آشنایی با بارهای زنده

به علت اینکه بار زندهمحل اثر و مقدار ثابتی ندارد لذا برآورد مقدار دقیق آن امکان نا پذیر بوده و برای انجام محاسبات باید به مبحث ششم مقررات ملی ساختمان مراجعه کرد.

در آیین نامه با توجه به کاربری ساختمان یا کاربری هر بخشی از سازه مقدار بار زنده محاسباتی برای آن مشخص شده است.

در مبحث ششم با توجه به نوع کاربری سازه، به عنوان مثال بار زنده انواع بام ها، سالن‌ها و اماکن تجمع و ازدحام، راهروها، راه پله‌ها و بالکن ها، ساختمان‌ها و مجتمع‌های مسکونی، هتل‌ها و فروشگاه ها، ساختمان‌های آموزشی و فرهنگی و کتابخانه ها، ساختمان‌های اداری میزان بار زنده محاسبه شده است.

ذکر شده است که برای هر کدام از این سازه‌ها دو بار تعریف شده است، اولی بار گسترده زنده که بر حسب (KN/m² ) داده شده است، و بار دوم بار متمرکز زنده است که با (KN) محاسبه می‌شود.

بارهای زنده با در نظر گرفتن تحلیل آماری انجام شده و اعمال ضریب اطمینان مناسب تاثیری مثل تاثیر بار گسترده ایفا می‌کند، و لذا در محاسبات بار زنده به عنوان بار گسترده زنده محاسبه می‌شود و در مدل سازی بارگذاری نرم افزارهای طراحی مثل SAP و ETABS نیز همین رویه انجام می‌پذیرد.

در ساختمان‌ها چون مقدار بارهای زنده زیاد نیست لذا در نظر گرفتن خاصیت دینامیکی بار و حرکت آن چنان مثل پل ها مطرح نیست، اما در نظر گرفتن نامناسب ترین وضعیت بارگذاری امری ضروری به نظر می‌رسد.

مبحث ششم مقررات ملی ساختمان در حالتی که شدت بار زنده از (4 KN/m²) تجاوز کند و یا بیشتر از 1.5 برابر بار مرده باشد الزام می‌کند که علاوه بر بارگذاری بار زنده به صورت گستره در هر دهانه بررسی تاثیر بارگذاری دهانه به صورتی یکی در میان و به صورت بارگذاری دو دهانه مجاور انجام شود.

بارگذاری دهانه‌ها به صورت یکی در میان برای مشخص کردن حد اکثر لنگر خمشی مثبت می‌باشد که در وسط دهانه صورت می‌گیرد. برای این کار اگر یک تیر یکسره را در نظر بگیرد که در آن دهانه مرود نظر و بقیه دهانه‌ها به صورت یکی در میان تحت بارگذاری قراد داده شده باشد.

اگر نمودار خطر تاثیر لنگردر دهانه مورد نظر را رسم کنیم خواهیم دید که بارگذاری بر روی دهانه‌ها یکی درمیان در قسمت مثبت خط تاثیر بوده و این امر موجب تشدید لنگر وسط دهانه می‌گردد، چون اگر بارگذاری در دهانه‌های قسمت منفی خط تاثیر انجام شود لنگر خمشی دهانه مورد نظر ما کاهش می‌یابد.

اما اگر بار گستره زنده را در دو دهانه مجاور قرار دهیم می‌توانیم حداکثر لنگر خمشی منفی ایجاد شده در تکیه گاه‌ها را بدست آوریم، این امر نیز با رسم خط تاثیر در تکیه گاه مورد نظر انجام می‌شود. انجام این محاسبات مخصوصا در سازه‌های بتن آرمه به علت رفتار متفاوت بتن در کشش و فشار از اهمیت بالایی برخوردار است.

در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان حالات مختلف کاهش بار زنده ذکر شده است، مثل کاهش بار زنده طبقات، کاهش بار زنده بام و...، اما این امر الزامی نبوده و بسته به نظر طراح است که حالات کاهشی را در نظر بگیرد یا خیر، واضح است که اعمال این کاهش‌ها موجب اقتصادی تر شدن پروژه و سبکتر شدن آن است، اما از طرفی در نظر نگرفتن آن حاشیه اطمینان طراحی را بالا می‌برد.

بار‌های متمرکز ذکر شده در جداول بارهای زنده وارد به ساختمان مبحث ششم مقررا ملی ساختمان عموما برای کنترل اجزای سازه‌ای خاص کاربرد دارد، لازم به ذکر است که این مقدار بار زنده متمرکز داده شده در مبحث ششم مقررات ساختمان ارتباط به بارهای متمرکز واقعی وارد شده به سازه ندارد، به عنوان مثال انواع اجسام آویزان از سقف یا جرثقیل‌های صنعتی که از سقف آویزان می‌شوند اگر بار آن‌های در نقاط بحرانی سازه‌ای وارد گردد و اثرات آن در طراحی دیده نشده باشد، ممکن است که موجب خرابی کلی یا موضعی سازه گردد.

برای محاسبه بارهای دینامیکی، مبحث ششم مقررات ملی ساختمان به جای بررسی بارگذاری دینامیکی سازه و انجام محاسبات بر اساس بار‌های دینامیکی، اثر افزایش بار دینامیکی وارد به سازه در مقایسه با بارهای استاتیکی را اعمال می‌کند، طوری که یک ضریب به نام ضریب ضربه معرفی می‌کند که از نسبت بین این دو محاسبه می‌شود.

مثلا در سازه‌هایی که اتاقک وماشین آلات و بار زنده سرنشین‌های آسانسور را نگهداری می‌کنند باید در صورتی که شرکت سازنده آسانسور ضریب ضربه را اعمال نکرده باشد، حد اقل بارگذاری در ضریب ضربه با مقدار 2 ضرب شود، یا در خصوص جرثقیل‌های که در سازه‌ها صنعتی بکار می‌روند، این جرثقیل‌ها معمولا می‌توانند به صورت طولی و عرضی در سالن‌ها جا به جا شوند، عرابه‌های جرثقیل که به آن قلاب بارگذاری متصل است به صورت عرضی روی پل‌های اصلی حرکت می‌کند و پل‌های اصلی به صورت طولی می‌توانند روی ریل‌های طولی جا به جا شوند. این جر ثقیل‌ها که برای انتقال قطعات سنگین طراحی می‌شوند، لذا باید در طراحی آن‌ها اثرات دینامیکی و ارتعاشی بار قائم در نظر گرفته شوند.

مبحث ششم مقررات ملی ساختمان به چهار نوع بارگذاری که به این جرثقیل اعمال می‌گردد اشاره می‌کند، و ضرایب ضربه‌ای را برای انواع جرثقیل‌ها در بارگذاری قائم را مورد بررسی قرار می‌دهد.