خرپشته در ایتبس

شاید در ابتدای امر بارگذاری خرپشته مسئله ساده‌ای به نظر برسد اما در هنگام مدل‌سازی و طراحی سازه در ایتبس نکات خاص خود را دارد که برای طراحی صحیح سازه حتماً باید لحاظ گردد لذا در این مقاله سعی شده است به آنچه طراح سازه برای طراحی و بارگذاری خرپشته نیازمند است پرداخته شود.

⌛ آخرین به‌روزرسانی: 20 تیر 1400

📕 تغییرات به‌روزرسانی: بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 1398

در این مقاله چه می‌آموزید؟

1. مفهوم وزن موثر لرزه ای

طبق بند 3-3-1-1 استاندارد 2800 ویرایش چهارم، وزن مؤثر لرزه‌ای شامل مجموع بارهای مرده و وزن تأسیسات ثابت و وزن دیوارهای تقسیم‌کننده به‌اضافه‌ی درصدی از بار زنده تخفیف نیافته و بار برف می‌باشد. طبق جدول 3-1 استاندارد 2800 با توجه به اینکه خرپشته جزء بام‌ها محسوب می‌شود لذا درصد بارهای زنده و برف شرکت‌کننده در وزن مؤثر لرزه‌ای برابر 20% می‌باشد بنابراین داریم:

 

( بار زنده بام یا بار برف) 0.2 + وزن دیوارهای تقسیم‌کننده + وزن تأسیسات ثابت + بار مرده = وزن مؤثر لرزه‌ای خرپشته

 

2. مدل‌سازی و طراحی خرپشته در ایتبس

در رابطه با مدل‌سازی و طراحی خرپشته دو حالت کلی وجود دارد که به آن‌ها می‌پردازیم.

1- حالت اول: وزن مؤثر لرزه‌ای خرپشته بیشتر از 25 درصد وزن لرزه‌ای بام باشد.
2- حالت دوم: وزن مؤثر لرزه‌ای خرپشته کمتر از 25 درصد وزن لرزه‌ای بام باشد.

1.2. وزن مؤثر لرزه‌ای خرپشته بیشتر از 25 درصد وزن لرزه‌ای بام باشد

در این حالت خرپشته یک طبقه مجزا محسوب می‌شود لذا صرف‌نظر از نوع تحلیل سازه (استاتیکی یا دینامیکی) و نوع سازه (بتنی یا فلزی) خرپشته باید در ایتبس مدل‌سازی شود و نیروی زلزله استاتیکی تا تراز سقف خرپشته توزیع شود.

الف) مدل‌سازی خرپشته در ایتبس: خرپشته را به‌عنوان یک طبقه مجزا در ایتبس مدل‌سازی می‌کنیم.

 

مدلسازی خرپشته در ایتبس

شکل 1. مدل‌سازی المان‌های خرپشته در ایتبس

 

ب) تنظیمات توزیع نیروی زلزله استاتیکی تا تراز خرپشته: از مسیر زیر تنظیمات مربوط به توزیع نیروی زلزله استاتیکی جهت X و Y را انجام می‌دهیم.

نکته مهم: لازم به ذکر است که برای محاسبه ضریب نیروی زلزله استاتیکی ارتفاع خرپشته را در محاسبه زمان تناوب در نظر می‌گیریم.

 

طراحی خرپشته در ایتبس

شکل 2. توزیع نیروی زلزله استاتیکی جهت X تا تراز خرپشته

 

مدل سازی خرپشته

شکل 3. توزیع نیروی زلزله استاتیکی جهت Y تا تراز خرپشته

 

ج) بارگذاری المان‌های خرپشته: بارگذاری بام، دیوارهای تقسیم‌کننده و بار Mass خرپشته را به ترتیب زیر اعمال می‌کنیم.

1- بارگذاری بام خرپشته:

1-1- بار مرده بام خرپشته: با توجه به اینکه نوع سقف را تیرچه و بلوک در نظر گرفته‌ایم لذا بار مرده واحد سطح آن را برابر 450 کیلوگرم بر مترمربع فرض می‌کنیم. بام خرپشته را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار مرده را اعمال می‌کنیم.

 

اعمال بار مرده بام خرپشته در ایتبس

شکل 4. اعمال بار مرده بام خرپشته

 

2-1- بار زنده بام خرپشته: طبق جدول 6-5-1 مبحث ششم مقررات ملی ویرایش 1398، بار زنده بام برابر با 150 کیلوگرم بر مترمربع می‌باشد. بام خرپشته را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار زنده بام را اعمال می‌کنیم.

 

 اعمال بار زنده بام خرپشته در ایتبس

شکل 5. اعمال بار زنده بام خرپشته

 

3-1- بار برف بام خرپشته: طبق محاسبات فصل هفتم مبحث ششم مقررات ملی ویرایش 1398، بار برف برای بام ساختمان‌های مسکونی در شهر تهران با فرض اینکه بام نه برف‌گیر است و نه برف‌ریز لذا مقدار آن برابر است با:

Pr=Is  Cn Ch Cs Ps=1×1×1×1×1.5=1.5 KN/m2 =150 kg/m2

Cn: ضریب برف‌گیری
Cs: ضریب شیب
Ch: ضریب شرایط دمایی
Is: ضریب اهمیت بار برف
Ps: بار برف مبنا

بام خرپشته را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار برف بام را اعمال می‌کنیم.

 

اعمال بار برف بام خرپشته در ایتبس

شکل 6. اعمال بار برف بام خرپشته

 

2- بارگذاری دیوارهای پیرامونی خرپشته:
وزن واحد طول دیوار خرپشته را 600 کیلوگرم بر متر در نظر می‌گیریم. تیرهای زیر خرپشته در تراز بام را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار مرده دیوار خرپشته را اعمال می‌کنیم.

 

بار دیوارهای خرپشته در ایتبس

شکل 7. اعمال بار خطی دیوار تقسیم‌کننده خرپشته

 

بار mass در ایتبس

شکل 8. اعمال بار خطی Mass تیرهای تراز خرپشته

 

3- بارگذاری بار Mass خرپشته:
نصف وزن دیوار زیر تیرهای تراز خرپشته را به‌عنوان بار Mass به تیرهای تراز خرپشته اعمال می‌کنیم. تیرهای تراز خرپشته را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار Mass خرپشته را اعمال می‌کنیم.

2.2. وزن مؤثر لرزه‌ای خرپشته کمتر از 25 درصد وزن لرزه‌ای بام باشد

در این حالت با دو رویکرد مواجه هستیم.

الف) خرپشته در ایتبس مدل‌سازی نشود

1- تنظیمات توزیع نیروی زلزله استاتیکی تا تراز بام: از مسیر زیر تنظیمات مربوط به توزیع نیروی زلزله استاتیکی جهت X و Y را انجام می‌دهیم.

نکته مهم: لازم به ذکر است که برای محاسبه ضریب نیروی زلزله استاتیکی ارتفاع خرپشته را در محاسبه زمان تناوب در نظر نمی‌گیریم.

 

محاسبه نیروی زلزله

شکل 9. توزیع نیروی زلزله استاتیکی جهت X تا تراز بام

 

توزیع نیروی زلزله استاتیکی جهت Y تا تراز بام

شکل 10. توزیع نیروی زلزله استاتیکی جهت Y تا تراز بام

 

2- اعمال وزن مؤثر لرزه‌ای خرپشته به بام سازه

در این حالت باید وزن طبقه خرپشته را به‌صورت نقطه‌ای و خطی به طبقه بام اعمال کنیم؛ که قاعدتاً توزیع بار تا تراز بام خواهد بود از طرفی وزن لرزه‌ای خرپشته به‌صورت بارهای مرده، زنده بام و برف به تراز بام اعمال می‌کنیم زیرا در این صورت وزن خرپشته در وزن لرزه‌ای ایتبس و همچنین در بارگذاری جهت تحلیل مدل هم آورده می‌شود اگر بخواهیم وزن خرپشته به‌صورت Mass به تراز بام اعمال کنیم وزن لرزه‌ای خرپشته در وزن لرزه‌ای مدل اعمال می‌شود اما به دلیل اینکه در ترکیبات بارگذاری بار Mass وجود ندارد لذا وزن خرپشته در بارگذاری دیده نمی‌شود بنابراین توصیه می‌شود که وزن خرپشته به صورتی که توضیح داده شد به تراز بام اعمال شود

الف) بار مرده سقف خرپشته:

کیلوگرم 1856=4/(450*(6.6*2.5) =4/(مساحت بام* بار مرده واحد سطح بام)=بار مرده سقف خرپشته به‌صورت نقطه‌ای

 

نقاط پای ستون خرپشته در تراز بام را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار مرده سقف خرپشته را به‌صورت نقطه‌ای اعمال می‌کنیم

 

 اعمال بار مرده سقف خرپشته به‌صورت نقطه‌ای در ایتبس

شکل 11. اعمال بار مرده سقف خرپشته به‌صورت نقطه‌ای

 

ب) بار زنده سقف خرپشته:

کیلوگرم 619 =4/(150*(6.6*2.5) =4/(مساحت بام* بار زنده واحد سطح بام)=بار زنده سقف خرپشته به‌صورت نقطه‌ای

 

نقاط پای ستون خرپشته در تراز بام را انتخاب کرده و سپس از مسیر زیر بار زنده سقف خرپشته را به‌صورت نقطه‌ای اعمال می‌کنیم

 

اعمال بار زنده سقف خرپشته (قوانین خرپشته)

شکل 12. اعمال بار زنده سقف خرپشته به‌صورت نقطه‌ای

 

پ) بار برف سقف خرپشته:

کیلوگرم 619 =4/(150*(6.6*2.5) =4/(مساحت بام* بار زنده واحد سطح بام)=بار برف سقف خرپشته به‌صورت نقطه‌ای

 

نقاط پای ستون خرپشته در تراز بام را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار زنده سقف خرپشته را به‌صورت نقطه‌ای اعمال می‌کنیم

 

اعمال بار زنده برف سقف خرپشته

شکل 13. اعمال بار زنده برف سقف خرپشته به‌صورت نقطه‌ای

 

ت) بار مرده دیوار پیرامونی:

کیلوگرم بر متر 600 =3*200 =(ارتفاع دیوار* بار مرده واحد سطح دیوار پیرامونی)=بار مرده دیوار پیرامونی خرپشته به‌صورت خطی

 

تیرهای زیر خرپشته در تراز بام را انتخاب کرده سپس از مسیر زیر بار مرده خطی دیوار خرپشته را اعمال می‌کنیم.

 

اعمال وزن دیوار خرپشته

شکل 14 اعمال وزن دیوار خرپشته به‌صورت خطی

 

ب) خرپشته در ایتبس مدل‌سازی شود

برخی از طراحان معتقدند بهتر است در جهت اطمینان خرپشته مدل‌سازی شود و در تعریف نیروی زلزله در قسمت top story آخرین طبقه (طبقه خرپشته) انتخاب شود تا تیرها و ستون‌های خرپشته نیز تحت نیروی زلزله ارزیابی شوند که در این حالت دقیقاً مانند روشی که وزن لرزه‌ای خرپشته بیشتر از 25 درصد وزن لرزه‌ای بام باشد عمل می‌کنیم با این تفاوت که در محاسبه ضریب نیروی زلزله استاتیکی در بحث زمان تناوب ارتفاع خرپشته را در نظر نمی‌گیریم.

نکته مهم در بحث وزن مؤثر لرزه‌ای خرپشته کمتر از 25 درصد وزن لرزه‌ای بام:

توصیه می‌شود که صرف‌نظر از سیستم باربر جانبی سازه، نوع سازه (بتنی یا فلزی) و نوع تحلیل سازه (استاتیکی یا دینامیکی) حتماً خرپشته در ایتبس مدل‌سازی شود؛ زیرا هرچه مدل‌سازی به واقعیت نزدیک‌تر باشد طراحی سازه صحیح‌تر خواهد شد بنابراین حتی در سازه‌های فلزی که از سیستم مهاربندی و تحلیل دینامیکی استفاده‌شده باشد و امکان تعبیه سیستم مقاوم جانبی در خرپشته وجود نداشته باشد نیز می‌توان خرپشته را مدل نمود زیرا درصورتی‌که تیرهای خرپشته دو سر مفصل باشند در این صورت ستون‌های خرپشته به‌عنوان سیستم کنسولی عمل می‌کنند و لنگر خمشی ناشی از بار جانبی در پای ستون‌های خرپشته ایجاد می‌شود که به همین طریق پایداری خرپشته نیز حفظ می‌شود.

حال برای مرور مقاله و برای درک بهتر نکته ذکر شده می‌توانید این ویدئو آموزشی را که از دوره های آموزشی سبزسازه تهیه شده است مشاهده کنید.

 

 

نتیجه‌گیری

در بحث مدل‌سازی خرپشته در ایتبس اکثر طراحان معتقد هستند که خرپشته در ایتبس مدل شود تا طراحی سازه به واقعیت نزدیک‌تر باشد اما این عقیده و نظر نیز وجود دارد که بیان می‌کند در مواردی که سازه فلزی دارای سیستم مهاربندی و نوع تحلیلی سازه دینامیکی باشد ایتبس در تحلیل سازه برای خرپشته دچار اشکال می‌شود و تحلیل عملاً با واقعیت ناسازگار خواهد بود. لذا در این مقاله سعی شده است که تمامی حالات ممکن بارگذاری خرپشته برای مهندسین عزیز آورده شود.

 

منابع

  1. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1398
  2. استاندارد 2800 ویرایش چهارم

 

خرید لينک هاي دانلود

با عضویت بدون وارد کردن اطلاعات رایگان دریافت کنید.

دانلود و ذخیره فقط همین آموزش ( + عضو شوید و یا وارد شوید !)

دانلود سریع و رایگان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 37,298 نفر

تفاوت خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه‌ها، نوآورانه و بروز بودن آن است. فقط تخفیف‌ها، جشنواره‌ها، تازه‌ترین‌های آموزشی و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیلتان ارسال می‌کنیم.

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل‌های تبلیغاتی متنفریم و خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
با ارسال 37اُمین دیدگاه، به بهبود این محتوا کمک کنید.
نظرات کاربران
  1. Martin Roudsari

    با سلام و خسته نباشید
    در رابطه با سقف های شیب دار که ساخت انها در شمال کشور مرسوم است مدلسازی به چه شکلی صورت می گیرد ؟
    باید وزن خرپای سقف بصورت مرده و گسترده به بام اعمال شود ویا بصورت mass ?

    پاسخ دهید

  2. سعید کاویان‌پور (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام معمولا اگر سقف خرپایی باشه خود خرپا کامل مدل میشه و بار سقف به صورت خطی روی ضلع بالای خرپا وارد میشه. در سقفهای غیرخرپایی عمدتا باید تیرهای none تعریف کنیم متناسب با تیرریزی سقف و بار رو به اونها وارد کنیم.

    پاسخ دهید

  3. mahdi v72

    تصاویر لود نمیشوند

    پاسخ دهید

  4. سید سعید سرفرازی (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام مشکلی مشاهده نشد، موفق باشید.

    پاسخ دهید

  5. مجتبی محب علیان

    سلام . از زحماتی که برای آموزش مطالب سازه ای میکشید متشکرم. انشاءالله پیروز و سربلند باشید.
    بنده مطالب را خواندم ، چند نکته را خدمتتون عرض میکنم .
    یکی در مورد مدل سازی خرچشته ، زمانی که تحلیل استاتیکی معادل برای سازه انجام میدهیم چون بار زلزله را تعیین میکنیم از چه طبقه ای تا چه طبقه ای توزیع شود ، مدلسازی خرپشته مشکلی ندارد و قاعدتا چون وزن خرپشته در وزن لرزه ای لحاظ نمیشود ، ۴ تا بار متمرکز از نوع mass به طبقه ی بام اعمال میکنیم. اما اگر تحلیل طیفی انجام میدهیم ، چون در تحلیل طیفی نمیتوانیم به نرم افزار دیکته کنیم که بار زلزله از چه طبقه ای تا چه طبقه ای توزیع شود ، در نتیجه خرپشته ی مدل شده هم در محاسبات تحلیل دینامیکی مثل محاسبه ی ماتریس سختی و ماتریس جرم لحاظ میشود(جرم و سختی خرپشته در ماتریس جرم و سختی سازه اعمال میشود) ، در نتیجه بار زلزله ی طیفی به خرپشته اثر میکند مثل باقی طبقات!!
    پس اگر تحلیل طیفی انجام میدهیم نباید خرپشته را مدل کنیم و فقط باید بار خرپشته را به صورت ۴ بار متمرکز از نوع بار DEAD و بار SNOW اعمال کنیم.

    موضوع دوم: طبق آیین نامه در وزن لرزه ای بار زنده ی بام نیست ، بار برف هست. یعنی این مورد که بین بار زنده ی بام و بار برف ، ماکسیموم را انتخاب کنیم آیین نامه ای نیست ، البته نمیشه گفت چون آیین نامه ای نیست اشتباه ، چون به هر صورت یک تصمیمی بوده که برخی مهندسین گرفتن تا سازه محافظ کارانه تر طراحی بشه .
    اما طبق آیین نامه نیازی به این کار نیست ، فقط بار برف در وزن لرزه ای شرکت میکند آن هم در صورتی که منطقه جز مناطق با برف خیزی زیاد ، سنگین یا فوق سنگین باشد .
    در سایر مناطق بار برف در وزن لرزه ای اعمال نمیشود و فقط وزن لرزه ای طبقه ی بام شامل بار مرده ی بام میشود.

    پاسخ دهید

  6. علی زارع

    با سلام. ممنون از پیام شما و تشکر از لطفی که نسبت به سبزسازه دارین…
    در مورد خرپشته مطابق نظر اغلب مهندسین در هر حالت بهتر است مدلسازی صورت گیرد چه تحلیل استاتیکی باشد چه طیفی…این مورد در دستورالعمل واحد کنترل نقشه سازمان نظام مهندسی نیز آمده است.
    در مورد روش طیفی نیز حق با شماست از آنجایی که نرم افزار نیروی زلزله را به خرپشته نیز وارد می کند نیازی به محاسبه وزن خرپشته و اعمال آن تحت بار mass به صورت ۴ بار متمرکز به ستون های اطراف نیست. ولی از آنجایی که در همپایه سازی به برش پایه استاتیکی نیاز داریم بهتر است ابتدا وزن خرپشته را تحت الگوی بار Mass اعمال کنیم و برش پایه استاتیکی را برداشت کنیم. سپس بار mass را حذف کرده و سازه را مجددا آنالیز کنیم. این مورد نیز در دستورالعمل واحد کنترل نقشه سازمان نظام مهندسی تهران نیز آمده است.

    پاسخ دهید

  7. فاطمه

    سپاس از مطالبِ مفید ، کاربردی و به روزِ شما. خدا قوت

    پاسخ دهید

  8. Raha

    سلام
    خدا قوت به اعضای تیم سبزسازه و تشکر و قدردانی بابت مطالب مفید و بی نظیر شما.
    سوالی از خدمت اساتید داشتم، اگر سقف سازه از نوع دال تخت بتنی باشد، بار دیوارهای خارجی و داخلی به چه صورتی به دال وارد می شود؟ چون در این سیستم تیری وجود ندارد که بار دیوارهای خارجی را به آن وارد نماییم.
    قبلا از پاسخگویی شما بسیار سپاسگزارم.

    پاسخ دهید

  9. علی زارع

    با سلام. با استفاده از ابزار های ایتبس میتوانیم بار دیوار را به یک محدوده دلخواه وارد کنیم و لزومی ندارد که فقط به تیر وارد کنیم. همچنین میتوانیم به تیرها مقطع none بدهیم تا طراحی نشوند.

    پاسخ دهید

  10. Raha

    با سلام مجدد و تشکر بابت پاسخگویی شما.

    بله اینکه طراحی دال در نرم افزار سیف انجام می شود امری بدیهی است، اما سوال من مربوط به اعمال بارگذاری دیوارها در سیستم دال تخت است. از آنجایی که عموماً در پروژه های موجود بار دیوارهای پیرامونی به تیرها وارد می شوند، این سوال برای من پیش آمد که چطور می شود در سیستم دال تخت بار دیوارها را اعمال نمود.
    بله دال تخت انواع متفاوتی دارد اما در پروژه ای که در حال مدلسازی آن هستم، سیستم دال تخت بدون تیر مورد نظر است و در آن از سرستون استفاده می شود.
    با توجه به پاسخ شما، می توانم تیری با مقطع None در آکس های پیرامونی پلان در نظر بگیرم و بار دیوارهای پیرامونی را به آنها اختصاص دهم؟ در این صورت تیر طراحی نمی شود اما بارهای وارد بر آن در طراحی سازه منظور می شود؟

    با تشکر مجدد از لطف شما.

    پاسخ دهید

  11. علی زارع

    با سلام. بله همین کار را می توانید انجام دهید. اگر مقطع None بدهید این تیرها طراحی نمی شوند.

    پاسخ دهید

  12. nahid

    خدا قوت و سپاس بابت مطالب مفیدتون

    پاسخ دهید

  13. حسام

    سلام،واقعا موضوع بسیار مهمی بود ممنون از شما

    پاسخ دهید

  14. محمد

    تشکر بابت همه مطالبتون

    پاسخ دهید

  15. سامان

    سلام.بسیار عالی ممنون واقعا مقاله هاتون بی نظیرن

    پاسخ دهید

بالاخره "شروع شد"!🚀
شروع رزرو ثبت‌نام در ترم خرداد تور طراحی سازه

4.723.000 تومان تخفیف + هدیه ویژه با رزرو 
کلیک کنید|فقط تا72ساعت
question