2-6 ترکیب بارها
1-2-6 کلیات
در طراحی ساختمان‌ها و دیگر سازه‌ها، احتمال همزمانی تأثیر بارها باید به شرحی که در این فصل ارائه شده و بر اساس روش طراحی مورد استفاده، در نظر گرفته شود. ترکیب بارها برای طراحی در برابر بارهای ثقلی و محیطی در بخش 6-2-3، برای حوادث غیرعادی در بخش 6-2-4 و ملاحظات بهره‌برداری در بخش 6-2-5 ارائه شده است.
2-2-6 علایم اختصاری
علایم به کار رفته در روابط این فصل عبارتند از:
Ak: بار با اثر ناشی از حادثه غیرعادی
D: بار مرده
Di: وزن یخ
E: بار زلزله طرح
Eser: بار زلزله سطح بهره‌برداری
F: بار ناشی از سیال با فشار و ارتفاع حداکثر مشخص
Fa: بار سیل
H: بار ناشی از فشار جانبی خاک و فشار آب زیرزمینی با فشار مواد انباشته
L: بار زنده طبقات به جز بام
Lo: حداقل بار زنده گسترده یکنواخت
Lr: بار زنده بام
R: بار باران
S: بار برف
T: بار خود کرنشی از قبیل اثرات تغییرات دما، نشست پایه‌ها و وارفتگی
W: بار باد
Wi: بار باد وارد بر اعضا با وجود یخ
Wser: بار باد سطح بهره‌برداری
3-2-6 ترکیب بارها در طراحی در برابر بارهای ثقلی و محیطی
1-3-2-6 کاربرد
در طراحی ساختمان‌های موضوع این مبحث، متناسب با روش طراحی تجویز شده در سایر مباحث مقررات ملی ساختمان با آیین‌نامه‌های طراحی، باید از ترکیب بارهای ارائه شده در بندهای 6-2-3-2 یا 6-2-3-3 استفاده نمود.
2-3-2-6 ترکیب بارها در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت
در طراحی به روش حالت‌های حدی مقاومت، سازه‌ها، اعضاء و شالوده‌های آنها باید به گونه‌ای طراحی شوند که مقاومت طراحی آنها، بزرگ‌تر یا برابر با اثرات ناشی از ترکیب بارهای ضریب دار زیر باشد:
1) 1/4 D
2) 1/2 D + 1/6 L +0/5 (Lr یا S یا R)
3) 1/2 D + 1/6 (Lr یا S یا R) + [L یا 0/5 (1.6W)]
4) 1/2 D + 1/6 W + L + 0/5 (Lr یا S یا R)
5) 1/2 D + E + L + 0/2 S
6) 0/9 D + 1/6 W
7) 0/9 D + E
موارد زیر در ترکیب بارهای این بند باید در نظر گرفته شود:
الف) ضرایب بار مربوط به L در ترکیب بارهای 3، 4 و 5 را برای کاربری‌هایی که بار Lo (طبق جدول 6-5-1) آنها کمتر از 5 کیلونیوتن بر متر مربع است، به استثناء کف پارکینگ‌ها یا محل‌های اجتماع عمومی می‌توان برابر با 0/5 منظور نمود. مشروط بر آن که ضوابط بند 6-5-5 کاهش بارهای زنده در محاسبه بار L منظور نشده باشد.
ب) در طراحی سازه‌های پیش‌تنیده، اثر پیش‌تنیدگی باید باید با ضریب واحد یا ضریب بار مرده در ترکیب بارها وارد شود و هر کدام که اثر نامساعدتری دارند در طراحی لحاظ شود.
پ) در مواردی که بار سیال، F، بر سازه وارد می‌شود، اثر این بار باید با ضرایب باری همانند ضریب بار مرده، D، در ترکیب بارهای 1 تا 5 و 7 منظور شوند.
ت) در صورت وجود فشار جانبی خاک و فشارآب زیرزمینی با مواد انباشته، H، اثر آنها را باید به صورت زیر منظور نمود:
ت-1) اگر اثر این بار در جهت افزودن به اثرات دیگر بارها باشد، اثر بار H باید با ضریب 1/6 در ترکیب بارها منظور شود،
ت-2) اگر اثر این بار در جهت کاهش اثرات دیگر بارها باشد، در صورت وجود دائمی بار H، اثر آن باید با ضریب 0/9 در ترکیب بارها منظور شود و در بقیه موارد باید از اثر بار H صرفنظر گردد.
ث) اگر طبق فصل 6-6 این مبحث در نظر گرفتن بار سیل برای سازه لازم باشد، علاوه بر ترکیب‌های ارائه شده، باید دو ترکیب بار اضافی با جایگزینی 1/6W+2/0Fa به جای 1/6W در ترکیب‌های 4 و 6 نیز در نظر گرفته شود.
ج) در صورتی که بر طبق فصل 6-9 این مبحث در نظر گرفتن بار یخ جوی و بار باد وارده بر یخ بر روی سازه الزامی باشد، ترکیب بارهای زیر در طراحی سازه باید منظور شود:
ج-1) عبارت (R یا S یا Lr) 0/5 در ترکیب بار شماره 2 باید با عبارت 0/2Di+0/5S جایگزین شود.
ج-2) عبارت (R یا S یا Lr)0/5+W1/6 در ترکیب بار شماره 4 باید با عبارت Di+1/6Wi+0/5S جایگزین شود.
ج-3) عبارت 1/6W در ترکیب بار شماره 6 باید با عبارت Di+1/6Wi جایگزین شود.
چ) در مواردی که اثر بارهای خودکرنشی وجود داشته باشد، علاوه بر ترکیب بارهای ارائه شده، دو ترکیب بارگذاری زیر نیز باید در نظر گرفته شود:
1) 1/2 D + 0/5 L + 0/5 (Lr یا S ) + 1/2T
2) 1/2 D + 1/6 L + 1/6 (Lr یا S ) + T
ح) در مواردی که بر طبق ضوابط بند 6-11-14 این مبحث، کنترل سازه برای زلزله سطح بهره‌برداری الزامی باشد، مقاومت سازه، اعضا و اجزای آن باید برای ترکیب بار زیر نیز بررسی شود. در این حالت در محاسبه مقاومت طراحی اعضا، ضوابط بند فوق الذکر و استاندارد 2800 ایران باید رعایت گردد.
D + 0/5 L + 0/5 (Lr یا S) + Eser
خ) در ترکیب بار شماره 3، باید هر دو حالت اثر بار زنده و باد بررسی شده و نامساعدترین حالت در طراحی منظور شود.
3-3-2-6 ترکیب بارها در طراحی به روش تنش مجاز یا مقاومت مجاز
در طراحی به روش‌های تنش مجاز یا مقاومت مجاز، بارهای ذکر شده در این مبحث باید در ترکیب بارهای زیر منظور شود؛ و هر کدام که بیشترین اثر نامطلوب را بر روی ساختمان، شالوده یا اعضاء سازه‌ای تولید می‌کنند، باید مد نظر قرار گیرد.
1) D
2) D + L
3) D + (Lr یا S یا R)
4 ) D + 0/75 L + 0/75 (Lr یا S یا R)
5 ) D + W
6 ) D + 0/75 L + 0/75W + 0/75 (Lr یا S یا R)
7 ) D + 0/7 E
8 ) D + 0/75L + 0/75(0/7E) + 0/75S
9 ) 0/6 D + W
10 ) 0/6D + 0/7E
الف- در طراحی سازه‌های پیش‌تنیده، اثر پیش‌تنیدگی باید مانند اثر بار مرده در ترکیب بارها وارد شود.
ب- افزایش تنش مجاز در ترکیب بارهای ارائه شده در این مبحث نباید انجام شود.
پ – در مواردی که بار سیال، F، بر سازه وارد می‌شود، اثر این بار باید با ضریب باری همانند ضریب بار مرده، D، در ترکیب بارهای 1 تا 8 و 10 منظور شوند.
ت- در صورت وجود فشار جانبی خاک و فشار آب زیرزمینی با مواد انباشته، H، اثر آنها را باید به صورت زیر منظور نمود:
ت-1- اگر اثر این بار در جهت افزودن به اثرات دیگر بارها باشد، اثر بار H باید با ضریب 1/0 در ترکیب بارها منظور شود.
ت-2- اگر اثر این بار در جهت کاهش اثرات دیگر بارها باشد، در صورت وجود دائمی بار H، اثر آن باید با ضریب 0/6 در ترکیب بارها منظور شود و در بقیه موارد باید از اثر بار H صرفنظر گردد.
ث- اگر طبق فصل 6-6 این مبحث در نظر گرفتن بار سیل برای سازه لازم باشد، علاوه بر ترکیب‌های ارائه شده فوق، باید ترکیب بارهای اضافی 5 و 6 و 9 را با اضافه کردن 1/5Fa به عبارت آنها در نظر گرفت.
ج- در صورتی که بر طبق فصل 6-9 این مبحث در نظر گرفتن بار یخ جوی و بار باد وارده بر یخ بر روی سازه الزامی باشد، ترکیب بارهای زیر در طراحی سازه باید منظور شوند:
ج-1- عبارت 0/7Di باید به ترکیب بار شماره 2 اضافه شود.
ج-2- عبارت (R یا S یا L) در ترکیب بار شماره 3 باید با عبارت 0/7Di+1/1Wi+S جایگزین شود.
ج-3- عبارت W در ترکیب بار شماره 9 باید با عبارت 0/7Di+1/1Wi جایگزین شود.
چ- در مواردی که اثر بارهای خودکرنشی وجود داشته باشد، علاوه بر ترکیب بارهای ارائه شده، دو ترکیب بارگذاری زیر نیز باید در نظر گرفته شوند:
1) D + T
2) D + 0/75 [L+(Lr یا S ) + T]
ح) در مواردی که بر طبق ضوابط بند6-11-14 این مبحث، کنترل سازه برای زلزله سطح بهر برداری الزامی باشد، مقاومت سازه، اعضا و اجزای آن باید برای ترکیب بار زیر نیز بررسی شود. در این حالت در محاسبه مقاومت طراحی اعضا، ضوابط بند فوق الذکر و استاندارد 2800 ایران باید رعایت گردد.
D + 0/5 L + 0/5 (Lr یا S) + Eser
4-2-6 ترکیب بارها برای حوادث غیرعادی
1-4-2-6 کاربرد
در صورت درخواست کارفرما و یا لزوم آن در دیگر مباحث مقررات ملی ساختمان، باید مقاومت و پایداری سازه برای اطمینان از توانایی سازه در تحمل اثرات بارهای غیرعادی (با احتمال وقوع کم) مانند آتش، انفجار، سقوط اجسام و ضربه وسایل نقلیه بدون ایجاد خرابی بیش از انتظار بررسی شود. رعایت مفاد مبحث 21 مقررات ملی ساختمان در مورد ساختمان‌های مشمول آن مبحث نیز ضروری است.
2-4-2-6 ظرفیت
به منظور کنترل ظرفیت یک سازه و یا عضو سازه‌ای به روش حالت‌های حدی مقاومت در تحمل اثر یک حادثه غیرعادی، ترکیب بار زیر باید منظور شود:
(1/2 یا 0/9) D + Ak + 0/5L + 0/2S
Ak اثر ناشی از حادثه غیرعادی می‌باشد.
3-4-2-6 ظرفیت باقیمانده
جهت کنترل ظرفیت باقیمانده باربری سازه یا عضو سازه‌ای به روش حالت‌های حدی مقاومت بعد از وقوع حادثه خسارت زا، اعضاء باربر باید به صورت فرضی حذف شوند، و ظرفیت سازه صدمه دیده تحت اثر ترکیب بار ثقلی زیر ارزیابی گردد:
(1/2 یا 0/9) D + 0/5L + 0/2(Lr یا S یا R)
اعضاء منتخب باربری که حذف می‌شوند، باید با روشی منطقی توسط مهندس طراح با تجربه مشخص گردد.
4-4-2-6 ملاحظات پایداری
الزامات پایداری کل سازه و هرکدام از اعضاء آن باید با استفاده از روشی که اثرات مرتبه دوم را لحاظ می‌کند، مورد ارزیابی واقع شود.
5-2-6 ملاحظات بهره‌برداری
برای حالت‌های بهره‌برداری موضوع بند 6-1-3-2، باید ترکیب مناسب بارهای مرده، زنده و سایر بارهای مرتبط با توجه به مباحث طراحی مقررات ملی ساختمان به شرح زیر در نظر گرفته شود.
1-5-2-6 تغییرشکل قائم (افتادگی)
تغییرشکل‌های قائم (افتادگی) اعضای کفها و سقف‌ها تحت ترکیب‌های زیر نباید از مقادیر مجاز آیین‌نامه‌های طراحی تجاوز نماید. در صورتی که در مباحث طراحی مقررات ملی ساختمان با سایر آیین‌نامه‌های طراحی مرتبط، استفاده از ضرایب بار کمتر از واحد پیشنهاد شده باشد، می‌توان از آن ضرایب به جای واحد در ترکیب بارها استفاده نمود.
1) D
2) L
3) D + 0/5 L + 0/5 (Lr یا S)
– در طراحی سازه‌های پیش‌تنیده، اثر پیش‌تنیدگی باید مانند اثر بار مرده در ترکیب بارها وارد شود.
– در صورت وجود بار سیال یا فشار مواد انباشته، باید اثرات آنها با ضریب یک در ترکیب‌های فوق لحاظ گردد.
2-5-2-6 تغییرمکان نسبی جانبی
تغییرمکان نسبی جانبی طبقات قاب‌ها و دیوارها و سایر اعضای قائم ساختمان‌ها تحت ترکیب‌های زیر نباید از مقادیر مجاز آیین‌نامه‌های طراحی تجاوز نماید.
1) D + 0/5 L + 0/5 (Lr یا S) + Wser
2) D + 0/5 L + 0/5 (Lr یا S) + Eser
– در صورت وجود بار سیال، فشار جانبی خاک، فشار آب زیرزمینی با مواد انباشته، باید اثرات آنها با ضریب یک در ترکیب‌های فوق لحاظ گردد.
3-5-2-6 ارتعاش سازه
کف‌هایی که دارای دهانه‌های بزرگ و فاقد هرگونه تیغه‌بندی با منابع دیگر استهلاک انرژی هستند، ممکن است در معرض ارتعاشات ناشی از عبور و مرور ساکنان قرار گیرند. برای جلوگیری از این امر لازم است این کفها از سختی کافی بر طبق آیین‌نامه‌های طراحی برخوردار باشند. همچنین آن دسته از تجهیزات مکانیکی موجود در ساختمان‌ها که می‌توانند ارتعاشات نامطلوب در ساختمان ایجاد کنند، باید به صورت مناسب از تکیه گاه‌ها جداسازی شوند تا این اثرات به حداقل برسد. سیستم‌های سازه‌ای ساختمان‌های بلند و پوشش‌های سبک و انعطاف پذیر ساختمان‌ها باید به گونه‌ای طراحی شوند که ارتعاشات ناشی از باد در آنها موجب سلب آرامش ساکنان نشود. تعریف ساختمان بلند در بند 6-10-1-4 و ضوابط مربوطه در پیوست 6-4 این مبحث ارایه شده است.
4-5-2-6 تغییرمکان ناشی از بارهای خودکرنشی
تغییرمکان‌های ناشی از بارهای خود کرنشی در سازه تحت ترکیب‌های زیر نباید بهره‌برداری از ساختمان را مختل نماید.
1) Ꭰ + T
2) D + 0/75 [L + (Lr یا S) + T]
