انواع بار بر سازه

انواع بار (نیرو) خارجی

مهمترین بارهای خارجی وارد بر سازه عبارتند از:

1-1- بارهای مرده:

بارهای ثابتی (بارثابت یعنی باراستاتیکی) هستن که ناشی از وزن اجزای سازه بوده و در طول عمر سازه، مقدار و محل اثرشون ثابته. این بارها معمولا شامل وزن اجزای دائمی ساختمونن مثل وزن تیرها، ستون‌ها، کف‌ها، دیوارها، راه‌پله و وزن تاسیسات و تجهیزات. مقدار این باررو میتونید براحتی هرچه تمام تر از حاصلضرب حجم در وزن مخصوص مصالح مورد استفاده برای اجزای مختلف ساختمون بدست بیارید

2-1- بارهای زنده:

بارهای متحرکی هستن که به لحاظ مقدار و محل اثر، وضعیت نامشخصی دارن. مثلا در پل، وزن ماشین هایی که از روی پل رد میشن و در ساختمون وزن انسان هایی که تو ساختمون رفت و آمد میکنن مثال های ساده ای از بار زنده هستن. با توجه به ماهیت تصادفی بار زنده، برآورد مقدار دقیق اون غیر ممکنه. برا همینم بارهای زنده رو بر اساس جداول آیین نامه محاسبه میکنن بار زنده براساس سرعت اثرش بر سازه، به صورت استاتیکی و دینامیکی درنظر گرفته میشه. وزن افرادی که در سازه رفت و آمد میکنن، نمونه ای از بار زنده استاتیکی  و بار ضربه ناشی از آسانسور نمونه ای از بار زنده دینامیکی است

تفاوت بار مرده و زنده

فرق اساسی بارهای زنده با بارهای مرده در اینه که بارهای زنده متغیر و غیر قابل پیش بینی هستند. هم محل اثر این بارها میتونن تغییر کنن و هم مقدارشون کم و زیاد بشه و برا همینم تعیین دقیق اون غیرممکنه. در صورتیکه بارهای مرده ثابت و قابل پیش بینی هستن و ازاین جهت برآورد آن ها کار سختی نیست  درنتیجه تعیین مقدار بار زنده بر خلاف بار مرده، به طور مستقیم توسط مهندس محاسب امکان پذیر نبوده و باید مقدار آن توسط مطالعات آماری آیین‌نامه بیان شود

3-1- بار برف:

بطور کلی بارش برف و انباشته شدن آن بر روی بام، باعث ایجاد بارثقلی بر روی سازه میشه. این بار ثقلی در شرایط خاص میتونه بحرانی بشه و باعث تخریب سازه بشه. بار برف رو فقط باید برای بام و سطوح دیگر ساختمان که ممکنه برف روشون جمع بشه مانند بالکن ها در نظر گرفت. در بیشتر آیین نامه های معتبر بارگذاری دنیا، وزن برف انباشته شده روی بام رو از روی وزن برف انباشته شده روی سطح زمین افقی بدست میارن. برای این کار  بار برف روی سطح زمین با اعمال ضرایبی افزایشی و کاهشی به بار برف در بام تبدیل میشه.  ضرایب به موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی، بافت شهری (تاثیر کنار هم قرار گرفتن ساختمان ها)، شکل و کاربری ساختمان بستگی دارن.

4-1- بار باد:

باد همون جریان هواست که از نقاط پر فشار به نقاط کم فشار حرکت میکنه. باد از جمله بار‌های جانبی وارد بر سازه است. از اونجاییکه جهت و مقدار نیروی باد در طول زمان تغییر میکنه، پس ما با یک نیروی دینامیکی سروکار داریم و برای محاسبه ی نیروی آن باید از روش های دینامیکی استفاده کنیم. اما در ساختمون های با ارتفاع کم و متوسط که سختی سازه زیاده و رفتار سازه نسبتا صلبه، آیین نامه این اجازه رو به ما میده که اثرات دینامیکی  باد را توسط بارهای استاتیکی معادل درنظر بگیریم

باد میتونه در هر جهتی به سازه برخورد کنه. بنابراین در روند طراحی باید نیروی باد را در تمام جهات به سازه اعمال کرد و حالت بحرانی تر رو برای طراحی در نظر گرفت. ذرات هوا هنگامی که به مانعی برخورد می کنند، قسمتی از انرژی جنبشی خود را تبدیل به فشار وارد بر سطح میکنن و این موضوع باعث میشه که به سطح فشار و نیرو وارد بشه. بار باد به سرعت باد، شکل ساختمان، ارتفاع ساختمان، میزان پوشش و گرفتگی محیط اطراف ساختمان بستگی داره.

5-1- بار زلزله:

زلزله یک پدیده تصادفیه یعنی در هر مکان و زمانی احتمال وقوع زلزله وجود داره. بار زلزله در همه جهات به سازه نیرو وارد میکنه برا همینم سازه ها باید بگونه ای طراحی بشن تا در همه جهات، دارای سختی و مقاومت کافی در برابر نیروهای ناشی از زلزله باشن. از اونجا که طراحی سازه در همه جهت ها، کار دشوار و عملا غیر ممکنیه، آیین نامه ها بجای طراحی در همه جهات، سازه را در دو راستای عمود برهم در برابر نیروی زلزله طراحی میکنن. زلزله یک بار رفت و برگشتیه که در مدت زمان کوتاهی به سازه وارد میشه و در طول این زمان، مقدار و جهتش تغییر میکنه. پس نیروی زلزله، نیرویی دینامیکیه و برای تحلیل سازه باید از روش های دینامیکی استفاده بشه تا اثرات دینامیکی بار درنظر گرفته بشن.