محاسبه وزن موثر لرزه ای چیست؟

محاسبه وزن موثر لرزه ای موضوع مهم و موردتوجهی در طراحی سازه است که نباید از آن غافل شد. اما با توجه به اهمیت این موضوع، وزن موثر لرزه‌ ای دقیقا چه وزنی است؟ محاسبه وزن موثر لرزه ای چگونه انجام می‌شود؟ چگونه باید به جرم لرزه‌ ای توجه داشت و آن را مورد توجه قرار داد؟ ما در این نوشتار قرار است به توضیح محاسبه وزن موثر لرزه ای بپردازیم. همچنین به بقیه این سوالات که به آن‌ها اشاره کردیم، پاسخ بدهیم. در ادامه، جهت دریافت قیمت تیرآهن در سایت پیوان با ما همراه باشید.

 

محاسبه وزن موثر لرزه ای

محاسبه وزن موثر لرزه ای به محاسبه وزنی گفته می‌شود که هنگام زلزله اِعمال و موجب لنگر انداختن می‌شود. در واقع وزنی از سازه است که هنگام زلزله مشارکت دارد. محاسبه وزن موثر لرزه ای به‌صورت احتمالاتی براساس ویرایش چهارم از سند استاندارد 2800 و بند 1-1-3-3 به دست آمده است. وزن موثر لرزه ای سازه شامل بار مرده، وزن تاسیسات ثابت و دیوارهای تقسیم‌کننده است. البته از بین تمام بارها فقط این بار مرده است که حضور قطعی و همیشگی دارد. یعنی اگرچه بارهای دیگر ممکن است مشارکت چشمگیری نداشته باشند، اما این بار مرده است که به‌طور قطعی، مشارکتی صد در صدی در زمان زمین لرزه دارد. ناگفته نماند که در محاسبه وزن موثر لرزه‌ ای درصدی از بار زنده تخفیف‌نیافته و بار سنگینی برف نیز در نظر گرفته می‌شود.

بیشتر بخوانید: نحوه اجرای شاتکریت در ساخت

نحوه محاسبه وزن موثر لرزه ای چگونه است؟

وزن موثر لرزه ای=  (W) بار مرده + وزن تاسیسات ثابت و دیوارهای تقسیم‌کننده + درصدی از بار زنده تخفیف‌نیافته و بار برف.

اما در ادامه، ذکر این نکته مهم و ضروری است که چون بارهای زنده امکان و ویژگی جابه‌جایی دارند، درصد مشارکت آن‌ها در مقایسه و نسبت با بار مرده و تجهیزات ثابت کمتر و ناچیزتر است. در واقع هنگام زلزله، مشارکت بار زنده طبقات و بام، حدود 20 درصد است. اما چون ماهیت تیغه‌ها همچون ماهیت بقیه بارهای زنده نیست، هنگام زلزله به میزان صد در صد مشارکت دارند. به همین خاطر می‌توان محاسبه وزن موثر لرزه‌ ای را برابر با این فرمول دانست:

«بار مرده + بار معادل تیغه‌بندی‌ها + 0.2 بار زنده + تجهیزات ثابت ساختمان»

نحوه اعمال بار mass یا بار اصلاح جرم طبقات

اگر تجربه محاسبه وزن موثر لرزه‌ ای را داشته باشید، می‌دانید که بین محاسبه وزن طبقه بام در «نرم‌افزار» و «استاندارد 2800» اختلاف و تفاوت‌هایی وجود دارد. این اختلاف در محاسبه وزن به این خاطر است که وزن طبقه بام توسط نرم‌افزار ایتبس، به اندازه نصف وزن دیوارها (یعنی سبک‌تر از مقدار واقعی آن) در نظر گرفته می‌شود. در نتیجه برای اصلاح وزن کلی سازه، باید این اختلاف را توسط بار mass به برنامه اعمال کرد.

بیشتر بخوانید: نقش خرپا در ساختمان و انواع خرپا

حال این سوال پیش می‌آید این اختلاف بین محاسبه نرم‌افزار ایتبس و استاندارد 2800 چگونه به وجود می‌آید؟ باید بدانید که در نرم‌افزار ایتبس وزن هر طبقه برابر است با:

وزن کف طبقه + وزن دیوارهای روی آن طبقه

حال آن‌که در استاندارد 2800، وزن هر طبقه برابر است با:

وزن کف طبقه + نصف وزن دیوارهای روی طبقه + نصف وزن دیوارهای زیر آن طبقه

پس در نتیجه اگر ارتفاع همه طبقه‌ها به یک اندازه همسان باشد، طبق تعریف ایتبس و 2800، وزن طبقه یکسان خواهد بود، زیرا:

دو تا نصف دیوار = با یک دیوار کامل

درنتیجه، نیازی به ویرایش و اصطلاح وزن طبقات نیست؛ اما مشکل اصلی کجاست؟ مشکل اصلی محاسبه وزن طبقه بام است، زیرا در نرم‌افزار ایتبس:

وزن طبقه بام = وزن کف بام + وزن دیوارهای روی بام

بنابراین در نرم افزار، وزن طبقه بام همان وزن کف طبقه بام در نظر گرفته می‌شود. حالا روش محاسبه در استاندارد 2800 این‌گونه است:

وزن طبقه بام = وزن کف بام + نصف دیوارهای بالا (که عملا وجود ندارد) + نصف دیوارهای پایین

نکات مهم درباره محاسبه وزن موثر لرزه ای

معمولا در محاسبه وزن موثر لرزه ای یا جرم لرزه ای در بام، به دلیل کم بودن احتمال حضور بار برف و بار زنده، این دو را به طور هم‌زمان در نظر نمی‌گیرند. در واقع میزان حداکثری بار برف و بار زنده، ملاک اصلی محاسبات است. این محاسبه  تکنیک محاسباتی مهندسی به شمار می‌رود و در هیچ‌ کدام از بندهای سند 2800 به آن اشاره‌ای نشده است.

اطلاعات بیشتر در انواع مش بندی و نحوه اجرا

نکته مهم مورد توجه دیگر درباره  محاسبه وزن موثر لرزه ای این است که چون در مقررات ملی ساختمان، وزن تیغه‌بندی‌ داخلی ساختمان در بیشتر موارد به‌عنوان بار زنده در نظر گرفته می‌شود، این احتمال وجود دارد که عده‌ای دچار این اشتباه شوند که تنها باید درصدی از آن‌ها را در محاسبه وزن لرزه ای در نظر بگیرند، اما طبق سند 2800، وزن تیغه‌بندی‌های داخلی ساختمان به‌طور حتم باید به‌طور کامل در محاسبه‌ها اعمال شوند. همچنین آن‌ها را در محاسبات جرم لرزه ‌ای جز بار زنده در نظر نمی‌گیریم. طبق ویرایش های مختلف مبحث 6 هم، در موارد بسیاری این امکان وجود دارد که وزن بار زنده برای طراحی را کم کنیم اما هنگام انجام محاسبات زلزله طبق سند استاندارد 2800، میزان بار زنده کم نمی‌شود، زیرا به عنوان ضریب اطمینان در نظر گرفته می‌شود.