اصول و مبانی بارگذاری سازه‌ها

پیشگفتار مولف

یکی از اساسی ترین مراحل طراحی یک سازه، مرحله بارگذاری آن بوده که مستلزم تسلط طراح به آیین نامه ها و اصول بارگذاری می باشد. در این کتاب سعی شده است ضمن معرفی بارهای مختلف که ممکن است بر یک سازه در طول مدت بهره برداری وارد گردد، نحوه محاسبه و توزیع آنها بر المانهای سازه نیز با بیانی ساده بیان گردد. مثالهای بکار برده شده در بخشهای مختلف طوری طرح شده اند که با در بر گرفتن همزمان چندین موضوع، خواننده را جهت بارگذاری پروژه های واقعی آماده سازد. این کتاب تنها بر اساس آیین نامه های ایران نوشته شده است. امید است که مورد استفاده دانشجویان و مهندسان قرار گیرد.

فهرست مطالب

پیشگفتار مولف 9

فصل اول 11
بارهای مرده ، زنده و توزیع آنها 11
1.1 مقدمه 11
1.2 بارگذاری چه مرحله ای از طراحی سازه می باشد؟ 13
3.1 انواع بارها 14
1.4 عملکرد سازهای سقفها در توزیع بار 16
1.4.1 سقف های یک طرفه (دال یک طرفه) 16
1.4.2 سقف هایی با عملکرد دو طرفه 17
1.5 بار مرده 19
1.5.1 کف ها 20
1.5.2 پله ها 24
1.5.3 سقفهای سبک سوله ها 25
1.5.4 دیوارها 27
1.6 بار زنده (Live Load) 37
1.6.1 بالکن ها 42
1.6.2 پله ها 43
1.6.3 تیغه ها (پارتیشن ها) 44
1.7 کاهش بارهای زنده 44
1.7.1 کاهش بار زنده در طراحی تیرها 45
1.7.2 کاهش بار زنده در ستون ها 45
1.8 بازشوها 61
1.9 محاسبه سطح بار بر ستون ها 70
1.10 موقعیت بارها و بحرانی ترین حالت 74
1.11 تمرین: 78

فصل دوم 83
بار برف 83
2.1 مقدمه 83
2.2 محاسبه بار برف 88
2.2.1 حالت متقارن 88
2.2.2 حالت نامتقارن 90
2.3 بام های قوسی 92
2.3.1 سقف های شیب دار دندانه ای: 92
2.4 تمرین 104

فصل سوم 107
بار باد 107
3.1 مقدمه 107
3.2 چگونگی پیدایش باد و ویژگی های آن 108
3.3 تاثیر باد بر اجسام 110
3.3.1 اعمال فشار 110
3.3.2 تقسیم باد و جریان گردابی 111
3.4 محاسبه نیروی باد بر سازه 113
3.4.1 تعیین سرعت مبنای باد 113
3.4.2 تعیین فشار مبنای باد 114
3.4.3 محاسبه فشار با د بر ساختمان ها 115
3.5 معیارهای کنترل در طراحی سازه ها در برابر باد: 136
3.5.1 کنترل تغییر مکان جانبی سازه 136
3.5.2 کنترل رانش سازه 136
3.5.3 کنترل واژگونی سازه 137
3.6 توزیع نیروی باد 142
3.6.1 سازههای ساختمانی 142
3.6.2 سازهای صنعتی (سوله ها) 145
3.7 محاسبه سطح بادگیر 147
3.8 تمرین 150

فصل چهارم 153
بار زلزله 153
4.1 مقدمه 153
4.2 زلزله 154
4.2.1 امواج زمین لرزه 154
4.2.2 کانون و مرکز زلزله 157
4.2.3 معیارهای اندازه گیری زلزله 158
4.3 فلسفه طراحی لرزهای سازه ها 159
4.3.1 قابهای مقاوم خمشی (MRF) 161
4.3.2 بادبندهای همگرا (CBF) 162
4.3.3 بادبندهای واگرا (EBF) 163
4.3.4 بادبندهای زانویی (KBF) 163
4.3.5 دیوار برشی: 164
4.3.6 سیستمهای ترکیبی (دوگانه) 165
4.4 ارتباط مقاومت جانبی سازه با فرم یا شکل آن 165
4.4.1 تقارن سیستم سازه ای 167
4.4.2 بررسی لرزه ای سازه – طرح معماری 169
4.4.3 قطعات الحاقی متصل به ساختمان 171
4.4.4 دیوار برشی 174
4.5 آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله 179
4.6 ساختمانها از لحاظ شکل 180
4.6.1 منظم بودن در پلان 180
4.6.2 منظم بودن در ارتفاع 181
4.6.3 ساختمانهای نامنظم 182
4.7 تحلیل استاتیکی معادل 182
4.7.1 بار قائم موثر (W) 183
4.7.2 تراز پایه 184
4.7.3 ضریب زلزله (C) 185
4.7.4 شتاب مبنای طرح (A) 185
4.7.5 ضریب اهمیت ساختمان (I) 185
4.7.6 ضریب بازتاب ساختمان (B) 187
4.7.7 زمان تناوب اصلی نوسان (T) 191
4.7.8 ضریب رفتار ساختمان (R) 192
4.8 توزیع نیروی جانبی زلزله 195
4.8.1 توزیع نیرو در ارتفاع 195
4.8.2 توزیع افقی نیروی زلزله 197
4.9 نیروی قائم ناشی از زلزله 206
4.10 نیروی جانبی زلزله وارد بر اجزای ساختمان و قطعات الحاقی 207
4.11 نیروی زلزله در سازههای غیرساختمانی 208
4.12 ضوابط و معیارهای کنترل سازههای در برابر زلزله 210
4.12.1 درز انقطاع 210
4.12.2 واژگونی 211
4.13 توزیع نیروی جانبی بین عناصر مقاوم بارجانبی 221
4.14 تمرین 233

فصل پنجم 237
بار جرثقیل 237
5.1 مقدمه 237
5.2 بارگذاری جرثقیل ها: 239
5.3 تعیین لنگر خمشی و برشی حداکثر 241
5.4 تمرین 247

فصل ششم 249
بار پارکینگ ها 249
6.1 مقدمه 249
6.2 تمرین 253

فصل هفتم 255
بار آب 255
7.1 مقدمه 255
7.2 محاسبه نیروی هیدرواستاتیک 256

فصل هشتم 259
بار خاک 259
8.1 بار خاک 259
8.2 فشار جانبی خا ک بر سازه نگهبان با روش رانکین 260

فصل نهم 267
بارهای ضربه ای و ترکیب بارها 267
9.1 بارهای ضربه ای 267
9.2 ترکیب بارها 268

مراجع 273