صفحه اصلی  »  طراحی سازه های ساختمانی و صنعتی  »  بارگذاری ثقلی  »  نحوه محاسبه بار معادل تیغه بندی با حل چند مثال به همراه ویدئو نحوه اعمال آن در ایتبس

نحوه محاسبه بار معادل تیغه بندی با حل چند مثال به همراه ویدئو نحوه اعمال آن در ایتبس

 

 

آیا بار معادل تیغه بندی تنها به صورت بار زنده در نظر گرفته می شود؟ آیا جهت دیوار تیغه ای بر روی اعمال بار موثر است؟

همانطور که شما هم می دانید در مبحث ششم مقررات ملی ضوابطی در رابطه با اعمال بار تیغه بندی مطرح شده  است؛ با توجه به سوالات متعددی که گروهی از مهندسین در این رابطه مطرح میکردند تصمیم گرفتیم در قالب یک ویدئو و متن تکمیل کننده به بررسی بار معادل تیغه بندی بپردازیم.

برای تسلط بر روی این موضوع حداقل یک بار ویدئویی که در بالا قرار گرفته است را مشاهده کنید.

 

در این مقاله چه می آموزیم؟

بار معادل تیغه بندی در آیین نامه

همان طور که می دانید تیغه های داخلی ساختمان در طول زمان توسط ساکنین و استفاده کنندگان قابل جابجایی بوده و همین امر ممکن است محاسبات طراحی سازه را برهم بزند! بنابراین مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 92، با درنظر گرفتن این مسئله و میزان باری که با توجه به دیتایل این تیغه ها ایجاد می شود ضوابطی را مشخص کرده است.

 

ضوابط مربوط به اعمال بار معادل تیغه بندی

 

بند 6-5-2-2 مبحث ششم حاوی نکات بار معادل تیغه ها و دیوار های تقسیم کننده می باشد که می توان آن را به صورت جدول زیر بیان کرد.

 

نحوه محاسبه بار معادل تیغه بندی به صورت سطحی یا خطی یا عدم اعمال آن

 

W=(وزن یک مترمربع دیوار جداکننده (وزن واحد سطح

(وزن واحد سطح تیغه‌ها) W× مساحت تیغه‌های جدا کننده (طول تیغه × ارتفاع تیغه) =وزن کل تیغه‌ها

 

این جدول را می توان به صورت زیر تشریح کرد:

  • اگر تیغه های داخلی تا حدی سبک باشند که وزن هر متر مربع آن ها کمتر از ۲۰۰ کیلوگرم باشد می توان وزن آن ها را به بار زنده کف اضافه کرد. (فرض کنید بار تیغه ها را هل بدهید تا روی کف پخش شود!) به همین وزن تیغه ها که در کف ساختمان پخش شده اصطلاحا بار معادل تیغه بندی یا سربار معادل تیغه بندی گفته می شود.
  • توجه داشته باشید که این بار را نمی توان کمتر از ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مربع در نظر گرفت مگر این که از تیغه های سبک نظیر دیوارهای ساندویچی استفاده کنیم که در این حالت مشروط بر این که وزن هر متر مربع تیغه ها کمتر ۴۰ کیلوگرم باشد می توان سربار معادل تیغه بندی ساختمان را تا ۵۰ کیلوگرم بر متر مربع کاهش داد.
  • در صورتی که وزن هر متر مربع تیغه ها بیشتر از ۲۰۰ کیلوگرم باشد، این بار را نمی توان به بار زنده کف ها افزود (سربار معادل تیغه بندی نداریم!) و باید مقدار آن ها را به عنوان بار مرده در نظر گرفته و در محل واقعی خود اعمال می کنیم.
  • اگر بار زنده مربوط به کاربری طبقه بیشتر از 400 کیلوگرم بر متر مربع باشد، نیاز به اعمال بار تیغه ها چه به صورت زنده و چه به صورت مرده نمی باشد.

نحوه محاسبه بار معادل تیغه بندی

در تصویر زیر دیتیل دیوار داخلی آورده شده است:

 

دیتیل دیوار داخلی

جزئیات اجرایی دیوارهای داخلی

 

به طور تقریبی می توان وزن یک مترمربع دیوار داخلی را این گونه تخمین زد:

 

وزن یک متر مربع دیوار تیغه بندی

نام بار

وزن واحد حجم به واحد کیلوگرم بر متر مکعبضخامت به سانتیمتروزن واحد سطح به واحد کیلوگرم بر متر مربع
اندود گچ و خاک16004

64

اندود گچ سفید

1300226
آجر کاری با آجر مجوف و ملات ماسه سیمان85010

85

مجموع16

175

 

در این جا چون بار واحد سطح تیغه های داخلی ۱۷۵ بوده و از ۲۰۰ کمتر است بنابراین می توانیم بار معادل تیغه ها را به بار زنده کف اضافه کنیم.

مقدار سربار معادل تیغه بندی را این گونه محاسبه می کنیم:

 

وزن هر متر مربع تیغه (کیلوگرم بر متر مربع)

۱۷۵

طول تیغه های طبقه (متر)

۵۰

ارتفاع تیغه ها (متر)

۳

مساحت طبقه (مترمربع)

۳۰۰

 

 

W = 175 * 50 * 3 / 300 = 87/5 kg/m2

 

از طرفی چون سربار معادل تیغه بندی را نمی توان کمتر از ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مربع درنظر گرفت، بنابراین این بار را ۱۰۰ در نظر می گیریم.

محاسبه بار معادل تیغه بندی همراه با حل مثال

حالت 1:  W ≤ 0.4  kN⁄m2

مثال-در اتاق عمل یک ساختمان با کاربری بیمارستان برای جداسازی فضاها از تیغه‌ های سبک دیوار ساندویچی استفاده شده است که وزن واحد سطح آن‌ها 35 کیلوگرم بر مترمربع می‌ باشد. چنانچه مساحت اتاق عمل 60 مترمربع و طول تیغه‌ها 20 متر و ارتفاع آن‌ها 3 متر باشد، بار معادل متوسط تیغه بندی بر واحد سطح کف بر حسب کیلو نیوتن بر مترمربع چقدر است؟

 

گام اول: بار زنده یکنواخت کف اتاق عمل بیمارستان طبق مورد 10-2 جدول 6-3-1 برابر با 3 kN/m2 می‌ باشد و حالت شماره 4 حاکم نمی‌ باشد. (بار زنده کف کمتر از 4kN/m2 می‌ باشد.)

 

گام دوم: وزن واحد سطح تیغه W=0.35 ≤ 0.4  kN⁄mمی‌باشد پس حالت شماره 1 حاکم است.

محاسبه بار معادل تیغه بندی

 

 

 

حالت 2: i0.4 ≤ W ≤ 2 kN⁄m2

مثال-در دفاتر کار معمولی یک ساختمان اداری از تیغه‌ های جداساز استفاده شده است. وزن هر مترمربع دیوارهای تیغه 1.5 کیلو نیوتن بر مترمربع می‌ باشد. چنانچه سطح پلان ساختمان در هر طبقه 360 مترمربع و طول تیغه‌ ها در هر طبقه 60 متر باشد و ارتفاع آن‌ها 3 متر باشد، بار معادل تیغه بندی بر حسب کیلو نیوتن بر مترمربع چقدر است؟

 

گام اول: بار زنده یکنواخت کف ساختمان اداری طبق مورد 7-1 جدول 6-3-1 برابر با 2.5kN/m2 می‌باشد و حالت شماره 4 حاکم نیست. (بار زنده کف کمتر از 4kN/m2 است.)

 

گام دوم: وزن واحد سطح تیغه  i0.4 ≤ W ≤ 2 kN⁄mمی‌ باشد پس حالت شماره 2 حاکم است.

 نحوه محاسبه بار معادل تیغه بندی به صورت گام به گام

 

 

حالت 3:  W > 2 KN/m2

همان‌طور که قبلاً در جدول گفته شد در این حالت بار تیغه به صورت مرده روی سقف (یا تیر ریز آن) و خطی وارد می‌ شود. در مورد این حالت خاص نحوه تقسیم بار ناشی از تیغه‌ ها درصورتی‌ که به صورت مرده و خطی وارد شوند در ادامه به طور کامل با مثال‌ های کاربردی به بیان مفاهیم خواهیم پرداخت.

حالت 4: L > 4 KN/m2

مثال– بار زنده گسترده در نظر گرفته شده در قسمتی از یک کتابخانه به مساحت کف 250 مترمربع، 5 کیلو نیوتن بر مترمربع می‌ باشد. درصورتی‌که برای تیغه بندی فضاها از دیوارهای ساندویچی که وزن یک مترمربع آن 0.35 کیلو نیوتن است، استفاده شود. درصورتی‌که ارتفاع تیغه‌ها 2.8 متر و طول تیغه‌ها 60 متر باشد، حداقل وزن معادل دیوارهای تقسیم کننده وارد بر کف آن قسمت از ساختمان را چه مقدار می‌توان در نظر گرفت؟

گام اول: بار زنده برابر با 5kN/m2 می‌ باشد و حالت شماره 4 حاکم می‌ باشد. (کمتر از 4kN/m2 نیست.) پس بار معادل تیغه بندی برابر صفر خواهد بود.

   L > 4 KN/m2   ⇒  q=0 (بار زنده کف بیشتر از 4kN/m2 می‌باشد.)

نحوه محاسبه بار معادل تیغه بندی در صورتی که  W > 2KN/m2

همان‌ طور که قبلاً در جدول توضیح داده شد، اگر وزن واحد سطح تیغه بزرگ‌ تر از 2kN/m2 باشد، بار تیغه به عنوان بار مرده در نظر گرفته می‌ شود. در این حالت بار تیغه به صورت مرده روی سقف (یا تیر زیر آن) و خطی در همان محل اعمال می‌شود و اجازه جابجا کردن تیغه را نخواهیم داشت.

در مورد این حالت خاص، نحوه محاسبه بار معادل تیغه بندی را با حل مثال های کاربردی توضیح خواهیم داد.

در این حالت خاص، اگر تیغه مورد نظر در روی تیرهای اصلی نباشد بار مرده خطی ناشی از این‌گونه تیغه‌ها چگونه و در کجا باید اعمال کرد؟

برای پاسخ به این سؤال کاربردی در عمل می‌توان گفت در مواردی که دال یک‌ طرفه باشد (مانند سقف‌ های تیرچه‌ بلوک) می‌ توان بار توزیع شده دیوارهای تیغه‌ ای را به طور تقریبی روی تیرها به صورت خطی اعمال کرد به این روش که:

حالت الف- اگر جهت دیوار تیغه‌ ای در راستای عمود بر جهت تیرچه باشد:

 

محاسبه بار معادل تیغه بندی به حل مثال

 

در این حالت تیرهای AC  و BD تیرهایی هستند که تیرچه‌ ها بر روی آن‌ها قرار دارند. بنابراین کل بار سقف در این پانل به صورت ثقلی به این دو تیر می‌رسد که شامل بار دیوار تیغه هم می‌ باشد و به طور تقریبی اگر دیوار تیغه‌ای در فاصلهX1 از تیر دورتر (AC)  و فاصله Xاز تیر نزدیک‌ تر (BD) که تیرچه بر روی آن قرار می‌گیرد باشد، برای محاسبه این بار بر روی تیرهای اطراف AC  و  BD داریم:

 

میزان توزیع بار خطی دیوار تیغه ای به تیر

 

مقدار بار خطی (q * (X2/X دیوار تیغه‌ای به تیر دورتر(AC) و مقدار بار خطی (q * (X1/X دیوار تیغه‌ای به تیر نزدیک‌ تر(BD) توزیع می‌ شود.

 

نکته:

اگر تنها مقداری از دیوار تیغه‌ ای مطابق حالت الف در راستای عمود بر جهت تیرچه باشد فقط همین مقدار طول دیوار تیغه‌ای بار یکنواخت تیغه بر روی تیرهای اطراف توزیع می‌ شود. برای فهم دقیق‌ تر این موضوع کافی است به شکل‌ های زیر دقت نمایید:

 

مرحله به مرحله محاسبه سربار معادل تیغه بندی

 

در این حالت تیرهای AC  و BD تیرهایی هستند که تیرچه‌ها بر روی آن‌ها قرار دارند. بنابراین کل بار سقف در این پانل به صورت ثقلی به این دو تیر می‌ رسد که شامل بار دیوار تیغه هم می‌ باشد و به طور تقریبی اگر دیوار تیغه‌ ای در فاصله  Xاز تیر دورتر (AC)  و فاصله X از تیر نزدیک‌تر (BD) که تیرچه بر روی آن قرار می‌گیرد باشد و تنها به اندازه Yدر جهت خلاف جهت تیرچه‌ها ادامه یافته باشد، برای محاسبه این بار بر روی تیرهای اطراف (AC , BD) داریم:

 

میزان توزیع بار خطی دیوار تیغه ای به تیر به صورت گام به گام

 

مقدار بار خطی  (q * (X2 /X دیوار تیغه‌ای به تیر دورتر (AC) و مقدار بار خطی (q * ( X1/X دیوار تیغه‌ای به تیر نزدیک‌تر (BD) به اندازه طول Yتوزیع می‌شود.

حالت ب- اگر جهت دیوار تیغه‌ای در راستای موازی با جهت تیرچه باشد:

 

محاسبه بار مرده تیغه بندی

 

در این حالت تیرهای AC و BD تیرهایی هستند که تیرچه‌ ها بر روی آن‌ ها قرار دارند.  بنابراین کل بار سقف در این پانل به صورت ثقلی به این دو تیر می‌ رسد که شامل بار دیوار  تیغه  هم می‌ باشد و به طور تقریبی برای محاسبه این بار بر روی تیرهای اطراف (AC و BD) با توجه به جهت تیر ریزی و سهم هر تیر از  این بار به صورت نقطه‌ای به تیرهای اطراف توزیع می‌شود و داریم:

 

بار نقطه‌ای دیوار تیغه‌ای به تیر

 

مقدار بار نقطه‌ای (q * (x/2 دیوار تیغه‌ای به تیر دورتر (AC) و مقدار بار خطی (q * (x/2 دیوار تیغه‌ای به تیر نزدیک‌تر (BD) توزیع می‌شود.

نکته

اگر تنها مقداری از دیوار تیغه‌ای مطابق حالت ب در راستای موازی بر جهت تیرچه باشد فقط همین مقدار طول دیوار تیغه‌ ای بار یکنواخت تیغه بر روی تیرهای اطراف با توجه به سهم هر تیر توزیع می‌ شود. برای فهم دقیق‌ تر این موضوع کافی است به شکل‌ های زیر دقت نمایید:

 

نحوه تقسیم بار ناشی از تیغه‌ها

 

در این حالت تیرهای AC و BD تیرهایی هستند که تیرچه‌ها بر روی آن‌ها قرار دارند.

بنابراین کل بار سقف در این پانل به صورت ثقلی به این دو تیر می‌ رسد که شامل بار دیوار تیغه هم می‌ باشد.

به طور تقریبی اگر مطابق تصویر بالاف دیوار تیغه‌ ای در فاصله  X1= x/2 از تیر دورتر (AC)  و فاصله X2 = x/2 از تیر نزدیک‌ تر (BD) که تیرچه بر روی آن قرار می‌گیرد باشد و طولی که بار وارد می شود، به اندازه X2 = x/2 در جهت تیرچه‌ ها ادامه یافته باشد، برای محاسبه این بار بر روی تیرهای اطراف (AC و BD) داریم:

 

بار معادل تیغه بندی مرده

 

سؤال1در یک دفتر کار معمولی، وزن تیغه برابر با 300Kg/m2 و ارتفاع تیغه‌ ها 3m می‌باشد. بار مرده وارد بر تیر AB را تعیین کنید.

 

مثال‌ اجرایی برای محاسبه بار معادل تیغه بندی

 

گام اول: بار زنده سطح برای دفاتر کار معمولی 2.5kN/m2  می‌باشد و حالت شماره 4 حاکم نمی‌ باشد (کمتر از 4kN/m2 است).

گام دوم: وزن واحد سطح تیغه (3kN/m2 ) و W > 2 KN/mو حالت شماره 3 حاکم می‌باشد و بار تیغه به عنوان بار مرده و در محل خود اعمال می‌ شود.

گام سوم: به طور تقریبی سهم تیر AB از بار تیغه 5 متری برابر است با:

 

kg/m675 =(300×3)×6/8 = 6/8 q = سهم تیر AB ناشی از تیغه 5 متری

 

گام چهارم: به طور تقریبی سهم تیر AB از بار تیغه 4 متری برابر است با:

 

تیر AB ناشی از تیغه 4 متری = 2/8q ×(طول تیغه) = 2/8× (900×4) = 900kg

 

 

مثال‌ اجرایی برای محاسبه بار معادل تیغه بندی

 

نحوه اعمال بار معادل تیغه بندی به صورت زنده و سطحی در etabs

همان طور که گفته شد سربار معادل تیغه بندی به عنوان یک بار زنده در ویرایش ۹۲ مبحث ششم مقررات ملی ساختمان معرفی شده است، اما نمی توان برای بار معادل تیغه بندی نیز الگوی باری به مانند سایر بارهای زنده در نظر گرفت.

به این دلیل که تنها درصد کمی از بارهای زنده در زلزله مشارکت می کنند (به طور مثال در ساختمان های مسکونی ۲۰ درصد می باشد) اما در مورد بار تیغه ها این طور نبوده و همیشه حضور دارند! بنابراین درصد مشارکت آن ها در زلزله به مانند بار مرده ۱۰۰ درصد می باشد.

به همین منظور برای این که در هنگام تعریف درصد مشارکت بارها به مشکل برنخوریم برای سربار معادل تیغه بندی الگوی بار متفاوتی را تعریف می کنیم (Lpart).

 

اعمال بار معادل تیغه بندی در ایتبس

تعریف بار پارتیشن از نوع زنده و درصد مشارکت 100 در جرم لرزه‌ای

 

برای اعمال بار گسترده معادل تیغه بندی فقط کافیست سطوح مورد نظر در طبقه را انتخاب کرده و بار Lpart را برابر بار معادل محاسبه شده وارد کرد.

 

اعمال بار معادل تیغه بندی بر سطوح در etabs

اعمال بار معادل تیغه بندی بر سطوح

 

نحوه اعمال بار معادل تیغه بندی به صورت مرده و خطی در etabs

فرض می‌کنیم یک تیغه بر روی کف طبقه داریم و با توجه به دیتیل ارائه شده، وزن واحد سطح دیوار از 200 کیلوگرم بر مترمربع بیشتر است، در این حالت بار دیوار باید به صورت بار مرده در محل خود اعمال شود.

حال اگر زیر آن تیغه یک تیر داشته باشیم، کار برای اعمال بار خطی راحت است اما اگر در آن جا تیر نداشته باشیم چطور باید بار را به صورت خطی اعمال کنیم که باعث دو تکه شدن کف هم نشود؟

برای مثال فرض کنید در محل AB شکل زیر تیغه‌ای قرار گرفته که زیر آن تیر نیست و باید بار آن به صورت مرده وارد شود.

 

بار معادل تیغه بندی در ایتبس

 

برای این‌که نیاز نباشد محدوده سطح 1234 را به دو قسمت تقسیم کنیم تا بتوانیم بار خطی دیوار را وارد کنیم، ابتدا یک خط شبکه کمکی در راستای مدنظر اضافه کرده و بدون تغییر در سطح مد نظر، یک تیر از نوع NONE در محدوده AB رسم می‌کنیم (می‌توان یک مقطع بتنی با ابعاد کوچک مثلاً 5*5 سانتی‌متر تعریف کرده و آن را به این مقطع اختصاص داد و آن را طراحی نکرد-حتی در طراحی سازه فولادی).

(دقت کنید که حتماً بعد از رسم خط جایگزین دیوار مورد نظر، بایستی یک تیر با مقطع NONE به آن اختصاص داده شود زیرا در غیر اینصورت نمی­توان باری را به آن اعمال کنیم چون نرم‌افزار آن را به عنوان یک عضو سازه­ای در نظر نمی­گیرد).

 

رسم تیر با خصوصیت NONE

 

پس از رسم عضو اشاره شده، بار مرده تیغه اعمال خواهد شد.

ابتدا تیر ترسیم‌شده را انتخاب می‌کنیم، سپس از منوی Assign>Frame loads>Distributed مطابق تصویر زیر بار گسترده را وارد می‌کنیم.

 

چه زمانی بار معادل تیغه بندی مرده به حساب می آید؟

وارد کردن بار مرده تیغه

 

نکته مهم

نکته‌ای که اینجا حائز اهمیت است این است که در مواردی که ما نیاز به اعمال بار دیوار در جای خودش داریم می­توانیم به روش دستی که بطور کامل در مورد آن توضیح داده شد بار ناشی از دیوار را محاسبه و به تیرهای اصلی اعمال کنیم که این کار می­تواند وقت­گیر باشد. بنابراین بهترین روش این است که با ترسیم خط و معرفی یک تیر با مقطع NONE این کار را برعهده خود نرم افزار بگذاریم.

در صورتی که در حین انجام هر یک از مراحل در ایتبس به خطا یا اروری برخورد کردید می‌توانید با مراجعه به مقاله ” ارورهای پر تکرار طراحی در ایتبس” خطای به وجود آمده را بر طرف کنید.

 

منبع

 

خرید لينک هاي دانلود

دانلود رایگان اعضای ویژه

دانلود رایگان این آموزش و ده ها آموزش تخصصی دیگر به ازای پرداخت فقط 29 هزار تومان (+ اطلاعات بیشتر)

خرید با اعتبار سایت به ازای پرداخت فقط 2 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 2 هزار تومان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 14,661 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
ارسال نظرات
؟

فقط کافیست ایمیلتان را وارد کنید

در کمتر از 5 ثانیه اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک طراحی سازه بتنی در ایتبس را به همراه هدیه ویژه آن در ایمیلتان دریافت کنید
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link

افزایش درآمد طراحی سازه
63 دقیقه ویدئو رایگان دکتر سالار منیعی

یاد بگیرید پیش از رسیدن به سال 99 چه مهارتهایی را بصورت تخصصی بیاموزید تا جزو 10% موفق طراحان سازه باشید.
همین الان دریافت می کنم.
با بستن این صفحه دیگر این پیشنهاد را هیچ وقت نخواهید دید.
close-link