مرجع دانلود مقاله , تحقیق و جزوه های دانشگاهی
دسته بندی محصولات

دانلود مقاله عمران بارگذاری ساختمان

دانلود مقاله عمران بارگذاری ساختمان

 

 

 

 

 

 

دانلود مقاله عمران بارگذاری ساختمان

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

 

گفتار نخست.. 2

شناخت بارها و سامانه‌هاي انتقال بار و تعاريف.. 2

1-1) كليات.. 2

1-2) معرفي انواع بارها 3

1-3) مباني احتمالاتي بارگذاري سازه: 11

1-4) تعاريف سازه‌اي.. 18

قاب‌ها: 29

شكل‌پذيري: 31

سيستم مهاربندي افقي: 32

گفتار دوم. 33

بارهاي مرده (Dead load) 33

2-1) كليات.. 33

2-2) بار مرده سقف‌ها 34

2-3) بار تيغه‌ها و جداگرها (Partition Loading) 42

2-4)‌ بار مرده پله‌ها 44

گفتار سوم. 48

بارهاي زنده (Live loads) 48

3-1) كليات.. 48

3-2) بار زنده كف‌ها: 49

3-3) اثر بدترين آرايش سربارهاي زنده 56

3-4) بارهاي وارد بر دست‌اندازها، نرده‌ها، جان‌پناه بام‌‌ها و حفاظ پاركينگ‌ها. 58

3-5) شيوه اعمال بار خودروها و وسايل نقليه (بر اساس آيين‌نامه 519) 60

3-6) كاهش سربارهاي زنده 62

3-7) سربارهاي ضربه‌اي.. 67

3-8) بارهاي حين اجراي ساختمان: 75

3-9) نمونه‌ها 76

3-10) تمرين‌ها 88

گفتار چهارم. 95

بار برف (Snow load) 95

4-1) كليات.. 95

4-2) بار برف بام‌ها 96

گفتار پنجم. 105

بارگذاري باد (Wind load) 105

5-1) كليات.. 105

5-2) بارهاي ناشي از اثر باد 106

5-3) فشار و نيروي موثر باد بر ساختمان‌ها و ساير سازه‌ها 110

5-4) ضوابط عمومي طراحي سازه براي باد 120

5-5) نمونه‌ها 121

5-6) تمرين‌ها 127

پيوست شماره 1: 131

جرم مخصوص مواد و جرم واحد مصالح و اجزاي ساختمان. 131

پيوست شماره 2. 139

بار زنده كف انبارهاي اجناس.. 139

پيوست شماره 3. 143

روش تحليلي ديناميكي محاسبه بار باد در ساختمان‌هاي خاص... 143

 

گفتار نخست

شناخت بارها و تعاريف سامانه‌هاي انتقال بار و بارگذاري 

1-1) كليات

سازه‌هاي عمراني به عنوان يك فرآورده توليدي و صنعتي با كاربرد مشخص بوده كه با توجه به نوع كاربري و استفاده موردنظر، بارهاي مشخصي به آن وارد مي‌شود. اين سازه عمراني اگر پل باشد، مطمئناً بارهاي وارده بر آن با يك سد يا ساختمان مسكوني متفاوت خواهد بود. در پل بار اصلي وارده بر سازه آن، علاوه بر وزن پل، وزن خودروهاي عبوري و همچنين بار فشار سيلاب‌ها مي‌باشد، در حالي كه در سدها بار اصلي، فشار آب پشت سد و خطرات ناشي از لرزش‌هاي زمين لرزه مي‌باشند. در يك ساختمان كه كاربري مسكوني دارد، نيز مقادير بارهاي اصلي با ساختماني كه كاربري درماني يا تجاري دارد، متفاوت خواهد بود.

به عنوان يك تعريف كلي، بارگذاري تعيين حداكثر بار وارد بر يك سازه در مدت سن سودمندش با ريسك و خطر قابل پذيرش مي‌باشد. بطور كلي سازه‌هاي موجود را به سه دسته مي‌توان بخش كرد كه عبارتند از:

1. سازه‌هاي عادي و رايج، ساختمان‌هاي مسكوني، بيمارستان‌ها، مدارس و ... بوده و داراي حداقل سن 50 سال مي‌باشد. در اين نوع سازه‌ها، ريسك و خطر قابل قبول بين 10-5% است، احتمال خطا و اشتباه در بارگذاري و تعيين بار اين نوع سازه‌ها تقريباً نزديك به صفر مي‌باشد، چرا كه به وفور ساخته شده و بارها تا اندازه‌ زيادي شناخته مي‌شوند.

2. سازه‌هاي صنعتي نظير ساختمان‌هاي كارخانه‌ها، سوله، دكل‌هاي انتقال برق و ... بوده و داراي حداقل 25 سال سن مي‌باشند. در اين دسته از سازه‌ها ريسك و خطر قابل قبول بين 1-5/0% است و احتمال خطا در بارگذاري و تعيين بار اين نوع سازه‌ها تا اندازه‌اي وجود دارد.

3. سازه‌هاي عمراني نظير سدها، پل‌ها، اسكله‌ها و .. بوده و داراي حداقل سن 200-50 سال مي‌باشند. در اين دسته‌ از سازه‌ها ريسك قابل قبول بين 1-5/0% است و با نظر به اينكه با توجه به شرايط ساختگاهي (به ويژه در سدها) نوع بارگذاري، طراحي و محاسبات متغير بوده و به شدت تاثيرپذير است، از ضرايب اطمينان بالايي در تعيين بارها استفاده مي‌شود.

1-2) معرفي انواع بارها

بارهاي وارده بر سازه با توجه به منبع و منشاء انتشار بارها و رفتارها و تغييرات آنها دسته‌بندي مي‌شوند. به هرحال، با توجه به جميع شرايط دسته‌بندي زير را مي‌توانيم براي بارها داشته باشيم:

  1. بار مرده (Dead Load):

اين نوع بار به دليل ثابت بودن مقدار آن تا انتهاي سن و عمر سازه به اين نام ناميده مي‌شود. وزن اجزاي سازه‌اي نظير سقف، تير و ستون‌ها، تيغه‌بندي، كف‌سازي‌ها و ... به عنوان بار مرده شناخته شده‌اند و مي‌توان اين اجزا را با توجه به ابعاد هندسي و وزن حجمي و جزئيات اجرايي و فني آنها با بهره‌گيري از جداول وزن مصالح كه در مبحث مقررات ملي ساختمان ارائه شده است، بدست آورد.

در تعيين اين بار، بويژه در سازه‌های رايج مسكوني بايد دقت زيادي داشت و دليل آن نيز سهم زياد اين نوع بار در كل بارهاي وارده بر سازه مي‌باشد. شيوه و روش محاسبه اين نوع بار در گفتار دوم ارائه خواهد شد.

  1. بار زنده (Live Load ):

بار زنده يا سربار در بيشتر مواقع با توجه به نوع كاربري سازه مشخص شده و به دو گونه كلي ايستا و ضربه‌اي دسته‌بندي مي‌شود. براي نمونه بار زنده در ساختمان‌هاي مسكوني در حالت ايستا، وزن انسان‌ها و بارهاي متغير وارده بر سازه مسكوني بوده و در حالت ضربه‌اي، وزن آسانسور يا بالابر مي‌باشد. مطمئناً خوانندگان درنظر خواهند داشت كه بار زنده يك پل با بار زنده يك سد متفاوت است.

  1. بارهاي حين ساخت (As Built Load):

بارهاي حين ساخت با توجه به روش اجرا و مراحل اجرايي سازه تعيين مي‌شوند. در بسياري از مواقع در ساخت و سازها‌، بارهاي حين ساخت بيش از بارهاي بهره‌برداري سازه بوده و ضرورت دارد كه طراحي سازه براي اين حالت بار و اين نوع بارگذاري بررسي شود. در اجراي پل‌ها، از جراثقال‌هايي استفاده مي‌شود كه وزنشان بيش از وزن و بارهاي حالت بهره‌برداري مي‌باشد.

 در ساختمان‌هاي مسكوني نيز بايد دال و سقف براي محل‌هاي دپوي مصالح (گچ، سيمان و ماسه) طراحي و كنترل شود.

  1. بار برف (Snow load):

بار برف مربوط به سقف‌هاي پوشاننده ساختمان بوده و با توجه به شرايط جغرافيايي محل ساختمان متغير مي‌باشد. مطمئناً در مناطق برف‌گير و كوهستاني، بار برف بيشتر و در مناطق گرم و كويري بار برف بسيار كم مي‌باشد. در اين رابطه مبحث ششم، مقررات ملي ايران نقشه پهنه‌بندي ريزش برف را تهيه نموده است.

  1. بار يخ (Ice load):

در مناطق سردسير، احتمال يخبندان آب در بعضي سازه‌هاي خاص مي‌باشد كه بايد درنظر گرفته شود.

  1. بار باد (Wind load):

منشاء باد، تغييرات آب و هوايي مي‌باشد. در بسياري از حالت‌ها، باد همراه با آب بوده و اثرات فرسايشي آب نيز بايد  درنظر گرفته شود. بار باد تحت عنوان فشار ناشي از وزش باد نيز بيان شده و مقدار فشار باد به صورت يك نمودار در سطح زمين كمتر و در ارتفاع بيشتر مي‌شود. همچنين سرعت و فشار باد در مناطق شهري با ساختمان‌هاي بلند كمتر از فشار باد در دشت باز و يا در ارتفاع خواهد بود. فرمول‌هاي زير را مي‌توانيم جهت رابطه بين فشار باد و سرعت آن بنويسيم:

P=1/2ρ.v2

P=0.00256v2 lb/ft2

P=0.0625v2 kg/m2

P: فشار                    v: سرعت جابجايي                        ρ: جرم مخصوص هوا

سرعت باد در سطح زمين، كمتر از ارتفاع بوده و با رابطه زير تغيير مي‌كند.

 

 

نمايه (1-1): نمودار تغيير سرعت باد با ارتفاع

بار باد در ايران، جزء بارهاي مهم براي برخي مناطق و بعضي از انواع ساز‌ه‌ها مي‌باشد. سازه‌هاي سبك يا سازه‌هاي با سقف سبك ضروري است براي بار باد كنترل شوند. اجزاي غيرسازه‌اي نظير تيغه‌هاي رو به باد، دودكش‌ها، نرده‌ها، ديوارهاي محوطه و حياط‌سازي و ... از مواردي مي‌باشند كه بايد به صورت مستقل از سازه بررسي شوند. در گفتار پنجم توضيحات مفصلي در ارتباط با بار باد داده خواهد شد.

  1. بار زلزله (Earthquake load):

زلزله و زمين لرزه، پديده‌اي طبيعي است كه پيامد سرد شدن كره زمين مي‌باشد. كره زمين داراي هسته‌اي مذاب و پوسته‌اي سرد و سخت شده است كه ضخامت اين پوسته در نقاط كوهستاني به 20 كيلومتر و در  نقاط قعر اقيانوس‌ها به 5 كيلومتر مي‌رسد. در واقع پوسته زمين از صفحات و تكه‌هاي جدا از هم تشكيل شده و به فصل مشترك اين صفحات و تكه‌ها گسل (Fault) گفته مي‌شود. گسل‌ها خود به دو دسته فعال و غيرفعال تقسيم مي‌شوند. گسل‌هاي فعال عموماً به گسل‌هايي گفته مي‌شود كه در دوازده‌ هزار سال گذشته فعاليت داشته و لايه‌هاي آبرفتي زمين از فعاليت آنها تاثير پذيرفته است.

بطور كلي بايد  از احداث ساختمان تا فاصله 5 كيلومتري در مجاورت گسل‌هاي فعال و محل‌هايي كه امكان بوجود آمدن شكستگي در سطح زمين هنگام زلزله وجود دارد، اجتناب شود و تا فاصله 50 كيلومتري از گسل، خطر لرزه‌خيزي بالايي براي ساختمان درنظر گرفته مي‌شود.

در كل‌ باري به نام بار زمين‌لرزه وجود نداشته و زمين‌لرزه فقط در ساختمان ايجاد لرزش نموده شتاب و تغيير شكل‌هايي در آن ايجاد مي‌كند كه حاصلضرب جرم در شتاب زلزله (mag)، نيروي زلزله مي‌باشد. بار زلزله، وابسته به سه عامل اصلي فاصله ساختمان تا كانون زلزله، جنس خاك بستر ساختمان و ويژگي‌هاي ديناميكي سازه ساختمان مي‌باشد.

در كل، در زمين‌هايي كه ممكن است بر اثر زلزله ناپايداري ژئوتكنيكي نظير روانگرايي در خاك‌هاي ماسه‌اي سست، نشست زياد، زمين لغزش، سنگ ريزش يا پديده‌هاي مشابه ايجاد گردد و يا در زمين‌هاي متشكل از خاك رس سست و ماسه‌اي اشباع بايد امكان ساخت و شرايط لازم براي ساخت بنا با بهره‌گيري از مطالعات ساختگاه و آزمايش‌هاي ويژه بررسي گردد.

در رابطه با محاسبه بار زمين‌لرزه، آيين‌نامه 2800 زلزله مورد استفاده قرار گرفته و در ارتباط با نحوه محاسبه بار زلزله نيز در درس مهندسي زلزله بحث و بررسي بيشتري صورت مي‌گيرد.

  1. بار حرارتي (Termal load):

مصالح ساختماني مورد استفاده در ساختمان‌ها، داراي انبساط طولي و عرضي در اثر حرارت و گرما مي‌باشد. هنگامي كه بر فرض مثال، يك تيرآهن فولادي از دو انتها بسته شده باشد، به دليل عدم توانايي در تغيير شكل‌هاي گرمايي، داراي تغيير شكلي برابر ∆L=λL∆t خواهد بود، در حالي كه عملاً‌ به دليل بسته بودن، =0∆ مي‌باشد. بنابراين در اين حالت نيروي p در اين تيرآهن ايجاد خواهد شد كه مي‌توان آن را از رابطه  بدست آورد. يعني:.

نيروها‌ و بارهاي حرارتي اكثراً در ساختمان‌هايي كه داراي طول زيادي مي‌باشند، ايجاد مي‌شود. به همين دليل با توجه به طول اين ساختمان‌ها و شدت گرمايي محيط سعي مي‌‌شود بين طول‌هاي 50-30 متر حتماً يك درز جدايش و گرمايي درنظر گرفته شود. اندازه اين درز بين 10-3 سانتيمتر بوده و به آن Expansion joint نيز گفته مي‌شود.

در محل درز جدايش، ضروري است دو ستون كنار هم و با فاصله درز جدايش درنظر گرفته شود كه در شكل زير اين مطلب به روشني نمايش داده شده است:

نمايه (1-2): نمايشي از درز انبساط يا اجرايي در دو ستون كنار هم

نوع ديگر بار گرمايي، بار گرمايي عرضي يا گراديان گرمايي مي‌باشد. اين بار در سازه‌هاي ضخيمي كه در معرض تابش و نور مستقيم آفتاب قرار دارند، رخ مي‌دهد. در اين سازه‌ها سطح در معرض نور آفتاب، داراي درجه گرمايي 60 درجه سانتيگراد در وسط روز و سطح زيرين داراي درجه گرماي 30 درجه سانتيگراد بوده و اين اختلاف درجه گرما، در صورت بسته بودن سازه، مطمئناً ايجاد تنش‌هاي گرمايي در عضو و سازه خواهد نمود.

نمونه روشن اين پديده را مي‌توان در شاه‌تيرهاي اصلي پل‌ها ديد. اين شاه‌تيرها در وسط روز در صورت بسته بودن از دو سر شاه‌تير مطمئناً متحمل تنش‌هاي اضافي خواهند شد. نمايش اين حالت در شكل زير ارائه شده است.

نمايه (1-3): نمايشي از تغييرات حرارت در يك پل (گراديان گرمايي)

به همين جهت ضرورت دارد در دو انتهاي شاه‌تير پل‌ها از درزهاي جدايش گرمايي بين تيرنشيمن‌ شاه‌تير و شاه‌تير (Girder) استفاده نمود.

  1. بارهاي ناشي از فشار آب و رانش خاك:

خاك و آب به دليل نداشتن ايستايي، روي بدنه و جداره ظروف نگهدارنده آنها فشار وارد مي‌كنند. اين جداره از نظر سازه‌اي مي‌تواند ديواره حايل نگهدارنده حجم مشخصي از خاك، ديواره زيرزمين‌ها، ديواره استخر و ... باشد. فشار خاك با توجه به مشخصات مكانيكي آن تعيين شده و در هر حالت نبايد كمتر از فشار مايع، معادل با وزن مخصوص 500 دكانيوتن بر مترمكعب باشد. در صورتي كه خاك مجاور ديوار در معرض سربارهاي متحرك يا ثابت قرار گيرد، تاثير اين سربارها در افزايش ميزان فشار پشت ديوار حايل بايد در محاسبات درنظر گرفته شود.

براي محاسبه فشار آب از رابطه   استفاده مي‌شود.

(الف)                                         (ب)

نمايه (1-4):   الف) نمايشي از فشارهاي وارده توسط آب

ب) نمايشي از فشارهاي فعال و غيرفعال خاك

در محاسبه فشار خاك، ضرايب Kp, Ka نيز وارد محاسبات مي‌شود. نحوه محاسبه Kp, Ka و انواع روش‌هاي محاسبه و طراحي ديوارهاي حائل در دروس مهندسي پي بررسي مي‌شود.

در كل براي طراحي ديوارهاي حايل و شالوده‌هاي آنها ضرايب اطمينان در مقابل واژگوني و لغزش پي به ترتيب برابر با 75/1 و 5/1 در نظر گرفته می شود.

البته بايد درنظر داشت كه در بسياري موارد، تراز آب زيرزميني، بالاتر از كف زيرزمين بوده و اثر آن بايد در محاسبه فشار وارد بر ديوار ديده شود و در اين موارد  بايد براي فشار خاك با وزن مخصوص خاك غوطه‌ور و اشباع، همراه با فشار كامل ايستايي آب زيرزميني طراحي شود. در طراحي كف زيرزمين در اين حالت، اثر فشار بركنش آب زيرزميني (Uplift) بايد به صورت فشار كامل ايستايي بر تمام كف درنظر گرفته شود. اين فشار بايد بر اساس اختلاف تراز زيركف نسبت به بالاترين تراز آب زيرزميني محاسبه شود. ضريب اطمينان موجود در مقابل فشار بركنش كف، حداقل برابر5/1 درنظر گرفته مي‌شود.

نمايه (1-5): نمايش فشار بركنش كف زيرزمين ناشي از آب زيرزميني (uplift)

  1. بارهاي انفجاري:

اتاق‌هاي كنترل مهم (نظير كنترل شيرهاي نفت، كنترل مركزي نيروگاه‌ها و ...) و پناهگاه‌هاي هنگام جنگ در برابر انفجار بايد مقاوم و پايدار باشند. در تعيين بارهاي انفجاري از استاندارد US.ARMY-TM5 استفاده مي‌شود. به عنوان نمونه براي اتاق كنترل، باري معادل انفجار 250Ib مواد منفجره به فاصله 50 فوت (15 متري) براي بارگذاري و تحليل استفاده مي‌گردد:

 

 

 

*

 

نمايه (1-6): نمايش چگونگي اعمال بارهاي انفجاري بر اتاقك

در جزيره خارك جهت تاسيسات و اتاق‌هاي كنترل لوله‌هاي نفتي از فاصله انفجاري برابر 8 متر جهت مواد منفجره استفاده شده است و حتي‌الامكان به صورت مدفون در زير خاك طراحي شده‌اند.

1-3) مباني احتمالاتي بارگذاري سازه:

بارهاي غيردائمي كه در هنگام استفاده و بهره‌برداري از ساختمان به آن وارد مي‌شود، شامل بارهاي زنده، برف، باد، زلزله و ... مي‌باشند كه با توجه به نوع كاربري ساختمان يا هر بخش از آن و مقداري كه احتمال دارد در طول سن ساختمان به آن وارد گردد، تعريف مي‌شوند و مي‌توان مقادير برگزيده براي بارگذاري به عنوان مقادير احتمالاتي كه با درصد زيادي احتمال وارد شدن به ساختمان را دارند، درنظر داشت.

بنابراين ضرورتاً آيين‌نامه‌هاي تعيين بارهاي ساختماني بر اساس تجزيه و تحليل داده‌هاي آماري مربوط به بارهاي زنده، باد، زلزله، برف و ...، بارها را تعيين و پيشنهاد مي‌كنند كه در زير به صورت مختصر و گذرا به آن مي‌پردازيم:

  • مشاهدات آماري:

يكي از روش‌هاي نمايش مشاهدات آماري، استفاده از نمودارهاي ستوني يا ميله‌اي مي‌باشد (Bar chart or histogram).

 نمونه: بار زنده مورد استفاده براي انبار مسكوني در يك ساختمان 9 طبقه و در طبقات زيرزمين، همكف و اول به شرح زير مي‌باشد كه با توجه به زياد بودن حجم جدول، مي‌توان آن را به صورت نمودار زير نمايش داد:

(جدول 1-1): بار زنده مورد استفاده انبار مسكوني

اول

همكف

زيرزمين (Kg/m2)

ناحيه

2/36

8/17

10

A

4/74

6/72

72

B

8/59

5/42

7/225

C

7/87

9/55

1/55

D

با فرض اينكه براي ساختمان مذكور، 220 اندازه‌گيري انجام شده باشد، مي‌توان نمودار ميله‌اي را براي آن ترسيم نمود:

اين نمودار آماري، نشان دهنده تعداد 41 موارد اندازه‌گيري بار بين  50-60Kg/m2 كيلوگرم و 3 مورد اندازه‌گيري بار بين  230-240Kg/m2كيلوگرم مي‌باشد.

نمودار ميله‌اي نمونه ارائه شده را مي‌توان به صورت يك نمودار پيوسته و منحني نمايش داد:

نمايه (1-8): نمودار پيوسته

  • توابع احتمالاتي

  1. تابع چگالي احتمال (Probability density function):

اين تابع ميزان و مقدار توزيع را در نقطه x و در عرض dx مشخص مي‌كند.

نمايه (1-8): تابع چگالي احتمال

  1. تابع توزيع احتمال (Cumulative distribution function):

بايد درنظر داشت كه در حالت نرمال شده براي تابع توزيع داريم:

  1. ميانگين متغير تصادفي (Expected value- mean):

                                  در حالت پيوسته

                            در حالت منقطع و ناپيوسته (متوسط)

در حالتي كه ارزش هر اندازه‌گيري m i باشد:

نمونه: دانشجويي نمرات زير را در پايان ترم كسب كرده است. مطلوب است معدل نمرات درسي وي.

جدول (1-2): نمرات كسب شده دانشجو:

نمره (Xi)

واحد (mi)

درس

14

3

رياضي

12

3

فيزيك

17

2

ادبيات

15

1

متره و برآورد

11

3

استاتيك

18

2

رسم فني

معدل يا ميانگين:

  1. واريانس (Variance):

  1. انحراف معيار (Standard deviation):

  1. ضريب تغييرات (Coefficient of variation):

نمونه:

متغير تصادفي X بين دو مقدار a, b به صورت يكنواخت تغيير مي‌كند. مطلوب است محاسبه ميانگين، واريانس و ضريب تغييرات.

 

 

 

نمايه (1-10): نمودار متغير تصادفي

نمونه:

در مدت 20 سال، بيشينه سرعت باد در منطقه‌اي به شرح جدول زير بدست آمده است. مطلوب است محاسبه ويژگي‌ها آماري سرعت باد.

سرعت باد با زمان بازگشت VR=R

= P [V>VR] احتمال تجاوز سرعت باد از  در هر سال

لگاريتم مي‌گيريم:

(دوره بازگشت 50 ساله) سال 50 = R : اگر

تمرين: از مشاهدات آماري مربوط به بيشينه ارتفاع آب در رودخانه‌اي (H) تابع چگالي احتمال fH(h) به شكل زير بدست آمده است. مطلوبست مقادير ميانگين mH، واريانسو ضريب تغييرات.

نمايه (1-12): نمايش تابع چگالي احتمال

1-4) تعاريف سازه‌اي

در اين بخش تعاريف و مفاهيمي كه در بارگذاري بكار خواهند رفت، شرح داده خواهد شد. اين تعاريف به صورت مختصر بوده و مطمئناً در ساير دروس دانشجويان بطور كامل آنها را فرا خواهند گرفت.

كاربري:

هرساختماني براي كاربرد و هدف خاصي ساخته و استفاده مي‌شود كه با توجه به نوع استفاده از آن، ميزان بارهاي مرده و زنده آن نيز متغير مي‌باشد. به اين كاربرد و هدف، كاربري گفته مي‌شود. ساختمان مي‌تواند داراي كاربري مسكوني، اداري، تجاري، صنعتي، پاركينگ و و سايل نقليه و .. باشد.

مقاومت:

به ميزان توانايي يك عضو سازه اي يا ساختمان براي باربري نيروهاي وارده، مقاومت گفته مي‌شود كه مي‌توان به صورت‌هاي مقاومت مجاز، نهايي و ... تعريف شود.

نسبت تغيير مكان طبقه:

هر سازه‌اي داراي تغيير شكل‌هايي براي نيروهاي وارده به آن در طبقات مختلف مي‌باشد. اگر اين تغيير مكان بر ارتفاع طبقه تقسيم شود، مي‌توان به عنوان يك عدد پايه براي برخي حدود مجاز استفاده شود كه به آن نسبت تغيير مكان طبقه مي‌گويند.

نسبت تغيير مكان طبقه:

نمايه (1-13): نسبت تغيير مكان طبقه

تغيير مكان نسبي طبقه:

تغيير مكان جانبي يك كف نسبت به كف پايين آن را تغير مكان نسبي طبقه گويند.

ديافراگم:

ديافراگم كه در ساختمان‌هاي چند طبقه همان سقف‌هاي طبقات مي‌باشند، به سيستم افقي و يا تقريباً افقي گفته مي‌شود كه نيروهاي جانبي نظير زلزله يا باد را به اجزاء و اعضاي مقاوم قائم منتقل مي‌نمايد. اين سيستم مي‌تواند به صورت مهاربندي افقي درنظر گرفته شود. در ديافراگم‌هاي صلب نظير سقف بتني طبقات، صلبيت موجود در ديافراگم سبب هماهنگي تغيير مكان‌هاي جانبي مي‌شود.

مركز سختي:

سختي در واقع ميزان فنريت يك سازه در برابر بارهاي جانبي بوده و هر ستون يا بادبندي يا ديوار برشي در واقع داراي يك سختي مي‌باشد. جمع سختي ستون‌ها و ساير اعضاي سازه‌اي مقاوم در برابر بارهاي جانبي سختي كل سازه خواهد بود كه با توجه به چگونگي پراكندگي سختي‌هاي محاسباتي در پلان سازه مي‌توان يك مركز سختي سازه تعريف نمود. در سازه‌ها نيروهاي جانبي بر مركز جرم اعمال مي‌شود، مراكز سختي (صلبيت) در يك سازه چند طبقه (با فرض رفتار الاستيك خطي) نقاطي در كف طبقات مي‌باشد كه وقتي برآيند نيروهاي جانبي زلزله در آن نقاط وارد شوند چرخشي در هيچ يك از طبقات سازه اتفاق نيافتد. در واقع نيروهاي مقاوم جانبي القا شده در سازه ساختمان در مركز سختي قرار مي‌گيرند.

مركز جرم:

تعريف مركز جرم، مشابه مركز سطح مي‌باشد، با اين تفاوت كه چگالي جرمي مصالح نيز در آن وارد مي‌شود. در يك سطح اگر چگالي جرمي در كل سطح يكسان باشد، مركز سطح و مركز جرم بر يكديگر منطبق مي‌باشند، ولي اگر چگالي جرمي متفاوت بوده يا جرم‌هاي متمركزي در مكان‌هاي مشخصي از سطح داشته باشيم، مركز جرم ديگر منطبق بر مركز سطح نبوده و بايد حتماً در محاسبه مركز جرم و تعيين محل دقيق آن، بويژه نسبت به مركز سختي كه در بالا تعريف شده، دقت كافي نمود.

به عنوان يك تعريف‌ كلي، بايد دانست كه نيروهاي القايي محرك ناشي از زلزله در مركز جرم و نيروهاي القايي مقاوم در مركز سختي قرار مي‌گيرند و در صورتي كه اين دو مركز نسبت به هم فاصله داشته و بر يكديگر منطبق نباشند، دو نيروي مقاوم و محرك لرزه‌اي (با توجه به طول بازوي گشتاوري كه همان فاصله اين دو مركز از هم مي‌باشد) ايجاد گشتاور پيچشي در سازه نموده و حالتي بسيار خطرناك را در سازه ايجاد مي‌كنند.

اتصالات:

اتصال يا گره (Joint) به نقطه برخورد ستون با تيرها گفته مي‌شود. در اتصال تير به روش‌هاي گوناگون روي ستون قرار مي‌گيرد كه آن اتصال با توجه به توانايي آن در انتقال لنگر، تعريف‌هاي مختلفي دارد كه به شرح زير مي‌باشد:

الف) اتصالات فلزي:

اتصالات ساختمان‌هاي فلزي را مي‌توان به سه دسته: 1)ساده، 2) خورجيني و 3) گيردار دسته‌بندي نمود. اتصال ساده، تير بدون انتقال لنگر به ستون بوده و صرفاً نيروي برشي و محوري را به ستون انتقال مي‌دهد. در حالت اتصال خورجيني با توجه به تعريف و ميزان صلبيت اعمالي بين 60-20% گيرداري مي‌توان از اتصال انتظار داشت. در حالت گيردار نيز لنگر موجود در انتهاي تير تقريباً بيش از 90% به تكيه‌گاه انتقال مي‌يابد. در زير نمونه‌هايي از اتصال‌ها كشيده شده‌اند.

اتصالات گيردار، خورجيني و ساده نمايش داده شود

نمايه (1-14): تنش فشاري تماسي بر روي نشيمن‌هاي تقويت شده در اتصال ساده اسكلت فلزي با زيرسري

نمايه (1-15): اتصال ساده تير با نبشي جان (اندازه‌ها به ميليمتر)

نمايه (1-16): انتقال لنگر انتهاي تير در يك اتصال گيردار (صليب)

نمايه (1-17): اتصال خورجيني در اسكلت فلزي

نمايه (1-18): اتصالات صلب تير به ستون از نوع جوشي

ب) اتصالات بتني:

اتصالات ساختمان‌هاي بتني مي‌تواند بصورت تدريجي از حالت كاملاً ساده تا كاملا

گيردار تغيير نمايد. در كل گيرداري يك اتصال با توجه به مقدار ميلگردهاي تعبيه شده در اتصال قابل تعريف مي‌باشد. عموماً در حالت‌هاي عرف طراحي و اجراي اتصالات ساختمان‌هاي بتني گيردار درنظر گرفته مي‌شود.

 

نشيمن

 

دال

 

تير با بتن‌ريزي درجا

 

پاي ستون

 

نشيمن بتني (شانه)

 

نشيمن نشيني

 

نشيمن فولادي

 

نشيمن بتني (دستك)

 

وصله

 

نمايه (1-19): اتصال ساده با زيرسري ورق فلزي ـ اسكلت بتني

(نمايه (1-20): اتصال ساده در اسكلت بتني

نمايه  (1-21): اتصال گيردار اسكلت بتني ـ مياني

نمايه (1-22): اتصال گيردار اسكلت بتني ـ كناري

سيستم‌هاي ساختماني:

سيستم ساختماني در كل به مجموعه‌اي از اعضاي افقي، قائم و مورب گفته مي‌شود كه براي انتقال بارهاي گرانشي و جانبي استفاده مي‌شود. اين سيستم‌ها را مي‌توان به شرح زير دسته‌بندي نمود:

الف) ديوارهاي باربر:

در اين سيستم، ديوارهاي باربر عمدتاً بارهاي قائم را تحمل نموده و مقاومت در برابر بارهاي جانبي بوسيله ديوارهاي حائل باربر كه بصورت ديوارهاي برشي عمل مي‌نمايد، تامين مي‌شود. اين سيستم فاقد قاب‌هاي ساختماني كامل براي بردن بارهاي گرانشي و جانبي مي‌باشد.

 

نمايه (1-23): نمودار انتقال نيرو در ديوارهاي باربر گرانشي و برشي

ب) سيستم قاب ساختماني ساده:

سيستم سازه‌اي است كه در آن بارهاي قائم عمدتاً توسط قاب‌هاي ساختماني باربري شده و براي باربري نيروهاي جانبي زلزله يا باد از ديوارهاي برشي و يا قاب‌هاي مهاربندي شده استفاده مي‌شود. در اين نوع قاب، اتصال تيرها به ستونها ساده بوده و توانايي انتقال لنگرهاي خمشي به ستون‌ها را ندارند.

در كل قاب‌هاي ساده اگر اتصال پاي ستون‌ها نيز ساده باشد، در برابر نيروها و بارهاي وارده ناپايدار بوده و ضروري است در آنها قاب‌هاي مهاربندي شده يا ديوارهاي برشي استفاده شود.

پايدار شده با مهاربندي                                       پايدار                         ناپايدار در برابر نيروهاي جانبي

      يا ديوار برشي

نمايه (1-24): نمايشي از قاب‌هاي مفصلي پايدار و ناپايدار

ج) سيستم قاب خمشي:

 

 

سيستم سازه‌اي است كه در آن كليه اتصالات يا تعداد زيادي  از آنها گيردار بوده و توانايي انتقال لنگرهاي ناشي از بارهاي قائم و يا جانبي را دارند. اين سيستم سازه‌اي بدون ديوار برشي يا مهاربندي نيز پايدار بوده و مي‌توانند به صورت تنها استفاده شود. البته در برخي سازه‌ها، سيستم در يك جهت قاب ساده و در جهت ديگر قاب خمشي مي‌باشد. در اين حالت ضروري است در جهتي كه قاب ساده وجود دارد از مهاربندي يا ديوار برشي استفاده شود.

د) سيستم دوگانه يا تركيبي:

در اين سيستم از هر دو عنصر اتصال‌گيردار (پيوسته) و مهاربندي يا ديوار برشي براي باربري بارهاي جانبي استفاده شده و به نسبت سختي جانبي هر يك از نيروهاي جانبي بين اين دو تقسيم مي‌شود.

قاب‌ها:

نمايه (1-26) قاب خمشي مهاربندي شده

 

در تعريف قاب‌ها، با توجه به محل استفاده از واژه قاب و ويژگي‌هاي آن، نام‌هاي گوناگون روي قاب نهاده‌اند كه در زير به شرح آنها مي‌پردازيم:

  1. قاب‌هاي فرعي و اصلي:

اين  قاب‌ها با توجه به جهت بارگذاري تيرچه‌ها و در كل جهت انتقال بار سقف تعريف مي‌شوند. قاب‌هايي كه بار سقف و تيرچه‌ها بر تيرهاي آنها وارد مي‌شود را قاب اصلي و قاب جهت عمود بر آن را قاب فرعي مي‌نامند. در برخي سازه‌ها به دليل شطرنجي بودن بارگذاري تيرچه‌ها، قاب‌ها در هر دو جهت اصلي مي‌باشند.

                            شطرنجي هر دو جهت اصلي-                                     -يك جهت اصلي-

نمايه (1-27): نمايشي از قاب‌هاي فرعي و اصلي و جهت‌هاي انتقال بار

در پلان سمت چپ، قاب‌ها A, B, C, D اصلي و قاب‌هاي 1.2.3.4 فرعي مي‌باشند، ولي در پلان سمت راست هيچ قاب فرعي از نظر بارهاي گرانشي نداشته و كل قاب‌هاي افقي و قائم اصلي مي‌باشند.

تذكر: قاب‌هاي فرعي و اصلي صرفاً براي بارهاي گرانشي تعريف شده و براي بارهاي جانبي هر دو نوع قاب اصلي مي‌باشند.

  1. قاب مهاربندي شده:

اين قاب‌ها همانند يك خرپاي ايستاده در برابر نيروهاي جانبي مقاومت مي‌نمايند و به دو دسته قاب‌هاي هم‌محور و برون‌محور، دسته‌بندي مي‌شوند:

الف) قاب مهاربندي شده هم‌محور: در اين نوع قاب، اعضاي مورب (مهاربند) به صورت قطري به اعضاي اصلي قاب متصل مي‌شوند.

در آيين‌نام

اشتراک بگذارید:


پرداخت اینترنتی - دانلود سریع - اطمینان از خرید

پرداخت هزینه و دریافت فایل

مبلغ قابل پرداخت 6,000 تومان

درصورتیکه برای خرید اینترنتی نیاز به راهنمایی دارید اینجا کلیک کنید


فایل هایی که پس از پرداخت می توانید دانلود کنید

نام فایلحجم فایل
file11_1755577_6796.zip2.6 MB





دانلود مقاله عمران المانهای ساندویچ پانل

دانلود مقاله عمران المانهای ساندویچ پانل     دانلود مقاله عمران المانهای ساندویچ پانل85ص   آشنایی با المانهای ساندویچ پانل با توجه به وسعت کشور ایران و شرایط اقلیمی متفاوت در نواحی مختلف این سرزمین لازم است روشهای ساختمان سازی متناسب با ویژگیهای خاص منطقه ای تدوین و به مورد اجرا گذاشته شود با توجه به وسعت کشور ایران و شرایط اقلیمی متفاوت در نواحی مختلف این سرزمین لازم است روشهای ساختمان سازی متناسب با ویژگیهای خا ...

توضیحات بیشتر - دانلود 4,100 تومان

دانلود مقاله عمران احداث تونل مترو و برخورد با مشكلات سفره آبهاي زيزميني در آب رفتهای جنوب دشت تهران

دانلود مقاله عمران احداث تونل مترو و برخورد با مشكلات سفره آبهاي زيزميني در آب رفتهای جنوب دشت تهران     دانلود مقاله عمران احداث تونل مترو و برخورد با مشكلات سفره آبهاي زيزميني در آب رفتهای جنوب دشت تهران112ص   مقــــدمــــه  به دلايل تاريخي شناخته شده اكثر شهرهاي بزرگ از جمله تهران بر روي زمينهاي نرم بنا شده اند. پيشرفت زمان و رشد فزاينده جمعيت اين شهرها نيز لزوم احداث فضاهاي زيرزميني جهت تاسيسات و ارتباطات شهري را امري اجتناب ناپذير شمرده است. لذا مهندسين طر ...

توضیحات بیشتر - دانلود 4,900 تومان

دانلود مقاله عمران آسفالت

دانلود مقاله عمران آسفالت     دانلود مقاله عمران آسفالت 157 ص  مقدمه هدف از روسازی : ایجاد یک سطح صاف و هموار که قابلیت تحمل وزن چرخ های وسایل نقلیه را داشته باشد و در طول عمر روسازی در تمام شرایط آب و هوایی پایداری خود را حفط کند . روسازی راه مجموعه ای از یک سری لایه های طراحی شده با مصالح ها بر روی لایه های تحکیم شده زمین طبیعی می باشد . زمین طبیعی در حالت عادی مقاومت و تراکم کافی را ندارد ، در ن ...

توضیحات بیشتر - دانلود 4,800 تومان

دانلود مقاله عمران آزمایشگاه مقاومت مصالح در دانشگاه های دیگر جهان

دانلود مقاله عمران آزمایشگاه مقاومت مصالح در دانشگاه های دیگر جهان     دانلود مقاله عمران آزمایشگاه مقاومت مصالح در دانشگاه های دیگر جهان 105 ص  آزمایش پیچش برای آلومینیوم : کلیات : یکی از پر اهمیت ترین قسمت ها که تأثیر نیروی پیچشی و تنش ناشی از آن  را روی قطعات میله ای دایروی و میله های چوبی بیان می کند آزمایش پیچش است . در حقیقت این تست قسمتی از تنش برشی خالص را روی نمونه هایی که تحت بار گذاری پیچشی قرار دارد ایجاد می کند . این تست ...

توضیحات بیشتر - دانلود 4,700 تومان

دانلود مقاله عمران gis

دانلود مقاله عمران gis     دانلود مقاله عمران gis  مقدمه:    براي اولين بار در اواسط دهه 1960 در ايالات متحده کار بر روي اولين سيستم اطلاعات جغرافيايي آغاز شد. در اين سيستم ها عکس هاي هوايي، اطلاعات کشاورزي، جنگلداري، خاک ، زمين شناسي و نقشه هاي مربوطه مورد استفاده قرار گرفتند. در دهه 1970 با پيشرفت علم و امکان دسترسي به فناوري هاي کامپيوتري و تکنولوژيهاي لازم براي کار با داده هاي مکا ...

توضیحات بیشتر - دانلود 4,400 تومان

دانلود مقاله عمران سدها

دانلود مقاله عمران سدها     دانلود مقاله عمران سدها74ص  1-1. تاريخچه سدسازي در ايران و جهان بشر از زمانهاي دور، براي مهار نيروهاي طبيعي و در اختيار گرفتن آنها تلاش و تكاپوي زيادي انجام داده است. يكي از عمده ترين نياز انسان در زندگي، مسئله آب است كه عامل اساسي تشكيل تمدنهاي كهن در مناطق مختلف جهان بوده و عدم آن، باعث نابودي تمدنهاي قديمي زيادي شده است. تاريخ و تمدن بشر نشان مي دهد كه اكثر شهرها و ...

توضیحات بیشتر - دانلود 4,800 تومان