۶.I.۱مقدمه ویرایش چهارم
۶.۱کلیات
۶.۱.۱تعاریف
۶.۱.۲دامنه کاربرد
۶.۱.۳الزامات مبنا
۶.۱.۴انسجام کلی سازه
۶.۱.۵مقادیر بارها
۶.۱.۶گروه بندی ساختمانها و سایر سیستمهای سازهای
۶.۲ ترکیب بارها
۶.۲.۱کلیات
۶.۲.۲علایم اختصاری
۶.۲.۳ترکیب بارها در طراحی در برابر بارهای ثقلی و محیطی
۶.۲.۴ترکیب بارها برای حوادث غیرعادی
۶.۲.۵ملاحظات بهره برداری
۶.۳بار مرده
۶.۳.۱کلیات
۶.۳.۲وزن اجزای ساختمان و مصالح مصرفی
۶.۳.۳وزن تیغهها و دیوارها
۶.۳.۴وزن تأسیسات و تجهیزات ثابت
۶.۴بارهای خاک و فشار هیدرواستاتیکی
۶.۴.۱کلیات
۶.۴.۲فشار جانبی
۶.۴.۳زیر فشار وارد بر کف و شالوده
۶.۴.۴ضرایب اطمینان در مقابل لغزش، واژگونی و برکنش
۶.۵بار زنده
۶.۵.۱تعاریف
۶.۵.۲بار زنده گسترده یکنواخت کف ها و بام ها
۶.۵.۳بار زنده متمرکز کف ها و بام ها
۶.۵.۴بار زنده مشخص نشده کف ها
۶.۵.۵کاهش بارهای زنده طبقات
۶.۵.۶کاهش بارهای زنده بام
۶.۵.۷بارهای وارد بر سیستمهای جان پناه پارکینگ، سیستم میله دستگیره، سیستم جان پناه، سیستم نرده و نردبان ثابت
۶.۵.۸بارهای ضربهای
۶.۵.۹بارهای جراثقال
۶.۶بار سیل
۶.۶.۱کلیات
۶.۶.۲تعاریف
۶.۶.۳الزامات و بارهای طراحی
۶.۶.۴ترکیب اثرات سیل و خاک
۶.۶.۵ضرایب اطمینان در مقابل لغزش، واژگونی و برکنش کفها
۶.۷بار برف
۶.۷.۱کلیات
۶.۷.۲بار برف بام
۶.۷.۳بار برف مبنا
۶.۷.۴ضریب برف گیری
۶.۷.۵ضریب شرایط دمایی
۶.۷.۶ضریب شیب
۶.۷.۷بارگذاریهای متوازن و نامتوازن
۶.۷.۸نامناسب ترین وضع بارگذاری
۶.۷.۹انباشتگی برف در بامهای پایینتر
۶.۷.۱۰انباشتگی برف در اطراف قسمتهای بالا آمده و دست انداز بام
۶.۷.۱۱برف لغزنده
۶.۷.۱۲سربار باران بر برف
۶.۷.۱۳ناپایداری برکهای و انباشتگی آب
۶.۷.۱۴بامهای ساختمانهای موجود
۶.۸بار باران
۶.۸.۱کلیات
۶.۸.۲علائم اختصاری
۶.۸.۳تخلیه آب باران
۶.۸.۴بارهای ناشی از باران طرح
۶.۸.۵ناپایداری برکهای و انباشتگی آب
۶.۹بار یخ
۶.۹.۱کلیات
۶.۹.۲وزن یخ
۶.۹.۳ضخامت طراحی یخ ناشی از یخ زدگی باران
۶.۹.۴ضریب ارتفاع
۶.۹.۵ضخامت اسمی یخ
۶.۹.۶اثر باد بر سازهها و اجزای پوشیده از یخ
۶.۱۰بار باد
۶.۱۰.۱کلیات
۶.۱۰.۲سرعت مبنای باد
۶.۱۰.۳فشار مبنای باد
۶.۱۰.۴فشار باد بر ساختمانها و سایر سازهها
۶.۱۰.۵نیروی باد
۶.۱۰.۶ضریب اثر تغییر سرعت Ce
۶.۱۰.۷ضریب پستی و بلندی زمین C t
۶.۱۰.۸ضرایب اثر تندباد و فشار مربوط به ساختمانهای مستطیل شکل با بام تخت ونسبت ابعادی بیشتر از واحد یا ارتفاع بیش از ۲۰ متر
۶.۱۰.۹ضرایب اثر تندباد و فشار مربوط به ساختمانهای با نسبت ابعادی کمتر از ۱ و ارتفاع کمتر از ۲۰ متر
۶.۱۰.۱۰ضریب اثر تندباد و فشار برای اجزاء پوشش بام و دیوارها و نمای ساختمانهای با بام پلهای تخت
۶.۱۰.۱۱ضریب اثر باز شو C pi
۶.۱۰.۱۲ضریب هم راستایی باد C d
۶.۱۰.۱۳بارگذاریهای بخشی وارد بر سازه باربر اصلی
۶.۱۰.۱۴ضوابط عمومی طراحی ساختمانها و سازهها برای باد
۶.۱۰.۱۵کنترل سازه ساختمانها در برابر باد سطح بهره برداری
۶.۱۱بار زلزله
۶.۱۱.۱کلیات
۶.۱۱.۲ضوابط کلی
۶.۱۱.۳ملاحظات معماری و پیکربندی سازهای
۶.۱۱.۴الزامات ژئوتکنیکی
۶.۱۱.۵طبقه بندی نوع زمین
۶.۱۱.۶لرزه خیزی مناطق
۶.۱۱.۷حرکت زمین
۶.۱۱.۸گروه بندی ساختمان بر حسب اهمیت
۶.۱۱.۹گروه بندی ساختمان بر حسب نظم سازهای
۶.۱۱.۱۰گروه بندی ساختمان برحسب سیستم سازهای
۶.۱۱.۱۱زلزلههای مبنای طراحی
۶.۱۱.۱۲طراحی سازه ساختمان برای زلزله طرح
۶.۱۱.۱۳طراحی اجزای غیر سازهای ساختمان برای زلزله طرح
۶.۱۱.۱۴کنترل سازه ساختمان برای زلزله سطح بهره برداری
۶-A۱پیوست شماره ۶-۱ طراحی ساختمان ها به روش عملکردی
۶-A۱.۱پ۱-۱ کلیات
۶-A۱.۲پ۱-۲ تحلیل
۶-A۱.۳پ۱-۳ آزمایش
۶-A۱.۴پ۱-۴ تهیه مدارک
۶-A۱.۵پ۱-۵ داوری مستقل
۶-A۲.۱پیوست شماره ۶-۲ : جرم مخصوص مواد، جرم واحد حجم مصالح و اجزای ساختمان و جرم واحد سطح اجزای ساختمان
۶-A۳.۱پیوست شماره ۶-۳: بار زنده کف انبارهای اجناس
۶-A۴پیوست شماره ۶-۴: ضوابط تکمیلی محاسبه اثرات بار باد بر سازه ها
۶-A۴.۱پ۴-۱ کلیات
۶-A۴.۲پ۴-۲ روش دینامیکی برای تخمین نیروی باد برسازه ساختمان های بلند و نرم
۶-A۴.۳پ۴-۳ کنترل تغییر مکان جانبی
۶-A۴.۴پ۴-۴ کنترل ارتعاش ساختمان
۶-A۴.۵پ۴-۵ جداشدن گردباده (vortex shedding)
۶-A۴.۶پ۴-۶ سایر پدیدههای ارتعاشی
۶-A۴.۷پ۴-۷ نیروی باد روی سازهها و اجزاء سازهای خاص
۶-A۵پیوست شماره ۶-۵ تقسیم بندی مناطق کشور برای بار برف
مبحث ششم: بارهای وارد بر ساختمان
مقدمه ویرایش چهارم
مبحث ششم مقررات ملی ساختمان که مربوط به بارهای وارد بر ساختمان است. اولین بار در سال ۱۳۸۰ منتشر گردید و دو آیین نامه موجود در کشور را تحت عناوین: آیین نامه حداقل بار وارده بر ساختمانها و ابنیه فنی- استاندارد شماره ۵۱۹ سال ۱۳۷۹، و آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله "استاندارد ۲۸۰۰ ایران " سال ۱۳۷۸ را در بر گرفت. ویرایش دوم این مبحث نیز در سال ۱۳۸۴ و در پی تغییرات گسترده در ویرایش سوم استاندارد ۲۸۰۰ انتشار یافت. ویرایش سوم این مبحث در سال ۱۳۹۲، با اضافه کردن فصول بار سیل، بار باران و بار یخ و به روزرسانی سایر مباحث منتشر شد.
با توجه به آخرین ویرایش آئین نامههای معتبر دنیا، تغییرات حادث شده در دیگر مباحث مقررات ملی و ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ ایران و همینطور پیشرفتهای علم مهندسی عمران و دستاوردهای پژوهشی و نیز بازخورد مهندسان طراح سازه نسبت به مطالب ویرایش سوم، این ویرایش با دیدگاه بازبینی و به روز رسانی و تکمیل موضوعات بارگذاری تهیه شده است. مهمترین تغییرات این ویرایش مختصراً به این شرح است:
فصل دوم ، ترکیب بارها دچار تغییرات عمدهای شده است، که اهم آن یکسان شدن ترکیبات بارگذاری سازههای فولادی و بتنی و افزودن ترکیبات بار در حالات بارهای بهره برداری و خود کرنشی است. با توجه به حذف فصل دوازدهم ویرایش سوم و انتشار مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان ، ترکیبات بارگذاری حوادث غیرعادی به مبحث یادشده احاله شده است.
در فصل سوم ، بندی تحت عنوان وزن تیغهها و دیوارها اضافه شده است.
با توجه به تغییر برخی موضوعات در مبحث هفتم مقررات ملی (پی و پی سازی) و اجتناب از دوگانگی متون، بخش هایی از فصل چهارم تغییر کرده است، ضمن آنکه بند کنترل در مقابل لغزش واژگونی و بر کنش، به این فصل اضافه شده است.
در فصل پنجم ، عمدتاً نظم موضوعات و انشاء مطالب به منظور گویاتر شدن متن تغییر نموده است . تعریف دیوارهای جداکننده، اضافه شدن شدت بار روی استاندارها در محلهای پر ازدحام، افزودن برخی عناوین بارهای زنده به جدول ۶-۵-۱ از دیگر موارد تغییر است.
فصل ششم ، عمدتاً متناسب با مسئولیت سایر ارگانهای ذیصلاح و گستردگی مبحث سیل، دستخوش تغییرات عمده، منجمله اضافه شدن برخی تعاریف شده است. مهندس طراح صرفاً با یاری متخصصان هیدرولوژی و ارگانهای دیگر، مثل وزارت نیرو میتواند بارگذاری ساختمان در برابر سیل را به انجام برساند. ضرایب اطمینان در مقابل لغزش، واژگونی و بر کنش ناشی از سیل در این فصل تعریف شده است.
تغییرات اصلی در فصل هفتم ، اصلاح رابطه ۶-۷-۱ (با توجه به تعریف بار برف مبنا) و افزودن شکلها و جداولی به منظور روشن تر شدن بار گذاریهای نامتوازن برف است، به جز آن، با توجه به شدت کم بار برف در مناطق عمدهای از کشور و به منظور ایجاد سهولت و کاهش اشتباهات در امر بارگذاری، استثنائاتی برای مناطق ۱ تا ۳ تعریف شده است.
فصل هشتم ، ضمن انجام اصلاحات انشائی متن، هماهنگ با شرح وظایف و مسئولیتهای مهندسان تاسیسات بهداشتی برای تعیین دبی آب باران و سیستم تخلیه آن در بامها ( مبحث شانزدهم مقررات ملی ) وظیفه طراح، صرفاً تعیین بارهای ناشی از باران طرح است، بنابراین طراح سازه باید هماهنگ با طراح تاسیسات بهداشتی ساختمان موضوعات این فصل را مراعات نماید.
در فصل نهم تغییر عمده ای، بجز حذف منطقه ۳ برف گیر از جدول و اضافه شدن آن به مناطق ۱ و ۲ صورت نگرفته است.
فصل دهم ، به طور کلی از نظر املائی و انشائی و نظم دادن به موضوع، مجدداً تهیه شده است. در این فصل مواردی که قبلا به عنوان "توصیه" و یا "تشریح" درج شده بود، در صورت لزوم به موارد حکمی تبدیل شده است. بخش مشخصات ارتعاشی سازه کامل شده و متناسب با آخرین تغییرات در آئین نامه مبنای این فصل، اصلاحات لازم در روابط به عمل آمده است. محاسبات و کنترلهای مربوط به سازههای نرم به شکل واضح تری در متن و پیوست ۶-۴ این فصل توضیح داده شده است. مهمترین تغییر در این فصل، پردازش و درج اطلاعاتِ به روزِ سرعت بادِ سیصد و پنج ایستگاه سازمان هواشناسی کشور در جدول ۶-۱۰-۱ (به جای جدول ۶-۱۰-۲ ) است. مباحث کنترل تغییر مکان و ارتعاش سازه تحت بار بادِ سطحِ بهره برداری و همین طور کنترل لغزش و واژگونی در این ویرایش افزوده شده است.
در پیوست این فصل ( پیوست ۶-۴ ) جدول میرائی بحرانی برای برخی سازهها ارائه شده است ضمن آنکه شکلها و جداولی برای تعیین فشار یا نیروی باد روی برخی سازههای غیر ساختمانی ارائه شده است، نمودار مرحلهای محاسبه بار باد نیز به این ویرایش افزوده شده است.فصل یازدهم ، بار زلزله، به طور کامل و هماهنگ با ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ بازنویسی شده است، در این بازنویسی، روابط تکراری و یا موازی با استاندارد ۲۸۰۰ حذف شده است، الزاماتی که در طراحی باید مراعات شوند، متناسب با جزئیات ارائه شده در استاندارد ۲۸۰۰ داده شده است، ضمن آنکه ترکیبات بار افقی و قائم زلزله و اضافه مقاومت جهت تکمیل ترکیبات بارگذاری فصل دوم همین مبحث ارائه شده است، از دیگر تغییرات اساسی در این فصل، الزامی کردن استفاده از ضوابط فصل چهارم ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ ایران برای طراحی اجزای غیر سازهای ساختمانهای با اهمیت متوسط دارای پنج طبقه و بیشتر است.
فصل دوازدهم ویرایش قبلی به منظور اجتناب از دوگانگی مطالب با مبحث ۲۱ مقررات ملی تماماً حذف شده است.
به جز آن، پیوست ۶-۱ تحت عنوان طراحی ساختمانها به روش عملکردی در این ویرایش اضافه شده و شماره پیوستهای ۶-۲ و ۶-۳ ، متناسب با این تغییرات عوض شده است .
در انتها کمیته تخصصی مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تشکر صمیمانه خود را از دفتر مهندسی آب و آبفای وزارت نیرو و جناب آقای مهندس هوشنگ فلامی، کارشناسی ارشد این دفتر که تکمیل و بازنویسی فصل سیل مدیون زحمات ایشان است و همینطور پژوهشکده هواشناسی سازمان هواشناسی کشور و کارشناسان محترم ایشان، سرکار خانم مهندس فرح محمدی و جناب آقای مهندس مهدی عسگری که پردازش و تحلیل آماری دادههای بادِ ایستگاه هاِ هواشناسی را برعهده داشته اند به عمل میآورد.
ضمن آنکه از استادان دانشکدههای عمران، جامعه مهندسی کشور و سازمان ها، مهندسان و مشاورانی که با دقت ویرایش قبلی و پیش نویس این ویرایش را مطالعه و اظهار نظر نموده اند، باید تشکر شود. امید است این متن پاسخگوی عمدۀ نیازهای مهندسان کشور باشد و کمیته تخصصی نیز از نظرات و راهنمائیهای آنها محروم نگردد.
کمیته تخصصی مبحث ششم مقررات ملّی ساختمان
۱-۶ کلیات
۱-۱-۶ تعاریف
اثرات بار: نیروها یا تغییر شکلهایی که در اعضای سازهای در اثر بارهای اعمالی ایجاد میشود.
بار: شامل نیرو یا سایر تلاشهائی که ناشی از وزن کل سازه، ساکنان آن و سایر لوازم داخلی بوده یا ناشی از اثرات محیطی، حرکات نسبی و تغییرات ابعاد مقید سازه باشد. بارهای دائمی بارهایی هستند که تغییرات آنها در طول زمان به ندرت اتفاق میافتد. سایر بارها، بارهای متغیر میباشند.
بار اسمی: مقدار بار تعریف شده در این مبحث برای بارهای مرده، زنده، خاک، باد، برف، یخ، باران، سیل و زلزله میباشد.
بار ضریبدار: به حاصل ضرب بار اسمی در ضریب بار اطلاق میگردد.
بناها و تاسیسات ضروری: ساختمانها یا سایر سازههایی که باید در شرایط وقوع حوادث شدید و بحرانی محیطی مانند سیل، باد، برف و زلزله قابلیت بهره برداری و استفاده بی وقفه را داشته باشند.
تغییر مکان نسبی طبقه: تغییر مکان جانبی یک کف نسبت به کف زیرین آن میباشد.
حالتهای حدی: شرایطی که فراتر از آن سازه یا عضو موردنظر برای بهره برداری نامناسب بوده، حد بهره برداری و شرایطی که فراتر از آن سازه غیر ایمن گردد، حد مقاومت نامیده میشود.
ساختمانها و تاسیسات موقت: ساختمانها یا سایر سازههایی که برای یک مدت زمانی کوتاه مورد بهره برداری قرار میگیرند و تحت تأثیر عوامل محیطی در کوتاه مدت قرار دارند.
سازه غیرساختمانی: به سازهای که به طور معمول در رده ساختمانها قرار نمی گیرد، اطلاق میگردد.
سیستم باربر جانبی: قسمتی از کل سازه است که برای تحمل بارهای جانبی به کار گرفته میشود.
ضریب اهمیت : به ضریبی اطلاق میگردد که برای در نظر گرفتن گروه خطر پذیری ساختمان استفاده میشود.
ضریب بار: ضریبی که برای در نظر گرفتن تفاوتهای بار واقعی نسبت به بار اسمی، با توجه به عدم قطعیتهای تحلیل و احتمال رخداد همزمان بیش از یک بار حدی، استفاده میشود.
ضریب مقاومت: ضریبی که تفاوت مقاومت واقعی مصالح را از مقاومت اسمی و نیز نحوه و تبعات شکست را در نظر میگیرد. این ضریب به عنوان ضریب کاهش مقاومت نیز نامیده میشود و مقدار آن مساوی یا کوچکتر از یک است.
کاربری: به نوع و نحوه استفاده از ساختمان یا هر سازه دیگر یا قسمتی از آن، اطلاق میشود، مانند استفاده به صورت مسکونی یا اداری و غیره.
گروه خطرپذیری: گروه بندی ساختمانها و سایر سازهها برای در نظر گرفتن میزان خطر پذیری آنها در برابر بارهای محیطی.
مقاومت: به ظرفیت نهائی یک عضو برای تحمل نیروهای وارده اطلاق میگردد.
مقاومت اسمی: به ظرفیت سازه یا اعضای سازهای، که بر اساس مقاومت مشخصه مصالح و ابعاد عضو و روابط استخراج شده از قانونهای پذیرفته شده مکانیک سازهها محاسبه میشود یا براساس آزمایشهای میدانی یا آزمایشگاهی بر روی مدلهای مقیاس شده به دست میآید، اطلاق میشود.
مقاومت طراحی: به حاصلضرب مقاومت اسمی در ضریب مقاومت اطلاق میگردد.
۲-۱-۶ دامنه کاربرد
این مبحث حداقل الزامات بارگذاری برای طراحی ساختمانها و سایر سازههای موضوع این مقررات را تعیین مینماید.
۳-۱-۶ الزامات مبنا
۱-۳-۱-۶ سختی و مقاومت
ساختمانها و سایر سازهها و کلیه اعضای آنها، بایستی با سختی و مقاومت کافی برای تأمین پایداری سازه، حفظ سیستمها و عناصر غیرسازهای از آسیب غیرقابل قبول و همچنین تأمین الزامات بهره برداری ذکر شده در بند ۶-۱-۳-۲ ، طراحی و اجرا گردند.
طراحی برای تأمین مقاومت کافی میتواند براساس یکی از روشهای زیر با استفاده از سایر مباحث مقررات ملی ساختمان صورت گیرد:
طراحی به روش حالتهای حدی مقاومت (ضرایب بار و مقاومت)
طراحی به روش تنش مجاز
طراحی به روش مقاومت مجاز
برای قسمتهای متفاوت یک سازه، میتوان از روشهای متفاوت و جایگزین هم با توجه به محدودیتهای فصل ۶-۲ استفاده کرد. در صورتی که مقاومت برای شرایط فوق العاده و غیر عادی در نظر باشد، روشهای بخش ۶-۲-۴ میتواند مورد استفاده قرار گیرد. در صورت پیشنهاد طراح یا کارفرما و تصویب مرجع ذیصلاح ( کمیته تخصصی مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ) برای پروژههای خاص، استفاده از روشهای عملکردی مطابق پیوست شماره ۶-۱ نیز مجاز است.
۱-۱-۳-۱-۶ طراحی به روش مقاومت (ضرایب بار و مقاومت)
اعضای سازهای و غیر سازهای و اتصالات آنها باید مقاومت طراحی کافی برای تحمل ترکیب های بار بند ۶-۲-۳-۲ این مبحث را داشته باشند، بدون این که از حدود مقاومت طراحی تعیین شده تجاوز شود.
۲-۱-۳-۱-۶ طراحی به روش تنش مجاز
اعضای سازهای و غیر سازهای و اتصالات آنها باید تنش مجاز کافی برای تحمل ترکیبهای بار بند ۶-۲-۳-۳ این مبحث را داشته باشند، بدون این که از حدود مجاز تنش تعیین شده تجاوز شود.
۳-۱-۳-۱-۶ طراحی به روش مقاومت مجاز
اعضای سازهای و غیر سازهای و اتصالات آنها باید مقاومت مجاز کافی برای تحمل ترکیبهای بار بند ۶-۲-۳-۳ این مبحث را داشته باشند، بدون این که از حدود مقاومت مجاز تعیین شده تجاوز شود.
۲-۳-۱-۶ قابلیت بهره برداری
سیستمهای سازهای و کلیه اعضای آنها، باید به نحوی طراحی شوند که سختی کافی را برای محدود شدن تغییر شکلها، تغییر مکان نسبی جانبی، ارتعاشات یا هر نوع تغییر شکلی که تأثیر نامناسب بر کاربری و عملکرد موردنظر میگذارد، داشته باشند. برای این منظور ترکیب بارهای ارائه شده در بند ۶-۲-۵ مورد استفاده قرار میگیرد.
۳-۳-۱-۶ اثرات بارهای خودکرنشی
ساختمانها و سایر سازه هابایدچنان طراحی شوند که بتوانند از عهده تحمل اثرات خودکرنشی ناشی از نشست غیر یکنواخت پی و همچنین اثرات ناشی از تغییرات ابعادی در اعضای مقید شده تحت تأثیر عوامل تغییرات دما، رطوبت، جمع شدگی و خزش به خوبی برآیند.
۴-۳-۱-۶ تحلیل
اثرات بار بر هریک از اعضای سازهای باید با استفاده از روشهای تحلیلی که در آنها شرایط تعادل، پایداری کلی، همسازی هندسی و خواص کوتاه مدت و درازمدت مصالح در نظر گرفته شدهاند، تعیین گردند.
۵-۳-۱-۶ تلاشهای مقابله کننده در سازه
تمام اعضاء و سیستمهای سازهای و تمام ملحقات و نازک کاریها در یک ساختمان یا سایر سازهها باید برای تحمل نیروهای ناشی از زلزله و باد با در نظر گرفتن واژگونی، لغزش و بلندشدگی طراحی شوند و بایستی مسیر بار پیوستهای برای انتقال این نیروها به پی تأمین شود. زمانی که از سازوکار لغزش برای جداسازی المانها استفاده شود، اثرات اصطکاک بین المانهای جداساز باید به عنوان یک نیرو در نظر گرفته شود. زمانی که تمام یا قسمتی از مقاومت لازم برای مقابله با این نیروها، به وسیله بار مرده تأمین میگردد، حداقل بار مرده محتمل در زمان ایجاد این نیروها درنظر گرفته میشود. ملاحظات فوق بایستی برای اثرات تغییر شکلهای افقی و قائم ناشی از نیروهای ذکر شده، در نظر گرفته شوند.
۴-۱-۶ انسجام کلی سازه
ساختمانها و سایر سازهها باید به نحوی طراحی شوند که آسیب دیدگی موضعی در آنها پایداری کلی سازه را به خطر نیندازد و تا حد امکان به سایر اعضای سازه گسترش نیابد. برای تأمین این منظور سیستم سازه باید به گونهای انتخاب شود که بارها بتوانند از یک عضو آسیب دیده به سایر اعضا منتقل شوند و پایداری سازه در هر حالت حفظ گردد. این مقصود معمولاً با ازدیاد پیوستگی، نامعینی، شکل پذیری یا ترکیبی از آنها در اعضای سازه تأمین میشود.
۵-۱-۶ مقادیر بارها
۲-۵-۱-۶ بارهای خود کرنشی
تاثیرات ناشی از اختلاف دما در ساختمان، نشست نسبی بین نقاط مختلف ساختمان، رطوبت، خزش و جمع شدگی در اجزا، تحت عنوان بارهای خودکرنشی تعریف میشوند. تاثیرات برخی از این گونه بارها را میتوان با انتخاب جزئیات طراحی مناسب و روش های خاص اجرایی کاهش داد.
در ساختمانهای با طول یا ارتفاع نسبتاً زیاد، چنانچه امکان انقباض و انبساط آزاد اجزاء سازهای وجود نداشته باشد، نیروی داخلی ناشی از اثرات تغییر دما باید مورد بررسی قرار گیرد. تغییر دما به دو شکل تغییر طول یکسان در اعضاء و یا تغییر طول تفاضلی بین دو وجه متأثر از دمای داخلی ساختمان و وجه متأثر از دمای خارجی آن به وجود میآید. انتخاب حداکثر و حداقل دمای محتمل در محیط خارج و داخل ساختمان، در حین اجرا یا در زمان بهره برداری، باید با توجه به شرایط اقلیمی محل احداث ساختمان به روشهای منطقی و به شکل واقع بینانه صورت پذیرد.
سایر انواع بارهای خود کرنشی نیز در صورت وجود باید به روش های منطقی و با در نظر گرفتن اصول مکانیک خاک و سازه محاسبه شوند. برای محاسبه هر یک از اثرات بارهای خودکرنشی فوق الذکر در سازه یا اجزا غیرسازهای میتوان از منابع معتبر ملی و بین المللی استفاده نمود.
۳-۵-۱-۶ بارهای ناشی از حوادث غیر عادی
در طراحی برخی از ساختمانها اثرات بارهای ناشی از حوادث غیر عادی باید بر طبق ضوابط بند ۶-۲-۴ این مبحث در نظر گرفته شود. مقادیر این نوع بارها باید بر اساس روشی منطقی و در نظر گرفتن شرح وقایع محتمل، توسط مهندس طراح با تجربه بر اساس ضوابط دیگر مباحث مقررات ملی ساختمان یا با استفاده از منابع معتبر و با تصویب کارفرما تعیین شود.
۶-۱-۶ گروه بندی ساختمانها و سایر سیستمهای سازهای
۱-۶-۱-۶ گروه بندی خطرپذیری
ساختمانها و سایر سازهها باید بنا بر میزان خطرپذیری جانی و خدمات رسانی که براساس میزان آسیب یا خرابی و با توجه به کاربری آنها مطابق جدول ۶-۱-۱ تعیین میشود، برای اعمال بار زلزله، باد، برف و یخ دسته بندی گردند. اگر بخشهایی از یک ساختمان دارای کاربریهای متفاوت باشند، بالاترین گروه خطر پذیری باید به آن ساختمان اختصاص یابد. حداقل نیروهای طراحی برای سازهها باید براساس ضرایب اهمیت ارائه شده در جدول ۶-۱-۲ که از آن در سایر فصل های این مبحث استفاده شده، تعیین گردد.
۲-۶-۱-۶ گروههای خطرپذیری گوناگون
در صورتی که ساختمان یا سایر سیستمهای سازهای به قسمتهایی با سیستمهای سازهای مستقل تقسیم شده باشند، گروه بندی هر قسمت میتواند به صورت مستقل از هم انجام شود. در صورتی که سیستمهای ساختمانی مانند خروجیهای مورد نیاز، تاسیسات مکانیکی، یا موتور الکتریکی برای یک قسمت نیاز به گروه خطر پذیری بالاتری داشته باشد و وابسته به قسمتهای دیگری از ساختمان که گروه خطر پذیری پایینتری دارند باشد، برای این قسمتها نیز باید گروه خطر پذیری بالاتر درنظر گرفته شود.
جدول ۶-۱-۱: گروه بندی خطرپذیری ساختمانها و سایر سازهها برای بارهای باد، برف، زلزله و یخ
جدول ۶-۱-۲ : ضریب اهمیت مربوط به گروه بندی خطرپذیری ساختمانها و سایر سازهها برای بارهای باد، برف، یخ و زلزله
۲-۶ ترکیب بارها
۱-۲-۶ کلیات
در طراحی ساختمانها و دیگر سازهها، احتمال همزمانی تأثیر بارها باید به شرحی که در این فصل ارائه شده و بر اساس روش طراحی مورد استفاده، در نظر گرفته شود. ترکیب بارها برای طراحی در برابر بارهای ثقلی و محیطی در بخش ۶-۲-۳ ، برای حوادث غیرعادی در بخش ۶-۲-۴ و ملاحظات بهره برداری در بخش ۶-۲-۵ ارائه شده است.
۲-۲-۶ علایم اختصاری
علایم به کار رفته در روابط این فصل عبارتند از:
A k : بار یا اثر ناشی از حادثه غیرعادی
D: بار مرده
D i : وزن یخ
E: بار زلزله طرح
E ser : بار زلزله سطح بهره برداری
F: بار ناشی از سیال با فشار و ارتفاع حداکثر مشخص
F a : بار سیل
H: بار ناشی از فشار جانبی خاک و فشار آب زیرزمینی یا فشار مواد انباشته
L: بار زنده طبقات به جز بام
L 0 : حداقل بار زنده گسترده یکنواخت
L r : بار زنده بام
R: بار باران
S: بار برف
T: بار خود کرنشی از قبیل اثرات تغییرات دما، نشست پایهها و وارفتگی
W: بار باد
W i : بار باد وارد بر اعضا با وجود یخ
W ser : بار باد سطح بهره برداری
۳-۲-۶ ترکیب بارها در طراحی در برابر بارهای ثقلی و محیطی
۱-۳-۲-۶ کاربرد
در طراحی ساختمانهای موضوع این مبحث، متناسب با روش طراحی تجویز شده در سایر مباحث مقررات ملی ساختمان با آیین نامه های طراحی، باید از ترکیب بارهای ارائه شده در بندهای ۶-۲-۳-۲ یا ۶-۲-۳-۳ استفاده نمود.
۲-۳-۲-۶ ترکیب بارها در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت
در طراحی به روش ضرائب بار و مقاومت، سازهها، اعضاء و شالودههای آنها باید به گونهای طراحی شوند که مقاومت طراحی آنها، بزرگتر یا برابر با اثرات ناشی از ترکیب بارهای ضریب دار زیر باشد:
۱/۴D
۱/۲D+۱/۶L+۰/۵ (L r یا S یا R)
۱/۲D+۱/۶ (L r یا S یا R)+[ L یا ۰/۵(۱/۶ W)]
۱/۲D+۱/۶W+L+۰/۵(L r یا S یا R)
۱/۲D+E+L+۰/۲S
۰/۹ D+۱/۶W
۰/۹D+ E
موارد زیر در ترکیب بارهای این بند باید در نظر گرفته شود:
ضرایب بار مربوط به L در ترکیب بارهای ۳، ۴ و ۵ را برای کاربریهایی که بار L 0 (طبق جدول ۶-۵-۱ ) آنها کمتر از ۵ کیلونیوتن بر متر مربع است، به استثناء کف پارکینگها یا محلهای اجتماع عمومی میتوان برابر با ۰/۵ منظور نمود. مشروط بر آن که ضوابط بند ۶-۵-۵ کاهش بارهای زنده در محاسبه بار L منظور نشده باشد.
در طراحی سازههای پیش تنیده، اثر پیش تنیدگی باید باید با ضریب واحد یا ضریب بار مرده در ترکیب بارها وارد شود و هر کدام که اثر نامساعدتری دارند در طراحی لحاظ شود.
در مواردی که بار سیال، F، بر سازه وارد میشود، اثر این بار باید با ضرایب باری همانند ضریب بار مرده، D، در ترکیب بارهای ۱ تا ۵ و ۷ منظور شوند.
در صورت وجود فشار جانبی خاک و فشارآب زیرزمینی یا مواد انباشته، H، اثر آنها را باید به صورت زیر منظور نمود:
ت-۱ اگر اثر این بار در جهت افزودن به اثرات دیگر بارها باشد، اثر بار H باید با ضریب ۱/۶ در ترکیب بارها منظور شود،
ت-۲ اگر اثر این بار در جهت کاهش اثرات دیگر بارها باشد، در صورت وجود دائمی بار H، اثر آن باید با ضریب ۰/۹ در ترکیب بارها منظور شود و در بقیه موارد باید از اثر بار H صرفنظر گردد.
اگر طبق فصل ۶-۶ این مبحث در نظر گرفتن بار سیل برای سازه لازم باشد، علاوه بر ترکیبهای ارائه شده، باید دو ترکیب بار اضافی با جایگزینی ۱/۶W+۲/۰F a به جای ۱/۶W در ترکیبهای ۴ و ۶ نیز در نظر گرفته شود.
در صورتی که بر طبق فصل ۶-۹ این مبحث در نظر گرفتن بار یخ جوی و بار باد وارده بر یخ بر روی سازه الزامی باشد، ترکیب بارهای زیر در طراحی سازه باید منظور شود:
ج-۱- عبارت (R یا S یا L r ) ۰/۵ در ترکیب بار شماره ۲ باید با عبارت ۰/۲D i +۰/۵S جایگزین شود.
ج-۲ عبارت (R یا S یا L r )۱/۶W+۰/۵ در ترکیب بار شماره ۴ باید با عبارت D i +۱/۶W i +۰/۵S جایگزین شود.
ج-۳- عبارت ۱/۶W در ترکیب بار شماره ۶ باید با عبارت D i +۱/۶W i جایگزین شود.
در مواردی که اثر بارهای خودکرنشی وجود داشته باشد، علاوه بر ترکیب بارهای ارائه شده، دو ترکیب بارگذاری زیر نیز باید در نظر گرفته شود:
۱) ۱/۲D+۰/۵L+۰/۵(L r یا S)+۱/۲T
۲) ۱/۲D+۱/۶L+۱/۶ (L r یا S)+T
در مواردی که بر طبق ضوابط بند۶-۱۱-۱۴ این مبحث، کنترل سازه برای زلزله سطح بهر برداری الزامی باشد، مقاومت سازه، اعضا و اجزای آن باید برای ترکیب بار زیر نیز بررسی شود. در این حالت در محاسبه مقاومت طراحی اعضا، ضوابط بند فوق الذکر و استاندارد ۲۸۰۰ ایران باید رعایت گردد.
D+۰/۵L+۰/۵(L r یا S) + E ser
در ترکیب بار شماره ۳، باید هر دو حالت اثر بار زنده و باد بررسی شده و نامساعدترین حالت در طراحی منظور شود.
۳-۳-۲-۶ ترکیب بارها در طراحی به روش تنش مجاز یا مقاومت مجاز
در طراحی به روشهای تنش مجاز یا مقاومت مجاز، بارهای ذکر شده در این مبحث باید در ترکیب بارهای زیر منظور شود؛ و هر کدام که بیشترین اثر نامطلوب را بر روی ساختمان، شالوده یا اعضاء سازهای تولید میکنند، باید مد نظر قرار گیرد.
D
D+L
D+(L r یا S یا R)
D+۰/۷۵L+۰/۷۵(L r یا S یا R)
D+W
D+۰/۷۵L+۰/۷۵W+۰/۷۵(L r یا S یا R)
D+۰/۷E
D+۰/۷۵L+۰/۷۵(۰/۷E)+۰/۷۵S
۰/۶D+W
۰/۶D+۰/۷E
در طراحی سازههای پیش تنیده، اثر پیش تنیدگی باید با ضریب واحد یا ضریب بار مرده در ترکیب بارها وارد شود و هرکدام که اثر نامساعدتری دارند در طراحی لحاظ شود.
در ترکیب بارهای ارائه شده در این مبحث، افزایش تنش مجاز نباید انجام شود.
در مواردی که بار سیال،F، بر سازه وارد میشود، اثر این بار باید با ضریب باری همانند ضریب بار مرده، D، در ترکیب بارهای ۱ تا ۸ و ۱۰ منظور شوند.
در صورت وجود فشار جانبی خاک و فشار آب زیرزمینی یا مواد انباشته، H، اثر آنها را باید به صورت زیر منظور نمود:
ت-۱ اگر اثر این بار در جهت افزودن به اثرات دیگر بارها باشد، اثر بار H باید با ضریب ۱/۰ در ترکیب بارها منظور شود.
ت-۲ اگر اثر این بار در جهت کاهش اثرات دیگر بارها باشد، در صورت وجود دائمی بار H، اثر آن باید با ضریب ۰/۶ در ترکیب بارها منظور شود و در بقیه موارد باید از اثر بار H صرفنظر گردد.
اگر طبق فصل ۶-۶ این مبحث در نظر گرفتن بار سیل برای سازه لازم باشد، علاوه بر ترکیبهای ارائه شده فوق، باید ترکیب بارهای اضافی ۵ و ۶ و ۹ را با اضافه کردن ۱/۵F a به عبارت آنها در نظر گرفت.
در صورتی که بر طبق فصل ۶-۹ این مبحث در نظر گرفتن بار یخ جوی و بار باد وارده بر یخ بر روی سازه الزامی باشد، ترکیب بارهای زیر در طراحی سازه باید منظور شوند:
ج-۱- عبارت ۰/۷D i باید به ترکیب بار شماره ۲ اضافه شود.
ج-۲ عبارت ( R یا S یا Lr) در ترکیب بار شماره ۳ باید با عبارت ۰/۷D i +۱/۱W i +S جایگزین شود.
ج-۳- عبارت W در ترکیب بار شماره ۹ باید با عبارت ۰/۷D i +۱/۱W i جایگزین شود.
در مواردی که اثر بارهای خودکرنشی وجود داشته باشد، علاوه بر ترکیب بارهای ارائه شده، دو ترکیب بار زیر نیز باید در نظر گرفته شوند:
۱) D+T
۲) D+۰/۷۵ [L+(L r یا S) +T]
در مواردی که بر طبق ضوابط بند۶-۱۱-۱۴ این مبحث، کنترل سازه برای زلزله سطح بهره برداری الزامی باشد، تلاش های ایجاد شده در اعضا و اجزا ساختمان باید برای ترکیب بار زیر نیز بررسی شود. در این حالت تنش یا مقاومت مجاز اعضا می تواند بر طبق ضوابط بند فوق الذکر و استاندارد ۲۸۰۰ ایران افزایش یابد.
D+۰/۵L+۰/۵ (L r یا S)+E ser
۴-۲-۶ ترکیب بارها برای حوادث غیرعادی
۱-۴-۲-۶ کاربرد
در صورت درخواست کارفرما و یا لزوم آن در دیگر مباحث مقررات ملی ساختمان ، باید مقاومت و پایداری سازه برای اطمینان از توانایی سازه در تحمل اثرات بارهای غیرعادی (با احتمال وقوع کم) مانند آتش، انفجار، سقوط اجسام و ضربه وسایل نقلیه بدون ایجاد خرابی بیش از انتظار بررسی شود. رعایت مفاد مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان در مورد ساختمانهای مشمول آن مبحث نیز ضروری است.
۲-۴-۲-۶ ظرفیت
به منظور کنترل ظرفیت یک سازه یا عضو سازهای به روش ضرائب بار و مقاومت در تحمل اثر یک حادثه غیرعادی، ترکیب بار زیر باید منظور شود:
D+A k +۰/۵L+۰/۲S (۱/۲ یا ۰/۹)
A k اثر ناشی از حادثه غیرعادی میباشد.
۳-۴-۲-۶ ظرفیت باقیمانده
جهت کنترل ظرفیت باقیمانده باربری سازه یا عضو سازهای به روش ضرائب بار و مقاومت بعد از وقوع حادثه خسارت زا، اعضاء باربر باید به صورت فرضی حذف شوند، و ظرفیت سازه صدمه دیده تحت اثر ترکیب بار ثقلی زیر ارزیابی گردد:
(R یا S یا L r ) D+۰/۵L+۰/۲ (۱/۲ یا ۰/۹)
اعضاء منتخب باربری که حذف میشوند، باید با روشی منطقی توسط مهندس طراح با تجربه مشخص گردد.
۴-۴-۲-۶ ملاحظات پایداری
الزامات پایداری کل سازه و هرکدام از اعضاء آن باید با استفاده از روشی که اثرات مرتبه دوم (اثرات-P) را لحاظ میکند، مورد ارزیابی واقع شود.
۵-۲-۶ ملاحظات بهره برداری
برای حالتهای بهره برداری موضوع بند ۶-۱-۳-۲ ، باید ترکیب مناسب بارهای مرده، زنده و سایر بارهای مرتبط با توجه به مباحث طراحی مقررات ملی ساختمان به شرح زیر در نظر گرفته شود.
۱-۵-۲-۶ تغییر شکل قائم (افتادگی)
تغییر شکل های قائم (افتادگی) اعضای کفها و سقفها تحت ترکیب بارهای زیر نباید از مقادیر مجاز آیین نامههای طراحی تجاوز نماید. در صورتی که در مباحث طراحی مقررات ملی ساختمان یا سایر آیین نامههای طراحی مرتبط، استفاده از ضرایب بار کمتر از واحد پیشنهاد شده باشد، میتوان از آن ضرایب به جای واحد در ترکیب بارها استفاده نمود.
D
L
D+L
D+(L r یا ۰/۵ S)
در طراحی سازههای پیش تنیده، اثر پیش تنیدگی باید مانند اثر بار مرده در ترکیب بارها وارد شود.
در صورت وجود بار سیال یا فشار مواد انباشته، باید اثرات آنها با ضریب یک در ترکیبهای فوق لحاظ گردد.
۲-۵-۲-۶ تغییرمکان نسبی جانبی
تغییر مکان نسبی جانبی طبقات قابها و دیوارها و سایر اعضای قائم ساختمانها تحت ترکیب بارهای زیر نباید از مقادیر مجاز آیین نامههای طراحی تجاوز نماید.
D+۰/۵L+۰/۵ (L r یا S)+W ser
D+۰/۵L+۰/۵ (L r یا S)+E ser
- در صورت وجود بار سیال، فشار جانبی خاک، فشار آب زیرزمینی یا مواد انباشته، باید اثرات آنها با ضریب یک در ترکیبهای فوق لحاظ گردد.
۳-۵-۲-۶ ارتعاش سازه
کفهایی که دارای دهانههای بزرگ و فاقد هرگونه تیغه بندی یا منابع دیگر استهلاک انرژی هستند، ممکن است در معرض ارتعاشات ناشی از عبور و مرور ساکنان قرار گیرند. برای جلوگیری از این امر لازم است این کفها از سختی کافی بر طبق آیین نامههای طراحی برخوردار باشند. همچنین آن دسته از تجهیزات مکانیکی موجود در ساختمانها که میتوانند ارتعاشات نامطلوب در ساختمان ایجاد کنند، باید به صورت مناسب از تکیه گاهها جداسازی شوند تا این اثرات به حداقل برسد. سیستمهای سازهای ساختمانهای بلند و پوششهای سبک و انعطاف پذیر ساختمانها باید به گونهای طراحی شوند که ارتعاشات ناشی از باد در آنها موجب سلب آرامش ساکنان نشود. تعریف ساختمان بلند در بند ۶-۱۰-۱-۴ و ضوابط مربوطه در پیوست ۶-۴ این مبحث ارایه شده است.
۴-۵-۲-۶ تغییر مکان ناشی از بارهای خودکرنشی
تغییر مکانهای ناشی از بارهای خود کرنشی در سازه تحت ترکیب بارهای زیر نباید بهره برداری از ساختمان را مختل نماید.
D+T
D+۰/۷۵ [L+(L r یا S)+T]
۳-۶ بار مرده
۱-۳-۶ کلیات
بارهای مرده عبارتند از وزن اجزای دائمی ساختمانها مانند:
تیر و ستونها،
دیوارها،
کفها،
بام،
سقف،
راهپله،
نازککاری،
پوششها و دیگر بخشهای سهیم در اجزاء سازهای و معماری.
همچنین وزن تأسیسات و تجهیزات ثابت شامل وزن جرثقیال ثابت نیز در ردیف این بارها محسوب میشود.
۲-۳-۶ وزن اجزای ساختمان و مصالح مصرفی
در محاسبه بارهای مرده، باید وزن واقعی مصالح مصرفی و اجزای ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. برای انجام محاسبه، در صورت عدم وجود اطلاعات معتبر، جرم واحد حجم یا جرم واحد سطح اجزای ساختمانی، باید به شرح مندرج در جداول ارائهشده در پیوست شماره ۶-۲ در نظر گرفته شوند.
۳-۳-۶ وزن تیغهها و دیوارها
کلیه تیغهها و دیوارها با وزن هر مترمربع سطح بیش از یک کیلونیوتن بر مترمربع به عنوان بار مرده در محاسبات منظور میشوند. در صورتی که هر مترمربع تیغه یا دیوار بین ۱ تا ۲ کیلونیوتن بر مترمربع باشد، بار معادل تیغه را میتوان به صورت بارگسترده یکنواخت بر مساحت کف اعمال نمود. وزن معادل بار مرده تیغهها که بر مساحت هر فضا اعمال میشود از تقسیم وزن کل تیغهها بر مساحت فضای موردنظر به دست میآید. اما در هر صورت نباید کمتر از یک کیلونیوتن بر مترمربع منظور شود. چنانچه وزن تیغه با دیوار بیشتر از ۲ کیلونیوتون بر مترمربع باشد، لازم است بار مرده تیغه یا دیوار در محل واقعی خود اعمال شود. وزن سایر جداکنندههای سبک مطابق ضوابط بند ۶-۵-۲-۲ در محاسبات منظور میشود.
۴-۳-۶ وزن تأسیسات و تجهیزات ثابت
وزن تأسیسات و تجهیزات ثابت از قبیل لولههای شبکه آب و فاضلاب، تجهیزات برقی، گرمایشی، تجهیزات تهویهای و سیستم تهویه مطبوع باید به نحو مناسبی برآورد شده و در محاسبه بارهای مرده منظور شود. چنانچه احتمال اضافهشدن این نوع تجهیزات در آینده وجود داشته باشد، وزن آنها نیز باید در نظر گرفته شود.
۴-۶ بارهای خاک و فشار هیدرواستاتیکی
۱-۴-۶ کلیات
موارد مطرح شده در این فصل به عنوان حداقل ضوابط جهت محاسبه بارهای خاک و فشار هیدرواستاتیکی است که باید هماهنگ با کلیه موارد بیان شده در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان رعایت شود.
۲-۴-۶ فشار جانبی
۱-۲-۴-۶
نیروی ناشی از فشار خاک یا فشار هیدرواستاتیکی باید بر روی دیوارهای زیر زمینها و سایر سازههای مشابه که در پشت اجزاء آنها خاک قرار دارد، منظور گردد. فشار خاک باید با توجه به مشخصات مکانیکی آن و ضوابط مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان تعیین گردد. این فشار در هر حالت نباید کمتر از فشار مایع معادل با وزن مخصوص ۵ کیلونیوتن بر متر مکعب در نظر گرفته شود.
۲-۲-۴-۶
چنانچه خاک مجاور دیوار در معرض سربارهای ثابت یا متحرک (ماشین آلات در کارخانهها - ترافیک و ...) قرار گیرد، اثر این سربارها باید در محاسبه فشار خاک بر روی دیوار منظور گردد.
۳-۲-۴-۶
چنانچه سطح آب زیرزمینی بالا باشد، اثرات فشار هیدرواستاتیکی باید در محاسبات فشار جانبی منظور شوند.
۴-۲-۴-۶
چنانچه در مطالعات ژئوتکنیکی به وجود خاک منبسط شونده در محل اشاره شده باشد، فشار جانبی باید بر اساس نتایج حاصل از آن مطالعات افزایش داده شود.
۵-۲-۴-۶
اثرات فشارهای جانبی خاک، ناشی از حرکت زمین در زمان زلزله باید با روشهای مناسبی که در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان تعریف شده است، تعیین شده و در ترکیبات مربوط به بارگذاری زلزله منظور شود.
۶-۲-۴-۶
در مواردی که دیوارهای زیر زمین مجاور خاک بوده و با سیستم سازهای باربر قائم و افقی ساختمان (تیرها - ستونها- دیافراگمها- دیوارهای برشی و ...) یکپارچه کار میکنند، به اثرات تغییر میزان فشار خاک بر طبق دستورات مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان باید توجه شود.
۳-۴-۶ زیر فشار وارد بر کف و شالوده
در طراحی کف زیر زمین و دیگر اجزاء مشابه تقریباً افقی که پایینتر از سطح زمین قرار دارند، اثر زیر فشار آب زیرزمینی، در صورت وجود، باید به صورت فشار هیدرواستاتیکی بر تمام کف در نظر گرفته شود. بارهای هیدرواستاتیکی باید تا زیر سطح شالوده ساختمان محاسبه شوند. هر گونه بار به سمت بالای دیگر نیز باید در طراحی منظور شود.
در صورت وجود خاک منبسط شونده در زیر شالوده یا تاوه بر روی زمین، شالوده، تاوه و دیگر اجزاء باید برای تحمل حرکات به سمت بالا طراحی شده یا در برابر بارهای به سمت بالا ناشی از خاک منبسط شونده مقاومت کنند؛ یا خاک منبسط شونده برداشته شده، یا در زیر و اطراف سازه به خوبی تثبیت گردد.
۴-۴-۶ ضرایب اطمینان در مقابل لغزش، واژگونی و برکنش
در طراحی دیوارهای حائل و شالوده آنها و همچنین کفهای تحت اثر زیر فشار باید ضرایب اطمینان در مقابل لغزش، واژگونی و برکنش مطابق ضوابط مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان در نظر گرفته شود.
۵-۶ بار زنده
۱-۵-۶ تعاریف
بار زنده: باری غیر دائمی است که در حین بهره برداری از ساختمان یا سایر سازهها به آنها وارد شود. بار زنده شامل بارهای حین ساخت نمیشود.
بار زنده بام: باری غیر دائمی است بر روی بام که در حین بهره برداری یا انجام تعمیرات به آن وارد شده یا توسط اشیاء متحرکی چون گلدان و لوازم دیگر که ارتباطی با استفاده از ساختمان در طول عمر بهره برداری آن ندارند، به آن اعمال شود. این بار شامل بارهای حین ساخت یا بارهای محیطی مانند برف و باران نمیشود.
بارحین ساخت: باری است که در ضمن انجام عملیات ساختمانی به طور موقت به ساختمان وارد میشود. مقدار این بار باید هماهنگ با فرایند اجرای ساختمان به طور مناسبی در طراحی و اجرا مورد نظر قرار گیرد.
سیستم جان پناه: سیستمی از قطعات شامل مانع، مهارها و ادوات اتصال به سیستم سازهای است که در نزدیکی لبههای پرتگاه ها با هدف به حداقل رساندن امکان سقوط افراد یا تجهیزات یا مصالح از آن نقاط به کار میرود.
سیستم جان پناه پارکینگ: سیستمی از قطعات، شامل موانع، مهارها و ادوات اتصال به سیستم سازهای است که مانع از حرکت وسائل نقلیه به سمت لبههای بدون حفاظ پارکینگ یا برخورد آن به دیوارههای پارکینگ یا راه عبور وسایل نقلیه میشوند.
سیستم میله دستگیره: یک میله به همراه مهارهای مربوطه و ادوات اتصال آن به سیستم سازهای که برای تحمل بار با وزن، در مکانهایی مانند توالت، دوش و وان به کار میرود.
سیستم نرده: نردهای که برای حفظ تعادل یا طی مسیر با دست مورد استفاده قرار گرفته و شامل مهارها و اتصالات آن به سیستم سازهای میباشد.
فضابند: سازه واره ایست که به طور کامل یا موضعی خودایستا بوده و دیوار و سقفی برای جلوگیری از ورود حشرات، نور آفتاب یا جریان باد داشته باشد. جنس دیوار و سقف میتواند ورقهای شفاف پلاستیکی یا پلی کربنات، آلومینیوم، پلاستیک با توری باشد که فضایی مثل استخر، تاسیسات و تولیدات کشاورزی (گلخانه) یا محوطه برگزاری مراسم را از محیط اطراف جدا میکند.
نردبان ثابت: نردبانی که بطور دائمی به یک سازه، ساختمان یا تجهیزات متصل شده باشد.
۲-۵-۶ بار زنده گسترده یکنواخت کف ها و بام ها
۱-۲-۵-۶ بار زنده طراحی
بار زندهای که در طراحی ساختمانها و سایر سازهها به کار میرود، باید بیشترین بار مورد انتظار برای کاربری مورد نظر بوده و در هیچ حالتی از حداقل بار زنده گسترده یکنواخت، L 0 ، داده شده در جدول ۶-۵-۱ با در نظر گرفتن میزان کاهشهای مجاز کمتر نباشد.
۲-۲-۵-۶ ضوابط مربوط به جداکنندهها
در ساختمانهای اداری یا سایر ساختمانهایی که در آنها احتمال استفاده از جداکنندههای داخلی با وزن هر مترمربع ۱ کیلونیوتون بر مترمربع، با یا بدون جابجایی موقعیت آنها وجود دارد، باید وزن آنها بدون توجه به اینکه در نقشه ها نشان داده شده یا نشده باشند، منظور گردند.
در ساختمانهایی که جداکنندههای سبک، نظیر دیوارهای ساندویچی و ورق گچی با وزن هر متر مربع سطح کمتر از ۰/۴ کیلونیوتن بر متر مربع دیوار به کار برده میشوند، بار گسترده معادل وارد بر کف را میتوان ۰/۵ کیلونیوتن بر متر مربع در نظر گرفت. در سایر موارد، بار گسترده معادل وزن جداکنندهها و تیغهها بر کف را نباید کمتر از ۱ کیلونیوتن بر متر مربع منظور نمود. بار گسترده معادل جداکنندهها در محاسبات جزو بار زنده محسوب میگردند اما در تعیین نیروی زلزله این بارها باید در محاسبه وزن موثر لرزهای به بار مرده اضافه شوند.
استثناء: اگر حداقل بار زنده، L 0 ، از ۴ کیلونیوتن بر متر مربع بیشتر باشد، نیازی به در نظر گرفتن بار زنده جدا کنندهها نیست.
۳-۲-۵-۶ نامناسبترین وضع بارگذاری
در تیرهای یکسره و در قابهای نامعین در مواردی که بار زنده بیشتر از ۴ کیلونیوتن بر متر مربع یا بیشتر از یک و نیم برابر بار مرده است، موقعیت قرارگیری بار زنده در دهانههای مختلف باید طوری انتخاب شود که بیشترین اثر مورد نظر را در عضو سازهای ایجاد نماید. برای این منظور کافی است علاوه بر حالت قرار دادن بار زنده در تمام دهانهها، حالتهای بارگذاری زیر نیز در نظر گرفته شوند:
قرار دادن بار زنده در دو دهانه مجاور هم
قرار دادن بار زنده در دهانههای یک در میان
۳-۵-۶ بار زنده متمرکز کف ها و بام ها
کفها، بامها و سایر سطوح مشابه باید به نوعی طراحی شوند که بتوانند جدا از بارهای زنده گسترده یکنواخت، طبق مفاد بخش ۶-۵-۲ ، بارهای متمرکز داده شده در جدول ۶-۵-۱ را نیز چنانچه منجر به آثار بزرگتر میشوند بنحوی ایمن تحمل نمایند. در صورت مشخص نبودن ابعاد بار متمرکز، بار وارده باید بصورت یکنواخت بر روی سطحی به ابعاد ۷۵۰ ×۷۵۰ میلیمتر توزیع شده و محل آن طوری در نظر گرفته شود که بیشترین اثر ناشی از بارگذاری را در اعضا ایجاد نماید.
۴-۵-۶ بار زنده مشخص نشده کف ها
بار زنده کاربریها و فصلهایی که در این فصل نام برده نشدهاند و یا در مواردی که کاربری بخشی از ساختمان با موارد مندرج در جدول شماره ۶-۵-۱ تطابق نداشته باشد. با در نظر گرفتن نکات زیر تعیین میشود. در هر حال مقدار این بار نباید کمتر از ۱/۵ کیلونیوتن بر متر مربع در نظر گرفته شود:
وزن افرادی که احتمالاً در آنجا تجمع خواهند نمود .
وزن تجهیزات و دستگاههائی که احتمالاً در آنجا قرار خواهند گرفت.
وزن موادی که احتمالاً در آنجا انبار خواهد شد.
استفاده از مفاد آیین نامههای معتبر
۵-۵-۶ کاهش بارهای زنده طبقات
مقادیر حداقل بارهای زنده گسترده (L 0 ) طبقات راکه در جدول ۶-۵-۱ داده شده و میتوان بر طبق ملاحظات بندهای ۶-۵-۵-۱ الی ۶-۵-۵-۵ برای محاسبه بار زنده طراحی (L) کاهش داد. ضوابط مربوط به کاهش بار زنده بام ها در بند ۶-۵-۶ ارائه شده است.
۱-۵-۵-۶ کاهش در بارهای زنده گسترده یکنواخت
بار زنده گسترده اعصایی را که برای آنها، مقدار K LL A T برابر با ۳۷ متر مربع یا بیشتر باشد، میتوان با درنظر گرفتن محدودیتهای بندهای ۶-۵-۵-۲ تا ۶-۵-۵-۵ ، طبق رابطه (۶-۵-۱) کاهش داد:
فرمول (۶-۵-۱):
که در آن:
L: بار زنده طراحی کاهش یافته در هر مترمربع، وارد شده بر عضو
L۰: حداقل بار زنده گسترده یکنواخت در هر مترمربع، وارد شده بر عضو (از جدول ۶-۵-۱)
K LL : ضریب موقعیت عضو (از جدول ۶-۵-۲)
A T : سطح بارگیر (مترمربع)
L برای اعضایی که بار یک طبقه را تحمل می کنند نباید از ۰/۵L ۰ و برای اعضایی که بار دوطبقه یا بیشتر را تحمل می کنند از ۰/۴L۰ کمتر باشد.
۲-۵-۵-۶ بارهای زنده سنگین
کاهش بارهای زنده دارای مقدار بیش از ۵ کیلونیوتن بر متر مربع مجاز نمیباشد.
استثناء: کاهش بارهای زنده اعضائی که بار دو طبقه یا بیشتر را تحمل میکنند، به میزان ۲۰٪ مجاز میباشد.
۳-۵-۵-۶ محل عبور یا پارک خودروهای سواری
کاهش بارهای زنده محل عبور یا پارک خودروهای سواری مجاز نمی باشد.
استثناء: کاهش بارهای زنده اعضائی که بار ۲ طبقه یا بیشتر را تحمل میکنند، به میزان ۲۰٪ مجاز میباشد.
۴-۵-۵-۶ محل اجتماع و ازدحام
کاهش بار زنده محل های اجتماع و ازدحام مجاز نمی باشد.
۵-۵-۵-۶ محدودیتهای مربوط به دالهای یکطرفه
حداکثر سطح بارگیر A T برای دالهای یکطرفه برابر حاصلضرب دهانه دال در عرضی برابر با ۱/۵ برابر دهانه دال (در جهت عمود بر آن) میباشد.
۶-۵-۶ کاهش بارهای زنده بام
حداقل بار زنده گسترده یکنواخت بام، L 0 ، در جدول ۶-۵-۱ را میتوان برای محاسبه بار زنده طراحی بام (L r ) طبق ضوابط بندهای ۶-۵-۶-۱ و ۶-۵-۶-۲ کاهش داد.
۱-۶-۵-۶ بامهای تخت، شیب دار و قوسی
بار زنده بامهای معمولی تخت، شیب دار و قوسی و سایبانها را میتوان با استفاده از رابطه ۶-۵-۲ کاهش داد. در سازههایی مانند گلخانه نیز که در آن از داربستهای مخصوص عبور کارگران و حمل مصالح در زمان نگهداری و تعمیر استفاده میشود، مقادیر بار زنده بام نباید کمتر از مقدار داده شده توسط رابطه ۶-۵-۲ باشد.
فرمول (۶-۵-۲):
که در این رابطه:
L r : بار زنده طراحی کاهش یافته بام در هر مترمربع تصویر افقی سطح نگهداری شده توسط عضو
L ۰ : حداقل بار زنده گسترده یکنواخت کاهش نیافته بام در هر مترمربع تصویر افقی سطح نگهداری شده توسط عضو (جدول ۶-۵-۱)
ضرایب کاهش R ۱ و R ۲ مطابق روابط زیر تعیین میشوند:
فرمول (۶-۵-۳) :
که در آن A T سطح بارگیر عضو (برحسب متر مربع) می باشد.
ضریب R ۲ از رابطه ۶-۵-۴ محاسبه می شود.
فرمول (۶-۵-۴):
که در آن، برای بام های شیب دار، S شیب سقف (به درصد)، و در بام های قوسی و گنبدی، S معادل ۲۶۷ برابر نسبت ارتفاع به طول دهانه قوس است.
۲-۶-۵-۶ بامهای دارای کاربری ویژه
برای بامهایی که محل اجتماع و ازدحام بوده و دارای کاربریهای خاصی چون باغ بام و غیره میباشند، میتوان بارهای زنده یکنواخت آنها را طبق ضوابط بخش ۶-۵-۵ کاهش داد.
۷-۵-۶ بارهای وارد بر سیستمهای جان پناه پارکینگ، سیستم میله دستگیره، سیستم جان پناه، سیستم نرده و نردبان ثابت
۱-۷-۵-۶ بار وارد بر سیستمهای نرده وجان پناه
سیستم نرده یا جان پناه باید طوری طراحی شود که یک بار متمرکز ۱ کیلونیوتن وارد بر هر نقطه و در هر امتداد از آن را به نحوی که سبب ایجاد حداکثر اثر بار بر روی اجزاء سازهای مربوط شود، تحمل کرده و آن را توسط تکیه گاه های خود به سازه منتقل نماید. همچنین نرده و یا جان پناه باید طوری طراحی شود که یک بار گسترده ۰/۷۵ کیلونیوتن بر متر طول را در هر امتدادی در راستای نرده و یا جان پناه تحمل کند. این بار لازم نیست که بصورت همزمان با بار متمرکز فوق در نظر گرفته شود. در سیستمهای نرده و جان پناه که در محلهای ازدحام و اجتماع قرار میگیرند بار گسترده خطی فوق باید به ۲/۵ کیلونیوتن بر مترطول افزایش یابد.
میلههای میانی نردهها و قطعات پر کننده میان آنها باید برای تحمل یک بار افقی ۰/۲۵ کیلونیوتن به صورت عمود بر روی سطحی به ابعاد حداکثر ۳۰۰× ۳۰۰ میلی متر (با احتساب فضای خالی بین میلههای نرده) به نحوی که سبب ایجاد حداکثر اثرات ناشی از آن بارگذاری گردد، طراحی شوند. عکس العملهای ناشی از این بارگذاری لازم نیست که به سایر بارهای مذکور در این بند اضافه گردد.
۲-۷-۵-۶ بار وارد به میله دستگیره
میله دستگیره باید بنحوی طراحی شود که یک بار متمرکز ۱/۲ کیلونیوتن وارد بر هر نقطه و در هر امتدادی از آن، بنحوی که حداکثر اثرات ناشی از بار را ایجاد کند، تحمل نماید.
۳-۷-۵-۶ بار وارد به سیستم جان پناه پارکینگ
سیستم جان پناه پارکینگ و اتصالات آن به سازه اصلی، در محل پارک خودروهای سواری باید برای یک بار متمرکز ۳۰ کیلونیوتن که بصورتی افقی و در هر امتدادی به سیستم جان پناه پارکینگ وارد شود، طراحی گردد. در طراحی این سیستم، بار متمرکز فوق باید روی سطحی کوچکتر یا مساوی با ۳۰۰× ۳۰۰ میلی متر و در ارتفاعی بین ۴۵۰ تا ۷۰۰ میلیمتر از کف پارکینگ و یا شیبراهه، بنحوی که بیشترین اثر را ایجاد کند، وارد شود. این بار لازم نیست بصورت همزمان با هر کدام از بارهای گفته شده برای سیستمهای نرده و یا جان پناه در بند ۶-۵-۷-۱ ، اعمال شود. سیستم جان پناه پارکینگ اتوبوسها و کامیونها باید بر طبق آیین نامه بارگذاری پلها، نشریه شماره ۱۳۹ دفتر امور فنی و تدوین معیارها، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور طراحی شود.
۴-۷-۵-۶ بار وارد برنردبان ثابت
حداقل بار زنده روی نردبان ثابت برابر با یک بار متمرکز ۱/۳۵ کیلونیوتن است که باید در هر نقطهای و هر امتدادی که بیشترین اثر بار را بر روی عضو مورد نظر ایجاد کند، وارد گردد. این بار باید در هر سه متر از طول نردبان اعمال شود. موقعی که انتهای بالایی پایههای نردبان ثابت از سقف طبقه و یا محل اتکا بالاتر قرار گیرد، بخش امتداد یافته هر پایه باید بتواند یک بار زنده متمرکز ۰/۴۵ کیلونیوتن در هر امتدادی و در هر ارتفاعی تا بالای پایه را تحمل کند.
۸-۵-۶ بارهای ضربهای
در بارهای زنده مشخص شده در بخشهای ۶-۵-۲ الی ۶-۵-۴ اثرات ناشی از ضربه، در حد متعارف، منظور شده است. در طراحی اجزاء سازههایی که در آنها شرایط ارتعاش و ضربه بطور غیر متعارف موجود است، باید ملاحظات لازم در نظر گرفته شود. در صورت عدم انجام تحلیلهای دینامیکی، برای سازههای عنوان شده در بندهای ۶-۵-۸-۱ الی ۶-۵-۸-۳ بارها باید با ضرائب ضربه تعیین شده بشرح زیر افزایش داده شوند.
۱-۸-۵-۶ آویزهای کششی نگهدارنده کفها و بالکنها
بار زنده باید در ضریب ۱/۳۳ ضرب شود.
۲-۸-۵-۶ سازههای نگهدارنده ماشین آلات
وزن ماشین، ملحقات و بارهای متحرک آنها باید در ضرائب مشخص شده در زیر ضرب شوند. در صورت تعیین ضریب ضربه بزرگتر توسط شرکتهای سازنده، باید از آن ضریب برای افزایش بار استفاده شود.
ماشین آلاتی که دارای محور دورانی میباشند: ضریب ۱/۲
ماشین آلاتی که دارای حرکت رفت و برگشتی میباشند: ضریب ۱/۵
۳-۸-۵-۶ سازههای نگهدارنده آسانسورها
وزن اتاقک، ماشین آلات، وزنه تعادل و بار زنده ناشی از وزن مسافران و وسایل باید در ضریب ۲ ضرب شود، مگر آنکه بارهای اسمی ارائه شده توسط سازنده در ضریبی بیشتر از مقدار ضرب شده باشد.
۹-۵-۶ بارهای جراثقال
بار زنده جراثقال به بار بهره برداری آن بستگی دارد. در جراثقالهای پل دار و جراثقالهای تک ریلی، بارهای طراحی تیرهای زیرسری به همراه اتصالات و نشیمن گاههای آنها باید در برگیرنده حداکثر بار چرخ پل جراثقال، ضربه قائم و بارهای جانبی و طولی ناشی از حرکت جراثقال باشند.
۱-۹-۵-۶ حداکثر بار چرخ جراثقال
حداکثر بار چرخ در جراثقالهای پل دار شامل، بار ناشی از وزن پل به علاوه مجموع بار بهره برداری جراثقال و وزن ارابه، در موقعیتی از قرار گیری ارابه بر روی زیرسری که بیشترین اثر را در آن ایجاد نماید، میباشد.
۲-۹-۵-۶ نیروی ضربه قائم
برای در نظر گرفتن اثر ضربه قائم یا نیروی ارتعاشی ایجاد شده، حداکثر بار چرخ جراثقال باید مطابق با درصدهای زیر افزایش یابد:
جراثقالهای تک ریلی موتور دار : ۲۵ درصد
جراثقالهای پل دار موتوری کابین دار یا دارای کنترل از راه دور: ۲۵درصد
جراثقالهای پل دار موتوری با کنترل آویزی: ۱۰درصد
جراثقالهای پل دار یا تک ریلی بدون موتور با ارابه و بالابر دستی: ۰درصد
۳-۹-۵-۶ بار جانبی
بار جانبی تیر زیر سری جراثقال دارای ارابههای برقی باید برابر ۲۰ درصد مجموع بار ضریب دار جراثقال و وزن ارابه و بالابر در نظر گرفته شود. این بار به صورت افقی و در امتداد عمود بر محور تیر زیرسری (به سمت تیر زیرسری و یا در خلاف آن) و در سطح تماس چرخ با تیر زیر سری در نظر گرفته شده و با توجه به جزییات سیستم حرکتی چرخها و به نسبت سختی جانبی تیرهای زیر سری طرفین و سازه نگهدارنده آنها توزیع میشود.
۴-۹-۵-۶ نیروی طولی
نیروی طولی وارد بر تیر زیرسری جراثقال به جز جراثقال پل دار با چرخ دنده دستی باید برابر ۱۰ درصد حداکثر بار چرخ جراثقال محاسبه شود. بار طولی باید به صورت افقی، در امتداد محور تیر زیرسری و در هر یک از جهات در سطح تماس چرخ با تیر زیر سری اثر داده شود.
جدول ۶-۵-۱ : حداقل بارهای زنده گسترده یکنواخت L 0 و بار زنده متمرکز کف ها
یادداشت های جدول ۶-۵-۱
چنانچه مقدار بار زنده گسترده یکنواخت بام پس از کاهش مطابق بخش ۶-۵-۶ به کمتر از ۱ کیلونیوتن بر متر مربع برسد، اعضائی که تحت این بار قرار گرفته و وظیفه یکپارچگی و پیوستگی سقف را نیز به عهده دارند، باید مطابق بند ۶-۵-۲-۳ برای نامناسب ترین وضع بارگذاری طراحی شوند.
اعضای خرپاها و تیرهای اصلی پوشش سالن های صنعتی، پارکینگ های تعمیراتی، انبارها و .... باید علاوه بر بارهای زنده وارد به سقف، یک بار متمرکز برابر با ۱۰ کیلونیوتن را بطور موضعی تحمل نمایند. این بار در خرپاها و در تیرها در هر نقطه اختیاری از عضو که بیشترین اثر را ایجاد کند، وارد می شوند.
کاهش بار زنده برای این نوع کاربری طبق بخش ۶-۵-۷ مجاز نمی باشد، مگر اینکه استثنای خاصی در آن منظور شده باشد.
در راه پله هایی که کف پله ها رفتار طره ای مجزا دارند، کف پله ها باید برای یک بار متمرکز ۲ کیلونیوتن که در انتهای طره وارد می شود نیز طراحی گردند. این بار لزومی ندارد همزمان با بار گسترده یکنواخت اعمال شود.
علاوه بر بارهای قائم، طراحی باید بر اساس بارهای افقی جانبی که به هر ردیف از صندلی ها به شرح زیر وارد می شود، انجام شود: ۰/۴ کیلونیوتن برمتر طول در راستای موازی ردیف صندلی ها و ۰/۱۵ کیلونیوتن برمتر طول در راستای عمود بر ردیف صندلی، نیازی به اعمال همزمان این دو بارگذاری نمی باشد.
کف های تعمیرگاه ها، کارخانجات، کارگاه های صنعتی و فضاهایی از این قبیل که دارای تجهیزات یا کاربری های خاص هستند، باید برای بار زنده متناسب با کاربری خود طراحی شوند.
کف پارکینگ ها و یا بخش هایی از یک ساختمان که برای پارک وسیله نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد، براساس بار زنده گسترده یکنواخت ارائه شده در ردیف های ۱۱-۱ و ۱۱-۲ و بارهای متمرکز نظیر همان ردیف ها طراحی می شوند، اما لازم نیست این دو بار به طور همزمان اعمال شوند. سطح تأثیر بار متمرکز ۱۲۰×۱۲۰ میلیمتر فرض می شود.
پارکینگ های مکانیزه بدون دال یا سقف که به منظور پارک خودروهای سبک به کار می روند، بر اساس بار ۱۰ کیلونیوتن به ازای هر چرخ باید طراحی شوند.بارگذاری و طراحی کف ها برای عبور و پارک کامیونت، کامیون یا اتوبوس با وزن بیش از ۹۰ کیلونیوتن باید طبق آیین نامه بارگذاری پل ها، نشریه شماره ۱۳۹ دفتر امور فنی و تدوین معیارها، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور انجام شوند.
معابر و کف هایی که روی آنها احتمال عبور یا توقف ماشین های آتش نشانی باشد، باید برای وزن کامیونت ۹۰ کیلونیوتن طراحی شود. چنانچه در طراحی مقاومت در برابر حریق ساختمان، عبور یا توقف ماشین سنگین تری پیش بینی شده باشد، وزن این ماشین در محاسبات منظور خواهد شد.بارگذاری را می توان بر اساس مشخصات دستگاه ها و توصیه های شرکتهای سازنده آنها انجام داد، مشروط بر آنکه مقدار بار در آشپزخانه ها کمتر از ۵، در موتورخانه ها کمتر از ۷/۵ و در اتاق های هواساز کمتر از ۵ کیلونیوتون بر متر مربع نباشد.
بار گسترده یکنواخت کف انبارها باید بر اساس جداول پیوست شماره ۶-۳ تعیین شود. چنانچه وضع مواد انبار شونده روشن نباشد، این بار باید با تخمین نوع انبار و مقایسه آن با جداول پیوست مذکور، برابر با مقادیر پیشنهاد شده در آن جدول در نظر گرفته شود. این بار در هر صورت نباید کمتر از ۶ کیلونیوتن بر مترمربع منظور شود.
بار زنده کف جایگاه بالگردهایی با وزن عملیاتی کمتر از ۱۴ کیلونیوتن، ۲ کیلونیوتن بر متر مربع در نظر گرفته شود. این بار قابل کاهش نیست.
وزن و ظرفیت بالگرد باید توسط مرجع ذیصلاح اعلام شود.دو بار متمرکز منفرد به فاصله ۲/۴۵ متر باید به کف جایگاه بالگرد (محل قرارگیری چرخ ها) اعمال گردد. مقدار هر یک از این بارها برابر ۷۵% وزن عملیاتی بالگرد می باشد.
محل قرارگیری این دو بار باید طوری باشد که بیشترین اثر را بر سازه وارد نماید.
این بارها باید در سطحی به ابعاد ۲۰۰ ×۲۰۰ میلی متر وارد شده و نباید با سایر بارهای زنده متمرکز و گسترده همزمان وارد شود.یک بار متمرکز منفرد با مقدار ۱۳/۵ کیلونیوتن در سطحی به ابعاد ۱۲۰ × ۱۲۰ میلی متر در محلی که بیشترین اثر را در عضو ایجاد کند، اعمال گردد. نیازی به در نظر گرفتن همزمان این بار با سایر بارهای زنده گسترده و متمرکز نمی باشد.
بار متمرکز پله ها در سطحی به ابعاد ۵۰ × ۵۰ میلی متر و غیر همزمان با بارهای یکنواخت اعمال شود.
برای فروشگاه های عمده فروشی بزرگ مقدار بار گسترده باید با هماهنگی شرکت های تجهیزکننده فروشگاه تعیین شود. در هر حال این مقدار از بار گسترده جدول نباید کمتر باشد.
جدول ۶-۵-۲: ضریب موقعیت عضو برای بار زنده K LL
۶-۶ بار سیل
۱-۶-۶ کلیات
به طور کلی احداث هرگونه ساختمان یا سازه دیگر در سیلابدشتها تابع ضوابطی است که توسط مراجع ذیصلاح نظیر وزارت نیرو و شهرداری ها اعلام میگردد.
مطالب ارائه شده در این فصل الزامات و نحوه محاسبه بار سیل وارد ساختمانها و سایر سازههای واقع در یک منطقه سیل خیز را با توجه آمار موجود و تاریخچه خسارتهای سیل برآورد شده در منطقه و مطالعات هیدرولوژیکی و هیدرولیکی مورد تأیید مراجع ذیصلاح نظیر وزارت نیرو، سازمان هواشناسی کشور و مطابق تعریفهای زیر و مفاهیم آنها بیان میدارد. در موارد خاص استفاده از نتایج مدل های عددی و فیزیکی و روشهای تحلیلی ارائه شده در آئین نامههای معتبر بین المللی نیز توصیه میشود. در مناطقی غیر از مناطق سیل خیز نیازی به در نظر گرفتن بارگذاری سیل نیست.
۲-۶-۶ تعاریف
آبراه، آبراهه : مجرای طبیعی یا مصنوعی برای عبور یا هدایت جریان آب است ( شکل ۶-۶-۱ ).
آبشستگی : به فرسایش بستر و کناره آبراههها در اثر عبور سیلابها و جریان آب، آبشستگی میگویند و به دو دسته عمده آبشستگی عمومی و آبشستگی موضعی به شرح زیر تقسیم میشود.
آبشستگی عمومی: در اثر وقوع سیلاب ها و افزایش سرعت جریان آب، مواد رسوبی موجود در بستر رودخانه شسته شده و در قسمت عمدهای از مسیر رودخانه حالت گود افتادگی پدیدار میگردد.
آبشستگی موضعی: این نوع فرسایش در نتیجه اندر کنش اجزاء سازهای و جریان رودخانه رخ میدهد و به نوع و شکل اجزاء سازه بستگی دارد.
بستر: آن قسمت از رودخانه، نهر یا مسیل است که در هر محل باتوجه به آمار هیدرولوژیک و داغاب و حداکثر طغیان با دوره بازگشت ۲۵ ساله به وسیله وزارت نیرو یا شرکتهای آب منطقهای تعیین میشود.( شکل ۶-۶-۱ )
جریان واریزهای و سیلاب گلی: جریان واریزهای جریانی است که با خود مواد مختلفی اعم از مواد سنگی ریزدانه، درشت دانه و نیز قطعات چوب، شاخههای درختان، نخاله و غیره را حمل میکند. در مواردی که جریان متلاطم و غلظت مواد رسوبی کمتر از ۴۵٪ شود، جریان تبدیل به سیلاب گلی میگردد.این نوع از سیلاب ها بارهائی را به صورت ضربهای به سازه وارد میکنند.
دیوار ساحلی و سیل بند: نوعی سازه مهار سیل که بصورت دیوارهای طولی با استفاده از مصالح ساختمانی مقاوم نظیر بتن، سنگ، چوب و غیره در مناطق شهری و یا سایر مناطق که ارزش اقتصادی زیادی دارند ساخته میشود، این دیوارهها علاوه بر جلوگیری از لغزش یا فرسایش، در برخی موارد برای خنثی نمودن اثر موج سیل نیز کاربرد دارد.
دیوار فرو ریزشی: هر نوع دیواری در معرض سیل، بجز دیوارهای باربر ساختمان یا سازه اصلی، که بر حسب شرایط سیل طرح یا سیلی کمتر، طراحی و ساخته شده و به گونهای فرو ریزد که هم به سیلابها اجازه عبور آزادانه دهد و هم آسیبی به سازه یا سیستم تکیه گاه پی نزند.
سیل یا جاری شدن سیل: عبارت است از هرگونه افزایش جریان رودخانه، اعم از مازاد بر ظرفیت رودخانه که از بستر رودخانه سرازیر شود یا غیر آن که موجب خسارت بر رودخانه و تأسیسات آن و یا اراضی و تأسیسات حاشیه رودخانه گردد. سیلاب ناگهانی عبارتست از سیلی که معمولاً از یک رگبار شدید روی پهنهای کوچک پدید میآید و همراه با بالا آمدن سریع سطح آب و جریان نسبتاً زیاد همراه باشد.
سیل پایه: سیلابی که احتمال تجاوز از آن در سال ۱٪ (دوره بازگشت ۱۰۰ سال) باشد. ارتفاع این سیلاب که شامل ارتفاع موج ناشی از آن است، ارتفاع سیل پایه نامیده میشود.
سیل طرح: بزرگترین سیلاب از بین دو سیل: ۱) سیل پایه ۲) سیل متناظر با منطقه تعیین شده به عنوان منطقه سیل خیز که از مراجع ذیصلاح استعلام میگردد. ارتفاع این سیلاب که شامل ارتفاع موج ناشی از آن است، ارتفاع سیل طرح نامیده میشود.
سیلابدشت: بخشی از پهنه یک رودخانه شامل بستر اصلی که زمانی که دبی سیل طرح از ظرفیت عبور رودخانه تجاوز کند، غرقاب میگردد.( شکل ۶-۶-۱ )
منطقه سیل خیز: نواحی ذیل که محدوده آنها میبایست از مراجع ذیصلاح استعلام گردد، به عنوان منطقه سیل خیز تعریف میشوند:
بخشی از محدوده اطراف بستر رودخانهها و مسیل ها که به علت بارندگی در بالادست و وقوع سیل طرح به زیر آب میرود. ( شکل ۶-۶-۱ )
سواحل مجاور آبهای آزاد، خطوط ساحلی دریاچههای بزرگ که جزر و مدها، طوفانهای ساحلی، گردبادها، نوسانهای امواج با سونامیها میتوانند منشاء بروز سیل باشند. در این مناطق باید ارتفاع آب ساکن سیل، بیشتر از ۶۰۰ میلی متر و ارتفاع موج شکننده، برابر یا بزرگتر از ۴۵۰ میلی متر در سیل طرح به صورت توامان اختیار شود.
نقشه منطقهی سیل خیز: نقشهای که محدوده تحت تأثیر بروز جریان سیلاب طرح را مشخص میکند. به مطالعاتی که منتج به تهیه نقشه منطقهی سیل خیز میشود، مطالعات منطقهی سیل خیز میگویند.

شکل ۶-۶-۱ : نمائی از وضعیت آبراهه اصلی، بستر، منطقه سیل خیز و سیلابدشت رودخانه
۳-۶-۶ الزامات و بارهای طراحی
۱-۳-۶-۶
در مناطق سیل خیز لازم است ساختمان توسط شمع، پی ستونی و غیره، بالاتر از ارتفاع سیل طرح و در بلندی قرار گیرد و در محدوده تراز سیل طرح از موانعی نظیر دیوارهای فروریزشی به منظور ایجاد مسیری آزاد برای عبور موجها و جریانهای سیلابی دارای سرعت بالا از زیر ساختمان استفاده گردد.
۲-۳-۶-۶
دیوارهای فرو ریزشی و تیغههای لازم به همراه اتصالات آنها به سازه برای فرو ریختن پیوسته به یک طرف باید برای بزرگترین بار ناشی از باد بر اساس فصل ۱۰ ، ناشی از زلزله بر اساس فصل ۱۱ و یا باری برابر ۰/۵ کیلونیوتن بر مترمربع که به صورت عمودی به صفحه دیوار اثر میکند، طراحی شوند. همچنین بارگذاری برای بار فروریزشی دیوار نباید بیشتر از ۱ کیلو نیوتن بر متر مربع در نظر گرفته شود، در غیر این صورت شرایط زیر در طراحی اقناع شود:
دیوار فرو ریزشی به گونهای طراحی شود که فرو ریزش در اثر بار سیلی کمتر از آن چه که در طی سیل پایه به وجود میآید، اتفاق افتد.
تکیه گاه پی و بخش مرتفع ساختمان در مقابل فروریختن، تغییر مکان دائمی و سایر آسیبهای سازهای ناشی از اثرات بارهای سیل در ترکیب با دیگر بارها مطابق با ضوابط فصل ۲ ، طراحی شده باشند.
۳-۳-۶-۶
سیستمهای سازهای ساختمان و سایر سازهها باید به گونهای طراحی، ساخته، متصل و مهار شوند تا در مقابل فشار هیدرواستاتیک (Hydrostatic pressure)، شناوری (Buoyancy)، خرد کردن (Battering)، ضربه آب (Pulsating water)، انتقال (Translation)، آب شستگی (Scouring) و واژگونی (Overturning)، فروریختن و تغییر مکان جانبی دائمی ناشی از اثر بارهای سیل بر مبنای سیل طرح، همراه با سایر بارها مطابق با ترکیب بارهای فصل ۲ این مبحث مقاومت کنند.
۴-۳-۶-۶
فرسایش و آب شستگی، علاوه بر تأثیر در وضعیت پایداری پی، هم بر عمق سیلاب در محل و هم میزان بارهای سیل وارد بر ساختمان و سایر سازهها مؤثر است. از این رو تأثیرات ناشی از آنها باید در محاسبه بارهای وارد بر ساختمان و سایر سازههای موجود در مناطق سیل خیز لحاظ گردد. تاثیرات ناشی از فرسایش و آبشستگی که در وضعیت پایداری پی، عمق سیلاب در محل و میزان بارهای سیل وارد بر ساختمان مؤثر است، باید در محاسبات بارهای وارد بر ساختمان و سایر سازههای موجود در مناطق سیل خیز لحاظ گردد.
۵-۳-۶-۶
طراحی سازهای در مناطق سیل خیز بر مبنای سیل طرح صورت میپذیرد. بارهای ناشی از سیل شامل بارهای هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک است. چنانچه سرعت جریان سیل از ۳ متر بر ثانیه تجاوز نکند، مقدار بار هیدرودینامیک به صورت اضافه ارتفاعی از بار هیدرو استاتیکی تعریف میشود و در غیر این صورت با استفاده از مدلهای هیدرو دینامیکی قابل محاسبه است. این اضافه ارتفاع از رابطه ۶-۶-۱ مطابق شکل ۶-۶-۲ محاسبه میگردد.
فرمول (۶-۶-۱):
که در آن:
a: ضریب شکل
V: سرعت سیلاب (متر بر ثانیه)
g: شتاب ثقل (متر بر مجذور ثانیه)
d h : اضافه ارتفاع مایع (متر) می باشد.
ضریب شکل a، به جریان سیال و شکل و زبری اعضایی (ستون - شمع و... ، گرد - چهارگوش...) که در معرض جریان سیل قرار میگیرند، وابسته است. در ساختمانهای معمولی و اشکال متعارف ستونها و پایهها، مقدار ضریب شکل بین ۱ تا ۲ میباشد. در این مبحث ضریب شکل ۱/۲۵ به عنوان حداقل مقدار، توصیه شده و مقادیر بزرگتر ضریب شکل را باید با توجه به روابط و توصیههای مدارک مکانیک سیالات و هیدرولیک انتخاب نمود.

شکل ۶-۶-۲ نیروهای هیدرو استاتیکی و هیدرودینامیکی در جهت جریان سیلاب
۶-۳-۶-۶
بارهای ناشی از جریان های واریزهای و سیلاب های گلی که به ساختمانها و سازهها یا بخشهایی از آن ضربه وارد میکنند، به عنوان بارهای ضربهای محسوب شده و اثر آن باید به عنوان یک بار متمرکز افقی در بحرانیترین محل، در نظر گرفته شود. باتوجه به شرایط محیطی و احتمال جابجایی اشیاء جامد به وسیله سیل، دو دسته بار ضربهای تعریف میشوند:
بارهای ضربهای نرمال:
چنانچه اجزاء شناور یا قطعات یخ به صورت تکه تکه و مجزا به همراه جریان آب به ساختمان برخورد کنند، بار ضربهای را میتوان معادل برخورد یک جرم ۴۵۰ کیلوگرمی، که با سرعت سیلاب به سطحی معادل ۳۰۰ ×۳۰۰ میلیمتر وارد میشود، حساب کرد.
بارهای ضربهای ویژه:
این بارها زمانی ایجاد میشوند که قطعات به هم جوش خورده و متصل به هم، یخ، سنگ، چوب یا تنه درختان که ابعاد و جرم بیشتری نسبت به حالت قبل دارند، به ساختمان برخورد کنند. در مکانهایی که احتمال بروز چنین بارهایی وجود دارد، ساختمان باید بر اساس آن طراحی شود. برای ارزیابی اثر این بارها شدت بار باید به اندازه ۰/۵ کیلونیوتن بر متر طول که به صورت افقی در تراز سطح سیلاب عمل میکند، در نظر گرفته شود مگر آنکه تحلیلهای دقیقتری انجام شود. اگر موانع طبیعی یا مصنوعی به طور مؤثر از بروز این بارگذاری جلوگیری کنند، میتوان از آثار آن در طراحی چشم پوشی کرد.
۴-۶-۶ ترکیب اثرات سیل و خاک
۱-۴-۶-۶
بارهای خاک و فشارهای هیدرواستاتیک آن که در فصل ۶-۴ تعریف شده ، باید با توجه به تاثیرات سیل ( اشباع خاک ، زیرفشار وارد بر کف و شالودهها و آبشستگیها و ...) بررسی شوند.
۲-۴-۶-۶
مقاومت مجاز خاک، میزان نشست پیها و سایر مواردی که به طراحی و بررسی پایداری پیها مربوط است باید با توجه به موضوع سیل و میزان و نوع حساسیت خاک ( خاک های قابل تورم، ریز دانه و ...) بررسی شود.
۵-۶-۶ ضرایب اطمینان در مقابل لغزش، واژگونی و برکنش کفها
در طراحی دیوارها، شالودهها و کف پایینترین طبقه ساختمانها و سایر سازههای واقع شده در منطقه سیل خیز باید ضرایب اطمینان در مقابل لغزش و واژگونی برابر با ۱/۵ و برای لغزش و واژگونی به همراه بر کنش کف برابر ۱/۳۳ در نظر گرفته شود.
۷-۶ بار برف
۱-۷-۶ کلیات
ساختمانها و سایر سازههای موضوع این مبحث باید برای بار برف طراحی شوند. برای این منظور پس از محاسبه بار برف بام، لازم است حالتهای مختلف بار گذاری شامل بار برف متوازن و نامتوازن، برف بخشی، انباشتگی برف و برف لغزنده طبق ضوابط این فصل در نظر گرفته شود.
۲-۷-۶ بار برف بام
بار برف بر روی بام، P r ، با توجه به بار برف مبنا، شیب و دمای بام، برف گیری و اهمیت سازه برای هر متر مربع تصویر افقی سطح آن، از رابطه ۶-۷-۱ تعیین میشود:
فرمول (۶-۷-۱):
که در آن:
P s = بار برف مبنا طبق بخش ۶-۷-۳
I s = ضریب اهمیت بار برف طبق جدول ۶-۱-۲
C n = ضریب برف گیری طبق بخش ۶-۷-۴
C h = ضریب شرایط دمایی طبق بخش ۶-۷-۵
C s = ضریب شیب طبق بخش ۶-۷-۶
است
۳-۷-۶ بار برف مبنا
بار برف مبنا، P s ، باری است که بر اساس آمار موجود در منطقه، احتمال فراگذشت از آن در سال دو درصد باشد (دوره بازگشت ۵۰ سال).
بار برف مبنا در مناطق مختلف کشور را باید با توجه به تقسیم بندی مشخص شده در جدول ۶-۷-۱ یا در شکل پیوست ۶-۵، حداقل برابر با مقادیر زیر در نظر گرفت:
منطقه ۱- برف بسیار کم (نادر) ۰/۲۵ کیلونیوتن بر متر مربع
منطقه ۲- برف کم ۰/۵ کیلونیوتن بر متر مربع
منطقه ۳- برف متوسط۱ کیلونیوتن بر متر مربع
منطقه ۴ - برف زیاد ۱/۵ کیلونیوتن بر متر مربع
منطقه ۵ - برف سنگین ۲ کیلونیوتن بر متر مربع
منطقه ۶- برف فوق سنگین ۳ کیلونیوتن بر متر مربع
این بار را میتوان با انجام مطالعات دقیقتر آماری برای منطقه مورد نظر نیز تعیین نمود، ولی مقدار آن نباید کمتر از ۰/۸ مقادیر فوق در نظر گرفته شود.
جدول ۶-۷-۱: تقسیم بندی شهرهای کشور از نظر بار برف
۴-۷-۶ ضریب برف گیری
ضریب برف گیری، C n ، با توجه به اثر ناهمواری محیط و ساخت و ساز اطراف و میزان برف گیری بام ساختمان بر اساس جدول ۶-۷-۲ ، در نظر گرفته میشود. برای مناطق ۱ الى ۳ بار برف، این ضریب برابر یک در نظر گرفته میشود.
جدول ۶-۷-۲ : ضریب برف گیری،
در جدول ۶-۷-۲، بام برف ریز بامی است که بالاتر از محیط اطراف می باشد و محافظتی از اطراف وجود ندارد. اگر واحدهای تاسیساتی بزرگ بر روی بام وجود داشته باشند یا ارتفاع دست انداز بام و سایر برجستگی ها از روی بام بیشتر از ارتفاع برف متوازن، h b =P r / γ ، باشد، در این صورت آن بام نمی تواند در گروه بام برف ریز قرار گیرد. موانع اطراف ساختمان تا فاصله ده برابر h ۰ می توانند برای برف بام آن ساختمان محافظت ایجاد کرده و در آن صورت بام را نمیتوان در گروه بام برف ریز دانست. h ۰ ، فاصله قائم از روی مرتفع ترین مانع تا روی بام می باشد.
وزن مخصوص برف، γ ، را می توان از رابطه ۶-۷-۲ محاسبه کرد.
فرمول (۶-۷-۲):
بام برف گیر بامی است که از تمام جوانب، پایینتر از موانع متصل به آن و یا موانع اطراف میباشد. بامهای غیر برف گیر و غیر برف ریز، بامهای نیمه برف گیر محسوب میشوند. نوع ناحیه که در جدول ۶-۷-۲ برای تعیین ضریب برف گیری استفاده میشود، باید بیانگر شرایط پیش بینی شده در دوره عمر مفید ساختمان مورد نظر باشند. برای هر جهت باد، نوع ناحیه بر اساس مشخصات هریک از دو قطاع ۴۵ درجه در دو طرف جهت مورد نظر باد تعیین و هر کدام که بیشترین اثر را دارد انتخاب میشود. دو ناحیه به صورت زیر تعریف میشوند:
ناحیه پرتراکم - مناطق با تراکم ساختمانی شهری یا در مجاورت جنگلهای انبوه شامل ناهمواری و موانع متعدد و متراکم با ارتفاع ۹ متر یا بیشتر
ناحیه باز - محدودهای که در آن ساختمانها، درختان با موانع دیگر به صورت پراکنده قرار گرفته و یا در مجاورت دریاچه، دریا، ساحل باز یا همراه با پوششهای گیاهی کم ارتفاع واقع شده است. ضمنا مناطقی که در آنها تراکم ساختمانها یا موانع یا ارتافع آنها شرایط ناحیه پرتراکم را نداشته باشند، مشابه ناحیه باز تلقی میشوند.
۵-۷-۶ ضریب شرایط دمایی
ضریب شرایط دمایی، C h ، از جدول ۶-۷-۳ ، با توجه به شرایط مورد انتظار ساختمان در سالهای عمر مفید تعیین میشود.
جدول ۶-۷-۳: ضریب شرایط دمایی،C h
۶-۷-۶ ضریب شیب
برای بام های مسطح، ضریب شیب، C s ، برابر واحد میباشد. برای بامهای شیب دار ضریب شیب بر حسب زاویه شیب، α، به صورت زیر تعیین میشود:
فرمول (۶-۷-۳- الف):
فرمول (۶-۷-۳- ب):
فرمول (۶-۷-۳-پ):
زاویه α ۰ ، طبق بند ۶-۷-۶-۱، باتوجه به شرایط سطح شیب دار مشخص می شود.
۱-۶-۷-۶
اگر سطح بام لغزنده بوده و لغزش برف بر روی سطح شیب دار بدون مانع باشد و همچنین فضای کافی پایینتر از لبه بام برای ریزش برف موجود باشد، مقدار α ۰ برای C h =۱ برابر ۵ درجه، برای C h =۱/۱ برابر ده درجه و برای مقادیر بیشتر C h برابر ۱۵درجه خواهد بود. بامهای لغزنده شامل پوششهای فلزی، سنگبرگ، شیشهای و پوشش لاستیکی، پلاستیکی و قیراندود با سطوح صاف و هموار میباشند. غشاهای دارای سطوح آجدار را نمیتوان صاف در نظر گرفت. ورقههای پوشش آسفالتی و چوبی لغزنده محسوب نمیشوند.
در صورت عدم وجود شرایط لغزنده یا مانع دار بودن بام، مقدار α ۰ برای C h =۱ برابر °۳۰ و برای C h های بیشتر برابر °۴۵ میباشد.
۲-۶-۷-۶
در بامهای قوسی ضریب اثر شیب باید با توجه به شیب قوس در طول آن تعیین گردد. برای این منظور کافی است قوس به صورت یک چند ضلعی درنظر گرفته شود و ضریب اثر شیب برای هر یک از اضلاع بر حسب زاویه ضلع با افق و بر طبق بند ۶-۷-۶ تعیین گردد. تعداد قطعات در هر نیمه قوس نباید از سه قطعه کمتر باشد. برای قسمتهای با زاویه شیب بیشتر از هفتاد درجه بار برف در نظر گرفته نشده و این نواحی جزو تقسیمات قوس درنظر گرفته نمیشود.
۳-۶-۷-۶
برای بامهای کنگرهای و شیب دار دندانهای ضریب شیب برای کلیه سطوح برابر یک خواهد بود.
۴-۶-۷-۶
برای طراحی طره لبه پایین بام، که در آن امکان تجمع برف وجود دارد، مقدار P r باید دو برابر شود. طول ناحیه تجمع برف برابر طول طره خواهد بود ولی این طول مطابق شکل ۶-۷-۱ لازم نیست از بر دیوار زیر سقف به سمت بیرون بیشتر از ۱/۵ متر در نظر گرفته شود. برای محاسبه P r در این ناحیه، ضریب C s برابر یک در نظر گرفته میشود. در صورتی که طول طره از ۱/۵ متر بیشتر باشد، در طول اضافی ضریب C h بر اساس شرایط حرارتی این ناحیه محاسبه میشود.

شکل ۶-۷-۱ : مقدار با برف بر روی طره لبه پایین بام
۷-۷-۶ بارگذاریهای متوازن و نامتوازن
بارگذاری متوازن حالتی از بارگذاری برف بر روی بام ساختمان است که اثرات وزش باد یا نور خورشید، که باعث افزایش یا کاهش بار برف در بخشهایی از بام میشود را در نظر نمیگیرد. به واسطه وزش باد یا نور خورشید بر روی بامهای شیب دار، امکان کاهش بارهای برف در وجوه رو به باد یا رو به خورشید و افزایش این بارها در نواحی پشت به باد وجود دارد. این موضوع موجب توزیع نامتوازن بار برف بر روی این نوع بامها میشود. بنابراین علاوه بر بارگذاری متوازن برف، اثر بارگذاری نامتوازن برف نیز باید بطور جداگانه در نظر گرفته شود. در تعیین بار نامتوازن امکان وزش باد از تمام جوانب باید بررسی گردد. در نظر گرفتن حالت بار نامتوازن برف برای بامهای تخت لازم نیست.
۱-۷-۷-۶ بامهای با شیب دو و یا چند طرفه
برای بامهای با شیب دو یا چند طرفه، بارگذاری متوازن و نامتوازن برف مطابق شکل ۶-۷-۲ انجام میشود. در نظر گرفتن بار نامتوازن برف برای بامهای با شیب کمتر از ۴% و شیب بیشتر از ۶۰% لازم نیست.
برای بامهای با فاصله افقی بین تاج و پای شیب (W) کمتر از ۶ متر با تیرهای با تکیه گاه ساده بین تاج و پای شیب، بار نامتوازن یکنواخت برف در قسمت پشت به باد مطابق شکل با شدت I s P s و در قسمت رو به باد بدون بار برف در نظر گرفته شود. برای سایر بام ها، بار نامتوازن شامل بار گسترده ۰/۳P r در سمت بادگیر و در سمت پشت به باد P r به اضافه سربار به شدت بر واحد سطح افقی و در فاصله افقی از تاج شیب به سمت پای شیب خواهد بود. i، بیانگر شیب سقف (تانژانت زاویه شیب) مطابق شکل میباشد. ارتفاع انباشت برف، h d بر حسب متر از رابطه زیر بدست میآید:
فرمول (۶-۷-۴):
در رابطه فوق، l u برابر با W در قسمت رو به باد بر حسب متر می باشد. چنانچه W کمتر از ۶ متر باشد، l u برابر ۶ متر در نظر گرفته می شود.

شکل ۶-۷-۲ بار متوازن و نامتوازن برف در بامهای با شیب دو یا چند طرفه
۲-۷-۷-۶ بامهای قوسی
برای بامهای قوسی، بارگذاری متوازن و نامتوازن برف مطابق شکل ۶-۷-۳ انجام میشود. در این بامها، اگر زاویه شیب خط رابط از تاج به پای قوس (یا نقطهای که شیب خط مماس بر قوس در آن نقطه ۷۰ درجه باشد) کمتر از ده درجه و یا بیشتر از ۶۰ درجه باشد، منظور کردن بار نامتوازن ضروری نیست. در غیر این صورت، در بارگذاری بار نامتوازن برای بخش رو به باد، بار برف در نظر گرفته نخواهد شد و برای قسمت پشت به باد، توزیع بار برف مطابق شکل خواهد بود. برای بخشهایی از بام با شیب بیشتر از ۷۰ درجه بار برف لحاظ نخواهد شد. در توضیحات زیر و شکل ۶-۷-۳ مقدار P r با C s =۱ محاسبه شده است.

شکل ۶-۷-۳: بار متوازن و نامتوازن در بامهای قوسی
اگر زاویه شیب پای بام کمتر یا برابر ۳۰ درجه باشد، مقدار شدت بار در تصویر افقی بام در پای شیب از مقدار ۲P r C s /C n ، محاسبه شده برای زاویه شیب پای بام، به طور خطی به مقدار ۰/۵P r ، در تاج کاهش خواهد یافت (شكل الف).
اگر زاویه شیب پای بام بین ۳۰ و ۷۰ درجه باشد، مقدار شدت بار برف در تصویر افقی بام از ۰/۵P r در تاج بطور خطی تا مقدار ۲P r C s /C n (محاسبه شده برای زاویه شیب ۳۰ درجه) در محل زاویه شیب ۳۰ درجه افزایش داده شده و سپس به مقدار ۲P r C s /C n در پای بام (محاسبه شده برای شیب پای بام) به طور خطی کاهش داده می شود (شکل ب).
اگر زاویه شیب پای بام بیشتر از ۷۰ درجه باشد. برای ناحیه پایین تر از زاویه شیب ۷۰ درجه بار برف صفر در نظر گرفته شده و برای بقیه بام مطابق حالت ب عمل خواهد شد (شکل پ).
اگر در کمتر از یک متری پای بام، زمین و یا بام دیگری قرار دارد، برای دو حالت ب و پ، مقدار شدت بار برف برای ناحیه با زاویه شیب بیشتر از ۳۰ درجه کاهش داده نشده و برابر مقدار محاسبه شده در زاویه شیب ۳۰ درجه تا لبه بام در نظر گرفته خواهد شد. (قسمت خط چین در اشکال ب و پ).
۳-۷-۷-۶ بامهای دندانه دار، کنگرهای و تاوه چین دار
در این گونه بامها، اگر شیب سقف بیشتر از ۳ درصد باشد، بار برف نامتوازن در نظر گرفته میشود. مقدار بار متوازن برای این گونه بام ها مطابق شکل ۶-۷-۴ برابر P r با لحاظ C s =۱ میباشد ( بند ۶-۷-۶-۳ ). شدت بار برف نامتوازن در تصویر افقی، از نصف مقدار بار برف متوازن در نقاط تاج بطور خطی به مقدار ۲P r /C n در نقاط قعر بام (با لحاظ C s =۱) افزایش مییابد.

شکل ۶-۷-۴ بار متوازن و نامتوازن در بامهای دندانه دار
۴-۷-۷-۶ گنبدها
گنبد و یا پوششهای مدور مشابه به چهار ربع (قطاع نود درجه) در پلان تقسیم شده و قطاع پشت به باد به طور جداگانه مطابق شکل ۶-۷-۵ ، و مشابه بند ۶-۷-۷ بصورت پشت به باد بارگذاری میشود. از هر لبه مشترک قطاع مورد نظر با قطاع مجاور، بار برف به تدریج بصورت خطی تا مقدار صفر در ربع قطاع مجاور کاهش داده میشود. زاویه کل بخش بارگذاری شده پشت به باد در مجموع ۱۳۵ درجه خواهد بود. برای بخش رو به باد باقی مانده که زاویه کل آن ۲۲۵ درجه در پلان است، بار برف لحاظ نخواهد شد.

شکل ۶-۷-۵ بار متوازن و نامتوازن در بامهای گنبدی یا مدور
۸-۷-۶ نامناسب ترین وضع بارگذاری
برای بامهای دارای تیرهای ممتد چند دهانه، مطابق شکل ۶-۷-۶ سه حالت زیر در نظر گرفته شود:
بار کامل برف متوازن بر روی هر یک از دهانههای انتهایی و نیم بار برف متوازن بر روی سایر دهانهها (شکل الف)
نیم بار برف متوازن بر روی هر یک از دهانههای انتهایی و بار کامل برف متوازن بر روی سایر دهانهها (شکل ب)
تمام ترکیبهای ممکن بار کامل برف متوازن بر روی دو دهانه مجاور و نیم بار برف متوازن بر روی سایر دهانهها (شکل پ)

شکل ۶-۷-۶ نامناسب ترنی وضع بارگذرای تیرهای ممتد در بام
* از آنجایی که در صورت وجود تیر طره، تکیه گاه سمت چپ وجود نخواهد داشت، این تکیه گاه در شکل به صورت خط چین نمایش داده شده است.
بخش طره به صورت یک دهانه جداگانه لحاظ میشود. اعمال ضوابط این بخش برای اعضای عمود بر خط الرأس سقف شیب دار دو طرفه با شیب بیشتر از چهار درصد ضروری نیست. برای سایر انواع سازهها (غیر از تیرهای ممتد)، امکان ایجاد بیشترین اثر ناشی از بارگذاری بخشی، از طریق کاهش بار برف متوازن به نصف در بخشهایی از بام باید بررسی شود.
۹-۷-۶ انباشتگی برف در بامهای پایینتر
برای مناطق ۴، ۵ و ۶ بار برف، بام باید برای تحمل بارهای انباشته شده برف ناشی از سایه و باد قسمتهای بالاتر همان ساختمان یا بلندیها و ساختمانهای مجاور طراحی شود.
۱-۹-۷-۶ بام پایینتر در ساختمانهای با بام پلهای
مطابق شکل ۶-۷-۷ برف بر اثر وزش باد ممکن است از قسمت بالاتر بام ساختمان بر روی بام پایینتر آن ریزش کند (انباشت پشت به باد) و یا باد در جهت مقابل بار برف را بر روی بام پایینتر در مجاورت قسمت بلندتر انباشته سازد (انباشت رو به باد). مقدار انباشت بار برف مطابق شکل ۶-۷-۸ به بار متوازن اضافه خواهد شد. چنانچه شرط h c /h b <0/2 باشد، نیازی به درنظر گرفتن انباشتگی برف نیست. h b =P r / γ ، ارتفاع بار برف متوازن و h c برابر ارتفاع نزدیکترین نقطه بام مجاور بالاتر از روی برف متوازن روی بام پایینتر میباشد. هر دو امکان انباشت پشت به باد و رو به باد باید مطابق حالتهای الف و ب در نظر گرفته شود:
در حالت پشت به باد، شدت بار برف انباشت برابر مقدار P d = γh d در پای دیوار قسمت بلندتر خواهد بود. h d از رابطه ۶-۷-۴ بدست میآید و در آن رابطه l u بیانگر طول بام بالاتر میباشد.
تصویر
شکل ۶-۷-۷: نمایش وجههای رو به باد و پشت به باد
تصویر
شکل ۶-۷-۸ نمایش برف انباشته شده بر بام پایینتر
برای حالت رو به باد، طول بام پایینتر برابر l u در نظر گرفته شده و سه چهارم مقدار حاصل از رابطه ۶-۷-۴ ، برای h d به عنوان ارتفاع برف انباشت بر روی بام مورد نظر در مجاورت بخش بلندتر در نظر گرفته میشود. مقدار حداکثر بین حالات الف و ب برای h d ملاک بارگذاری انباشت برف خواهد بود.
چنانچه مقدار h d محاسبه شده مساوی یا کمتر از h c باشد، طول توزیع مثلثی انباشت برف برابر W=4h d و اگر مقدار h d از h c بیشتر بود، مقدار طول انباشتگی از رابطه (۶-۷-۵) بدست میآید.
فرمولفرمول (۶-۷-۵):
ارتفاع انباشت مثلثی در پای ناحیه بلندتر مقدار حداکثر h d را داشته و ارتفاع انباشت برف به طور خطی به صفر در فاصله w از آن کاهش داده میشود. مقدار w از مقدار 8h c بیشتر در نظر گرفته نخواهد شد. اگر w از طول بام مورد نظر، l r ، بیشتر باشد مقدار ارتفاع برف در لبه انتهایی بام برابر h d (w-l r )/w بوده و برف انباشت توزیع ذوزنقهای خواهد داشت.
۲-۹-۷-۶ بام پایینتر در ساختمان مجاور
اگر فاصله افقی دو ساختمان، d، بیشتر از ۶ متر یا بیشتر از ۶ برابر اختلاف تراز بام آنها، h، باشد، نیازی به در نظر گرفتن بار انباشتگی برف بر روی بام پایینتر نمیباشد. در غیر اینصورت مطابق شکل ۶-۷-۹ بار انباشتگی بر روی بام پایینتر بر اساس قسمت الف بند ۶-۷-۹-۱ ، برای حالت پشت به باد، با اختیار ارتفاع انباشت برف برابر کمترین مقادیر h d (بر اساس طول بام ساختمان بلندتر) و (۶h-d)/۶ محاسبه میشود. طول ناحیه مثلثی برابر مقدار کمتر ۶h d و (۶h-d) درنظر گرفته میشود. h بیانگر اختلاف تراز لبه بام بلندتر با لحاظ دست انداز و روی لبه بام پایین بدون لحاظ دست انداز میباشد.
برای حالت رو به باد ( شکل ۶-۷-۱۰ ) محاسبه بر اساس قسمت ب بند ۶-۷-۹-۱ انجام میشود. در مجاورت ساختمان بلندتر مقدار حداکثر انباشت فرض شده و از توزیع مثلثی حاصل، بخشی از توزیع برف انباشت که در بین دو ساختمان قرار میگیرد از بارگذاری حذف میگردد.

شکل ۶-۷-۹ بار انباشتگی برف پشت به باد روی بام پایینتر ساختمان مجاور

شکل ۶-۷-۱۰ بار انباشتگی برف رو به باد روی بام پایینتر ساختمان مجاور
۱۰-۷-۶ انباشتگی برف در اطراف قسمتهای بالا آمده و دست انداز بام
برای مناطق ۴، ۵ و ۶ بار برف، انباشتگی برف در اطراف قسمتهای بالا آمده از بام از قبیل خرپشته و فضاهای تأسیساتی و پشت دست انداز اطراف بام باید مطابق بند ۶-۷-۹-۱ در نظر گرفته شود. ارتفاع حداکثر انباشت برف را میتوان سه چهارم مقدار حاصل از رابطه ۶-۷-۵ در نظر گرفت. در مورد دست اندازها، طول بام در جهت عمود بر دست انداز برای l u منظور خواهد شد، ولی در مورد قسمتهای بالا آمده از بام، مقدار بزرگتر طول رو به باد و طول پشت به باد بر روی بام برای l u منظور خواهد شد. اگر عرض وجه قسمت بالا آمده بر روی بام کمتر از ۴/۵ متر داشته باشد، برای آن لحاظ بار برف انباشت لازم نیست.
۱۱-۷-۶ برف لغزنده
در مناطق ۴، ۵ و ۶ بار برف ، بار حاصل از لغزش برف از بام شیب دار بالاتر و ریختن آن به سقف پایینتر باید برای بامهای لغزنده با شیب بیشتر از دو درصد و برای سایر بامهای با شیب بیشتر از ۱۵ درصد در نظر گرفته شود. مقدار کل بار بر واحد طول در راستای لبه پایین بام بالاتر برابر ۰/۴P r W/C s بر روی بام پایین در نظر گرفته میشود. W، فاصله افقی لبه پایین تا خط الرأس سقف شیب دار بالاتر است. این بار بطور یکنواخت از بر لبه پایین بام بالاتر تا فاصله ۴/۵ متر از آن بر روی بام پایین به صورت نواری توزیع میشود. اگر طول بام پایینی کمتر از ۴/۵ متر باشد، مقدار بار به نسبت طول بام بر ۴/۵ متر کاهش مییابد. برای دو سازه مجاور، بار برف لغزنده در صورتی در نظر گرفته میشود که h/d>۱ و d<۴/۵ متر باشد (h و d مطابق شکل ۶-۷-۹ ). طول نوار بار برف لغزیده بر روی بام پایینتر برابر متر بوده و مقدار بار برف بر واحد طول نوار برابر در نظر گرفته خواهد شد.
بار برف لغزنده به بار متوازن اضافه میشود و اثر آن به صورت همزمان با برف نامتوازن، انباشتگی برف، بارگذاری بخشی برف و اثر باران به برف درنظر گرفته نمیشود.
۱۲-۷-۶ سربار باران بر برف
در مناطق ۲ و ۳ بار برف، برای بام با شیب کمتر از ۱۵/W درجه (W فاصله افقی لبه پایین تا خط الرأس سقف شیب دار بر حسب متر میباشد)، سربار باران به مقدار ۰/۲۵ کیلونیوتن بر متر مربع به بار برف متوازن اضافه خواهد شد. این بار لازم نیست همراه با اثر انباشتگی، لغزش، بار برف نامتوازن یا بار بارگذاری بخشی برف در نظر گرفته شود.
۱۳-۷-۶ ناپایداری برکهای و انباشتگی آب
در طراحی بام باید ناپایداری برکهای شدن بررسی شود. برای بامهای با شیب کمتر از دو درصد و بامهای با امکان انباشتگی آب، به دلیل گرفتگی آبرو، تغییر شکل بام بر اثر بار کامل برف، با لحاظ اثر برکهای شدن، محاسبه و ارزیابی میشود.
۱۴-۷-۶ بامهای ساختمانهای موجود
در مناطق ۵ و ۶ بار برف، در صورت ساخت ساختمان جدید بصورت چسبیده یا در فاصله کمتر از ۶ متر از ساختمان موجود، علاوه بر طراحی ساختمان جدید برای بار برف، اثرات اضافه شدن بار برف بر بام ساختمان موجود باید بررسی شود. ضمناً در مناطق ۳ و ۴ بار برف نیز در صورت ساخت ساختمان جدید بصورت چسبیده به ساختمان موجود (به عنوان نمونه مطابق شکل ۶-۷-۱۱ )، اثر انباشتگی برف بر روی ساختمانهای جدید و موجود باید در نظر گرفته شود.

شکل ۶-۷-۱۱: اثر بار برف روی بام ساختمان های موجود
۸-۶ بار باران
۱-۸-۶ کلیات
در طراحی سازه ساختمانها اثر بار باران مطابق ضوابط این فصل باید در نظر گرفته شود.
۲-۸-۶ علائم اختصاری
R: بار باران روی بام تغییر شکل نیافته بر حسب کیلونیوتن بر متر مربع. ( هنگامی که اصطلاح بام تغییر شکل نیافته استفاده میشود، این تغییر شکل شامل بارهای مرده و زنده نمیشود.)
d s : ارتفاع آب روی بام تغییر شکل نیافته تا دهانه ورودی شبکه تخلیه آب باران فرعی در زمانی که شبکه تخلیه آب باران اصلی مسدود شده است. این ارتفاع به ارتفاع استاتیکی مشهور بوده و بر حسب میلی متر بیان میشود.
d h : ارتفاع آب مازاد بر روی بام تغییر شکل نیافته بواسطه جریان طرح، که در بالای دهانه ورودی شبکه تخلیه آب باران فرعی در نظر گرفته میشود. این ارتفاع به ارتفاع هیدرولیکی مشهور بوده و بر حسب میلی متر بیان میگردد. جریان طرح جریانی است که بر اساس حداکثر بارندگی ظرف مدت یکساعت در محل ساختمان مطابق ضوابط مبحث شانزدهم مقررات ملی ساختمان تعیین میگردد.
۳-۸-۶ تخلیه آب باران
طراحی تخلیه آب باران بام باید بر اساس ملاحظات معماری، مکانیکی و سازهای صورت پذیرد. شبکههای تخلیه آب باران بام باید مطابق با شرایط و ضوابط مبحث شانزدهم مقررات ملی ساختمان طراحی شوند.
۴-۸-۶ بارهای ناشی از باران طرح
هر بخش از بام باید به گونهای طراحی شود که در صورت مسدود شدن شبکه تخلیه آب باران اصلی برای آن بخش، بار کل آب باران جمع شده روی بام به علاوه بار یکنواخت ایجاد شده جریان طرح به واسطه آبی که در روی دهانه ورودی شبکه تخلیه آب باران فرعی بالا آمده است را بر مبنای رابطه زیر تحمل کند.
فرمول (۶-۸-۱):
شبکههای تخلیه آب باران فرعی، شامل مسیرهای تخلیه آب باران و نقاط تخلیه، باید از مسیرهای تخلیه آب باران اصلی مجزا در نظر گرفته شوند. بدیهی است که تراز شبکههای تخلیه آب باران فرعی همواره بالاتر از شبکههای تخلیه آب باران اصلی است. در شکل ۶-۸-۱ ، دو نمونه شبکه تخلیه آب باران مجزا برای بام نشان داده شده، که خطهای نقطه چین در هر یک، نشان دهنده مرز بین مناطق تخلیه آب باران مجزا است.

شکل ۶-۸-۱ دو نمونه شبکه تخلیه آب باران مجزا برای بام
۵-۸-۶ ناپایداری برکهای و انباشتگی آب
برکهای شدن، به انباشتگی آب باران صرفاً به واسطه تغییر شکل بامهای نسبتاً تخت اطلاق میشود. صرف نظر از شیب بام، در صورتی که امکان جمع شدن آب بر روی بام به منظور رسیدن به شبکه تخلیه آب باران فرعی وجود داشته باشد، انباشتگی آب میتواند رخ دهد. هر دهانه در بام که مستعد برکهای شدن یا انباشتگی باشد، باید مورد تجزیه و تحلیلهای سازهای قرار گیرد تا از دارا بودن سختی کافی آن به منظور جلوگیری نمودن از تغییر شکل مستمر و ناپایداری ناشی از برکهای شدن هنگام انباشتگی آب باران یا در صورت وجود آب ناشی از ذوب شدن برف بر روی آن، اطمینان حاصل گردد. تمامی دهانهها در بامهای با شیب کمتر از ۲٪ و یا بامهای دارای شیب بیشتر که آب روی تمام یا بخشی از آنها جمع شده و شبکه تخلیه آب باران اولیه مسدود گردیده است، اما امکان بهره برداری از شبکه تخلیه آب باران فرعی وجود دارد، باید به عنوان دهانههای مستعد در ناپایداری در نظر گرفته شوند. در این تجزیه و تحلیل، بار برف یا بار باران معادل بزرگتر باید، مورد استفاده قرار گیرد. شکل ۶-۸-۲ ، نمونهای از دهانههای مستعد برای یک بام با شیب ۲٪ یا بیشتر را نشان میدهد.

شکل ۶-۸-۲: دهانههای مستعد برای انباشتگی آب و کنترل ناپایداری با شیب بام ۲٪ یا بیشتر
شکل ۶-۸-۳، نمایی از یک بام با تخلیه آب باران سرریز احاطه کننده فرعی و تخلیه آب باران اصلی داخلی (با شیب ۲% یا بیشتر در تمام دهانه های مستعد) را نشان می دهد.

شکل ۶-۸-۳: نمایی از یک بام با شیب ۲% یا بیشتر در معرض ناپایداری ناشی از انباشتگی آب در تمام دهانههای مستعد
۹-۶ بار یخ
۱-۹-۶ کلیات
در طراحی سازهها و اجزای حساس به یخ، بار ناشی از یخ زدگی باران و برف باید در نظر گرفته شود. سازهها و اجزای حساس به یخ شامل سازههای مشبک، لوله، کابل و پایههای آنها، سازههای شهربازی، نرده، پله، نردبان، پلهای عابر پیاده، تابلو و علائم و سایر سازهها و اجزاء سبک نمایان و در معرض یخ زدگی برف و باران میباشد. محاسبات بار یخ برای خطوط انتقال برق و مخابرات و خطوط آبرسانی و سوخت مشمول مقررات خاص بوده و از شمول ضوابط این مبحث خارج است. اثرات دینامیکی بار یخ بر روی سازهها و اجزای انعطاف پذیر در این مبحث درنظر گرفته نشده است و در صورت لزوم باید بطور موردی بررسی شود.
۲-۹-۶ وزن یخ
در محاسبه وزن یخ جوی، D i ، میتوان وزن مخصوص متوسط یخ را ۰/۹ وزن مخصوص آب درنظر گرفت.
حجم یخ، V i ، برای ورقها و اجزای سه بعدی بزرگ مانند گنبد و کره از رابطه ۶-۹-۱ حاصل میشود.
فرمول (۶-۹-۱):
در این رابطه:
t d : ضخامت طراحی یخ بر اثر یخ زدگی باران طبق بخش ۶-۹-۳
A s : مساحت یک طرف ورق برای ورق های مستوی و مساحت بزرگترین مقطع جزء سه بعدی نظیر گنبد و کره
مقدار حجم یخ را می توان برای ورق های قائم ۲۰% و برای ورق های افقی ۴۰% کاهش داد.
حجم یخ برای مقاطع سازهای و اعضای منشوری بر اساس سطح مقطع یخ احاطه کننده آنها و طول عضو بدست میآید. سطح مقطع یخ احاطه کننده عضو از رابطه ۶-۹-۲ حاصل میشود:
فرمول (۶-۹-۲):
D c : قطر استوانه محیط بر مقطع سازه ای و یا عضو منشوری
۳-۹-۶ ضخامت طراحی یخ ناشی از یخ زدگی باران
مقدار ضخامت طراحی یخ، از رابطه ۶-۹-۳ بدست میآید:
فرمول (۶-۹-۳):
که در آن:
t : ضخامت اسمی یخ ناشی از یخ زدگی باران در ارتفاع ده متر، طبق بخش ۶-۹-۵
I i : ضریب اهمیت طبق جدول ۶-۱-۲
F z :ضریب ارتفاع طبق بخش ۶-۹-۴
۴-۹-۶ ضریب ارتفاع
ضریب ارتفاع از رابطه ۶-۹-۴ بدست میآید:
فرمول (۶-۹-۴):
که در آن z ارتفاع از سطح زمین بر حسب متر است.
۵-۹-۶ ضخامت اسمی یخ
ضخامت اسمی یخ را میتوان برای مناطق مختلف کشور بر اساس تقسیم بندی فصل هفتم این مبحث، بصورت زیر در نظر گرفت :
مناطق ۱، ۲ و ۳ - برف کم، نادر و متوسط t=۰
منطقه ۴ - برف زیاد t=۷/۵ mm
منطقه ۵- برف سنگین t=۱۲/۵
منطقه ۶- برف فوق سنگین t = ۱۵ mm
در مناطق کوهستانی که احتمال وقوع بارندگیهای بسیار شدید و افت شدید دمای محیطی وجود دارد، ضخامت اسمی یخ بر اساس دوره بازگشت پنجاه سال با استفاده از مطالعات محلی و یا اطلاعات سازمان هواشناسی کشور تعیین میشود.
۶-۹-۶ اثر باد بر سازهها و اجزای پوشیده از یخ
در محاسبه نیروی باد در حالت وجود یخ، W i ، اثر افزایش ابعاد به اندازه ضخامت طراحی یخ باید در نظر گرفته شود.
۱۰-۶ بار باد
۱-۱۰-۶ کلیات
۱-۱-۱۰-۶
سیستم اصلی باربر ساختمانها و سازهها و کلیه اجزاء و پوششهای آنها باید برای اثر ناشی از باد، براساس ضوابط این فصل طراحی و ساخته شوند. این اثر باید با توجه به حداکثر سرعت باد در منطقه، ارتفاع و شکل هندسی ساختمانها و زبری محیط اطراف و میزان حفاظتی که موانع مجاور برای آنها در مقابل باد ایجاد میکنند، محاسبه شوند.
۲-۱-۱۰-۶
برای تعیین اثر ناشی از باد باید فرض شود که باد به صورت افقی و در هر یک از امتدادها، به ساختمان اثر مینماید. در طراحی کافی است اثر باد در دو امتداد عمود بر هم، ترجیحاً در امتداد محورهای اصلی ساختمان، و به طور غیر هم زمان بررسی شوند . این بار باید در هر امتداد در هر یک از دو جهت مخالف به ساختمان اعمال شود.در موارد خاصی که در این فصل ذکر شده است، اثر باد باید در امتداد مشخص شده در بند ۶-۱۰-۱۳ (بارگذاری بخشی) نیز بررسی گردد. اثرات ناشی از احتمال عدم همراستایی ساختمان با جهت حداکثر باد غالب در محل، به عنوان ضریب همراستایی باد در بند ۶-۱۰-۱۲ تعریف شده است.
۳-۱-۱۰-۶
در طراحی اعضای سازه، اثر ناشی از بار باد با بار زلزله جمع نمیشود. کلیه اعضای سازه باید برای اثر هر یک از این دو بارگذاری، هماهنگ با ضوابط مربوطه طراحی شوند.
۴-۱-۱۰-۶
سه روش استاتیکی، تاثیرات دینامیکی باد و تجربی برای تعیین بارهای باد قابل استفاده است. ضوابط محاسبه بارباد وارد بر ساختمانها و سازههای غیر ساختمانی به روش استاتیکی دربندهای ۶-۱۰-۴ الی ۶-۱۰-۱۵ این فصل تشریح شده است.در ساختمانهای بلند که ارتفاع آنها بیشتر از ۶۰ متر یا ۴ برابر عرض مؤثر آنها بوده، و در سازه ساختمانهای نرم که زمان تناوب ارتعاشات طبیعی آن بزرگتر از ۱/۵ ثانیه باشد، و در سازههای غیر ساختمانی نرم نظیر دودکشها، مخازن و دکلها که زمان تناوب ارتعاشات طبیعی آنها بزرگتر از ۰/۱ ثانیه است، محاسبه بار باد به روش استاتیکی کافی نیست . برای محاسبه بار باد در این ساختمانها و سازهها باید یکی از دو روش زیر را به کار گرفت:
روش تاثیرات دینامیکی بار باد ، نظیر آنچه در پیوست پ-۶-۴ ارائه شده است.
روش تجربی و استفاده از تونل باد، مطابق روشهای معتبر بین المللی.
در مورد سازه هائی با زمان تناوب بیش از ۴ ثانیه و ارتفاع بیش از ۶ برابر عرض مؤثر ساختمان، استفاده از روش تجربی مثل تونل باد الزامی است.
بزرگترین زمان تناوب اصلی ساختمان یا سازه را در امتداد مورد نظر میتوان از هریک از روش های تحلیلی یا برای ساختمانهای با ارتفاع کمتر از ۱۲۰ متر از روابط تجربی زیر محاسبه کرد.
فرمول (۶-۱۰-۱-الف): قاب خمشی فولادی
فرمول (۶-۱۰-۱-ب): قاب خمشی بتنی
فرمول (۶-۱۰-۱-ج): ساختمان های با سایر سیستم های باربر جانبی
در روابط فوق تراز متوسط سقف بر حسب متر است.
در طراحی سازهها به روشهای تاثیرات دینامیکی یا تجربی، کل بار باد محاسبه شده در هیچ حالت نباید کمتر از ۸۰% بار باد براساس روش استاتیکی درنظر گرفته شود.
عرض مؤثر ساختمان از رابطه رابطه ۶-۱۰-۱-د بدست میآید که در آن h i ارتفاع طبقه i از سطح زمین و W i حداقل عرض ساختمان در جهت عمود بر باد در طبقه i است.
فرمول (۶-۱۰-۱-د) :
در شکل ۶-۴-۱۶ نمودار مرحلهای محاسبه بار باد نشان داده شده است.
۲-۱۰-۶ سرعت مبنای باد
سرعت مبنای باد، V، سرعت متوسط ساعتی باد در ارتفاع ۱۰ متر از سطح زمین در منطقهای مسطح و بدون مانع است که بر اساس آمار موجود در منطقه، احتمال فراگذشت از آن در سال کمتر از ۲٪ (دوره بازگشت ۵۰ ساله) باشد.
سرعت مبنای باد برای مناطق مختلف کشور در جدول شماره ۶-۱۰-۱ بر حسب کیلومتر بر ساعت ارائه شده است. برای مناطقی که نام آنها در جدول نیامده است، سرعت مبنای باد باید برابر با مقدار آن برای نزدیکترین ایستگاهی که نام آن در جدول آمده است، اختیار گردد.
برای ساختمانهایی که بنا به اهمیت یا شکل خاص آنها و شرایط توپوگرافی منطقه، نیاز به تأمین اطمینان بیشتر برای طراحی در برابر بار باد باشد، سرعت مبنای باد باید براساس مطالعات آماری و برای دوره بازگشت مساوی یا بیش از پنجاه سال تعیین گردد. این سرعت، به هر حال، نباید کمتر از ۸۰ کیلومتر در ساعت اختیار شود.
۳-۱۰-۶ فشار مبنای باد
فشار مبنای باد، فشاری است که باد با سرعتی برابر با سرعت مبنای باد بر سطحی عمود بر جهت وزش باد وارد میکند. مقدار این فشار با استفاده از رابطه زیر محاسبه میشود.
فرمول (۶-۱۰-۲):
در این رابطه V سرعت مبنای باد، به متر بر ثانیه و q فشار مبنای باد، به کیلونیوتن بر مترمربع است.
در جدول ۶-۱۰-۱ فشار مبنای باد برای سرعتهای متناظر داده شده است.
۴-۱۰-۶ فشار باد بر ساختمانها و سایر سازهها
۱-۴-۱۰-۶ فشار یا مکش خارجی
فشار یا مکش خارجی تحت اثر باد روی سیستم اصلی باربر یا روی جزئی از سطح خارجی ساختمان از رابطه (۶-۱۰-۳-الف) بدست میآید.
فرمول (۶-۱۰-۳-الف):
در این رابطه:
P : فشار یا مکش خارجی استاتیکی در جهت عمود بر سطح است که در حالت فشار به سمت رو به سطح و در حالت مکش به سمت خارج از سطح عمل می کند.
I w :ضریب اهمیت بار باد، طبق جدول (۲-۱-۶)
q : فشار مبنای باد بر اساس بند ۶-۱۰-۳ و رابطه ۶-۱۰-۲
C e : ضریب اثر تغییر سرعت طبق بند ۶-۱۰-۶
C t : ضریب پستی و بلندی زمین طبق بند ۶-۱۰-۷
C g : ضریب اثر تند باد طبق بند ۶-۱۰-۸ یا ۶-۱۰-۹
C p : ضریب فشار طبق بند ۶-۱۰-۸ یا ۶-۱۰-۹
C d : ضریب هم راستایی باد طبق بند ۶-۱۰-۱۲
۲-۴-۱۰-۶ فشار یا مکش داخلی
فشار یا مکش داخلی ساختمان تحت اثر باد از رابطه (۶-۱۰-۳-ب) بدست میآید.
فرمول (۶-۱۰-۳-ب):
در این رابطه:
P i : فشار یا مکش داخلی استاتیکی در جهت عمود بر سطح است که در حالت فشار به سمت رو به سطح و در حالت مکش به سمت خارج از سطح عمل می کند.
C gi : ضریب اثر تند باد طبق بند ۶-۱۰-۸
C pi : ضریب اثر بازشو طبق بند ۶-۱۰-۱۱
۵-۱۰-۶ نیروی باد
بار خالص باد، F t برای کل ساختمان یا اجزاء پوششی ساختمان (اجزاء نما - پوشش بام) از جمع جبری حاصلضرب فشارها یا مکشهای داخلی و خارجی وارد بر سطوح ساختمان (یا اجزاء) در مساحت سطوح ساختمان (یا اجزاء) به دست میآید.
فرمول (۶-۱۰-۴):
۶-۱۰-۶ ضریب اثر تغییر سرعت Ce
C e ضریبی است که اثر تغییرات سرعت در ارتفاع ساختمان را، متناسب با تراکم ساختمانهای اطراف، زبری محیط و میزان حفاظت موانع مجاور روی ساختمان، نشان میدهد.
۱-۶-۱۰-۶ ارتفاع مبنا
ارتفاع مبنا که در محاسبات ضریب C e به کار میرود، به شرح زیر تعریف میشود:
برای ساختمانهای منطبق بر بند ۶-۱۰-۸ این بخش یا پیوست ۶-۴ ، مقدار ارتفاع مبنا در سمت رو به باد برابر ارتفاع نقطه موردنظر از سطح زمین (Z)، برای سمت پشت باد نصف ارتفاع کل ساختمان (Z=H/۲) و برای بام و بدنههای جانبی ساختمان معادل ارتفاع کل ساختمان (Z=H) است.
برای ساختمانهای منطبق بر بند ۶-۱۰-۹ این بخش، Z برابر با متوسط ارتفاع سقف (h) یا شش متر (هرکدام که بزرگتر است) اختیار میشود. چنانچه شیب سقف کمتر از ۷ درجه باشد، میتوان ارتفاع پاشیب را به عنوان ارتفاع مبنا اختیار کرد. در هر حال ارتفاع مبنا نباید کمتر از ۶ متر اختیار شود.
برای هریک از اجزاء متصل به ساختمان، مقدار Z برابر با ارتفاع آن جزء از سطح زمین منظور میشود.
در محاسبه فشار (مکش) داخلی ساختمان ها:
۱- چنانچه بازشو در سمتی غیر از رو به باد بوده و روی وجوه داخلی ساختمان نیروی مکشی ایجاد شود، Z معادل ارتفاع کل ساختمان است (Z=H)
۲- چنانچه بازشو در سمت رو به باد باشد و فشار داخلی ایجاد شود، Z معادل ارتفاع بالاترین بازشو در وجه رو به باد منظور می شود. در جهت اطمینان می توان فشار داخلی را نیز با ارتفاع کل ساختمان محاسبه نمود (Z=H).
۲-۶-۱۰-۶ ضریب C e در نواحی باز
چنانچه ساختمان یا سازه در محدودهای که در آن ساختمان ها، درختان یا موانع دیگر به صورت پراکنده قرار گرفته و یا در مجاورت دریاچه، دریا، ساحل باز یا صحرایی با پوشش گیاهی کوتاه واقع شده باشد، ضریب C e از رابطه (۶-۱۰-۵) تعیین میگردد.
فرمول (۶-۱۰-۵) :
Z، ارتفاع مبنای هر نقطه از ساختمان یا سازه، بر حسب متر، نسبت به سطح زمین است.
۳-۶-۱۰-۶ ضریب C e در نواحی پر تراکم
چنانچه ساختمان یا سازه در مناطق با تراکم ساختمانی شهری یا در مجاورت جنگلهای انبوه قرار گرفته باشد و منطقه پرتراکم در سمت رو به باد ساختمان در بالادست به میزان یک کیلومتر یا ۲۰ برابر ارتفاع ساختمان (هر کدام که بیشتر است) امتداد داشته باشد، ضریب C e از رابطه (۶-۱۰-۶) تعیین میگردد.
فرمول (۶-۱۰-۶):
۷-۱۰-۶ ضریب پستی و بلندی زمین C t
چنانچه ساختمان یا سازه در بالای تپه، پرتگاه یا سینه کش منفردی با شیب متوسط بیشتر از ۱۰ درصد قرار گرفته باشد، در نواحی پایینی ساختمان یا سازه سرعت باد افزایش مییابد. ( شکل ۶-۱۰-۱ ) این افزایش در نواحی نزدیک به رأس تپه یا پرتگاه زیادتر از دیگر نواحی است. در شرایط معمولی، C t =۱ خواهد بود.

تپه دوبعدی یا سه بعدی

پرتگاه یا سینه کش - شکل ۶-۱۰-۱ افزایش سرعت باد در بالای تپهها و پرتگاهها
مقدار ضریب پستی و بلندی، C t از رابطه (۶-۱۰-۷) بدست میآید.
فرمول (۶-۱۰-۷):
که در آن:
و = ضریب افزایش سرعت نسبی در رأس قله
C g = ضریب اثر تندباد، که برای محاسبه C t معادل ۲ در نظر گرفته می شود. در صورتی که تأثیرات دینامیکی باد مهم باشد، C g از پیوست ۶-۴ محاسبه خواهد شد.
|X|= فاصله محل ساختمان تا قله تپه یا خط الرأس پرتگاه
L h = فاصله قله تا میانه نصف ارتفاع تپه در سمت رو به باد ( )
H h = ارتفاع خط الرأس یا قله نسبت به زمین مسطح احاطه کننده تپه
α = ضریب تأثیر کاهش سرعت در ارتفاع
z= ارتفاع نقطه مورد نظر از تراز سطح برآمدگی
می باشد. مقادیر و K در جدول ۶-۱۰-۲ داده شده است.
حداکثر مقدار برابر ۰/۵ اختیار شده و جهت باد همواره در جهت حداکثر شیب (مطابق شکل ۶-۱۰-۱ ) فرض میشود.
۸-۱۰-۶ ضرایب اثر تندباد و فشار مربوط به ساختمانهای مستطیل شکل با بام تخت ونسبت ابعادی بیشتر از واحد یا ارتفاع بیش از ۲۰ متر
چنانچه ارتفاع ساختمان بیش از بیست متر یا بزرگتر از بعد کوچکتر ساختمان باشد، ضرائب اثر تندباد (C g و C gi ) و فشار ( C P و C * p ) به شرح ذیل محاسبه میشوند.
۱-۸-۱۰-۶ ضریب اثر تند باد C g و C gi
ضریب اثر تند باد به منظور در نظر گرفتن نسبت حداکثر بارگذاری باد به اثر متوسط آن، ناشی از اثر نسبت سرعت لحظهای باد به سرعت متوسط آن، در محاسبه فشار باد درنظر گرفته میشود. مقدار ضریب C g به شرح ذیل است:
برای محاسبه نیروهای کلی خارجی ساختمان C g =۲/۰
برای محاسبه نیروهای وارد بر اجزاء پوشش نما یا بام (به طور موضعی) C g =۲/۵
برای محاسبه فشار یا مکش داخلی، مقدار ضریب C gi را میتوان به صورت محافظه کارانه برابر ۲/۰ اختیار نمود.
مقدار دقیق ضریب C gi متناسب با حجم ساختمان، کل سطح بدنه و بام آن و مساحت منافذ بدنه ساختمان از رابطه ۶-۱۰-۸ قابل محاسبه است.
فرمول (۶-۱۰-۸):
که در آن:
V ۰ = حجم داخلی ساختمان بر حسب متر مکعب
A= مساحت کل منافذ و بازشوهای بدنه خارجی ساختمان بر حسب مترمربع است.
۲-۸-۱۰-۶ ضریب فشار خارجی C p و C* p
ضریب فشار C p برای تعیین نیروهای کلی وارد بر سازه باربر اصلی در شکل ۶-۱۰-۲ داده شده است. این ضریب متناسب با نسبت ارتفاع ساختمان به عرض آن در جهت باد (H/D) تغییر میکند.
ضریب فشار C * p برای محاسبه فشار یا مکش جزئی وارد بر پوششها، نماها و اجزاء پوششی بام و اتصالات آن در شکل ۶-۱۰-۳ تعریف شده است این ضریب صرفاً برای طراحی اعضاء و اتصالات یادشده به کار میرود.
ضریب اثر بازشو، C pi در بند ۶-۱۰-۱۱ تعریف شده است.

شکل ۶-۱۰-۲: ضریب فشار C p برای بارگذاری سازه باربر اصلی
یادداشت های مربوط به شکل ۶-۱۰-۲:
D و W به ترتیب ابعاد پلان ساختمان در راستای جهت باد و عمود بر آن در سطح زمین است.
ضریب C p نشان داده شده در سمت رو به باد زمانی که جهت باد عمود بر دیوار باشد قابل اعمال است.
برای تعیین حالت بحرانی بارهای وارد بر ساختمان باید ترکیب فشار مکش های خارجی و داخلی ساختمان با هم مورد ارزیابی قرار گیرند.

شکل ۶-۱۰-۳ ضریب فشار C* p برای طراحی اعضاء پوششی نما و بام
یادداشت های مربوط به شکل ۶-۱۰-۳:
عرض مؤثر نوارهای کناری برای مکش موضعی ۰/۱D می باشد.
در بام ها و در محل برخورد دو نوار عمود بر هم کناری، ضریب C * p برابر ۲/۳- می باشد. اما چنانچه جان پناه بام نهایی بیش از یک متر ارتفاع داشته باشد، ضریب C * p برابر ۲- می باشد.
ضریب C * p برای ترکیبات خاصی از اجزاء معماری در نما میتواند بیش از ۱/۲ - باشد. چنانچه در نما بیرون زدگی های قائمی، مثل تیغه، به عمق بیش از یک متر پیش بینی شده باشد، (عنصر باربر نما یا حتی عنصر معماری) ضریب C * p در گوشه ها به ۱/۴ - افزایش یافته و عرض نوار بارگذاری شده نیز از ۰/۱D به ۰/۲D افزایش می یابد.
ضریب C * p =-۱/۲ فقط در نواری به عرض ۰/۱D و روی اجزاء نما و اتصالات آن به کار می رود. برای طراحی اجزاء نما و اتصالات آن در سایر نواحی ضریب باید استفاده شود.
مقدار C * p برای ساختمان های با بام پله ای تخت در بند ۶-۱۰-۱۰ تعریف شده است.
۹-۱۰-۶ ضرایب اثر تندباد و فشار مربوط به ساختمانهای با نسبت ابعادی کمتر از ۱ و ارتفاع کمتر از ۲۰ متر
این شکل ها به منظور تعیین بار باد روی سازه باربر اصلی و بارهای موضعی روی عناصر پوششی دیوارها و بام ها کاربرد داشته و به شرح ذیل تعریف شدهاند.
برای محاسبه ضریب C pi به بند ۶-۱۰-۱۱ مراجعه شود .
۱-۹-۱۰-۶ ضرایب ترکیبی C g C P روی سازه باربر اصلی
ضرایب ترکیبی بیشینه C g C p برای محاسبه فشار و مکش کلی روی سازه باربر اصلی جانبی در شکل ۶-۱۰-۴ داده شده است.
۲-۹-۱۰-۶ ضرایب ترکیبی C g C p روی اجزاء پوششی نما و دیوارها
ضرائب ترکیبی بیشینه C g C p برای محاسبه فشار یا مکش جزئی روی اجزاء پوششی نما و دیوارها (بدون توجه به زاویه شیب بام) در شکل ۶-۱۰-۵ داده شده است.
۳-۹-۱۰-۶ ضرایب ترکیبی C g C p روی اجزاء پوششی بام
ضرائب ترکیبی بیشینه C g C p برای محاسبه فشار یا مکش جزئی روی اجزاء پوششی بام به شرح ذیل داده شده است:
زاویه شیب بام کمتر از ۷ درجه، شکل ۶-۱۰-۶
بام با شیب دو طرفه یا چهار طرفه و زاویه شیب بام بیش از ۷ درجه، شکل ۶-۱۰-۷
بام ساختمانهای صنعتی دندانهای، با شیب دو طرفه بام بیش از ۱۰ درجه، شکل ۶-۱۰-۸
بام ساختمانهای شیبدار یکطرفه با شیب بام بین ۳ تا ۳۰ درجه، شکل ۶-۱۰-۹
بام ساختمانهای دندانهای با شیب یکطرفه بام بین ۱۰ تا ° ۳۰ در شکل ۶-۱۰-۱۰ داده شده است.
ضرایب مثبت C g C p به معنای نیروهای روبه سطح (فشار) و منفی به معنای نیروهای خارج از سطح (مکش) است. کلیه اجزاء پوششی و نما باید برای هر دو حالت فشار و مکش طراحی شوند.
برای تعیین بحرانیترین مقادیر فشار یا مکش روی اجزاء پوششی نما، دیوارها و بام ها، فشار و مکش داخلی باید طبق بند۶-۱۰-۴-۲ محاسبه شده و جمع این مقادیر از رابطه ۶-۱۰-۴ ملاک طراحی قرار گیرند.
عرض نوارهای کناری ساختمان در همه حالات برابر با کمترین مقدار ۱۰% کوچکترین بعد افقی ساختمان در پلان و یا ۴۰% ارتفاع پا شیب (H) منظور میشود. این عرض در هر حال نباید کمتر از ۴% کوچکترین بعد افقی ساختمان یا یک متر اختیار شود.

شکل ۶-۱۰-۴ الف- ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجی C p C g روی سازه باربر اصلی

شکل ۶-۱۰-۴ -ب: ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجی C p C g روی سازه باربر اصلی
یادداشتهای مربوط به شکل های ۶-۱۰-۴ الف و ب :
حالات بارگذاری الف و ب، به ترتيب جهت وزش باد، همسو با شیب بام و عمود بر آنرا نشان میدهد. ضرایب C p C g در جداول مربوطه، میزان فشار (مکش) را روی کلیه وجوه ساختمان و بام و همینطور فشارهای (یا مکشهای ) اضافی موضعی در نوار کناری دیوارها و بام را تعیین میکند.
ساختمان باید برای هریک از دو امتداد اصلی بارگذاری و در هر دو جهت تحلیل و طراحی شود. بارگذاری مجزای بام ها در حالت الف وب برای منظور نمودن اثرات پیچش و همینطور بدترین حالت بارگذاری الزامی است.
برای زوایایی از شیب بام که در جدول داده نشدهاند، مقادیر C p C g از طریق درون یابی بدست میآیند.
ضرایب مثبت C p C g به معنای نیروی رو به سطح (فشار) و منفی به معنای نیروهای خارج از سطح (مکش) میباشد.
در طراحی پی ساختمان ها (بجز طراحی میل مهار اتصال قابها به پی) کافیست ۷۰٪ نیروی مربوط به باد منظور شود.
برای محاسبه C e ، ارتفاع مبنای بام (h) متوسط ارتفاع پاشیب (H) و ارتفاع حداکثر بام بوده و باید حداقل ۶ متر منظور شود. در بام های با زاویه شیب کمتر از ۷درجه، مقدار h برابر ارتفاع پاشیب یا حداقل ۶ متر اختیار خواهد شد.
در بارگذاری حالت الف، عرض نوارهای کناری ساختمان که تحت تأثیر فشار (یا مکش) بیشتری قرار میگیرند و باید در بارگذاری کلی ساختمان منظور شوند، به ترتیب زیر تعیین میشوند.
الف- حداقل ۸ معادل ۶ متر، یا دو برابر x (که در بند ۸ تعریف شده )، هر کدام که بزرگتر باشد.
ب - در سیستم های قابی، مقدار y میتواند فاصله بین قاب انتهایی تا اولین قاب داخلی اختیار شود.در بارگذاری حالت ب، عرض نوارهای کناری ساختمان (x) ، برابر با کمترین مقدار ۱۰ درصد کوچکترین بعد افقی ساختمان در پلان، یا ۴۰ درصد ارتفاع پاشیب (H) منظور میشود. این عرض در هر حال نباید کمتر از ۴درصد کوچکترین بعد افقی ساختمان یا یک متر اختيار شود.
در بارگذاری حالت الف، چنانچه نسبت پهنای ساختمان در جهت باد (B) به ارتفاع ساختمان (H) بیش از ۵ باشد، فشار (یا مکش) نواحی ۲ و E۲ در عرضی از بام به مقدار ۲/۵H اعمال شده و در بقیه سطوح بام ضرایب فشار (مکش) مربوط به ناحیه ۳ و ۳E اختیار خواهند شد.

شکل ۶-۱۰-۵ : ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجی C p C g برای طراحی دیوار پوشش نما
یادداشتهای مربوط به شکل ۶-۱۰-۵ :
ضرایب C p C g این شکل را برای هر زاویه شیب بام میتوان استفاده کرد.
محور افقی نمایانگر مقدار سطحی از دیوار یا پوشش نما است که برای طراحی انتخاب میشود.
ضرایب C p C g برای ترکیبات خاصی از اجزاء معماری در نما میتواند متفاوت با مقادیر این شکل باشد. چنانچه تیغههای قائم معماری به عمق بیش از یک متر (به عنوان عنصر باربر نما و یا عنصر معماری) روی نمای ساختمان قرار گرفته باشد، ضریب C p C g به ۲/۸- افزایش پیدا میکند.

شکل ۶-۱۰-۶: ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجي C p C g برای طراحی پوشش ها و اجزاء بام ( با زاویه شیب کمتر از ۷ درجه، با یا بدون طره)
یادداشتهای مربوط به شکل ۶-۱۰-۶ :
ضرایب C p C g برای بخشهای طره پوشش بام با پیشوند "o" در شکل مشخص شدهاند و شامل مجموع فشار (و مکش) از زیر و روی بام هستند. دیوارها در این حالت با لبه بام هم سطح نبوده و پوشش طره مشرف بر دیوارهای خارجی میباشد.
مقادیر ضریب C p C g تعریف شده برای نواحی r و S ، شامل هر دو حالت بامها و سایه بانها (فضای بدون دیوار پیرامونی) میشوند.
محور افقی، نمایانگر مساحتی از بام است که برای طراحی انتخاب میشود.
برای ساختمان های با بام پلهای تخت، علاوه بر استفاده از این شکل، از شکل ۶-۱۰-۱۱ و توضیحات بند ۶-۱۰-۱۰ نیز باید مورد استفاده قرار گیرند.
چنانچه در لبه بام، دست انداز به ارتفاع حداقل یک متر پیش بینی شده باشد، ضریب C p C g در گوشههای بام (ناحيه C ) از ۵/۴- به ۴/۴- تقلیل پیدا میکند.

شکل ۶-۱۰-۷: ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجي C p C g برای طراحی پوشش ها و اجزاء بام ( بامهای دوشیبه یا چهار شیبه با زاویه شیب بیش از ۷درجه)
یادداشتهای مربوط به شکل ۶-۱۰-۷ :
ضرایب C p C g برای بخش های طره پوشش بام با پیشوند "o" در شکل مشخص شدهاند و شامل مجموع فشار (و مکش) از زیر و روی بام هستند.
محور افقی، نمایانگر مساحتی از بام است که برای طراحی انتخاب میشود.
ضرایب C p C g در نوار لبه بام ها (s)، در محل تارک و یالهای بام نیز اعمال میشوند.

شکل ۶-۱۰-۸ : ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجی C p C g برای طراحی پوششها و اجزاء بام (بامهای دندانهای با زاویه شیب بیشتر از ۱۰ درجه)
یادداشتهای مربوط به شکل ۶-۱۰-۸:
برای استفاده از این شکل، ساختمان باید حداقل از دو دهانه قاب تشکیل شود.
چنانچه شیب بام کمتر از ۱۰درجه باشد، باید از جدول شکل ۶-۱۰-۶ استفاده کرد.
پلان و نواحی نشانه گذاری شده مربوط به یک دهانه از پوشش دندانه دار است.
محور افقی، نمایانگر مساحتی از بام است که برای طراحی انتخاب میشود.

شکل ۶-۱۰-۹: ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجي C p C g برای طراحی پوشش ها و اجزاء بام های شیبدار یکطرفه
یادداشتهای مربوط به شکل ۶-۱۰-۹ :
محور افقی، نمایانگر مساحتی از بام است که برای طراحی انتخاب میشود.
برای زاویه شیب های کمتر از ۳ درجه، از شکل ۶-۱۰-۶ استفاده شود.

شکل ۶-۱۰-۱۰ : ضرایب ترکیبی فشار و مکش خارجی C p C g برای طراحی پوششها و اجزاء بام های دندانهای یکطرفه
یادداشتهای مربوط به شکل ۶-۱۰-۱۰:
محور افقی، نمایانگر مساحتی از بام است که برای طراحی انتخاب میشود.
ضریب C p C g در گوشههای پوشش، برای دهانه تیپ A با بقیه دهانهها تفاوت دارد.
برای زاویه شیب بام کمتر از ۱۰درجه از شکل ۶-۱۰-۶ استفاده شود.
۱۰-۱۰-۶ ضریب اثر تندباد و فشار برای اجزاء پوشش بام و دیوارها و نمای ساختمانهای با بام پلهای تخت
در ساختمانهای با بام پلهای تخت، اگر مطابق شکل ۶-۱۰-۱۱ مقدار h ۱ بزرگتر از ۰/۳H و همینطور بزرگتر از ۳متر بوده و W ۲ ,W ۱ یا W ۳ بزرگتر از ۰/۲۵W بوده و کوچکتر از ۰/۷۵W باشد، ضرایب C p C g ( بند ۶-۱۰-۹ ) که برای محاسبه فشار (مکش) روی سطوح باید منظور شوند عبارتند از:
فشار (مکش) اعمال شده روی سطوح بام بالا و پایین با استفاده از ضریب C p C g تعریف شده در شکل ۶-۱۰-۶ (بامها) محاسبه خواهدشد. تنها در نواری به عرض b روی بام پایینتر، مقادیر فشار مثبت با استفاده از ضریب C p C g مربوط به دیوارها در شکل ۶-۱۰-۵ محاسبه میشود. عرض b معادل ۱/۵h ۱ بوده اما از ۳۰ متر تجاوز نمیکند.
برای محاسبه فشار (مکش) روی کلیه دیوارها ضریب C p C g تعریف شده در شکل ۶-۱۰-۵ به کار میرود.

شکل ۶-۱۰-۱۱ : نسبت ابعادی ساختمانهای با بام پلهای تخت
۱۱-۱۰-۶ ضریب اثر باز شو C pi
مقادیر فشار (مکش) داخلی روی اجزاء پوششی داخلی و بام ها و همینطور فشار و مکش داخلی کلی وارد بر سازه باربر اصلی با استفاده از رابطه ۶-۱۰-۳-ب و با انتخاب C pi تعریف شده در این بند محاسبه میشوند.
ضریب اثر بازشو، C pi ، متناسب باهوابندی ساختمان و مقدار بازشوهای بدنه آن، در سه گروه ذیل دسته بندی میشود.
گروه ۱: ساختمانهای بدون بازشوهای بزرگ و قابل توجه، ساختمانهای با نسبت ابعادی بزرگتر از واحد که اسماً هوابندی شدهاند و تهویه هوا از طرق مکانیکی صورت میگیرد و یا مجموعه بازشوهای کوچک بدنه و بام ساختمان کمتر از ۰/۱ درصد مساحت کل بدنه ساختمان باشد.
مقدار C pi در این حالت بین ۰/۱۵- تا ۰ میباشد. C pi تنها زمانی صفر خواهد بود که بازشوها در کاهش بارهای خارجی باد مؤثر باشند.گروه ۲: ساختمانهایی که بازشوهای آنها هنگام طوفان شکسته یا باز نخواهند شد، ساختمانهای با پنجرههای معمولی قابل بازشو
در این حالت C pi =-۰/۴۵ تا C pi =۰/۳ میباشد.گروه ۳: ساختمانهای با بازشوهای بزرگ که احتمال ورود باد به داخل ساختمان بالا است، ساختمانهای صنعتی با درهای بزرگ یا هواکش، یا درهایی که ممکن است در زمان طوفان شکسته یا باز شوند، سرپوشیدههای سه طرف بسته و همچنین ساختمانهایی که باید بعد از طوفان عملکرد آنها حفظ شود.
در این حالت C pi =-۰/۷ تا C pi =۰/۷ اختیار خواهد شد.
در طراحی سازهای اکثر ساختمانها، کافیست مقادیر حدی ضریب بازشو گروه مربوطه به طور جداگانه در نظر گرفته شود. برای انتخاب حالت فشار یا مکش، با توجه به جهت باد و موقعیت بازشوهای عمده میتوان از شکل ۶-۱۰-۱۲ استفاده کرد.
فشارهای داخلی میتوانند تحت تأثیر تهویه مکانیکی و اثر "دودکش" در اثر تفاضل درجه حرارت بیرون و داخل ایجاد شوند. سیستمهای تهویه مکانیکی در بهره برداری معمولی ایجاد فشاری کمتر از ۰/۱ کیلونیوتون بر متر مربع ایجاد میکنند. در صورتیکه اثر "دودکش" به سبب اختلاف دمای ۴۰ درجه سلسیوس میتواند ۰/۲ کیلونیوتون بر مترمربع در هر ۱۰۰ متر ارتفاع ساختمان فشار ایجاد کند.

شکل ۶-۱۰-۱۲: ضریب اثر بازشو C pi
۱۲-۱۰-۶ ضریب هم راستایی باد C d
ضریب هم راستایی باد به منظور در نظر گرفتن احتمال هم راستایی جهت باد، ساختمان و ضریب فشار مربوط در همان جهت باد پیشبینی شده است. بجز در ساختمانها و حالات زیر، ضریب هم راستایی C d برابر با ۰/۸۵ اختیار میشود.
دودکشها، منابع و ساختمانهای مشابه با مقطع مربع C d =۰/۹، با مقطع دایره یا هشت ضلعی C d =۰/۹۵
پایههای انتقال نیرو (برج های خرپایی) با مقطع مثلث، مربع و مستطیل C d =۰/۸۵، با سایر مقاطع C d =۰/۹۵
۱۳-۱۰-۶ بارگذاریهای بخشی وارد بر سازه باربر اصلی
اثر تغییرات فشار در بادهای متلاطم، مثل کم شدن فشار (مکش) روی بخشی از ساختمان، وزش قطری باد و یا اثرات بامهای گنبدی و قوسی میتواند در ساختمان تولید پیچش نموده یا به دلیل ایجاد بارگذاری دو جهته در برخی از اعضاء سازهای تولید تلاشهایی در چند جهت کند.
در مورد ساختمانهایی که طبق ضوابط بند ۶-۱۰-۹ بارگذاری شدهاند، بارگذاری بخشی الزامی نیست.
در ساختمانهایی که طبق بند ۶-۱۰-۸ محاسبه میشود، ترکیبات بارگذاری الف تا ت در شکل ۶-۱۰-۱۳ باید در تحلیل و طراحی اجزاء سازهای منظور شوند.

(الف)

(ب)

(پ)

(ت)- شکل ۶-۱۰-۱۳ بارگذاری بخشی سازه اصلی باربر (در پلان)
بارگذاری الف: تمام فشار باد بر دو جهت به طور جداگانه اعمال شود
بارگذاری ب: بارگذاری جزیی جهت پیچش اضافی حداکثر
بارگذاری پ: ۷۵% کل فشار باد بر هر یک از جهت ها به طور همزمان
بارگذاری ت: حذف ۵۰% بارگذاری در قسمتهایی از حالت (پ) جهت ایجاد پیچش حداکثر P w : فشار در جهت رو به باد P L :فشار مکش در جهت پشت به باد
۱۴-۱۰-۶ ضوابط عمومی طراحی ساختمانها و سازهها برای باد
۱-۱۴-۱۰-۶ کنترل لغزش
مقاومت کل سازه در مقابل لغزش روی زمین باید به وسیله اصطکاک شالودهها بر روی زمین، مقاومت ایجاد شده توسط خاک مقابل شالوده و یا مهارهای جانبی دیگر که به همین منظور تعبیه شده، تأمین شود. ضریب اطمینان موجود در برابر لغزش تحت بار باد (بدون اعمال ضریب بار) نباید کمتر از ۱/۵ در نظر گرفته شود.
۲-۱۴-۱۰-۶ کنترل واژگونی
در طراحی سازهها برای باد، کل سازه باید از نظر واژگونی پایدار باشد. لنگر واژگونی مؤثر بر سازه باید نسبت به محور واقع بر فصل مشترک وجه انتهایی شالوده با صفحه زیر آن، در سمت پشت به باد، تعیین گردد. ضریب اطمینان موجود در مقابل واژگونی تحت بار باد (بدون اعمال ضریب بار) نباید کمتر از ۱/۷۵ اختیار شود. در محاسبه لنگر مقاوم در مقابل واژگونی میتوان وزن شالوده و خاک روی آن را نیز به حساب آورد.
۱۵-۱۰-۶ کنترل سازه ساختمانها در برابر باد سطح بهره برداری
به منظور جلوگیری از آسیب دیدن اجزاء غیر سازهای، حداکثر تغییر شکل جانبی نسبی ساختمانها در ترکیب بار ۱ بند ۶-۲-۵-۲ ، باید به ۰/۰۰۲۵ ارتفاع هر طبقه محدود شود. در این ترکیب بار، W ser ، بار باد سطح بهره برداری است که بر مبنای دوره بازگشت ده ساله باد در منطقه محاسبه میشود. برای تعیین این سرعت میتوان از ۰/۸ سرعت مبنای باد ( بند ۶-۱۰-۲ ) استفاده نمود.
چنانچه اجزاء پوششی یا نما، با تغییر مکان کمتری آسیب ببینند، محدودیت این اجزاء جایگزین عدد فوق خواهد شد.
جدول ۶-۱۰-۱ : سرعت و فشار مبنای باد
۱۱-۶ بار زلزله
۱-۱۱-۶ کلیات
ساختمانها و سایر سازههای موضوع این مبحث باید در برابر اثرات زلزله طراحی شوند. برای این منظور ضوابط زیر و سایر ضوابط مندرج در آخرین ویرایش استاندارد ۲۸۰۰ ایران " آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله " باید رعایت گردد.
۲-۱۱-۶ ضوابط کلی
۱-۲-۱۱-۶
کلیه عناصر باربر ساختمان باید به نحو مناسبی به هم پیوسته باشند تا در زمان زلزله، عناصر مختلف از یکدیگر جدا نشده و ساختمان به طور یکپارچه عمل کند. در این مورد کف ها باید به عناصر قائم باربر، قابها یا دیوارها، به نحو مناسبی متصل باشند، به طوری که بتوانند به صورت یک دیافراگم عمل نموده و نیروهای ناشی از زلزله را به عناصر باربر جانبی منتقل کنند.
۲-۲-۱۱-۶
ساختمان باید حداقل در دو امتداد افقی عمود بر هم و نیز امتداد قائم قادر به تحمل نیروهای افقی و قائم ناشی از زلزله باشد و در هریک از این امتدادها نیز باید انتقال نیروها به شالوده به طور مناسب صورت گیرد. مؤلفه افقی در هر امتداد باید در هر دو جهت مخالف ساختمان اعمال شود.
۳-۲-۱۱-۶
ساختمانها و اجزای آنها باید به نحوی طراحی گردند که سختی، شکل پذیری و مقاومت مناسب در آنها تأمین شده باشد. برای تأمین این منظور رعایت ضوابط شکل پذیری طراحی برای زلزله، مندرج در سایر مباحث مقررات ملی ساختمان و استاندارد ۲۸۰۰ ، مطابق نیاز سیستم سازه در اعضاء الزامی است.
۴-۲-۱۱-۶
محاسبه ساختمانها در برابر نیروهای زلزله و باد باید به تفکیک و به طور جداگانه انجام شود .
۳-۱۱-۶ ملاحظات معماری و پیکربندی سازهای
۱-۳-۱۱-۶
برای حذف و یا کاهش خسارات و خرابیهای ناشی از ضربه ساختمانهای مجاور به یکدیگر، ساختمانها باید با پیش بینی درز انقطاع از یکدیگر جدا شده یا با فاصلهای حداقل از مرز مشترک با زمینهای مجاور ساخته شوند. ضوابط درز انقطاع در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است.
فاصله درز انقطاع را صرفاً میتوان با مصالح کم مقاومت که در هنگام وقوع زلزله بر اساس برخورد دو ساختمان به آسانی خرد میشوند، به نحو مناسبی پر نمود.
۲-۳-۱۱-۶
برای تأمین رفتار مناسب ساختمان در برابر زلزله، توصیه میشود ملاحظات زیر در معماری ساختمان رعایت گردد:
۱-۲-۳-۱۱-۶
پلان ساختمان به شکل ساده و متقارن در دو امتداد عمود بر هم و بدون پیش آمدگی و پس رفتگی زیاد باشد و از ایجاد تغییرات نامتقارن پلان در ارتفاع ساختمان نیز احتراز شود.
۲-۲-۳-۱۱-۶
از احداث طرههای بزرگتر از ۱/۵ متر احتراز شود.
۳-۲-۳-۱۱-۶
از ایجاد بازشوهای بزرگ و مجاور یکدیگر در دیافراگمهای کف ها خودداری شود.
۴-۲-۳-۱۱-۶
از قرار دادن اجزای ساختمانی، تاسیسات و یا کالاهای سنگین بر روی طرهها و عناصر لاغر و دهانههای بزرگ پرهیز گردد.
۵-۲-۳-۱۱-۶
با به کارگیری مصالح غیر سازهای سبک برای مواردی از قبیل کف سازی، سقف کاذب، دیوار جداکننده، نما و ... وزن ساختمان به حداقل رسانده شود.
۶-۲-۳-۱۱-۶
از ایجاد اختلاف سطح در کف ها خودداری شود.
۷-۲-۳-۱۱-۶
از کاهش و افزایش مساحت زیر بنای طبقات در ارتفاع، به طوری که تغییرات قابل ملاحظهای ایجاد شود، پرهیز گردد.
۳-۳-۱۱-۶
برای تأمین رفتار مناسب ساختمان در برابر زلزله، توصیه میشود ملاحظات زیر در پیکر بندی سازه ساختمان رعایت گردد:
۱-۳-۳-۱۱-۶
عناصری که بارهای قائم را تحمل مینمایند، در طبقات بر روی هم قرار داده شوند تا انتقال بار این عناصر به یکدیگر به واسطه عناصر افقی صورت نگیرد.
۲-۳-۳-۱۱-۶
عناصری که نیروهای ناشی از زلزله را تحمل میکنند به صورتی در نظر گرفته شوند، که انتقال نیروها به سمت شالوده به طور مستقیم انجام شود و عناصری که با هم کار میکنند در یک صفحه قائم قرار داشته باشند.
۳-۳-۳-۱۱-۶
عناصر مقاوم در برابر نیروهای افقی ناشی از زلزله به صورتی در نظر گرفته شوند که پیچش ناشی از این نیروها در طبقات به حداقل برسد. برای این منظور مناسب است فاصله مرکز جرم و مرکز سختی در طبقه در هر امتداد، کمتر از ۵ درصد بُعد ساختمان در آن امتداد گردد.
۴-۳-۳-۱۱-۶
در ساختمانهایی که در آنها از سیستم قاب خمشی برای تحمل نیروهای ناشی از زلزله استفاده میشود، طراحی به نحوی صورت گیرد که ستونها دیرتر از تیرها دچار خرابی شوند.
۵-۳-۳-۱۱-۶
اجزای غیر سازهای، مانند دیوارهای داخلی و نماها طوری طراحی و اجرا شوند که مزاحمتی برای حرکت اعضای سازهای در زمان وقوع زلزله ایجاد نکنند. در غیر این صورت، اثر اندر کنش این اجزا با سیستم سازه باید در تحلیل سازه در نظر گرفته شود.
۶-۳-۳-۱۱-۶
از ایجاد ستونهای کوتاه، به خصوص در نورگیرهای زیر زمینها خودداری شود.
۴-۱۱-۶ الزامات ژئوتکنیکی
برای طراحی سازه و پی آن در برابر زلزله شناخت کافی از شرایط زیر سطحی و خصوصیات لایههای زمین ضروری است. این شناخت باید از طریق روشهای مندرج در استاندارد ۲۸۰۰ حاصل شود. همچنین ناپایداریهای ناشی از زلزله شامل روانگرایی، گسترش جانبی، زمین لغزش، فرونشست و گسلش ممکن است رفتار لرزهای ساختمان را به مخاطره بیاندازد. برای مقابله با این مخاطرات ضوابط مقرر در آن استاندارد و مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان باید رعایت گردد.
۱-۴-۱۱-۶ ملاحظات طراحی و ساخت ساختمان در پهنههای گسلی
۱-۱-۴-۱۱-۶
جابجایی ناشی از گسلش در سطح زمین میتواند موجب آسیب به سازهها گردد. در پهنههای گسلی به ویژه گسلهای اصلی، اجتناب از ساخت ساختمان به ویژه ساختمانهای با گروه خطرپذیری یک اکیداً توصیه میشود.
۲-۱-۴-۱۱-۶
اکیداً توصیه میشود پی مورد استفاده از نوع گسترده (بدون استفاده از شمع) با ضخامت کافی (صلب) بوده و در یک تراز اجرا شود.
۳-۱-۴-۱۱-۶
اتصالات شریانهای حیاتی شهری به ویژه برق و گاز به ساختمان باید در مقابل نیروها و تغییر مکانهای ناشی از گسلش طراحی شوند.
۴-۱-۴-۱۱-۶
جدا کردن وجوه جانبی ساختمان از خاک اطراف در بخشهای واقع در زیر زمین در کلیه پهنههای گسلی توصیه میشود، منوط به آنکه مشکلی برای پایداری کلی ساختمان به وجود نیاورد.
۵-۱-۴-۱۱-۶
طراحی، اجرا و نظارت و کنترلهای مربوطه برای ساختمانهای واقع در پهنههای گسلی باید با دقت مضاعف انجام شود. از جمله اقدامات ضروری در این ساختمانها عبارت است از:
کنترل مضاعف نقشهها و محاسبات،
تهیه مشخصات فنی و خصوصی و دستورالعملهای اجرایی به منظور اجرای دقیق آنها،
۵-۱۱-۶ طبقه بندی نوع زمین
زمین ساختگاه احداث ساختمان از نظر جنس و ویژگیهای ژئو تکنیکی به ۴ نوع تقسیم میشوند. تعاریف انواع زمین و چگونگی تعیین آن در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است.
۶-۱۱-۶ لرزه خیزی مناطق
با توجه به سوابق لرزه خیزی مناطق مختلف کشور، این مناطق به ۴ پهنه با خطر نسبی خیلی زیاد، زیاد، متوسط و کم تقسیم میشوند. این مناطق در جدول و نقشه موجود در استاندارد ۲۸۰۰ مشخص شدهاند.
۷-۱۱-۶ حرکت زمین
ویژگیهای حرکت زمین که در تحلیل و طراحی سازه در برابر زلزله مورد استفاده قرار میگیرد از طریق طیف طرح یا تاریخچه زمانی شتاب توصیف میشود. تاریخچه زمانی شتاب مورد استفاده در طراحی باید بر اساس ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ انتخاب و مقیاس شده باشد. طیف طرح ممکن است طیف طرح استاندارد ۲۸۰۰ یا طیف طرح ویژه ساختگاه احداث ساختمان باشد. در مواردی که طیف طرح ویژه ساختگاه برای طراحی مورد استفاده قرار میگیرد این طیف باید بر اساس ضوابط آن استاندارد تهیه شده باشد. ضمناً بر اساس آن ضوابط برای پارهای از ساختگاه ها و ساختمانها تهیه طیف طرح ویژه ساختگاه الزامی است.
۸-۱۱-۶ گروه بندی ساختمان بر حسب اهمیت
گروه بندی ساختمان بر حسب اهمیت در استاندارد ۲۸۰۰ مطابق گروه بندی خطر پذیری فصل یک این مبحث میباشد. ضریب اهمیت بار زلزله I e در این مبحث، همان ضریب اهمیت I در استاندارد ۲۸۰۰ میباشد.
۹-۱۱-۶ گروه بندی ساختمان بر حسب نظم سازهای
ساختمانهایی که به لحاظ سازهای منظم نباشند رفتار لرزهای نامناسبتری دارند و لازم است در طراحی آنها تمهیدات ویژهای رعایت شود. نامنظمی سازه ممکن است در پلان یا در ارتفاع سازه حادث شود. موارد بروز این نامنظمیها در ساختمان و تمهیدانی که در این موارد باید رعایت شود در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است.
۱-۹-۱۱-۶ محدودیت در احداث ساختمانهای نامنظم
احداث ساختمانهای دارای برخی از انواع نامنظمی در برخی از مناطق لرزه خیز یا برخی از انواع زمین مجاز نمیباشد. این موارد در استاندارد ۲۸۰۰ بیان شده و رعایت آنها الزامی است.
۱۰-۱۱-۶ گروه بندی ساختمان برحسب سیستم سازهای
۱-۱۰-۱۱-۶
ساختمانها بر حسب سیستم سازهای در یکی از گروه های زیر طبقه بندی میشوند:
سیستم دیوارهای باربر
سیستم قاب ساختمانی
سیستم قاب خمشی
سیستم دوگانه یا ترکیبی
سیستم ستون کنسولی
در هریک از این سیستم های سازهای، استفاده از سیستم های خاصی برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی مجاز است. تعاریف و انواع این سیستمها برای طراحی ساختمانهای موضوع این مبحث و حداکثر ارتفاع مجاز آنها در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است.
۲-۱۰-۱۱-۶ سایر سیستمهای سازهای
استفاده از سیستم سازهای غیر از آنچه در جداول استاندارد ۲۸۰۰ آمده، در صورتی مجاز است که ویژگیها و ضوابط طراحی آن در برابر زلزله در یکی از مباحث مقررات ملی ساختمان ارائه شده باشد یا این ویژگیها در یکی از آیین نامههای معتبر جهانی ارائه شده و استفاده از آن به تأیید کمیته اجرایی استاندارد ۲۸۰۰ رسیده باشد.
۱۱-۱۱-۶ زلزلههای مبنای طراحی
کلیه ساختمانها و اجزای آنها باید برای زلزله طرح طراحی و ساخته شوند. زلزله طرح، زلزلهای است که احتمال فراگذشت از آن در دوره ۵۰ سال ده درصد باشد. دوره بازگشت این زلزله ۴۷۵ سال است. مشخصات این زلزله برای مناطق مختلف کشور بر اساس استاندارد ۲۸۰۰ تعیین میشود.
علاوه بر زلزله طرح با توجه به بند ۶-۱۱-۱۴ ، لازم است سازه برخی ساختمانها برای زلزله سطح بهره برداری نیز کنترل شود. زلزله سطح بهره برداری زلزلهای است که احتمال فراگذشت از آن در ۵۰ سال ۹۹/۵ درصد باشد. دوره بازگشت این زلزله حدود ۱۰ سال است. در صورت نیاز به تغییر مشخصات سازه برای اقناع ضوابط زلزله بهره برداری، لازم است ضوابط شکل پذیری مباحث طراحی مقررات ملی ساختمان و استاندارد ۲۸۰۰ برای زلزله طرح کماکان رعایت گردد.
۱۲-۱۱-۶ طراحی سازه ساختمان برای زلزله طرح
سازه ساختمانها باید برای اثرات زلزله طرح بر طبق ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ تحلیل و طراحی شود.
۱-۱۲-۱۱-۶ محاسبه بارهای ناشی از زلزله طرح
اثر زلزله بر سازه ساختمان را میتوان به روشهای خطی یا غیر خطی تحلیل نمود. روشهای خطی شامل " تحلیل استاتیکی معادل"، " تحلیل دینامیکی طیفی " و " تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی" است. روشهای تحلیل دینامیکی خطی طیفی و تاریخچه زمانی را میتوان در کلیه ساختمانها به کار برد ولی استفاده از روش استاتیکی معادل دارای محدودیتهایی است که در استاندارد ۲۸۰۰ ذکر شده است.
بارهای ناشی از زلزله طرح، که با استفاده از روشهای خطی تحلیل و ضریب رفتار R u در حد مقاومت سازه بر اساس ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ محاسبه میشوند، در این مبحث E نامیده میشود. برای ترکیب اثرات این بار با سایر بارها، مفاد بندهای ۶-۲-۳-۲ و ۶-۲-۳-۳ باید رعایت شود.
(تذکر- در بند ۳-۳-۱-۱ ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ ، ذکر شده است که برای تعیین نیروهای ناشی از زلزله در حد تنش مجاز، مقدار آن باید بر ضریب ۱/۴ تقسیم شود. از آنجا که این موضوع در بند ۶-۲-۳-۳ این مبحث با اعمال ضریب ۰/۷ در بار E مد نظر قرار گرفته است، در نتیجه تقسیم مجدد این بار بر ۱/۴ مجاز نمیباشد.)
چنانچه برای محاسبه بارهای ناشی از زلزله طرح، از روشهای استاتیکی یا دینامیکی غیر خطی استفاده شود، رعایت کلیه ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ در خصوص روش مدل سازی، ترکیب بارها، مشخصات غیر خطی اعضا، معیارهای پذیرش و کنترل مقاومت و تغییر شکل اعضا و در صورت لزوم تأیید طراحی سازه توسط شخص حقیقی یا حقوقی مستقل با صلاحیت، الزامی است.
۲-۱۲-۱۱-۶ ترکیب بارهای شامل اثرهای بارهای زلزله طرح
به طور کلی نیروهای زلزله طرح، E، شامل دو دسته نیروهای جانبی ، E h ، که ناشی از اثر مؤلفههای افقی شتاب زلزله در ساختمان است، و نیروی قائم، E v ،که ناشی از اثر مؤلفه قائم شتاب زلزله در ساختمان است، میشوند. مقادیر این نیروها بر اساس ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ محاسبه میشود.
نیروهای جانبی ناشی از اثر مؤلفههای افقی زلزله طرح ، E h ، در طراحی همه ساختمانها باید در نظر گرفته شود. ولی در نظر گرفتن نیروی ناشی از اثر مؤلفه قائم زلزله طرح، E v ، در طراحی ساختمانها در برخی از پهنههای لرزه خیز و نیز پارهای از عناصر سازهای الزامی است. مواردی که لازم است این اثرات در نظر گرفته شود، در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است.
در سازههایی که در نظر گرفتن نیروی ناشی از اثر مؤلفه قائم الزامی است، بارهای ناشی از زلزله طرح، E، در ترکیب بارهای شماره ۵ بخش ۶-۲-۳-۲ و شمارههای ۷ و ۸ بخش ۶-۲-۳-۳ برابر است با:
فرمول (۶-۱۱-۱) :
ضمناً در این سازهها، E، در ترکیب بارهای شماره ۷ بخش ۶-۲-۳-۲ و شماره ۱۰ بخش ۶-۲-۳-۳ برابر است با:
فرمول (۶-۱۱-۲):
۳-۱۲-۱۱-۶ ترکیب بارهای شامل اثرهای بارهای زلزله طرح و ضریب اضافه مقاومت
در مواردی که براساس دیگر مباحث مقررات ملی ساختمان و آیین نامههای طراحی، استفاده از نیروی تشدید یافته ناشی از زلزله طرح برای طراحی برخی از اعضای سازه ضروری است، نیروهای جانبی ناشی از اثرات مؤلفههای افقی زلزله طرح ، E h ، باید در ضریب اضافه مقاومت، Ω 0 ، ضرب شود، ولی نیازی به در نظر گرفتن ضریب اضافه مقاومت در نیروی قائم، E v ، نمیباشد.
بنابر این در این حالات بارهای ناشی زلزله طرح، E، در ترکیب بارهای شماره ۵ بخش ۶-۲-۳-۲ و شمارههای ۷ و ۸ بخش ۶-۲-۳-۳ برابر است با:
فرمول (۶-۱۱-۳):
ضمناً در این حالات ، E، در ترکیب بارهای شماره ۷ بخش ۶-۲-۳-۲ و شماره ۱۰ بخش ۶-۲-۳-۳ برابر است با:
فرمول (۶-۱۱-۴):
ضریب اضافه مقاومت برای انواع سیستم های سازهای در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است. مقدار نیروی تشدید یافته در هر عضو لازم نیست از نیروئی که براساس تحلیل ظرفیتی و یا تحلیل غیر خطی با استفاده از مقادیر مورد انتظار مشخصات مصالح امکان ایجاد در عضو را دارد، بیشتر در نظر گرفته شود.
۴-۱۲-۱۱-۶ طراحی پی
طراحی پی ساختمان و شالوده باید بر اساس ترکیب بارهای طراحی فصل دو و توضیحات بندهای ۶-۱۱-۱۲-۲ و ۶-۱۱-۱۲-۳ و رعایت ضوابط مباحث هفتم و نهم مقررات ملی ساختمان انجام شود. برای طراحی پی در ر وابط ۶-۱۱-۲ و ۶-۱۱-۴ میتوان E v را برابر صفر در نظر گرفت.
اثرات اندر کنش خاک و سازه را میتوان بر طبق ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ در تحلیل و طراحی در نظر گرفت. ضمناً لازم است ضوابط این استاندارد در خصوص کنترل واژگونی ساختمان در برابر اثرات زلزله رعایت گردد..
۵-۱۲-۱۱-۶ تغییرمکان جانبی
تغییر مکان جانبی سازه تحت اثر زلزله طرح باید با در نظر گرفتن اثر تغییر شکلهای غیرارتجاعی و اثر P-Δ محاسبه شود. ضوابط مربوط به نحوه انجام این محاسبه و مقادیر قابل قبول آن در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است.
۶-۱۲-۱۱-۶ روش ساده شده تحلیل
تحلیل و طراحی سازه برخی از ساختمانهای سه طبقه و کوتاهتر برای اثرات زلزله طرح را میتوان با استفاده از روش ساده شده انجام داد. محدودیتهای این روش، نحوه محاسبه نیروها و کنترل سازه ساختمان در این حالت در استاندارد ۲۸۰۰ ارائه شده است.
۱۳-۱۱-۶ طراحی اجزای غیر سازهای ساختمان برای زلزله طرح
در ساختمانهای با اهمیت خیلی زیاد و زیاد و نیز ساختمانهای با اهمیت متوسط دارای تعداد طبقات پنج و بیشتر، اجزای غیر سازهای باید برای اثرات زلزله طرح بر طبق ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ تحلیل و طراحی شود. این اجزا شامل اجزای معماری، تاسیسات برقی و مکانیکی و نگهدارندهها و ادوات اتصال آنها میباشد. دیوارهای داخلی و نمای ساختمانهای با اهمیت متوسط و دارای طبقات کمتر از پنج مشمول ضوابط فصل هفتم آن استاندارد میشود.
۱۴-۱۱-۶ کنترل سازه ساختمان برای زلزله سطح بهره برداری
تلاشهای داخلی ایجاد شده در اعضا و تغییر مکان نسبی جانبی سازه تمام ساختمانهای با گروه خطر پذیری یک و دو و تمام ساختمانهای بلندتر از ۵۰ متر یا بیشتر از ۱۵ طبقه باید علاوه بر زلزله طرح برای زلزله سطح بهره برداری نیز ، طبق استاندارد ۲۸۰۰ ، کنترل شوند. اثرات زلزله سطح بهره برداری در این مبحث E ser نامیده میشود. برای انجام این کنترلها، E ser باید با سایر بارهای وارد بر ساختمان ترکیب گردد.
تلاشهای داخلی ایجاد شده در اعضای سازه تحت اثر ترکیب بار مذکور در بندهای ۶-۲-۳-۲-ح یا ۶-۲-۳-۳-ح ، نباید باعث ایجاد تغییر شکلهای غیر ارتجاعی گردند. برای این منظور متناسب با روش طراحی، ضوابط مندرج در استاندارد ۲۸۰۰ در این خصوص باید رعایت گردد.
تغییر مکان جانبی نسبی سازه تحت اثر ترکیب بار مذکور در بند ۶-۲-۵-۲ ، در هر طبقه نیز باید بر اساس ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ کنترل شود.
در هر حال در طراحی نهایی اعضای سازه، باید ضوابط مربوط به شکل پذیری بر اساس زلزله طرح رعایت گردد.
پیوست شماره ۶-۱ طراحی ساختمان ها به روش عملکردی
۶-پ۱-۱ کلیات
به منظور ایجاد امکانی برای طراحان در استفاده از آخرین دستاوردهای علمی و روشهای پیشرفته تحلیل سازهها، در این مبحث روش عملکردی در تحلیل و طراحی در شرایطی خاص مجاز شمرده شده است. در صورت استفاده از این روش، باید به وسیله تحلیل و یا ترکیبی از تحلیل و آزمایش نشان داده شود که برای عدم خرابی اعضاء سازهای و غیر سازهای و اتصالات آنها، اطمینانی حداقل برابر با آنچه در این پیوست به عنوان مقادیر هدف ذکر شده، تأمین شده است. در این تحلیلها، ملاحظات مربوط به عدم قطعیتهای بارگذاری و مقاومت باید در نظر گرفته شود.
در جدول پ-۶-۱-۱ اهداف عملکردی برای جلوگیری از خرابی اجزای سازهای در ساختمانهای گروههای مختلف خطر پذیری تحت اثر بارهای مرده، زنده و محیطی، به استثنای زلزله و حوادث غیرعادی، در قالب احتمال خرابی سالیانه قابل قبول ارائه شده است. در جدول پ-۶-۱-۲ اهداف عملکردی تحت اثر زلزله ارائه شده است. در این جدول احتمال خرابی قابل قبول کل سازه و اعضای غیر بحرانی آن در صورت وقوع بیشینه حرکات زمین که در این مبحث در نظر گرفته شده ، MCE ، بیان شده است. در این مبحث MCE، حرکات زمین متناظر با زلزلهای که احتمال فراگذشت از آن در دوره ۵۰ سال دو درصد باشد، در نظر گرفته میشود. دوره بازگشت این زلزله ۲۴۷۵ سال است.
لازم به ذکر است که ضوابط مقررات ملی ساختمان صرفاً برای تأمین ایمنی در برابر فرو ریزش سازهها تحت حالات حدی بارگذاری تدوین نشده و حفظ عملکرد سازه و اجزای غیر سازهای در برابر شرایط بارگذاری که احتمال وقوع سالیانه بیشتری دارند، نیز باید مطابق مفاد بند ۶-۲-۵ این مبحث مورد توجه قرار گیرد.
جدول جدول ۶-پ۱-۱: احتمال خرابی سالیانه قابل قبول برای ترکیب بارهای فاقد بار زلزله و حوادث غیر عادی
جدول جدول پ-۶-۱ -۲: احتمال خرابی قابل قبول برای ترکیب بارهای دارای بار زلزله در صورت وقوع MCE
۶-پ۱-۲ تحلیل
تحلیل سازه باید بر اساس روشهای منطقی، که مبتنی بر قوانین پذیرفته شده مکانیک مهندسی میباشند، انجام شود و تمام منابع مهم تغییر شکل و مقاومت در آن در نظر گرفته شود. فرضیات مربوط به سختی، مقاومت، میرایی و سایر مشخصات اعضا و اتصالات سازه ای که در تحلیل سازه در نظر گرفته میشوند، باید بر اساس اطلاعات آزمایشگاهی قابل قبول یا مراجع معتبر لحاظ گردند.
۶-پ۱-۳ آزمایش
آزمایشهای مورد استفاده برای اثبات ظرفیت عملکردی اعضای سازهای و غیر سازهای و اتصالات مربوطه تحت بارگذاری مورد نظر، باید به نحوی باشد که به درستی نمایانگر مصالح، هندسه، شرایط ساخت، شدت بارگذاری و شرایط مرزی پیش بینی شده برای سازه باشد. در صورتی که یک استاندارد یا رویه آزمایشگاهی قابل قبول برای ازمایش روی اعضای سازهای مشابه وجود داشته باشد، آزمایش و محاسبات مربوط به مقادیر طراحی باید مطابق با آن استاندارد یا رویه انجام شود. در صورتی که چنین استاندارد یا رویهای موجود نباشد، نمونهها باید در مقیاسی مشابه با کاربرد واقعی ساخته شود، مگر این که به نحوی نشان داده شود که اثرات مقیاس کردن بر روی عملکرد موردنظر تأثیر چندانی ندارد. ارزیابی نتایج آزمایش باید براساس نتایج به دست آمده از حداقل سه آزمایش انجام شود و انحراف نتایج به دست آمده از هر آزمایش بیش از ۱۵٪ نسبت به مقدار میانگین نتایج تمام آزمایشها نباشد. در صورتی که انحراف بیش از ۱۵٪ نسبت به میانگین در نتایج هر یک از آزمایشها مشاهده شود، لازم است آزمایشهای اضافی انجام شود تا زمانی که انحراف از نتایج هیچ یک از آزمایشها بیش از ۱۵٪ نگردد، یا این که حداقل ۶ آزمایش انجام شده باشد. هیچ یک از نتایج آزمایشها نباید بدون ارائه دلیل منطقی حذف گردد. گزارش آزمایشها باید شامل محل، زمان و تاریخ آزمایش باشد، مشخصات نمونه آزمایشگاهی، تجهیزات آزمایشگاهی، شرایط هندسی آزمایش، تاریخچه بارگذاری و تغییر شکلهای به دست آمده تحت بارگذاری و همچنین هرگونه آسیب مشاهده شده در نمونه در طی آزمایش به همراه مقدار بار و تغییر شکلی که متناظر با این آسیب بوده است باید ثبت گردد.
۶-پ۱-۴ تهیه مدارک
روشهای مورد استفاده برای طراحی و نتایج حاصل از تحلیل و آزمایشها باید طی یک یا چند گزارش آماده شده و برای تصویب به مرجع ذیصلاح ارسال گردد. تصویب گزارشها صرفاً پس از دریافت گزارش مکتوب داوری مستقل (موضوع بند پ-۶-۱-۵ ) صورت خواهد پذیرفت.
۶-پ۱-۵ داوری مستقل
روشهای مورد استفاده برای طراحی و نتایج حاصل از تحلیل و آزمایشها باید توسط یک کمیته مستقل، داوری و مورد تأیید قرار گیرد. این کمیته باید دارای حداقل ۳ عضو باشد. اعضای این کمیته باید توسط مرجع ذیصلاح تعیین شده و دارای تخصص و تجربه کافی برای مرور مدارک و ارزیابی تطابق آنها با ضوابط این مقررات باشند. این ارزیابی باید شامل تمامی فرضیات، معیارها، رویهها، محاسبات، مدلهای تحلیل، آزمایشها و نتایج آنها، نقشهها و گزارش ها باشد. کمیته داوری باید در پایان کار خود نتیجه بررسیها را به صورت مکتوب به مرجع ذیصلاح ارسال نماید.
پیوست شماره ۶-۲ : جرم مخصوص مواد، جرم واحد حجم مصالح و اجزای ساختمان و جرم واحد سطح اجزای ساختمان
جدول شماره پ ۶-۲-۱ : جرم مخصوص مواد
* ارقام مربوط به چوبهای خشک برای چوبهای با حداکثر رطوبت ۱۵ درصد در نظر گرفته شده است. در صورتیکه چوب از اثر باران و رطوبت حفاظت نشده باشد، مقدار ۸۰ کیلوگرم بر متر مکعب و چنانچه با آب اشباع شده باشد مقدار ۱۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب به مقادیر فوق اضافه میشود. در مورد چوبهای تازه بریده شده مقادیر فوق باید در ضریب ۱/۸ ضرب شوند.
جدول شماره پ ۶-۲-۲ : جرم واحد حجم مصالح و اجزای ساختمان
* در محاسبه وزن دیوار با مصالح بنایی میتوان ۷۰ درصد وزن هر متر مکعب دیوار را مصالح آجری یا بلوکی و ۳۰ درصد بقیه را ملات به حساب آورد.
پیوست شماره ۶-۳: بار زنده کف انبارهای اجناس
جدول پ-۶-۳ : بار زنده کف انبارهای اجناس
پیوست شماره ۶-۴: ضوابط تکمیلی محاسبه اثرات بار باد بر سازه ها
۶-پ۴-۱ کلیات
در این پیوست، روش دینامیکی برای تخمین نیروی باد بر سازه ساختمان های بلند و نرم، اثرات گردبادههای جانبی و ارتعاشات موضعی، مقدار نیروی باد روی دسته ای از اجزاء و سازههای غیر ساختمانی، کنترل تغییر شکل جانبی و ارتعاش ساختمان و مقادیر توصیه شده برای میرائی برخی ساختمانها و عناصر سازهای بیان شده است.
۶-پ۴-۲ روش دینامیکی برای تخمین نیروی باد برسازه ساختمان های بلند و نرم
در مواردیکه بر اساس مفاد بند ۶-۱۰-۱-۴ ، ساختمان یا سازه مورد نظر شرایط لازم برای تحلیل استاتیکی را نداشته و استفاده از روش تجربی الزامی نباشد، باید از روابط این بخش برای محاسبه نیروی باد استفاده نمود.
در روش دینامیکی، مقادیر مورد استفاده C e و C g در روابط ۶-۱۰ -۳الف و ۶-۱۰-۳ب ، از روابط این بخش محاسبه شده و ضرایب ( C p , C d و C pi ) همان مقادیر تعریف شده در بخش ۶-۱۰ بوده و ضریب C t بر مینای C g محاسبه شده از این پیوست تعیین میشود.
۶-پ۴-۲-۱ ضریب اثر تغییر سرعت
مقدار ضریب C e در نواحی باز و پرتراکم از روابط زیر محاسبه میشود:
ناحیه ۱- نواحی باز
فرمول (پ-۶-۴-۱):
حداقل ضریب C e ،
۱/۰ و حداکثر آن ۲/۵ می باشد.
ناحیه ۲- نواحی پرتراکم
فرمول (پ-۶-۴-۲) :
حداقل ضریب C e ،
۰/۵ و حداکثر آن ۲/۵ می باشد.
Z یا ارتفاع مبنا در بند ۶-۱۰-۶-۱ تعریف شده است.
پ۶-۴-۲-۲ ضریب اثر تند باد Cg
ضریب اثر تند باد مطابق با تعریف بند ۶-۱۰-۸ ، در روش دینامیکی از رابطه پ-۶-۴-۳ محاسبه میشود.
فرمول (پ-۶-۴-۳) :
در این رابطه μ متوسط اثر بارگذاری باد، σ انحراف معیار آن و g p ضریب بیشینه آماری اثر بارگذاری باد است که با استفاده از روابط و نمودارهای این پیوست محاسبه میشوند.
مقدار از رابطه پ-۶-۴-۴ به دست می آید:
فرمول (پ-۶-۴-۴):
در این رابطه:
K: ضریب اصلاح ناهمواری زمین است که در نواحی باز معادل ۰/۰۸ و در نواحی پرتراکم ۰/۱ اختیار میشود.
C eH : ضریب تغییر سرعت در بالاترین نقطه ساختمان (Z=H) که از رابطه پ-۶-۴-۱ یا پ-۶-۴-۲ محاسبه میشود.
B : ضريب آشفتگی محیط ساختمان است که از دیاگرام شکل پ-۶-۴-۱ بدست می آید.
در این شکل H ارتفاع وجه رو به باد و W عرض مؤثر وجه رو به باد ساختمان (رابطه ۶-۱۰-۱-د) است.S: ضریب کاهش اندازه است که از شکل پ-۶-۴-۲ بدست می آید. این ضريب تابعی از نسبت و فرکانس کاهش یافتۀ است.
f n : کوچکترین فرکانس طبیعی ساختمان در امتداد اثر باد و V H سرعت میانگین باد در بالاترین نقطه ساختمان (Z=H) میباشد که از رابطه پ-۶-۴-۵ و با منظور نمودن ضریب اهمیت ساختمان بدست می آید.
فرمول (پ-۶-۴-۵):
در رابطه پ-۶-۴-۵، V، سرعت متوسط ساعتی باد تعریف شده در بند ۶-۱۰-۲، میباشد.
F : ضریب " نسبت انرژی تند باد " در فرکانس اصلی نوسان سازه است که بر حسب پارامتر f n /V H با استفاده از نمودار شکل پ-۶-۴-۳ بدست میاید.
β: نسبت میرایی بحرانی ساختمان با سازه است که از مجموع میراییهای ذاتی سازه، میرایی آیرودینامیک و میرایی ناشی از میراگرهای احتمالی نصب شده در ساختمان با سازه بدست میاید.
مقدار β برای ساختمانها و سازههای خاص بوسیله انجام آزمایش به دست میآید. در ساختمانها و سازههای معمولی، میتوان از مقادیر β در جدول پ -۶-۴-۱ استفاده نمود.
g p ضریب بیشینه آماری بار است. این ضریب تابعی از نرخ متوسط نوسان ν ( رابطه پ-۶-۴-۶ ) بوده و از شکل پ-۶-۴-۴ استخراج میشود.
فرمول (پ-۶-۴-۶):

شکل پ-۶-۴-۱ : ضریب آشفتگی محیط ساختمان (B)

شکل پ-۶-۴-۲ : ضریب کاهش اندازه (S)

شکل پ-۶-۴-۳ : نسبت انرژی تندباد (F)

شکل پ-۶-۴-۴ : ضریب بیشینه آماری بار (g p )
جدول پ-۶-۴-۱: نسبت میرائی بحرانی سازهها و اجزاء ساختمانی
*- برای مقادير h/b مابین اعداد داده شده میتوان میانگین گیری کرد
۶-پ۴-۳ کنترل تغییر مکان جانبی
به منظور جلوگیری از آسیب دیدن اجزاء غیر سازهای در ساختمانهای بلند، حداکثر تغییر مکان جانبی نسبی ساختمانها در ترکیب بارگذاری ۱ بند ۶-۲-۵-۲ ، باید به ۰/۰۰۲۵ ارتفاع هر طبقه محدود شود. در این ترکیب بار، W ser ، بار باد سطح بهره برداری است که بر مبنای دوره بازگشت ده ساله باد در منطقه محاسبه میشود. برای تعیین این سرعت میتوان از ۰/۸۰ سرعت مبنای باد ( بند ۶-۱۰-۲ ) استفاده نمود.
چنانچه اجزاء پوششی یا نما، با تغییر مکان کمتری آسیب ببینند، محدودیت این اجزاء جایگزین عدد فوق خواهد شد.
۶-پ۴-۴ کنترل ارتعاش ساختمان
در ساختمانهای بلند و نرم، تحت اثر تغییرات سرعت باد، ارتعاش ساختمان توسط ساکنان آن حس میشود. آستانه این احساس در ساختمانهای مسکونی با ساختمانهای اداری تفاوت دارد.
ارتعاش ساختمان الزاماً در همان جهت تأثیر باد اتفاق نمیافتد و ممکن است ساختمان در راستایی عمود بر راستای تأثیر باد ارتعاش کند.
برای ساختمانهای با کاربری مسکونی مقدار شتاب قابل حس توسط افراد ۰/۰۰۵ شتاب ثقل و در ساختمانهای با کاربری اداری ۰/۰۱۵ شتاب ثقل میباشد.
باد مورد نظر در این مطالعات، بارباد سطح بهره برداری (W ser ) است که بر مبنای دوره بازگشت ده ساله باد در منطقه محاسبه میشود. برای تعیین این سرعت میتوان از ۰/۸۰ سرعت مبنای باد ( بند ۶-۱۰-۲ ) استفاده نمود.
چنانچه بین طول و عرض مفید ساختمان رابطه برقرار باشد، احتمال ارتعاش جانبی از ارتعاش در جهت باد بیشتر است.
در این رابطه، H ارتفاع ساختمان (از تراز زمین)، d طول مؤثر ساختمان (در جهت باد) و w عرض مؤثر ساختمان (عمود بر جهت جریان باد) است. طول و عرض مؤثر متناسب از رابطه ۶-۱۰-۱-د محاسبه میشود.
شتاب حاصل از تغییرات سرعت باد در جهت عرضی ساختمان (عمود بر جهت وزش باد ) از رابطه تقریبی ( پ-۶-۴-۷ ) به دست می آید.
فرمول ( پ-۶-۴-۷):
برای محاسبه شتاب حاصل از تغییرات سرعت باد در جهت طولی ساختمان (هم جهت با وزش باد) باید از رابطه زیر استفاده نمود.
فرمول (پ-۶-۴-۸):
در روابط فوق:
w: عرض مؤثر ساختمان (عمود بر جهت وزش باد)
d: طول مؤثر ساختمان (در جهت وزش باد)
a w : حداکثر شتاب محتمل ایجاد شده در جهت عرض ساختمان (عمود بر جهت وزش باد)
a d : حداکثر شتاب مشتمل ایجاد شده در جهت طول ساختمان (هم جهت با باد)
a r : برابر برحسب (N/m ۳ )
ρ B : متوسط جرم مخصوص ساختمان (Kg/m ۳ )
β w : نسبت میرایی بحرانی در جهت عرض ساختمان
β d : نسبت میرایی بحرانی در جهت طول ساختمان
f nw : فرکانسهای اصلی ساختمان در جهت عرض (هرتز)
f nd : فرکانسهای اصلی ساختمان در جهت طول (هرتز)
Δ: حداکثر تغيير مكان بالاترین نقطه ساختمان در جهت وزش باد تحت اثر بار باد سطح بهره برداری برحسب متر
g: شتاب ثقل ۹/۸۱ m/s ۲
متغیرهای C eh , F, S, K, g p و C g و V H در بندهای قبل تعریف شده است.
شتابهای محاسبه شده از روابط فوق نباید از ۱٪ شتاب ثقل در ساختمانهای مسکونی و ۳٪ شتاب ثقل در ساختمانهای اداری تجاوز کند.
۶-پ۴-۵ جداشدن گردباده (vortex shedding)
پدیده جداشدن گردبادهها معمولاً در سازههای استوانهای لاغر (دودکشها - برجها) و برخی ساختمانهای بلند با بدنه صاف و در جریانهای آرام (عدد رینولدز پایین) اتفاق میافتد.
در این پدیده، سازه به دلیل جداشدن گردبادههای متناوب در جهت عمود بر جریان باد نوسان نموده و چنانچه فرکانس جداشدن گردباده مساوی فرکانس طبیعی سازه و یا جزئی از اجزاء سازه در جهت عمود بر جریان باد شود، پدیده تشدید و ایجاد خستگی در اعضاء سازه اتفاق خواهد افتاد.
سرعت بحرانی باد برای ایجاد جداشدن گردباده از رابطه ( پ-۶-۴-۹ ) به دست می آید.
فرمول (پ-۶-۴-۹):
در این رابطه W عرض مؤثر سازه یا ساختمان در جهت وزش باد و در ارتفاع مورد نظر (از رابطه ۶-۱۰-۱-د)، f ni فرکانس طبیعی سازه در مد موردنظر، در جهت عمود بر جریان باد و S، عدد استروهال است.
مقدار S برای سازههای با پلان دایره ای (دودکشها - برجها - ساختمانهای مدور ) حدود ۰/۱۸ است. برای پلان های مربع مستطیل، میزان S متناسب با نسبت طول و عرض پلان است و میتوان آنرا حدود ۰/۱۳ اختیار نمود.
چنانچه سرعت بحرانی باداز ۱/۲۵ برابر سرعت متوسط ساعتی باد در ارتفاع مورد نظر ساختمان تجاوز نماید (V HC >۱/۲۵V m )، اثرات جداشدن گردباده قابل صرفنظر کردن است. ( )
۶-پ۴-۶ سایر پدیدههای ارتعاشی
با توجه به شکل و مشخصات دینامیکی اجزاء سازهای در معرض باد و اثرات سرعت متناوب باد در ارتفاع و در زمان، پدیدههایی از قبیل رقصانی(galloping ) درکابلهای برق و تیغه نبشی ها و پروفیلهای I، بال بال زدن( fluttering ) و واگرایی (divergence) درقطعات باریک، نازک و معلق در هوا ( پلهای معلق، تابلوهای علامت، تیغههای طره افقی) و در کابلهای برق مشاهده میشوند. با استفاده از منابع فنی معتبر و یا انجام آزمایش در تونل باد میتوان اثرات این پدیدهها را روی اجزاء گفته شده تعیین کرد.
۶-پ۴-۷ نیروی باد روی سازهها و اجزاء سازهای خاص
برای برخی ساختمانها و اجزاء سازهای به شرح زیر، نیروها یا فشارهای خارجی و داخلی وارد بر آنها، طبق شکل های ( پ-۶-۴-۵ ) تا ( پ-۶-۴-۱۵ ) این پیوست داده شده است. برای محاسبه این نیروها، ضریب C e از روابط پ-۶-۴-۱ یا پ-۶-۴-۲ این پیوست یا روابط ۶-۱۰-۵ یا ۶-۱۰-۶ بند ۶-۱۰-۴ این مبحث و ضریب C g از رابطه پ-۶-۴-۳ این پیوست یا بند ۶-۱۰-۸-۱ این مبحث به دست می آید.
دیوارها - صفحات خودایستا و تابلوهای اعلانات ( شکل پ-۶-۴-۵ )
ساختمانها و مخازن کروی ( شکل پ-۶-۴-۶ )
دودکشها - تانکها و ساختمانهای استوانهای ( شکل پ-۶-۴-۷ )
لولهها - کابلها ( شکل پ-۶-۴-۸ )
اعضاء سازهای تکی یا ترکیبی ( شکل پ-۶-۴-۹ )
خرپاهای صفحهای ساخته شده با مقاطع تیزگوشه ( شکل پ-۶-۴-۱۰ )
تأثیر سطوح مانع بر فشار وارد بر ساختمان ( شکل پ-۶-۴-۱۱ )
پلهای خرپایی و تیر ورقی ( شکل پ-۶-۴-۱۲ )
خرپاهای سه بعدی و پایههای انتقال نیرو (فضاکار) ( شکل پ-۶-۴-۱۳ )
سایبانهای شیبدار ( شکل پ-۶-۴-۱۴ و پ-۶-۴-۱۵ )

شکل پ-۶-۴-۵: دیوارها - صفحات خود ایستا و تابلو اعلانات
ضریب نیروی C f برای دیوار و تابلو بالاتر از سطح زمین
ضریب نیروی C f برای دیوار و تابلو روی سطح زمین
ترکیب نیروی عمودی و نیروی مماسی روی دیوارها و تابلوها
F n = C f C n qC g C e hl w مقدار نیروی عمودی برواحدطول
F t = C f C t qC g C e hl w مقدار نیروی مماس برواحدطول

شکل پ۶-۴-۶: مقدار نیرو و فشار وارد بر ساختمان ها و مخازن کروی
کل نیروی وارد بر مخزن کروی F=I W .C f .q.C g .C e .A
C f ضریب نیرو بوده و معادل ۰/۲ است.
در صورت نیاز به محاسبه مقادیر فشار داخلی و خارجی وارد بر جداره مخزن از روابط زیر استفاده میشود.
فشار داخلی مخزن : P i
و فشار خارجی P e :
P e =C p .q.C g .C eفشار وارد بر جدار ΔP = P i -P e
C p : ضریب فشار خارجی
یادداشت ۱ - ضرایب و روابط فوق برای زبری کم سطح کره و نسبت است.
یادداشت ۲ - ضریب C p برای زوایای مختلف نقطه روی جداره نسبت به جهت وزش باد است.

شکل پ۶-۴-۷: دودکشها - تانکها و ساختمانهای استوانهای
کل نیروی وارد بر سازه F=I W .C f .q.C g .C e .A
سطح بادخور: A=d.h
C f : ضریب نیرو
در صورت نیاز به محاسبه مقادیر فشار داخلی و خارجی وارد بر جداره از روابط زیر استفاده میشود:
فشار خارجی P e =C p .q.C g .C e
فشار داخلی P i =C pi .q.C g .C e
(ضریب فشار داخلی در دودکشهای خاموش C pi =-۰/۸ و در دودکشهای حین کار C pi =+۰/۱ میباشد)فشار وارد بر جداره ΔP=P i -P e
C p : ضریب فشار خارجی
یادداشت ۱ - ضرایب و روابط فوق برای زبری کم سطح دودکش و نسبت ارائه شده اند.
یادداشت ۲ - ضریب C p برای زوایای مختلف نقطه روی جداره نسبت به جهت وزش باد ارائه شده است.
شکل پ -۶-۴-۸ فشار روی لولهها- کابلها
ضریب نیرو : C f
سطح بادگیر A=d×l
کل نیروی وارد بر عضو F=C f .q.C g .C e .A.I w
نیروی عمود بر عضو F n =K.C n∞ .q.C g .C e .A.l W
نیروی مماس بر عضو F t =K.C t∞ .q.C g .C e .A.l W

شکل پ-۶-۴-۹: اعضاء سازهای تکی یا ترکیبی
ضریب کاهش نیرو K برای اعضا با طول محدود
توضیح ۱ – L طول عضو و A ، سطح بادگیر A=h.l
h α عرض بادگیر عضو در جهت عمود بر باد است.
توضیح ۲ – و ضریب فشار برای اعضا با طول نامحدود است. (l/h>۱۰۰)

شکل پ۶-۴-۱۰: خرپاهای صفحهای ساخته شده با مقاطع تیز گوشه
کل نیروی وارد بر خرپا : F n =k.C n∞. g.C g .C e .A s .l w
كل مساحت بادگیر خرپا= A s
سطح اسمی نمای خرپا A = h t ×L
ضریب بادگیر خرپا = A s /A
(برای خرپایی با طول بسیار زیاد) ضریب نیرو :
ضریب کاهش فشار برای خرپاهای با طول محدود : K

شکل پ-۶-۴-۱۱: تأثیر سطوح مانع فشار مقابل ساختمان
ضریب کاهش نیرو بر سطح محافظت شده: K x

شکل پ -۶-۴-۱۲: پل های خرپایی و تیر ورقی ( بجز پل راه و راه آهن)
نیروی وارد بر سطح رو به باد F I =KC n∞ .q.C g .C e .A s .I w
نیروی وارد بر سطح مقابل F II =KC n∞ .K x q.C g .C e .A s .I w
نیروی مماسی روی سطح عرشه F h =۱.۰.q.C g .C e .L B .I w
نیروی عمودی وارد بر سطح عرشه F vert =۰.۶.q.C g .C e .b.L B .I w
طول پل= L B
مقادیر K, C n∞ , A s , K x از اشکال پ-۶-۴-۱۰ و پ-۶-۴-۱۱ به دست میآیند.

شکل پ-۶-۴-۱۳: خرپاهای سه بعدی و پایه های انتقال نیرو
ضریب فشار جزئی: C p,net
F m۱ =K. .q.C g .C e .A m . .I w نیرو روی اعضاء سمت باد
F m۲ =K. .K x .q.C g .C e .A m . .I w نیرو روی اعضا سمت مقابل (پوشانده شده با اعضاء سمت باد)
سطح بادگیر= h.L یا A m =d.L
ضریب بادگیری کل خرپا= A s /A≤۰.۳
کل سطح بادگیر خرپا= A s
پهنای عضو بادگیر = h یا d طول عضو= L
زاویه وزش باد با امتداد عمود بر محور عضو= β
ضریب تابع نسبت های x/b و K x =A s /A
کل نیروی وارد بر سازه F m =F m۱ +F m۲
ضریب C ∞ β برای اعضاء تیز گوشه از روابط و محاسبه میشود.
ضرایب K و Kx و K β و (۱)
۱) برای و به شکل پ-۶-۴-۹ مراجعه شود
۲) برای K به شکل ۶-۴-۹ مراجعه شود
۳) برای k x به شکل پ-۶-۴-۱۱ مراجعه شود

شکل پ-۶-۱۰-۱۴: سایه بان های یک شیبه
F=I w .q.C e .C t .C g .C f .C d .A r كل نیروی وارد بر سازه اصلی
P=I w .q.C e .C t .C g .C p,net .C d فشار و مکش وارد بر اجزاء پوشش
۱- در صورتیکه جهت باد از سمت ارتفاع کمتر سایه بان اثر کند، نقطه اثر نیروی باد (F) به فاصله ۴/d از انتهای پایین شیب انتقال مییابد.
۲- سازه باربر اصلی و اجزاء پوشش باید برای هر یک از حالات جداگانه I و II بارگذاری و طراحی شوند.
۳- ф ضریب انسداد مسیر باد در فضای زیر سایه بان میباشد. در صورت عدم وجود مانع ф =۰ و چنانچه موانع به طور کامل مسیر باد را مسدود کنند ф =۱ خواهد بود.

شکل پ-۶-۱۰-۱۵: سایه بان های دو شیبه
F=I w .q.C e .C t .C g .C f .C d .A r كل نیروی وارد بر سازه اصلی
P=I w .q.C e .C t .C g .C p,net .C d فشار و مکش وارد بر اجزاء پوشش
۱- سازه سایه بانهای دوطرفه باید برای دو حالت الف- تأثیر نیروی F روی هر دو بالهی سایه بان و ب- تأثیر نیروی F فقط روی یک باله سایه بان کنترل شود.
۲- سازه باربر اصلی و اجزاء پوشش باید برای هر یک از حالات جداگانه I و II بارگذاری و طراحی شوند.
۳- ф ضریب انسداد مسیر باد در فضای زیر سر سایه بان میباشد. در صورت عدم وجود مانع ф =۰ و چنانچه موانع به طور کامل مسیر باد را مسدود کنند ф =۱ خواهد بود.

شکل پ۶-۴-۱۶: نمودار مرحله ای محاسبه بار باد
۱- H ارتفاع ساختمان و W عرض مؤثر ساختمان مطابق رابطه ۶-۱۰-۱ می باشند.
۲- به توضیحات بند ۶-۱۰-۱-۴ مراجعه شود.
۳- برای برخی ساختمان ها و سازه ها به اشکال پیوست ۶-۴ مراجعه شود.
۴- استفاده از روش تجربی برای تمامی ساختمان ها مجاز و قابل قبول می باشد.
پیوست شماره ۶-۵ تقسیم بندی مناطق کشور برای بار برف

مبحث ششم: بارهای وارد بر ساختمان
بندی را انتخاب کنید تا موارد مرتبط نمایش داده شود



















