بخشی از مقاله
1-1. مشخصات زمین:
محل احداث ساختمان در شهر تهران بوده که از نظر زلزله خیزی دارای خطر نسبی خیلی زیاد است. فشار مجاز خاک برای طراحی پی ها 1.75 kg / cm2 معرفی شده و زمین از نوع ( تیپ Ш ) می باشد. سطح پی ها در تراز -2.80 قرار دارند و برای تمامی پی ها پوشش 70 میلیمتر در نظر گرفته می شود. البته قبل از عملیات آرماتوربندی شالوده ها؛ روی بستر خاک تسطیح شده یک لایه بتن مگر با عیار 150 kg / m3 به ضخامت 100 میلیمتر جهت ایجاد سطح صاف و همچنین جلوگیری از تداخل خاک با بتن شالوده، ریخته می شود.
1-2. ارائه نقشه های معماری:
نقشه های معماری شامل : پلان زیرزمین، پارکینگ، طبقه اول و تیپ طبقات و پلان کروم بندی و نمای شمالی، جنوبی و شرقی و پرش در یک جهت؛ به پیوست ارائه شده است.
1-3. ستون گذاری:
معمولا در مشخص کردن جای ستونها به مواردی مانند موارد ذکر شده در زیر توجه می شود:
1- در اطراف جعبه پلکان حتی المقدور ستون قرار گیرد.
2- توصیه شده فاصله ستونها بین 3 تا 5 متر در نظر گرفته شود زیرا فاصله کمتر از 3
متر باعث افزایش وزن ستونها و فاصله بیش از 5 متر باعث افزایش وزن تیرها میشود.
3- از موارد مهم دیگر توجه به فضاهای معماری « پارکینگ، نورگیرها و...»، فضاهای تاسیساتی و محل قرارگیری بادبندها میباشد.
پلان ستون گذاری نیز به پیوست ارائه شده است.
1-4. مشخصات سیستم های باربر ساختمانی:
در این ساختمان جهت انتقال بار ثقلی به تیرها از سیستم تیرچه بلوک استفاده شده است . با توجه به اینکه معمولا با افزایش درجات نامعینی سازه (مفصلی ← خمشی ← دوگانه) امکان جذب انرژی بیشتر شده و از فروپاشی کلی جلوگیری می شود؛ بار قائم یا ثقلی تو سط قابهای
ساختمانی تحمل و به پی منتقل می شوند. اما برای سیستم باربر جانبی، برای این ساختمان، در دو جهت اصلی دو سیستم مجزا در نظر گرفته شده است یعنی در جهت Y از سیستم قاب ساده با مهاربندی هم محور و در جهت X از سیستم قاب خمشی فولادی متوسط استفاده شده است.
استفاده از سیستم قاب خمشی فولادی معمولی طبق بند 9-8-3-2 آیین نامه 2800 برای ساختمانهای با اهمیت متوسط درمناطق لرزه خیزی 1و2 و یا ارتفاع بیش از 15 متر ممنوع می باشد؛ بهمین خاطر در جهت X از قاب خمشی ساده استفاده نمی شود.
1-5. سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی:
همانطور که بیان شد برای این ساختمان، دو سیستم مجزا شامل : «قاب خمشی فولادی در جهت X و قاب ساختمانی ساده با مهاربندی هم محور در جهت Y » انتخاب شده است . طبق بند 8 – 8 – 3 – 2 آیین نامه 2800 در ساختمانهائی که از دو سیستم سازه ای مختلف در دو امتداد پلان استفاده شده باشد، برای هر سیستم باید ضریب رفتار مربوط به آن سیستم در نظر گرفته شود.
درانتخاب محل مهاربندها، درسازه مورد نظرکه فقط در یک جهت دارای مهاربند است بایستی به نکات زیرتوجه نمود:
1. مهاربندها تا حد امکان دورتر از مرکز جرم باشند تا بازوی مقاوم افزایش یابد.
2. مهاربندها دردهانه های بزگتر قرار بگیرند تا نیروی کششی ایجاد شده با توجه به افزایش سطح بارگیر دهانه خنثی شده، همچنین سختی جانبی نیز زیاد شود.
3. در انتخاب محل مهاربندها به فضاهای معماری نیز توجه شود.
4. تعیین حداقل دهانه های مهاربندی شده براساس کنترل نیروی کششی ایجاد شده در ستون خواهد بود.
5. دهانه ها برای مهاربندی طوری انتخاب شوند که سختی سازه در هر دو جهت بهم نزدیک شوند در واقع رفتار سازه یکنواخت و تغییر شکلها یکسان شوند.
1-6. نوع سقف و پلان تیرریزی :
سقف های معمول مورد استفاده در سازه های فولادی سقفهای کامپوزیت و تیرچه بلوک میباشند. در ایران در ساختمانهای معمولی اجرای سقف تیرچه بلوک به لحاظ مهارتهای فنی و مسائل اقتصادی مناسب میباشد؛ همچنین این نوع سقف در انتقال بارها بصورت یکطرفه عمل میکند. برای اینکه صلبیت سقف تیرچه بلوک در برابر بارهای جانبی بالاتر رود، آنرا بصورت شطرنجی اجرا میکنند که این باعث میشود تیرچه ها بصورت تیر دو سر ساده عمل کنند و از حداقل میلگرد منفی
استفاده شود. انتخاب نوع سقف با توجه به بارهای وارده، مسائل اجرائی و اقتصادی انجام میشود.
اما در مورد تیرریزی سقف بایستی نکات زیر را مورد توجه قرار داد:
1. در سیستم باربر جانبی دوگانه، زمانی که دهانه ها بزرگ نباشند می توان تیرریزی را به گونه ای انجام داد که بار مرده و زنده سقف به تیرهای قاب خمشی انتقال یابد در این صورت در جهت مهاربندی، به تیرهای پیرامونی وزن دیوارهای اطراف وارد می شود و تیرهای داخلی باری را تحمل نمی کنند و عامل اصلی برای طراحی آنها مقدار خیز خواهد بود. البته بایستی توجه نمود که با افزایش دهانه ها ابعاد تیرها در راستای قاب خمشی بیش از اندازه بزرگ خواهد شد.
2. اگر از یک سیستم باربر جانبی، برای مقابله با بارهای جانبی استفاده شود برای تیپ بندی بهتر تیرها و سنگین نشدن آنها در یک راستا بهتر است تیرریزی بصورت شطرنجی انجام شود.
3. درصورت تیرریزی شطرنجی برای سقفهای تیرچه بلوک چون صلبیت این نوع سقفها در راستای تیرچه ها زیاد و در راستای عمود بر آنها کم می باشد؛ باعث افزایش یکپارچگی سقف می شود.
• فصل دوم»
مشخصات مصالح مصرفی
2-1. فولاد:
طبق بند 2 – 3 – 10 مبحث 10 « طرح و اجرای ساختمانهای فولادی »، فولاد ساختمانی شامل: فولادهای نرمه کربن دار تا فولادهای قوی آلیاژی است که حد جاری شدن آنها از حدود 2300 تا 4500 کیلوگرم برسانتیمتر مربع متغییر خواهد بود؛ همچنین مقاومت کششی نهائی آنها حداقل 1.3 برابر حد جاری شدنشان می باشد. بنابراین مشخصات فولاد مورد استفاده در این پروژه بصورت زیر خواهد بود:
مشخصات طراحی مصالح مشخصات تحلیلی مصالح
مقدار نام مقدار نام
kg / cm2 2400 تنش تسلیم فولاد Fy kg / m3 800 جرم واحد حجم M
kg / cm2 3600 مقاومت نهائی فولاد Fu kg / m3 7850 وزن واحد حجم W
2.04 × 106 kg / cm2 مدول الاستیسیته ES
0.3 ضریب پواسون ν
انواع میلگردهای مورد استفاده در ایران در جدول زیر نشان داده شده است:
تغییرشکل نسبی در هنگام گسیختگی % تنش گسیختگی
kg / cm2 تنش جاری شدن
kg / cm2 نوع فولاد میلگرد
25 3800 2300 A1
19 5000 3000 A2
14 6000 4000 A3
با توجه به مقاومت و تغییر شکل نسبی میلگردها در هنگام گسیختگی؛ می توان براساس نیازهای سازه، میلگرد مورد نظر را انتخاب نمود. در انتخاب نوع میلگرد مصرفی بایستی به چند نکته توجه نمود:
1. از میلگرد صاف بعلت پیوستگی کم با بتن استفاده نمی شود.
2. در مناطق زلزله خیز شکل پذیری اهمیت زیادی خواهد داشت.
3. استفاده از فولاد با مقاومت کم باعث افزایش درصد فولاد مصرفی شده که ازنظراقتصادی ومسائل اجرائی مناسب نمیباش
د.
4. استفاده از فولاد با مقاومت زیاد باعث افزایش تنش در میلگردها و ازدیاد طول نسبی آنها شده که خود باعث افزایش ترک خوردگی و نامناسب شدن از لحاظ تغییر شکل می شود؛ همچنین باعث کاهش درصد فولاد مصرفی و درنتیجه کاهش پیوستگی فولاد با بتن می شود.
5. استفاده از دو نوع فولاد متفاوت باعث افزایش احتمال اشتباهات اجرائی می شود.
6. عامل مهم دیگر که در همه موارد دخیل می باشد د
ر دسترس بودن و مقرون به صرفه بودن از لحاظ اقتصادی می باشد.
در این پروژه با توجه به نکات فوق از میلگرد نوع A2 استفاده می کنیم.
2-2. بتن:
جهت انتخاب بتن به موارد زیر توجه شود:
1. از لحاظ مهارت فنی جهت ایجاد بتن و مسائل اقتصادی.
2. متناسب بودن با رفتار سازه و بیش از حد بزرگ و کوچک نکردن ابعاد.
3. استفاده از بتن با مقاومت بالا که باعث کوچک شدن بیش از حد ابعاد میشود منجر به افزایش درصد فولاد مصرفی، مشکلات اجرائی، خطر کمانش قطعات فشاری و افزایش تغییرشکل مجموع سازه خواهد شد.
4. استفاده از بتن با مقاومت کم باعث افزایش ابعاد ساز، کاهش فضاها، کاهش تغییر شکل سازه، افزایش ترک خوردگی در بتن خواهد شد.
معمولا برای کارهای ساختمانی از بتن B150-B350 استفاده می شود که در ایران بعلت ضعف مهارتهای اجرائی و نوع مصالح مصرفی مقاومت بتن زیاد نخواهد بود. بتن های معمول در ایران در جدول زیر نشان داده شده اند:
f'c ( kg / cm2) fcu (kg / cm2) نام بتن
160 200 B200
200 250 B250
240 300 B300
280 350 B350
در این پروژه از بتن با مقاومت 210 ( kg / cm2 ) استفاده می شود.
بنابراین مشخصات مصالح مصرفی بشرح زیر خواهد بود:
مشخصات طراحی مصالح مشخصات تحلیلی مصالح
مقدار نام مقدار نام
kg / cm2 210 مقاومت فشاری بتن
kg / m3 245 جرم واحد حجم M
kg / cm2 3000 تنش تسلیم میلگرد طولی
kg / m3 2400 وزن واحد حجم W
kg / cm2 3000 تنش تسلیم خاموت برشی
2.188 × 105 kg / cm2 مدول الاستیسیته Ec
0.2 ضریب پواسون ν
• فصل سوم»
معیارهای تحلیل و طراحی
3-1. آیین نامه ها:
آیین نامه های مورد استفاده در جدول زیر بیان شده اند:
آیین نامه موضوع
519 ایران
مقررات ملی ساختمان؛ مبحث 6 بارگذاری ثقلی
2800 ایران بارگذاری جانبی
مبحث دهم مقررات ملی ساختمان
استاندارد جوش و پرچ مبحث دهم
ACI-ASD89 امریکا در طراحی کامپیوتری طراحی اسکلت فلزی
برای طراحی سازه فولادی از آیین نامه ACI-ASD89 استفاده میشود که مشابه آیین نامه فولاد ایران است و طرح و محاسبه در آن برحسب تنشهای مجاز میباشد.
3-2. نرم افزارهای طراحی:
جهت تحلیل و طراحی اسکلت فلزی و مهاربندها از نرم افزار ETABS V8.5.0 و جهت طراحی شالوده ها از نرم افزار SAFE V8.0.6 استفاده می نمائیم.
• فصل چهارم»
بارگذاری ثقلی
4-1. بار مرده :
بار مرده با توجه به دتایل اجرائی بام، طبقات، راه پله ، دیوارهای جانبی و پارتیشن ها و مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران محاسبه خواهد شد:
4-1-1. بار مرده دیوارها:
در این ساختمان پنج نوع دیوار وجود دارد : دیوار پارتیشن « تیغه »، دیوار خارجی بدون نما، دیوار خارجی با نما، دیوار جان پناه با نما و دیوار جان پناه بدون نما. که بار تیغه ها را با توجه به آیین نامه به کف ها اعمال میکنیم وبار دیوارهای خارجی و جان پناه همچنین بار دیوارهای آسانسور، راه پله و بازشوهای کف را بصورت بار خطی به تیر زیر آنها اعمال خواهیم نمود.
در محاسبه بارمرده دیوارها بایستی توجه نمود که بر اساس جدول شماره پ 1-1-6مبحث ششم مقررات ملی ساختمان؛ 70% وزن دیوار با مصالح بنائی را می توان مصالح آجری یا بلوکی و30% آنرا ملات به حساب آورد. در قسمت ششم جدول مذکور جرم واحد حجم انواع آجرکاریها بر این اساس داده شده است.
4-1-1- الف. بارمرده دیوارهای پارتیشن:
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
گچ
kg /m2
گچ و خاک
kg /m2
آجر مجوف با ملات ماسه سیمان
kg /m2
W(TOTAL)
چون وزن یک مترمربع تیغه ها طبق بند 5-2-2-6 مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، کمتر از 150 دکانیوتن می باشد؛ می توان وزن تیغه هارا بصورت بارمعادل که بطور یکنواخت برکف ها گسترده شده است درنظر گرفت. جهت انجام این کار ابتدا وزن تیغه ها را با توجه به طول کل طیغه ها و ارتفاع آنها و وزن یک مترمربع تیغه ها بدست آورده و بر سطح کل کف تقسیم میکنیم:
طول کل تیغه ها m ارتفاع تیغه m وزن واحد سطح تیغه kg /m2 بار کلی Ton
86.5 2.80 146 35.4
وزن کل تیغه های یک طبقه: 35.4 Tons
مساحت هر طبقه: 208.27 m2
بار گسترده کل: 35400 ÷ 208.27 = 169.97 ≈170 kg /m2
4-1-1- ب. بارمرده دیوار پیرامونی بدون نما:
این دیوارها در امتداد جنوب به شمال و در قسمت غربی ساختمان قرار دارند و چون این دیوارها در تماس با ساختمان مجاور هستند لذا نیاز به روکار ندارد.
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
گچ 0.5 cm
kg /m2
گچ و خاک 1.5 cm
kg /m2
بلوک سفالی 20 cm
kg /m2 ≈210 وزن هر متر مربع دیوار
4-1-1-ج. بارمرده دیوارهای پیرامونی با نمای سنگ مرمر:
این دیوارها در امتداد شرقی غربی و در شمال و جنوب ساختمان همچنین در امتداد شمالی جنوبی در قسمت شرقی ساختمان قرار دارند. این دیوارها چون در دید هستند دارای نما از نوع سنگ مرمر میباشند و در قسمت شمالی و جنوبی ساختمان 40% و در قسمت شرقی ساختمان 30% بازشو در نظر میگیریم و در محاسبه وزن واحد طول دیوارها آنها را مدنظر قرارمیدهیم.
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
گچ 0.5 cm
kg /m2
گچ و خاک 1.5 cm
kg /m2
بلوک سفالی 20 cm
kg /m2
ملات ماسه سیمان 2.5 cm
kg /m2
سنگ مرمر2 cm
kg /m2 307≈310 وزن هر مترمربع
4-1-1-د. بارمرده دیوارهای پیرامونی با نمای سیمانی:
این نوع دیوار برای اطراف پلکان و آسانسور در بام استفاده میشود البته بجز قسمت شرقی که دردید میباشد و از نوع دیوار پیرامونی با نمای سنگ مرمر است.
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
گچ 0.5 cm
kg /m2
گچ و خاک 1.5 cm
kg /m2
بلوک سفالی 20 cm
kg /m2
ملات ماسه سیمان 2.5 cm
kg /m2 253≈260 وزن هر مترمربع
4-1-1- ه. بارمرده دیوار جان پناه با نما:
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
ملات ماسه سیمان 2.5 cm
kg /m2
بلوک سفالی 20 cm
kg /m2
ملات ماسه سیمان 2.5 cm
kg /m2
سنگ مرمر2 cm
kg /m2 329 وزن هر مترمربع
kg / m 329 × 0.80 = 263.2 وزن واحد طول
kg / m ≈270 D.L دیوار
4-1-1- و. بارمرده دیوار جان پناه غیرنما:
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
ملات ماسه سیمان 2.5 cm
kg /m2
بلوک سفالی
kg /m2 222.5 وزن هر مترمربع
kg / m 222.5 × 0.80 = 178 وزن واحد طول
kg / m ≈180 D.L دیوار
4-1-1- ز. محاسبه بارمرده دیوارهای پیرامونی برحسب kg / m:
بایستی توجه نمود که بارمرده دیوارهای پیرامونی ساختمان، به تیرهای پیرامونی زیر آنها بصورت بار گسترده خطی وارد میشود که در محاسبه بارمرده این دیوارها باید میزان بازشوها را نیز به حساب آورد. همچنین بارمرده دیوارهای پیرامونی قسمتهای بازشوی کف « پاسیو، آسانسور و پلکان » نیز بصورت بار خطی روی تیرهای زیرین آنها وارد میشود که برای این دیوارها نیز بارمرده را بصورت بارخطی با در نظر گرفتن بازشوهای سطح دیوار محاسبه مینمائیم.
الف) دیوار پیرامونی غیرنما در سمت غربی ساختمان:
برای پارکینگ با ارتفاع 2.5 m: D.L = 210 × 2.5 = 525 kg / m
برای تیپ طبقات با ارتفاع 2.8 m: D.L = 210 × 2.8 ≈ 590 kg / m
ب) دیوار پیرامونی غیرنما در اطراف آسانسور و پلکان:
برای پارکینگ با ارتفاع 2.5 m : D.L = 525 kg / m
برای تیپ طبقات با ارتفاع 2.8 m : D.L = 590 kg / m
ج) دیوار پیرامونی غیرنما در اطراف پاسیو با ارتفاع 2.8 m و 40% بازشو: D.L = 590 × (1-0.40) ≈ 355 kg / m
د) دیوار پیرامونی با نمای سیمانی برای اطراف آسانسور و پلکان در قسمت پشت بام: D.L = 260 × 2.2 ≈ 575 kg / m
ه) دیوار پیرامونی با نمای سنگی:
در قسمت شمالی و جنوبی ساختمان برای برای پارکینگ با ارتفاع 2.5 m و 40% بازشو:
D.L = 310 × 2.5 × (1-0.40) = 465 kg / m
در قسمت شمالی و جنوبی ساختمان برای برای تیپ طبقات با ارتفاع 2.8 m و 40% بازشو:
D.L = 310 × 2.8 × (1-0.40) ≈ 525 kg / m
درقسمت شرقی ساختمان برای برای پارکینگ با ارتفاع 2.5 m و 30% بازشو: D.L = 310 × 2.5 × (1-0.30)≈545 kg/m
درقسمت شرقی ساختمان برای برای تیپ طبقات باارتفاع 2.8 m و30%بازشو: D.L = 310 × 2.8 × (1-0.30)≈610 kg/m
در قسمت شرقی پلکان برای پشت بام با ارتفاع 2.2m و 30% بازشو: D.L = 310 × 2.2 × (1-0.30) ≈ 480 kg / m
و) دیوار جان پناه با ارتفاع 0.80 m :
قسمت غربی غیرنما: D.L = 180 kg / m
قسمت شرقی و شمالی و جنوبی با نما: D.L = 270 kg / m
در زیر جدول بار دیوارهای جانبی حسب kg / m نمایش داده شده است:
انواع دیوار محل طبقه مقدار بار kg / m
دیوار پیرامونی غیرنما در سمت غرب پارکینگ 525
طبقات 590
اطراف آسانسور و راه پله پارکینگ 525
طبقات 590
اطراف پاسیو طبقات 355
دیوار پیرامونی با نمای سیمان اطراف آسانسور و راه پ
له بام 575
دیوار پیرامونی با نمای سنگی در سمت شمال و جنوب پارکینگ 465
طبقات 525
در سمت شرقی پارکینگ 545
طبقات 610
در سمت شرقی پلکان بام 480
دیوار جان پناه در سمت شمالی، جنوبی، شرقی با نما بام 270
در سمت غربی بدون نما بام 180
4-1- 2. بار مرده کف ها :
پوشش سازه ای کف متشکل از تیرچه بلوک با عملکرد یک طرفه میباشد؛ که این نوع سقف دارای محدودیتهائی بشرح زیر است که در انتخاب آن بایستی مورد توجه قرار داد:
الف) حداکثر فاصله محور به محور تیرچه ها 70 cm میباشد.
ب) ضخامت بتن روی بلوک نباید از 5 cm یا 1/12 فاصله محور به محور تیرچه ها کمتر باشد.
ج) عرض تیرچه ها نباید از 10 cm یا 1/3. 5 برابر ضخامت کل سقف کمتر باشد.
د) حداقل فاصله دو بلوک یک تیرچه پس از نصب نباید کمتر از 6.5 cm باشد.
ه) حداکثردهانه موردپوشش تیرچه منفرد 8 m است که توصیه شده برای دهانه های بیشتر از 7 m از تیرچه دوبل استفاده شود.
در این ساختمان فاصله محور به محور تیرچه ها را 50 cm انتخاب کرده ایم و ضخامت بتن روی بلوک را 7 cm در نظرگرفته ایم؛ همچنین در کلیه سقفهای ساختمان از بلوک سفالی با ابعاد سانتیمتر و با وزن 13 کیلوگرم استفاده شده است و تیرچه های خرپائی بصورت پیش ساخته با عرض 10 و ارتفاع 25 سانتیمتر میباشند.
4-1-2- الف. کف پارکینگ:
بدلیل اینکه کف مذکور دارای بار زنده زیادی (500 kg /m2 ) میباشد از تیرچه دوبل 25 سانتی متری استفاده شده است.
4-1-2- ب. بارمرده کف طبقات:
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
گچ 1 cm
kg /m2
گچ و خاک 1.5 cm
kg /m2
بلوک سفالی 25 cm
kg /m2
بتن 7 cm
kg /m2
تیرچه بتنی 25 cm
kg /m2
پوکه معدنی 5 cm
kg /m2
ملات ماسه سیمان 2.5 cm
kg /m2
موزائیک 2.5 cm
kg /m2 567.75 ≈ 570 ∑
kg /m2 170 سربار معادل تیغه بندی
kg /m2 740 W(TOTAL)
4-1-2- ج. بار مرده کف بام و خرپشته:
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
گچ 1 cm
kg /m2
گچ و خاک 1.5 cm
kg /m2
بلوک سفالی 25 cm
kg /m2
بتن 7 cm
kg /m2
تیرچه بتنی 25 cm
kg /m2
بتن سبک 15 cm
kg /m2
2 لایه قیرگونی
kg /m2
آسفالت 2.5 cm
kg /m2 619 ≈ 620 W(TOTAL)
4-1-2-د. در زیر بارمرده کفها برحسب kg /m2 داده شده است.
بام وخرپشته طبقات پارکینگ محل
620 740 635 بارمرده kg /m2
4-1-3. بار مرده پلکان:
بارپلکان از دو قسمت پاگرد و رمپ تشکیل شده است که محاسبه بار پاگرد مشابه سقف می باشد و بارمرده رمپ را در راستای مورب بدست آورده و سپس آنرا در راستای افق تصویر مینمائیم . درزیر باررمپ محاسبه شده وبصورت بار ثقلی بیان میشود:
واحد وزن مخصوص*ضخامت = وزن واحد سطح مشخصات مصالح
kg /m2
سنگ گرانیت 2 cm درراستای افق
kg /m2
ملات ماسه سیمان 1.5 cm
kg /m2 137.72 ∑
kg /m2
گچ 1 cm درراستای مورب
گچ وخاک 2cm
kg /m2
بتن دال رمپ 15 cm
بتن پرکننده
kg /m2 13+32+360+179.28 = 584.28 ∑
kg /m2 137.72+584.28≈750 W(SLAB) بار وارد بردال رمپ
kg /m (2×18.8) = 37.6 2IPE180
kg /m
W(TOTAL) بار وارد به تیرشمشیری ها در راستای مورب
بار مرده قسمت پاگرد را همانند قسمت مورب در نظر میگیریم که شامل سنگ گرانیت، ملات ماسه سیمان، دال بتنی، گچ و خاک و لایه گچکاری با همان ضخامتهای قسمت رمپ می باشد.
kg /m2 500 W1 بار مرده کف پاگرد
kg /m (500×1.1+37.6) ÷ 2 ≈300 W(TOTAL) بار وارد به شمشیری ها
4-2. بار زنده بام، طبقات و راه پله:
بار زنده با توجه به کاربری ساختمان و مبحث 6 مقررات ملی ساختمان؛ تعیین می شود. بنابراین با توجه به مسکونی بودن این ساختمان بار زنده وارده بر قسمتهای مختلف آن بصورت زیر بدست خواهد آمد.
ردیف محل سربار مقدار سربار واحد
1 بام 150 kg /m2
2 طبقات 210 kg /m2
3 پارکینگ 500 kg /m2
4 پلکان 350 kg /m2
بارزنده بام با توجه به { ] باربرف , بارزنده بام تختmax [ } بدست آمده و بارزنده طبقات با توجه به 3.3% راهرو و 97% اتاق و سرویس محاسبه شده است.بارگذاری نهائی در جدول زیر ارائه شده است:
بار زنده
بارمرده
150 620 بام
210 740 طبقات
500 635 پارکینگ
350 750 پلکان
• فصل پنجم»
طراحی سقف
5-1. سقف بام و خرپشته:
تیرچه را برای بزرگترین دهانه سازه محاسبه میکنیم که در اینجا 6 m طول دارد.
بارمرده کف: 620 kg /m2
بارزنده : 150 kg /m2
Wu = 1.4D.L + 1.7 L.L = 1.4×620 + 1.7×150 =1123 kg /m2
1. تعیین ابعاد تیرچه ها :
ضخامت سقف همراه تیرچه و بتن :
H = 1/16 × L × (0.4+ Fy / 7000) = 600/16 × (0.4+ 3000/7000) = 31.07 cm → H = 32 cm
فاصله تیرچه ها : ¬← L1 = 50 cm ≤ 70 cm
عرض پاشنه تیرچه ها: bw ≥ H / 3.5 ≈ 9 cm → bw = 10 cm
ضخامت بتن روی تیرچه: tf ≥ 1/12 × L1 ≈ 4.5 cm → tf = 7 cm
وزن وارد بر هر متر تیرچه بلوک : q = 1123 × 0.50 ≈ 562 kg / m
2. محاسبه میلگردهای کششی:
باتوجه به اینکه تیرچه بصورت دوسرساده طراحی میشود لنگرمثبت برای طراحی از رابطه Mu+ = qL2 / 8 بدست خواهدآمد.
میلگرد کششی مورد نیاز:
البته در محاسبه میلگرد کششی فرض بر این بوده که تار خنثی مقطع T شکل در قسمت دال بتنی واقع شده است؛ و باتوجه به این که a = 1.095 cm و این فرض درست بوده است.
3. محاسبه میلگرد بالائی:
میلگرد بالائی جهت تحمل نیروی فشاری خرپا در مرحله اول باربری قبل از گرفتن بتن استفاده میشود که قطر میلگرد بالائی در جدول زیر باتوجه به اندازه دهانه داده شده است:
حدود دهانه تا دهانه 3m دهانه 3_4m دهانه 4_5.5m دهانه 5.5_7m
قطرمیلگرد 6mm 8mm 10mm 12mm
پس برای میلگرد بالائی باتوجه به اندازه دهانه از Φ10 استفاده میکنیم.
4. محاسبه میلگرد فشاری:
چون تیرچه ها بصورت دو سر ساده فرض شده اند بنابراین از ممان منفی حداقل یعنی M-u=ql2 /24 برای طراحی میلگرد فشاری استفاده میشود:
میلگرد فشاری موردنیاز:
در اینجا میلگرد بالائی که براساس طول دهانه بدست آمده بود بعد از گرفتن بتن نقش میلگرد فشاری را خواهد داشت همچنین طبق نشریه 94 سازمان مدیریت و برنامه ریزی ؛ فولادی معادل 0.15 سطح مقطع فولاد کششی علاوه بر فولاد بالائی، در روی تکیه گاه اضافه میشود و تا فاصله 1/5 دهانه آزاد از تکیه گاه به داخل دهانه ادامه می یابد بنابراین نیازی به محاسبه میلگرد فشاری نخواهد بود و محاسبه آن جنبه کنترلی خواهد داشت. براساس نشریه 94 سازمان مدیریت و برنامه ریزی:
بنابراین مجموع میلگرد بالائی و میلگرد محاسبه شده طبق نشریه 94 برابر است با ؛ مشاهده میکنیم که از میزان میلگرد منفی محاسبه شده براساس حداقل لنگرمنفی (M-u=ql2 /24 ) بیشتر است. همچنین چون لازم نیست میلگرد کششی در تمام طول دهانه ادامه داشته باشد بنابراین میتوان میلگرد Φ12 موجود در قسمت پائین را در فاصله 1/5 دهانه آزاد از تکیه گاه بصورت اتگا با زاویه 45 درجه به بالا خم کرد و بعنوان میلگرد فشاری استفاده نمود و نیاز به میلگرد منفی را هم برطرف نمود.
5. محاسبه خاموتها:
معمولا ارتفاع تیرچه طوری محاسبه میشود که نیازی به طراحی دربرابر برش نداشته باشد.
Vu = (L/2 – d) ×q = ( 6/2 – 0.294 )×0.562 = 1.521 Tons برش در فاصله d از تکیه گاه
بنابرین نیازی به میلگرد برشی نیست و وجود میلگرد، بصورت خرپائی بعنوان عامل اطمینان خواهد بود.ما دراینجا میلگرد خرپائی را براساس تنش برشی موجود طراحی میکنیم یعنی مقاومت برشی بتن را صفر در نظر میگیریم؛ که این باعث میشود مقاومت در برابر برش افزایش یابد و از نظر تغییر شکل نیز مناسبتر گردد.
6. محاسبه آرماتور حرارتی عمود بر تیرچه ها:
0.00175 AS / (b.h) = = ρ درصد میلگرد حرارتی عمود بر تیرچه ها → طبق نشریه 94 سازمان مدیریت و برنامه ریزی
AS = ρ×b×h = 0.00175×100×7 = 1.225 cm2 → 1.225/5 = 0.245 cm2/m → USE Φ 6 @ 20cm c/c
7. محاسبه آرماتور حرارتی به موازات تیرچه ها:
0.00125 AS / (b.h) = = ρ درصد میلگرد حرارتی به موازات تیرچه ها → طبق نشریه 94 سازمان مدیریت و برنامه ریزی
AS = ρ×b×h = 0.00125×100×7 = 0.875 cm2 → 0.875/4 = 0.219 cm2/m → USE Φ 6 @ 25cm c/c
8. کلاف میانی:
برای تقویت دیافراگم افقی ساختمان در امتداد عمود بر تیرچه ها؛ و جلوگیری از پیچش تیرهای T شکل و جهت توزیع یکنواخت بار روی سقف و همچنین در محلهائی که بار منفرد موجود باشد از کلاف میانی بتنی در جهت عمود بر تیرچه ها استفاده میشود. عرض کلاف برابر با عرض بتن پاشنه و ارتفاع آن برابر ارتفاع سقف می باشد و طبق نشریه 94 و 82سازمان مدیریت و برنامه ریزی خواهیم داشت:
- برای دهانه کمتر از 4m و بارزنده کمتر از 350 kg /m2 نیازی به کلاف میانی نیست.
- برای دهانه بیش از 4m و بارزنده کمتر از 350 kg /m2 یک کلاف میانی که حداقل سطح مقطع میلگرد آن برابر با نصف آرماتورهای کششی است لازم میباشد.
- برای دهانه 4_7m و بارزنده بیش از 350 kg /m2 ، دو کلاف میانی و برای دهانه بیش از 7m، سه کلاف میانی که حداقل سطح مقطع میلگرد آن برابر با آرماتورهای کششی است لازم میباشد.
چون بار زنده بام 150 kg /m2 است، بنابر این طبق موارد مذکور یک کلاف میانی برای دهانه های بیش از 4m با مشخصات زیر اجرا میشود:
عرض کلاف : 10 cm
ارتفاع کلاف : 32 cm
میلگردهای طولی کلاف :
9. دتایل اجرائی تیرچه بلوک سقف:
5-2. کف طبقات:
تیرچه را برای بزرگترین دهانه سازه محاسبه میکنیم که در اینجا 6 m طول دارد.
بارمرده کف: 740 kg /m2
بارزنده : 210 kg /m2
Wu = 1.4D.L + 1.7 L.L = 1.4×740 + 1.7×210 =1393 kg /m2
1. تعیین ابعاد تیرچه ها :
ضخامت کل سقف : H = 1/16 × L × (0.4+Fy / 7000) = 600/16 × (0.4+ 3000/7000) ≈31.1 cm → H = 32 cm
فاصله تیرچه ها : ¬← L1 = 50 cm ≤ 70 cm
عرض پاشنه تیرچه ها: bw ≥ H / 3.5 ≈ 9.1 cm → bw = 10 cm
ضخامت بتن روی تیرچه: tf ≥ 1/12 × L1 ≈ 4.5 cm → tf = 7 cm
وزن وارد بر هر متر تیرچه بلوک : q = 1393 × 0.50 ≈ 697 kg / m
