صفحه اصلی  »  طراحی سازه های ساختمانی و صنعتی  »  بارگذاری ثقلی  »  اصلاح بار موثر لرزه ای؛ نحوه اعمال بار mass در ایتبس به همراه حل 3 مثال کاربردی

اصلاح بار موثر لرزه ای؛ نحوه اعمال بار mass در ایتبس به همراه حل 3 مثال کاربردی

حتما با بار mass آشنایی دارید اما چرا بار mass  را در ایتبس به صورت  other تعریف می کنیم؟ اصلا چرا باید بار موثر لرزه ای در ایتبس را اصلاح کنیم؟

در این مقاله جامع ابتدا مفهوم بار mass را بیان خواهیم کرد سپس به نحوه اعمال آن در ایتبس می پردازیم و آنگاه با حل چند مثال عددی گام به گام محاسبه بار mass را به شما آموزش می دهیم.

 

با مطالعه این مقاله چه می آموزید؟

وزن موثر لرزه ای

 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 آیا 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 استاندارد 2800 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.
  • استاندارد 2800: 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.

mass source در ایتبس

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.

وزن موثر لرزه ای در ایتبس

وزن موثر لرزه ای در ایتبس

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.

 

بار mass source چیست

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؟

بله…

 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.

 

mass source در ایتبس

mass source در ایتبس

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

محاسبه بار mass

 

این کار را برای طبقه دوم نیز انجام می دهیم. 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

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.

 

محاسبه بار mass source

 

  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.

منابع:

استاندارد 2800

 

خرید لينک هاي دانلود

دانلود رایگان اعضای ویژه

دانلود رایگان این آموزش و ده ها آموزش تخصصی دیگر به ازای پرداخت فقط 137 هزار تومان (+ اطلاعات بیشتر)

خرید با اعتبار سایت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

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

دانلود سریع و بدون نیاز به عضویت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 18,596 نفر

تفاوت اصلی خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه ها نوآورانه و بروز بودن آن است ، ما تنها تازه ترین های آموزشی ، تخفیف ها و جشنواره ها و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیل تان ارسال می کنیم

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی متنفریم ، خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
با ارسال 21اُمین دیدگاه، به بهبود این محتوا کمک کنید.
نظرات کاربران
  1. صاحب

    با سلام
    اگر قرار باشد بار mass اصلاح کننده باشد ، دلیل نصف کردن بار برای چیست ؟ مثلا در mass بار ۷۰۰ را ۳۵۰ وارد میکنید

    پاسخ دهید

  2. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    همانطور که در مقاله هم به آن اشاره شده است مطابق استاندارد ۲۸۰۰، وزن طبقه برابر است با وزن کف طبقه به علاوه نصف دیوارهای بالا به علاوه نصف دیوارهای پایین. به واژه “نصف” دقت کنید.
    در صورتی که در ایتبس وزن طبقه اول برابر است با وزن کف طبقه به علاوه وزن دیوارهای روی آن.

    بنابراین زمانی که اختلاف ارتفاع دارید باید این اصلاح انجام شود. در سازه های متعارف معمولا در تراز بام این بار Mass اعمال می شود. یعنی نصف بار دیوار طبقه بام را به تراز روی خودش وارد میکنیم تا وزن موثر لرزه ای توسط نرم افزار درست محاسبه شود.

    پاسخ دهید

  3. مهدی کریمی

    با عرض سلام و وقت بخیر
    جهت توضیح بار mass اختلافی که عنوان نمودید بین نرم افزار ایتبس و استاندارد ۲۸۰۰ است، این اختلاف ناشی از چیست؟ منظور کدام تعریف صحیح تر است؟ تعریف آیین نامه های سایر کشورها چگونه است آیا سایر کشورها نیز چنین اختلافی با ایتبس دارند؟
    ممنون از توضیحاتی که میفرمایید.

    پاسخ دهید

  4. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    طبق بند ۳-۳-۶ استاندارد ۲۸۰۰، وزن طبقه شامل وزن سقف، قسمتی از سربار و نصف وزن دیوارها و ستون هایی که در بالا و پایین طبقه قرار گرفته اند می شود. نرم افزار ایتبس وزن المان های مدلسازی شده مثل دیوار برشی و ستون را به صورت صحیح بین سقف ها تقسیم می کند. یعنی نصف وزن را به بالا و پایین تراز طبقه می دهد. اما برای المان های غیر سازه ای مثل دیوارهای پیرامونی و پارتیشن کل بارهای وارده در هر تراز طبقه را برای محاسبه جرم لرزه ای در نظر می گیرد. به همین منظور باید با استفاده از الگوی بار Mass جرم لرزه ای را اصلاح کنیم تا برش پایه توسط نرم افزار به صورت صحیح محاسبه شود.

    در راهنمای ضوابط لرزه ای بارگذاری امریکا مثالی از این موضوع آورده شده است که می توانید مطالعه کنید.

    پاسخ دهید

  5. فرهاد

    سلام مهندس
    اگه هنگام بارگذاری دیوار ،به جای ضرب ارتفاع طبقه ،در نصف طبقه و طبقه پایین ضرب کنیم ،میتوان بار mass رو دیگه اعمال نکرد ؟

    پاسخ دهید

  6. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    در این مورد می توان دو بحث را مطرح نمود:
    ۱- طراحی
    ۲- اصلاح برش پایه

    در طراحی، بارگذاری ثقلی را روی عضو مورد نظر انجام می دهیم و تحت ترکیب بار مورد نظر طراحی می کنیم. پس در طراحی عضو مقدار بار مرده وارده در ترکیب بارهای ثقلی و لرزه ای مهم می باشد. در واقعیت کل وزن دیوار آن طبقه روی عضو مورد نظر بصورت مرده وارد می شود و تحت ترکیب بار طراحی می گردد.

    اما بار mass فقط حالتی است که برای اصلاح برش پایه بکار میبریم تا محاسبه برش پایه در نرم افزار ایتبس به صورت صحیح انجام شود. حال اگر ارتفاع طبقات شما دارای اختلاف باشد و ما بخواهیم این اثر را به جای بار mass جایگزینش را بار مرده قرار بدهیم آنوقت ممکن است اختلاف ارتفاع طبقات طوری باشدکه گاهی شما بار وارد بر روی تیر را مقداری کمتر از واقعیت و گاهی بیشتر از واقعیت وارد کنید که این موضوع منطقی نیست. ما بعنوان طراح موظف هستیم تا حد امکان دقت محاسبات را بالا ببریم و طرح بهینه ای ارائه بدهیم.
    بعنوان مثال :
    ارتفاع طبقه زیرین یک تیر ۴ متر
    ارتفاع طبقه روی تیر ۳ متر
    (۴÷۲)+(۳÷۲)=۳.۵
    در واقع ارتفاع دیوار را ۳.۵ متر در نظر می گیریم در صورتی که ارتفاع دیوار روی تیر ۳ متر است. هر چند این کار در جهت اطمینان می باشید اما طرح را به سمت Over Design شدن پیش میبریم (حتی اگر این مقدار ناچیز باشد) و این کار منطقی نیست.

    حال اگر در مثالی که زده شد جای طبقات را عوض کنید. یعنی:
    ارتفاع طبقه زیرین ۳ متر
    ارتفاع طبقه بالا ۴ متر
    باشد. در این صورت نتایج اشتباه است. چون داریم ارتفاع را ۳٫۵ متر در نظر می گیریم در صورتی که که یک دیوار با ارتفاع ۴ متر روی تیر مورد نظر قرار دارد.

    پاسخ دهید

  7. رضا پروشان

    دست شما درد نکنه .عالی بود

    پاسخ دهید

  8. مهندس مرضیه صبور (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام جناب مهندس
    خیلی ممنون از لطف شما

    پاسخ دهید

  9. امین خوش قلب

    با سلام
    چنانچه برویم به آدرس زیر در نرم افزار
    Define_Mass Souece
    و الگو های بار را وارد کنیم و به آن ها درصد اختصاص دهیم مجددا نیاز است که به صورت بالا عمل کنیم؟؟؟

    پاسخ دهید

  10. مهندس آرزو محمدی (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام بله این مورد میشه گام بعدی …. این مقاله داره لزوم محاسبه بار mass و بعد مقدارش رو حساب میکنه و در ادامه میرسیم به صحبت شما

    پاسخ دهید

  11. Ali

    عالی بود…ممنونم

    پاسخ دهید

  12. مرضیه صبور (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    ممنون جناب مهندس
    اگر انتقاد یا پیشنهادی در جهت بهتر شدن مقالات سایت سبزسازه دارید خوشحال میشم بیان کنید.

    پاسخ دهید

  13. faeze

    سلام، یه سوال داشتم، اینکه بار mass رو تو تحلیل دینامیکی هم باید لحاظ کنیم؟

    پاسخ دهید

  14. سعید کاویان‌پور (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    بله در تحلیل دینامیکی هم باید جرم سازه به درستی لحاظ شود، لذا در تحلیل دینامیکی باید جرم خرپشته مانند جرم بقیه طبقات لحاظ شود و فقط بار other برای دیوارها و کف بام و خرپشته لحاظ شود نه انتقال بار خرپشته به بام

    پاسخ دهید

  15. OMRANMOSTAFA77@YAHOO.COM

    سپاس. مطلب آموزنده بود

    پاسخ دهید

  16. OMRANMOSTAFA77@YAHOO.COM

    سپاس

    پاسخ دهید

  17. abolhasanzadehsajad@gmail.com

    سلام
    خلاصه و کاربردی

    پاسخ دهید

  18. رضا

    سلام .
    خیلی خلاصه و کاربردی . عالی بود

    پاسخ دهید

  19. رسول زارعی

    سلام دمت گرم

    پاسخ دهید

  20. Behrooz

    ممنون از زحمات و وبسایت فوق العاده خوبتون.

    پاسخ دهید

؟ شهرزاد صادقی | مشاور شما :

پاسخ سوالات متداول غیر علمی خود را با کلیک روی علامت سوال بدون اتلاف زمان پیدا کنید.