اجرای بارگذاری گام به گام راه پله در ایتبس

 

جهت مدلسازی و بارگذاری راه پله در نرم افزار ETABS دو رویکرد متفاوت وجود دارد. برخی از طراحان راه پله را در نرم افزار ETABS مدلسازی می‌کنند اما برخی دیگر از کارشناسان پیشنهاد می‌کنند برای جلوگیری از سردرگمی یا پیچیدگی، پله را مدلسازی وارد نکنید. هر کدام از این رویکردها مزایا و معایب خاص خود را دارند. بنابراین، این موضوع بستگی به شما دارد که کدام یک از این دو رویکرد را پیش بگیرید.

در صورتی که بخواهید را پله را در مدلسازی خود وارد کنید لازم است تا به این نکات توجه داشته باشید : در حالی که  عملکرد سازه‌ای راه پله از نوع  دال (Slab) می‌باشد اما نرم افزار Etabs  سطحی با مشخصات ۱۰ متر طول و ارتفاع ۳ متر را به عنوان یک دیوار در نظر می‌گیرد.

این که نرم افزار Etabs   راه پله را از چه نوع المانی در نظر می‌گیرد نگرانی ما نیست، مساله قابل توجه در این و موضوع این است که هنگام استفاده از ضرایب اصلاح کننده سختی برای دال و دیوار باید مراقب باشیم چون این ضریب یعنی ضریب اصلاح کننده سختی برای دال و دیوار متفاوت است، ما برای راه پله  باید از ضریب اصلاح کننده مشابه دال استفاده کنیم. اگرچه ممکن است برای مش بندی نرم افزار Etabs  دال شیب دار را به عنوان یک المان دیوار در نظر بگیرد، اما این موضوع  تأثیر چندانی در تحلیل ندارد. بنابراین، دلیلی برای نگرانی در مورد آنچه توسط Etabs در نظر گرفته می‌شود (به عنوان سطح کف یا سطح دیوار برای مش بندی) وجود ندارد.

برخی برای مدلسازی راه پله سعی می‌کنند از دال یک طرفه (در این مورد دال باید به عنوان غشاء تعریف شود) برای پله استفاده کنند، اما این کار کاملا اشتباه است. ما پله‌ها را مدل‌سازی می‌کنیم تا سناریوی واقعی را در تحلیل ارائه کنیم که در آن پله با عملکرد مهاربند‌ مانند خود، استحکام یا سختی بیشتری را به سازه اعمال کند. اگر پله را به صورت غشایی مدل کنیم ( یعنی فقط با سختی داخل صفحه و بدون سختی خارج از صفحه) این کار کاملا بی فایده است. بنابراین، راه کار بهتر این است که دال پله را به عنوان عنصر پوسته مدل‌سازی کنیم تا سختی احتمالی در تحلیل سازه در نظر گرفته شود و می‌توانیم پله را به صورت دستی طراحی کنیم». پس به طور خلاصه اگر پله‌ها را به صورت پوسته در etabs مدل کنیم (چه Etabs راه پله را به عنوان المان کف در نظر بگیرد یا المان دیوار) نگرانی خاصی از این بابت وجود ندارد.

تحقیقات زیادی در خصوص عملکرد راه پله بر روی سازه در هنگام زلزله انجام شده که نتایج این تحقیقات نشان دهنده اثر قابل توجه راه پله بر روی سازه در هنگام زلزله می‌باشد.  همچنین در این تحقیقات پیشنهاد شده که اثر سختی راه پله بر روی سازه در نظر گرفته شود. اما مدلسازی راپله در مدل تحلیلی ساختمان پیچیدگی‌های زیادی دارد که در بسیاری از مواقع طراحان خود را درگیر این پیچیدگی‌ها نمی‌کنند. رویکرد رایج جهت مدلسازی و بارگذاری راه پله به این صورت است که راه پله در مدلسازی وارد نشود و در عوض بار راه پله در به تکیه گاه‌های آن وارد می‌شود.

بار مرده راه پله 

اولین قدم در محاسبه بارگذاری راه پله، محاسبه بار مرده راه پله می‌باشد. بار مرده راه پله به مصالح به کار رفته در راه پله بستگی دارد و این بار برای سازه‌های بتنی و سازه‌های فولادی متفاوت می‌باشد. در هر پروژه بسته به مصالح مصرفی در راه پله می‌توان بار مرده راه پله را محاسبه کرد اما در اینجا به عنوان نمونه جدول محاسبه بارگذاری راه پله در یک ساختمان بتنی و یک ساختمان فلزی به صورت جداگانه آورده شده است.

بار مرده در راه پله بتنی 

 

 

 

 

 

بار مرده	وزن مخصوص	ضخامت	مصالح مصرفی
۳۶۷.۵	۲۴۵۰	۰.۱۵	دال بتنی
۱۰۰	۲۵۰۰	۰.۰۴	سنگ کف پله
۵۰	۲۵۰۰	۰.۰۲	سنگ پیشانی پله
۱۰۵	۲۱۰۰	۰.۰۵	ملات ماسه سیمان
۱۸۰	۱۸۰۰	۰.۱	آجر کاری
۱۳		–	سقف کاذب
۸۱۵.۵		مجموع بار مرده راه پله

 

بار مرده راه‌پله بتنی مورد نظر مطابق محاسبات جدول بالا ۸۱۵،۵ کیلوگرم است.

بار مرده در راه پله فلزی 

جدول محاسبه بار مرده راه پله ساختمان فلزی

بار مرده	وزن مخصوص	ضخامت	مصالح مصرفی
۲۵.۸	۱۲.۹*۲		وزن تیرآهن ۱۴
۲۴۵	۲۴۵۰	۰.۱۰	بتن رمپ
۱۰۰	۲۵۰۰	۰.۰۴	سنگ کف پله
۵۰	۲۵۰۰	۰.۰۲	سنگ پیشانی پله
۱۰۵	۲۱۰۰	۰.۰۵	ملات ماسه سیمان
۱۸۰	۱۸۰۰	۰.۱	آجر کاری
۱۳		–	سقف کاذب
۷۱۸.۸		مجموع بار مرده راه پله

 

بار مرده راه‌پله فلزی مورد نظر مطابق محاسبات جدول بالا ۷۱۸،۸ کیلوگرم است.

 

بار زنده راه پله 

بار زنده بار غیر دائمی است که حین بهره برداری از ساختمان به آن‌ها وارد می‌شود. مقادیر بار زنده برای فضاهای مختلف با کاربری‌های متفاوت بر اساس جدول ۶-۵-۱ (جدول حداقل بارهای زنده گسترده یکنواخت  L0 و بار زنده متمرکز کف‌ها) تعیین می‌گردد. مقدار بار زنده برای راه پله در این جدول مقدار ۵ کیلو نیوتن بر متر مربع معادل ۵۰۰ کیلو گرم بر متر مربع در نظر گرفته شده است. همچنین بر اساس مفاد مندرج در فصل ۵ مبحث ششم مقررات ملی ساختمان در راه پله‌هایی که کف پله‌ها رفتار طره‌ای مجزا دارند، کف پله‌ها باید برای یک بار متمرکز ۲ کیلو نیوتن که در انتهای طره وارد می‌شود نیز طراحی گردند. این بار لزومی ندارد همزمان با بار گسترده یکنواخت اعمال شود.

بخشی از جدول ۶-۵-۱ مبحث ۶ در مورد بار زنده پله‌ها

محاسبه توزیع بار راه پله 

در مرحله قبل بارهای مرده راه پله در ساختمان‌های فولادی و بتنی را به تفکیک محاسبه کردیم همچنین میزان بار زنده برای راه پله را از فصل بارهای زنده مبحث ششم مقررات ملی ساختمان استخراج کردیم. در این مرحله لازم است تا بار مرده و زنده محاسبه شده در مراحل قبلی بین تکیه گاه‌های راه پله به صورت مناسب توزیع گردد.

به عنوان مثال نحوه توزیع بار در یک راه پله به ابعاد ۴.۴ در ۲.۲ را که در تصویر بالا نشان داده شده به همراه هم محاسبه می‌کنیم.

در این محاسبات باید این نکته را در نظر گرفت که با وجود کمتر بودن بار مرده در قسمت پاگردها، ما به جهت سهولت در محاسبه و در جهت اطمینان بار مرده در قسمت پاگردها را با بار مرده قسمت شیب دار راه پله یکسان در نظر می‌گیریم.

توزیع بار مرده در راه پله بتنی 

کل بار راه پله	(۲.۲ x 4.4) x 815.5 = 7894
سهم هر یک از تیرها	۷۸۹۴ / ۲ = ۳۹۴۷
تبدیل بار محاسبه شده به بار خطی)  تقسیم بار محاسبه شده برای هر تیر بر طول تیر)	۳۹۴۷ / ۲.۴ = ۱۶۴۵

 

بنابراین بار مرده خطی هر یک از تیرهایی که بار راه پله ساختمان بتنی را تحمل می‌کنند برابر ۱۶۴۵ کیلوگرم بر متر طول می‌باشد.

توزیع بار مرده در راه پله فلزی

کل بار راه پله	(۲.۲ x 4.4) x 718.8 = 6958
سهم هر یک از تیرها	۷۸۹۴ / ۲ = ۳۴۷۹
تبدیل بار محاسبه شده به بار خطی)  تقسیم بار محاسبه شده برای هر تیر بر طول تیر)	۳۴۷۹ / ۲.۴ = ۱۴۵۰

بنابراین بار مرده خطی هر یک از تیرهایی که بار راه پله ساختمان فلزی را تحمل می‌کنند برابر ۱۴۵۰ کیلوگرم بر متر طول می‌باشد.

توزیع بار زنده در راه پله ساختمان بتنی و فلزی 

با توجه به اینکه بار زنده راه پله در ساختمان‌های بتنی و فلزی یکسان می‌باشد نحوه توزیع این بار در هر دو نوع ساختمان به شرح زیر می‌باشد :

کل بار راه زنده پله	(۲.۲ x 4.4) x  ۵۰۰ = ۲۶۴۰
سهم هر یک از تیرها :	۲۶۴۰ / ۲ = ۱۳۲۰
تبدیل بار محاسبه شده به بار خطی)  تقسیم بار محاسبه شده برای هر تیر بر طول تیر)	۳۴۷۹ / ۲.۴ = ۵۵۰

بنابراین بار زنده خطی هر یک از تیرهایی که بار راه پله ساختمان فلزی و بتنی را تحمل می‌کنند برابر ۵۵۰ کیلوگرم بر متر طول می‌باشد.

 

انتشارات نوآور

نویسنده : واحد علمی 

ناشر تحصصی کتاب‌های نظام مهندسی و کارشناس رسمی