سبد خرید
صفحه اصلی  »  مقالات  »  اجرا و مصالح ساختمانی  »  راه پله؛ بررسی روش های مدلسازی راه پله در ایتبس به همراه اجرای آن

راه پله؛ بررسی روش های مدلسازی راه پله در ایتبس به همراه اجرای آن

قطعا شما تایید می کنید که راه پله ها به عنوان یک راه ارتباطی ما بین طبقات و خارج از ساختمان در هنگام وقوع حوادث اهمیت ویژه ای دارند، با بررسی خرابی های زلزله دلخراش بم متوجه شدیم که در بعضی از ساختمان ها در عین حالی که به اعضای اصلی سازه آسیبی وارد نشده بود اما متاسفانه باکس پله دچار شکست شده بود. اما علت این شکست ها چه بود؟ آیا روش بارگذاری راه پله در این خرابی ها تاثیر گذار است؟ تنها ایجاد بازشو در سقف (opening) برای مدلسازی راه پله در ایتبس کافی است؟

ما در این مقاله جامع 30 صفحه ای ابتدا  اهمیت راه پله را بیان خواهیم کردسپس به بررسی سه روش مدلسازی در ایتبس می پردازیم و در نهایت نحوه اجرای راه پله در ساختمان را مرحله به مرحله آموزش خواهیم داد.

 

با مطاله این مقاله چه می آموزیم؟

 

اهمیت پله در ساختمان

راه پله ها اصلی ترین راه ارتباطی ساکنان با محیط خارج هستند که در حین وقوع حوادثی مانند زلزله و آتش سوزی، تبدیل به یکی از پر تردد ترین قسمت‌های یک ساختمان شده و ساکنین را تخلیه می کند. در صورت ایجاد آسیب های سازه ای در راه پله، عملاً امکان خروج افراد و یا امداد رسانی به افراد محبوس در ساختمان میسر نخواهد بود.

از توضیحات فوق اینگونه برداشت می شود که طراحی و اجرای صحیح راه پله ضمن کاهش خسارات سازه ای به این قسمت، می تواند نقش بسیار مهم در حفظ جان ساکنین با تخلیه به موقع آنان ایفا نماید.

نتایج به دست آمده از تحقیقات و مشاهدات عینی خسارات ناشی از زلزله های پیشین نشان می دهد المان های مورب راه پله (رمپ) پیش از سایر المان های اصلی سازه، دچار آسیب جدی یا تخریب می شوند؛ چرا که در واقعیت رمپ بتنی راه پله در یک راستا مانند یک دیوار برشی شیبدار و در راستای دیگر مانند مهاربند در سازه عمل کرده و قسمتی از نیروی جانبی زلزله را جذب می کند. همین رفتار دوگانه و خارج از انتظار رمپ پله بر سختی سازه، پریود ارتعاشی، تغییر مکان جانبی، مرکز سختی، پتانسیل پیچش، تمرکز نیروهای برشی و ممان خمشی در ستون های پاگرد تاثیر قابل توجهی دارد.

انواع شکست راه پله در زلزله های گذشته

بخشی از خسارات وارد بر راه پله در زلزله های گذشته ناشی از نادیده گرفتن آن در طراحی سازه و بخش دیگر ناشی از ضعف در اجرای راه پله ها می باشد. به دلیل بی توجهی مهندسان در طراحی و اجرای راه پله، خسارت متعددی در زلزله های گذشته به این عنصر ساختمانی وارد شده است که در ادامه مورد بررسی قرار می گیرد:

1- شکست شمشیری و دال شیبدار راه پله

یکی از ضعف های اساسی که در اجرای راه پله ها به دلیل نقص در جزییات نقشه های اجرایی وجود دارد، ضعف اتصال تیر شمشیری به تیر اصلی یا تیر پاگرد می باشد. در طراحی سازه های فولادی اغلب کیفیت جوشکاری و طول ناکافی جوش در محل تیر پاگرد، موجب شکست تیر شمشیری می شود. در سازه های بتنی ، مهار ناکافی تیرچه های شمشیری در تیر پاگرد عامل اصلی شکست می باشد. ضمن این که با توجه به عدم طراحی راه پله در برابر نیروهای زلزله، امکان شکست دال در برابر نیروهای جانبی نیز وجود دارد. در تصاویر زیر نمونه ای از این مدل شکست را مشاهده می کنید:

 

شکست تیر شمشیری راه پله در اثر اجرا و طراحی نادرست راه پله

شکستن شمشیری ها در راه پله

 

خرابی در راه پله بتنی در اثر اجرا و طراحی نادرست راه پله

خرابی در دال و تیر مورب راه پله

 

خرابی در راه پله بتنی به علت اجرا و طراحی نادرست راه پله

انواع خرابی در دال بتنی راه پله

 

خرابی راه پله و سالم ماندن سازه(اجرای نادرست راه پله)

خرابی کامل راه پله علی رغم سلامت سازه اصلی

 

2-شکست پای پله در محل دال پاگرد

مشاهده خسارت زلزله های گذشته نشان می دهد در بخشی از تیر پله که ما بین دال شیبدار به سمت بالا و پایین قرار دارد، تنش های پیچیده ای تحت نیروهای جانبی ایجاد می شود که ترکیبی از خمش و کشش بوده و محلی برای بروز شکست می باشد.

شکست تیر پاگرد به علت اجرا و طراحی نادرست راه پله

شکست تیر پاگرد در محل اتصال به دال سقف

 

شکست تیر پاگرد به علت اجرای نادرست سازه

شکست تیر پاگرد به علت اجرا و طراحی نادرست راه پله

خرابی تیر پاگرد راه پله به علت اجرا و طراحی اشتباه

شکست تیر پاگرد

 

خرابی تیر پاگرد به علت اجرای نادرست راه پله

شکست تیر پاگرد

 

3- شکست ستون کوتاه در محل پاگرد

در اکثر ساختمان ها چون تیر پاگرد در ارتفاع ستون به آن متصل است، حد فاصل پاگرد تا سقف طبقه به یک ستون کوتاه تبدیل شده و نیروی برشی زیادی هنگام زلزله جذب می کند که در طراحی و محاسبات منظور نمی شود.  تمرکز نیروهای برشی در محل ستون های پاگرد به دلیل عملکرد مهاربند گونه دال پله رخ می دهد.

بخشی از خسارات وارده بر راه پله در زلزله های گذشته به این علت رخ داده است؛ به ویژه در مورد سازه های بتنی که از ظرفیت برشی کمتری در مقایسه با سازه های فولادی دارند و در زلزله دچار شکست ترد می شوند. در برخی موارد استفاده از خاموت ویژه در تمام ارتفاع ستون های پاگرد به عنوان یک راه حل مطرح می شود.

در راه پله ها نیز می توان ستون های اطراف راه پله که با پاگرد تلاقی دارند را نوعی ستون کوتاه محسوب کرد و در محاسبات لحاظ نمود.

اگر راه پله در خارج از سازه اصلی و بطور مجزا طراحی گردد ولی به دلیل ملاحظات معماری الزام به طراحی راه پله در فضای داخلی سازه و در اتصال با ستون های اصلی سازه باشد، باید اثر تیرهای پاگرد بر ستون ها در محاسبات مد نظر قرار بگیرد تا برش های ناشی از نیروی زلزله تهدیدی برای ستون ها ایجاد نکند.

 

شکست ستون کوتاه در پاگرد راه پله بتنی (اجرای نادرست راه پله)

شکست ستون کوتاه در پاگرد راه پله سازه بتنی

 

4- شکست کف پله

علاوه بر شکست هایی که در زلزله های گذشته به سازه پله و قاب پیرامون آن وارد گردیده است، شکست در بخش های غیر باربر مانند کف پله ها نیز مشاهده گردیده است. شکل زیر مربوط به ساختمان هلال احمر بم می باشد که دقیقا پس از زلزله می بایست به عنوان پایگاه بحران و امداد در سرویس باشد اما در اثر شکست کف پله ها، عملا امکان بهره برداری از ساختمان وجود ندارد.

 

شکست کف پله در زلزله بم به علت اجرای نادرست

شکست ساختار کف پله در ساختمان هلال احمر در زلزله 1382 بم

 

شکست رمپ پله به علت اجرای نادرست راه پله

 

شکست رمپ پله به علت اجرای نادرست راه پله

شکست رمپ پله به علت اجرای نادرست راه پله

5-شکست دیوارهای اطراف پله

شکست دیوارها چه به صورت درون صفحه ای و چه به صورت برون صفحه ای در زلزله های گذشته بسیار رخ داده است. دیوارهای اطراف راه پله نیز از این قاعده مستثنا نبوده اند. دیوارهای اطراف راه پله از جمله نقاطی است که می بایست هم در طراحی و هم در اجرای آن دقت مضاعفی صورت گیرد. با توجه به وجود قاب سازه در اطراف پله، دیوارهای پیرامون آن که به عنوان دوربند حریق اجرا می شوند، در عمل بصورت میانقاب عمل کرده و بسته به موقعیت راه پله در پلان می توانند پتانسیل پیچش در سازه را افزایش دهند. لذا بررسی این امر، در طرح و تامین مقاومت دیوارهای اطراف راه پله جهت حفظ عملکرد آن پس از زلزله از اهمیت  بالایی برخوردار است.

 

اجرای دیوار های اطراف راه پله در اثر اجرا و طراحی نادرست را پله

شکست مصالح سفت کاری در دیوار اطراف راه پله

 

خسارت وارده به دیوار اطراف راه پله در زلزله به علت ضعف در اجرای راه پله

خسارت وارده به دیوار اطراف راه پله در زلزله

6- شکست نازک کاری دیوارهای راه پله

وقوع هر گونه شکست در عناصر غیر سازه ای به کار رفته در راه پله عملکرد آن را تحت تاثیر قرار می دهد. از مهم ترین عناصر غیر سازه ای راه پله ها پس از کف پله، نازک کاری دیوارهای اطراف راه پله می باشد، به ویژه در شرایطی که دیوارها با سنگ پلاک پوشش داده می شود، دقت در حداکثر ابعاد سنگ ها، اجرای اسکوپ و پیچ و رول پلاک در پوشش دیوارها از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

شکست عناصر غیر باربر سازه ای اطراف راه پله در زلزله

شکست نازک کاری و عناصر غیرسازه ای راه پله در زلزله

7- خرابی خرپشته

تخریب خرپشته به وفور در زلزله های گذشته مشاهده شده است. علت برخی شکست ها، رزونانس یا همنوایی فرکانس خرپشته با سازه اصلی است که به دلیل عدم مدلسازی خرپشته در مراحل طراحی سازه رخ می دهد و علت وقوع برخی دیگر، ضعف اجرا و عدم کفایت مقاطع و اغلب اتصالات بکار رفته در تیر وستون های خرپشته می باشد.

خرابی خرپشته راه پله به علت مدلسازی نادرست

نمونه ای از خرابی خرپشته در زلزله 1382 بم

 

اثر راه پله بر رفتار لرزه ای ساختمان

راه پله از نظر سازه ای پس از عناصر باربر جانبی سازه (نظیر تیر، ستون و مهاربند)، در رتبه دوم قرار می گیرد در حالیکه هنگام خدمت رسانی در نقش اول ظاهر می شود؛ به این معنی که با حذف پله، سازه ناپایدار و تخریب نمی شود اما خدمت رسانی سازه مختل می شود.

اگر راه پله به سازه متصل باشد تا حدودی به صورت اعضای سازه ای عمل می کند. با توجه به سختی بالای این عنصر در مقابل نیروهای افقی، در مقایسه با قاب خمشی می تواند نیروهای بزرگی را جذب کرده و موجب تمرکز سختی مضاعفی در یک بخش سازه شود. با توجه به اینکه به صورت معمول راه پله در سازه مدلسازی نمی شوند، آثار آن در طراحی سازه قابل بررسی نمی باشد.

بر این اساس سه اثر اصلی ناشی از راه پله و یک اثر ناشی از خرپشته بر رفتار لرزه ای سازه قابل بررسی می باشد.که در ادامه به بررسی هریک پرداخته می شود.

الف) افزایش سختی

راه پله ها با توجه به جزئیات اجراییشان موجب افزایش سختی سازه در یک یا دو امتداد سازه می شوند، افزایش سختی خود باعث کاهش پریود سازه و افزایش نیروهای زلزله می گردد. همچنین افزایش سختی به معنای کاهش تغییرمکان های سازه نیز می باشد.

ب) وقوع پیچش

چنانچه پله با استفاده از تیر شمشیری اجرا شود، سختی پله به صورت مهاربند در امتداد طول آن موثر خواهد بود.

در شرایطی که پله با استفاده از دال بتنی اجرا شود علاوه بر سختی در امتداد طولی پله، سختی در امتداد عرضی ناشی از عملکرد دیوار برشی شیبدار راه پله نیز بر سازه تاثیر خواهد داشت.

با توجه به هندسه طرح معماری و سازه ساختمان، ممکن است ستون گذاری سازه در اطراف مجموعه پله و آسانسور منظور گردد و یا تنها راه پله را در بر بگیرد. به دلیل تراکم بالای اجزای باربر جانبی سازه و همین طور عملکرد مهاربند گونه یا دیوار برشی مانند رمپ راه پله، مرکز سختی پلان سازه از مرکز جرم آن فاصله گرفته و به سمت گوشه ای که دستگاه پله در آنجا قرار دارد، متمایل می شود.

در نتیجه ی این افزایش فاصله ما بین مرکز جرم و سختی، بازوی نیروی زلزله ی وارده بزرگتر شده و لنگر پیچشی مازادی به سازه وارد می شود. بر این اساس سه عامل زیر موجب افزایش سختی سازه، تغییر در توزیع سختی و ایجاد پتانسیل پیچش در سازه می گردد.

  • شمشیری و دال های شیبدار پله
  • نحوه ستون گذاری
  • تیرهای نسبتا کوتاه راه پله

در واقع مهم ترین تاثیر راه پله بر رفتار لرزه ای سازه، تاثیر روی مرکز سختی و افزایش پتانسیل پیچش در ساختمان می باشد. این اثرات به ویژه در شرایطی که راه پله به صورت نامتقارن در پلان قرار دارد دو چندان می شود.

پ) تمرکز نیرو در اعضای سازه

سختی ناشی از راه پله موجب تغییر نیروهای داخلی اعضای سازه از جمله نیروهای برشی و ممان های خمشی می شود. در ستون های متصل به پاگرد پله و همچنین تیر پاگرد، نیروهای برشی و ممان خمشی وارده به شدت افزایش یافته، در عوض نیروهای سایر اعضا کاهش می یابد.

 

ت) رزونانس خرپشته

علاوه بر آثاری که ساختار اصلی راه پله بر رفتار سازه دارد، بسیاری از خسارات ایجاد شده در زلزله های گذشته مربوط به خرابی خرپشته بوده است. از لحاظ دینامیکی علت این امر، نزدیکی بین ارتعاش خرپشته با ارتعاش سازه و ایجاد پدیده تشدید است. در این شرایط پریود خرپشته با پریود کل سازه برابر بوده و بخش عمده ای از ارتعاشات ورودی به سازه را خرپشته جذب کرده و تخریب می شود.

جهت جلوگیری از این پدیده لازم است پریود سازه در هر دو امتداد با پریود خرپشته مقایسه شود و طراحی به نحوی صورت گیرد تا این دو، فاصله قابل قبولی از هم داشته باشند. اگر پریود خرپشته در بازه 0.75 تا 1.25 قرار گیرد، خرپشته شدیداً تحریک خواهد شد. در این موارد از طریق تنظیم جرم و سختی سازه ی خرپشته می توان از پدیده تشدید جلوگیری کرد.

روش های رایج مدلسازی راه پله در ایتبس

عموماً طراحان در طراحی ساختمان­ها، پله ها و رمپ ها را مدل نمی کنند و یا درصورت مدلسازی، سختی خمشی خارج صفحه و سختی محوری آن ها را (با در نظر گرفتن المان های none) عدد کوچکی در نظر می­گیرند. همین اختلاف بین مدلسازی و اجرا را می توان علت اصلی تخریب رمپ راه پله ها دانست.

وقتی شما ساختمان را با فرض عدم سختی محوری و خمشی و یا عدم مدلسازی پله و رمپ طراحی می­نمایید، با توجه به جزئیات اجرایی متعارف و رایج پله­ها یا رمپ­ها، سختی محوری در واقعیت عدد کوچکی نیست،چون در زمان وقوع زلزله­های واقعی پله یا رمپ ها از خود سختی محوری نشان می­دهند، در ابتدای امر بخشی از نیروی لرزه ای را به صورت محوری جذب می­نمایند، اما از آنجایی که برای تحمل این نیروی محوری لرزه ای طراحی نشده اند، پله ها و رمپ ها در همان ابتدا آسیب می­بینند.

بعد از زوال پله و رمپ، توزیع نیروهای لرزه ای به فرض طراحی نزدیک می­شود و عملا ممکن است سازه اصلی خود آسیب نبیند ولی باید توجه داشته باشیم پله و رمپ های این سازه آسیب دیده است. آسیب رسیدن به پله ها به عنوان محل­هایی برای ایجاد ارتباط مابین طبقات مختلف و خارج ساختمان و همین طور نقطه تجمع و تخلیه ساکنین، ممکن است جان بسیاری از ساکنین را به خطر اندازد.

به عنوان نمونه برخی از ساختمان ها در زلزله بم رفتار سازه ای نسبتاً مناسبی از خود نشان دادند ولی به دلیل گسیختگی های وسیع در دستگاه پله، بطور مستقیم یا غیرمستقیم منجر به تلفات چشمگیری شدند.

مهندسان محاسب در طراحی سازه ها، در غالب موارد از مدلسازی راه پله صرف نظر کرده و آن قسمت از سقف را که راه پله در آن قرار دارد را مانند بقیه سقف تعریف نموده و صرفاً برای  محل راه پله بازشو در سقف تعریف می کنند.

عدم بررسی دقیق رفتار پله و عدم سخت گیری در طراحی پله در محاسبات توسط برخی مهندسین محاسب کشورمان نکته ای قابل تامل می باشد.

 لازم به ذکر است که عدم مدلسازی درست راه پله، جز در چند کشور که قوانین و مقررات ساختمانی، مهندس محاسب را مجبور به مدلسازی دقیق سیستم پله و یا در نظر گرفتن اثرات آن می کنند، در بسیاری از کشورهای دیگر هم چندان رعایت نمی شود که تخریب راه پله در عین حالی که خود سازه دچار آسیب جدی نشده است، نشان دهنده ی صحت این موضوع است.

          توصیه شده است که هرگز در حین وقوع زلزله از پله استفاده نکنید

پله ‌ها به دلیل اینکه نسبت به سایر اجزای سازه جرم معلق بیشتری دارند، فرکانس لرزشی متفاوت تری از کل سازه را در حین زلزله تجربه کرده و مجزا از بدنه اصلی سازه نوسان می‌کنند. در نتیجه احتمال برخورد پله‌ها با سایر اجزای سازه (مانند ستون های اطراف دستگاه پله) وجود دارد که گاهاً منجر به شکست سازه‌ای در پله می شوند. حتی اگر پله‌ها در حین زلزله تخریب نشده و آسیب جزئی دیده باشند، ممکن است در اثر وزن افراد در حال فرار و ضربه ی ناشی از دویدن آنان، فرو بریزد؛ لذا پله‌ها پس از وقوع زلزله هر چند که ساختمان آسیب زیادی ندیده باشد، باید از نظر ایمنی مورد آزمایش قرار گیرند.

 

سه روش مدلسازی و بارگذاری راه پله:

در اینجا تنها روش های بارگذاری راه پله بیان خواهد شد برای اطلاع بیشتر در این رابطه به مقاله بارگذاری راه پله مراجعه کنید.

  • مدلسازی به صورت یک صفحه واحد (دال بتنی ) و اعمال بار صفحه ای (shell load)
  • مدلسازی با رسم تیر نیم طبقه و اعمال بار نقطه ای (Point load)
  • مدلسازی سه بعدی راه پله با ترسم (مدلسازی) شمشیری در سازه فلزی و دالِ رمپ پله در سازه بتنی

 

  • مدلسازی به صورت یک صفحه واحد (دال بتنی ) و اعمال بار صفحه ای (shell load)

در این روش به دلیل بارگذاری صفحه ای و نادیده گرفتن بار پاگرد در تراز نیم طبقه و قسمت رمپ پله، این مدلسازی و بارگذاری راه پله از واقعیت فاصله دارد.

در این نوع بارگذاری که بیشتر در سازه های بتنی کاربرد دارد. رمپ پله که به صورت دال بتنی شیبدار اجرا می شود، علاوه بر ایجاد سختی در امتداد طولی پله (عملکرد بادبند مانند)، باعث ایجاد سختی مضاعف در امتداد عرضی پله که ناشی از عملکرد رمپ پله به صورت یک دیوار برشی شیبدار است، نیز بر سازه تاثیر خواهد داشت که موجب افزایش جذب نیروی زلزله در راه پله می گردد.

برای جلوگیری از جذب نیروی زلزله ناخواسته توسط راه پله می توان با اعمال نکات اجرایی خاص مانند ایجاد درز لغزشی در دو سر رمپ پله، استفاده از بالشتک یا تکیه گاه های لغزشی در محل های مختلفی از راه پله، استفاده از پله های پیش ساخته و … نسبت به جداسازی راه پله از سازه اقدام نمود تا نیروی جانبی جذب شده توسط پله به حداقل ممکن برسد. نمونه هایی از این تدابیر اجرایی را می توان در تصاویر و عکس های زیر مشاهده کرد:

 

 

کاهش خطای مدلسازی راه پله در ایتبس با استفاده از رمپ پیش ساخته راه پله بتنی

استفاده از رمپ پله بتنی پیش ساخته

 

 

کاهش خطای مدلسازی راه پله در ایتبس با استفاده از تکیه گاه لغزشی

استفاده از تکیه گاه لغزشی برای رمپ

 

 رمپ پله بتنی پیش ساخته

نمونه ای از رمپ پله پیش ساخته

 

نحوه اتصال رمپ پله پیش ساخته در سازه بتنی

نحوه اتصال رمپ پله پیش ساخته در سازه بتنی

 

 

اجرای رمپ پله بتنی پیش ساخته

اجرای رمپ پله بتنی پیش ساخته

جزئیات اتصال رمپ پله لغزشی

 

  • مدلسازی با رسم تیر نیم طبقه و اعمال بار نقطه ای (Point load)

در این روش با توجه به نوع سیستم باربر جانبی، نحوه ی بارگذاری متفاوت است.

اگر سازه قاب ساده به همراه مهاربند باشد، مدلسازی یا عدم مدلسازی (ترسیم یا عدم ترسیم) تیر نیم طبقه در وسط ارتفاع ستون، تفاوتی ایجاد نخواهد کرد به گونه ای که حتی در این مورد می توان بار را صرفاً و به طور مستقیم به ستون اعمال کنیم اما در این حالت طراحی نرم افزاری تیر نیم طبقه از دست می رود.

در این روش باید مدنظر داشت که طول مهارنشده ستون به علت اتصال تیر نیم طبقه به آن، کمتر از ستون عادی است و در صورتی که تیر مدلسازی نشود باید طول مهارنشده را در نرم افزار اصلاح نمود.

در سازه قاب خمشی باید تیر نیم طبقه در وسط ارتفاع طبقه مدل شود و از اعمال بار به ستون ها جلوگیری شود. دلیل این توصیه این است که در قاب خمشی، تیر هم بار ثقلی و هم به دلیل اتصال گیردارش با ستون، بار جانبی تحمل می کند. ولی در قاب مفصلی، تیر فقط تحت بارهای ثقلی قرار دارد و لنگری از ستون دریافت نمی کند و متقابلاً لنگری را نیز به ستون تحمیل نمی کند؛ درنتیجه تاثیری در طراحی المان های قاب مفصلی ندارد و صرفاً طراحی آن تیر برای بار ثقلی که روی ان اعمال شده را از دست می دهیم.

در رابطه با نحوه بارگذاری در این روش نیز لازم به ذکر است که بارگذاری از نوع نقطه ای می باشد. به این صورت که محلی را که راه پله در آن قرار دارد، به دو قسمت تقسیم کرده و بار مرده و زنده آن را را به 4 نقطه اعمال می کنیم.

 

مدلسازی راه پله در ایتبس

 

 

  • مدلسازی سه بعدی راه پله با ترسم (مدلسازی) شمشیری در سازه فلزی و دالِ رمپ پله در سازه بتنی

در روش سوم مدلسازی راه پله اسکلت فلزی باشد می توان تیر های موربی را تحت عنوان شمشیری و جهت واقعی شدن رفتار سازه راه پله در نظر گرفت. نکته قابل توجه در این روش این است که در صورت ترسیم شمشیری ها در ایتبس این المان ها را به صورت بادبند (Bracing) در نظر می گیرد. برای حل این مشکل باید در نرم افزار ایتبس جنس شمشیری ها را به صورت المان none در نظر بگیرید تا نرم افزار از سختی خمشی آن ها صرف نظر کند.

از آن جایی که در سازه های فولادی اتصال دستگاه پله به سازه و اتصال المان های دستگاه پله (مانند اتصال شمشیری به تیر نیم طبقه) از نوع مفصلی می باشد، تمرکز نیروی برشی ناشی از زلزله بحث برانگیز نیست پس می توان سختی تیرهای شمشیری را در مدلسازی در نظر گرفت و از آن برای توزیع سختی و کاهش فاصله بین مرکز سختی و مرکز جرم، جهت جلوگیری از پیچش در سازه استفاده کرد.

دقت شود که در سازه بتنی عملاً تیرهای شمشیری وجود خارجی ندارند و باید دال پله به صورت مورب و صفحه ای مدلسازی و طراحی شود.

در این روش مدلسازی که جدید ترین نوع مدلسازی می باشد، شکل راه پله به صورت سه بعدی در نظر گرفته شده و بار هر بخش به صورت جداگانه در هر قسمت به صورت صفحه ای اعمال می گردد. ایرادی که می توان به این روش گرفت زمان بر بودن ترسیم سه بعدی راه پله ها در ایتبس می باشد.

نکات اجرایی برای کاهش خسارات راه پله

ساده ترین راه حلی که به نظر می­رسد، آن است که سختی محوری پله ها و رمپ ها در مدل دیده شود و پله ها و رمپ ها برای اثر نیروهای لرزه ای محوری نیز طراحی شوند.  اما مشکل اساسی که این راهکار دارد آن است که چون پله ها و رمپ­ها ممکن است در نواحی گوشه ساختمان و یا در سایر نواحی باشند و جانمایی آن در دست طراح سازه نیست، وجود سختی مازاد ناشی از سختی محوری پله ها و رمپ­ها، باعث ایجاد پیچش در پلان سازه شده و عملکرد سازه را دور از رفتار مورد انتظار طراح کند و در صورت مدلسازی دستگاه پله در سازه ممکن است المان ها بسیار سنگین تر بدست آیند. البته در شرایطی که دور دستگاه پله دیوار برشی بتنی قرار گیرد، این مشکل تا حد زیادی مرتفع می گردد .

برای رفع این مشکل در مدلسازی می توان سازه را با همان فرضیات ساده و مرسوم پیشین یعنی عدم لحاظ سختی محوری پله ها و رمپ ها و یا عدم مدلسازی آن ها در مدل اصلی، طراحی نمود ولی در جزئیات اجرایی، مکانیزم و تدابیر اجرایی خاصی تعبیه نمود که رمپ یا پله سختی محوری از خود نشان ندهد و در حین زلزله نیرو جذب نکند  ارائه چنین جزئیات اجرایی برای پله ها یا رمپ ها در اسکلت فولادی به سادگی امکان پذیر است؛ زیرا اتصال شمشیری های پله به تیر نیم طبقه معمولاً به صورت مفصلی می باشد که در نتیجه ی آن دستگاه پله سهمی از بار لرزه ای زلزله نخواهد برد. اما در سازه های بتنی نیازمند دقت نظر و فکر مهندسی است و جزئیات اجرایی پیچیده تری به نسبت اسکلت فولادی دارد که جزئیات آن مورد بررسی قرار گرفت.

 

نکات اجرایی لازم برای کاهش خسارات دستگاه راه پله

  1. یکی از نکات اجرای راه پله هایبتنی که گاهاً فراموش می شود این است که در حین اجرای سقف،  باید میگلرد­های انتظار در دو ردیف (به عنوان میلگرد انتظار مش بالا و پایینِ دال پله)، تعبیه شود.

با اجرای میلگردهای راه پله، در سقف بعدی، میلگردهای انتظار به میلگردهای انتظار سقف زیرین بافته می شوند. به طور کلی در اجرای دال های بتنیِ سازه ای، همواره باید دو ردیف میلگرد به صورت شبکه (مِش) در بالا و پایین استفاده گردد. همانطور که در تصویر زیر می بینید، بوسیله قطعات چوب، فاصله بین دو ردیف ثابت نگه داشته شده است.

 

میلگردهای انتظار دال راه پله بتنی

میلگردهای انتظار دال پله

 

طول میلگرد انتظار نیز باید با توجه به مقادیر نقشه و ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعیین شود. به لحاظ تجربی، طول میلگرد انتظار را معمولاً ۱۰۰ تا ۱۲۰ سانتی متر در نظر می گیرند.

 

  1. غالب مهندسین اجرای راه پله با کمتر از ۴ ستون توصیه نمی کنند؛ زیرا که معمولاً در اغلب موارد طراحی اجزای راه پله مدل نشده و فقط بارهای ناشی از آن در مدلسازی دیده می شود، از همین رو مهندسین ترجیح می دهند اتصال راه پله به سازه از طریق ستون ها (که دارای اتصال مطمئن و ایمن هستند) تامین شود و نه از طریق روش های جایگزین (نظیر استفاده از دوبل تیرچه یا تعبیه تیرهای فرعی).

در این حالت، تیر پاگرد و شمشیری ها باید به صورت طره ای (کنسولی) اجرا گردد. با توجه به بارهای قابل توجه راه پله و تنش های بزرگ تبادل شده بین اعضای سازه ای درگیر، در طراحی و اجرای این کنسول ها بایستی بند 1-4-3 از ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ زلزله، مبنی بر دوری کردن از اجرای طره های بزرگتر از ۱٫۵ متر، مهندسان طراح بایستی در طراحی طره های پاگرد توجه کافی داشته باشند.

 

  1. تیر نیم طبقه باید همزمان با قالب بندی ستون ها اجرا شود. این نیز یکی از نکات اجرای راه پله است که گاهاً پیمانکاران تازه کار تعبیه میلگردهای تیر نیم طبقه در داخل ستون را فراموش می کنند. این مسئله در اجرای سقف اول بسیار شایع تر است.

در صورت فراموشی این مورد توسط اکیپ اجرایی، بعد از بتن ریزی و باز کردن قالب ها متوجه آن شده که در این مرحله مجبورند برای اتصال به ستون ها قسمت هایی از آن را تخریب کنند و علاوه بر این که مخالف صریح بندهای آیین نامه مبحث نهم مقررات ملی ساختمان بوده، باعث ضعیف شدن و ایجاد ترک در سایر قسمت­های سازه می­شود که توصیه می شود برای رفع این مشکل، از روش های کاشت میلگرد در بتن با استفاده از چسب های مخصوص و توسط افراد مجرب بهره برده شود.
برای ستون­هایی که تیر نیم طبقه (پاگرد) پله به آن ها متصل است، از خاموت ویژه در تمام ارتفاع ستون استفاده شود تا از شکست برشی ستون (پدیده ستون کوتاه) جلوگیری شود.

 

مراحل اجرای راه پله

یک مهندس بایستی بتواند حالت کلی راه  پله ساختمان را به خوبی در ذهن خود تصور نموده و در اجرای آن به شکل درست و استاندارد تلاش کند. با در نظر گرفتن کیفیت نسبتاً پایین اجرای سازه در کشورمان، اجرای پله به صورت اصولی امری نسبتاً دشوار بوده و تنها به کمک نیروی اجرایی بسیار با تجربه و حرفه ای میسر است. تصویر زیر مربوط به اجرای پله ی دو رمپ در اسکلت فولادی می باشد که در ادامه روش اجرای این پله را به صورت کامل شرح خواهیم داد:

جزئیات سه بعدی شمشیری راه پله دو طرفه

جزئیات سه بعدی شمشیری پله دو طرفه

 

  1. بر روی دیواری که قرار است پله ها در مجاور آن اجرا گردند، یک لایه اندود گچ به صورت مورب با زاویه شیب پله و عرض تقریبی ۵۰ سانتی متر کشیده می شود. این لایه تنها برای علامت گذاری بهتر روی دیوار است و از این رو نیازی به ضخامت چندان زیاد و یا اجرای دقیق ندارد.نحوه ی اجرای شمشیری پله
  2. در مرحله دوم خط کردن پله، ما می بایست کف تمام شده ساختمان یا نقطه ۰٫۰۰ را مشخص کنیم. سپس به کمک مداد قرمز یا ماژیک روی آن علامت گذاری می نماییم. این نقطه، نقطه ی شروع خط کردن پله خواهد بود.گام به گام نحوه ی اجرای راه پله در ساختمان
  3. حال که نقطه ی شروع مشخص شد، به کمک تراز دستی یک خط عمودی از نقطه شروع رسم نموده و به اندازه ارتفاع نخستین پله روی خط عمودی جدا می کنیم. بدین صورت سطح ارتفاعی اولین راه پله به دست خواهد آمد.گام به گام اجرای راه پله اسکلت فلزی

۴. به کمک تراز دستی از نقطه به دست آمده یک خط افقی رسم نموده و به اندازه اولین کف پله از آن جدا می نماییم.

مرحله به مرحله اجرای راه پله

۵. همانند دو مرحله ی پیشین، بقیه ارتفاع ها و کف پله ها را مشخص نموده تا به کف تمام شده پاگرد برسیم.

۶. پس از مشخص شدن کف و ارتفاع تمامی پله ها، به کمک یک شمشه با رسم یک خط مورب، لبه زیر تمامی پله ها را به یکدیگر متصل خواهیم نمود.

نحوه ی اجرای شمشیری پله

۷. در گام بعدی به موازات خط رسم شده، خط دیگری به فاصله ارتفاع تیرآهن (یا همان نمره تیرآهن، مثلا 16 سانتی متر برای تیرآهن IPE160) مورد استفاده برای شمشیری، رسم خواهیم کرد. بدین صورت محل به کارگیری تیرآهن مشخص خواهد شد.

اجرای راه پله اسکلت فلزی

 

پس از انجام گام­ های هفت گانه بالا، محل قرارگیری شمشیری مشخص گردید. با انجام این موارد، کار برای اجرای شمشیری بسیار آسان گشت. در مرحله اجرای راه پله، می بایست اول تیرآهن شمشیری به صورت مناسب و استاندارد ایجاد گردد. با توجه به وجود دو شکستگی در این تیرآهن، می بایست زاویه این شکستگی ها به صورت مناسب رعایت گردد. برای این منظور، معمولا بایستی از الگو (شابلون) استفاده شود.

 

نحوه ی اجرای انواع راه پله در سازه بتنی

قبلا  بارگذاری راه پله در نرم افزار ایتبس را فراگرفتیم. ولی قدم قبل از بارگذاری، انتخاب فرم مناسبی برای اجرای راه پله می باشد.

1- یکی از پرکاربردترین روش های اجرای راه پله خصوصا زمانی که در پروژه دیوار برشی داشته باشیم تصویر زیر می باشد. همانطور که در تصویر مشخص است برای اجرای راه پله از دیوار برشی ریشه گرفته شده و رمپ ها بر روی آن اصطلاحا سوار شده است. ایرادی که می‌توان به این فرم اجرایی گرفت این است که راه پله بر عملکرد لرزه ای ساختمان تاثیر گذار است.

 

اجرای راه پله بتنی

ریشه گرفتن از دیوار برشی برای اجرای راه پله

 

2- نوع دیگری که می توان از آن استفاده کرد دیوارک بتنی است. در این حالت بر خلاف حالت قبلی که رمپ به دیوار برشی متصل می‌شد، رمپ را به یک دیوار دیگر متصل می کنیم.

 

اجرای راه پله بتنی

دیوارک بتنی

3- نوع دیگر استفاده از دستک یا کنسول است. همانطور که در دو تصویر زیر مشاهده می کنید کنسول هایی از ستون ها گرفته شده است.

 

اجرای راه پله بتنی

استفاده از کنسول یا دستک برای اجرای راه پله

 

 

منابع

  1. کافی, محمد علی و ابوالفضل رادفر، ۱۳۹۱، تاثیر مدلسازی دستگاه پله بر عملکرد غیر خطی قابهای خمشی فولادی، سومین کنفرانس ملی سازه و فولاد و اولین کنفرانس ملی سازه های سبک فولادی (LSF)، تهران، انجمن سازه های فولادی ایران.
  2. فلاحی, سعید و مهدی علیرضایی، ۱۳۹۳، بررسی عملکرد لرزهای راه پله در ساختمانهای بتنی، همایش ملی معماری، عمران و توسعه نوین شهری، تبریز، کانون ملی انجمنهای صنفی مهندسان معمار ایران.
  3. هاشمی, سیده وحیده و عباسعلی صادقی، ۱۳۹۶، بررسی پدیده ستون کوتاه در سازه ها، چهارمین کنفرانس بین المللی عمران،معماری و توسعه اقتصاد شهری، شیراز، موسسه آموزشی مدیران خبره نارون.
  4. نوری فرد, آزاده ، تابش پور, محمدرضا و مهدی زاده سراج، فاطمه،1395 ، خسارات لرزه ای ناشی از نادیده گرفتن راه‌پله در طراحی و اجرای ساختمان ها، نشریه پژوهشنامه ی زلزله شناسی ومهندسی زلزله، شماره 4.
  5. استاندارد 2800،ایین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله ، ویرایش4
  6. راهنمای مدلسازی ایتبس در سازه های بتنی،مرکب و فولادی
  7. بسطامی، مرتضی(1390 الف)-اثر مدلسازی دستگاه پله های دوطرفه در سازه های بتن ارمه
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: 11,561 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
نظرات کاربران
  1. Rogy60mehrvarz@gmail.com

    عالی بود

    پاسخ دهید

دانلود رایگان 3 ایبوک پر فروش سبزسازه

اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک ساخت مقاطع مرکب فولادی در ایتبس، طراحی کف ستون در ایتبس و تحلیل و طراحی تیر پیوند را در ایمیلتان دانلود کنید.
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link

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

دریافت تخفیف 50.000 تومانی
عجله کنید! پیشنهاد رو به اتمام است