بار زنده به زبان ساده – صفر تا صد بار زنده وارد بر ساختمان

بار زنده چیست؟ بار زنده ساختمان به زبان ساده

بار زنده ساختمان چیست؟ بار زنده به بارهایی گفته می‌شود که مقدار یا محل اثر آن‌ها در طول زمان تغییر می‌کند. وزن افراد، اثاثیه، مبلمان و تجهیزاتی که در زمان بهره‌برداری از ساختمان جابه‌جا می‌شوند، نمونه‌هایی از بار زنده ساختمان هستند.

برای مثال، تعداد افراد حاضر در یک ساختمان یا محل قرارگیری وسایل می‌تواند در طول زمان تغییر کند. به همین دلیل، مهندس طراح نمی‌تواند مقدار و محل اثر بار زنده را مانند بارهای ثابت، همواره یکسان در نظر بگیرد.

مقدار بار زنده به نوع کاربری فضا و نحوه استفاده از آن بستگی دارد. به همین دلیل، مبحث ششم مقررات ملی ساختمان برای کاربری‌های مختلف، حداقل مقادیر مشخصی را در نظر گرفته است.

بار باد، برف و زلزله را نیز نباید در گروه بارهای زنده قرار داد. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، این بارها را به‌صورت جداگانه بررسی می‌کند و برای هرکدام ضوابط مشخصی ارائه می‌دهد.

مقدار بار زنده ساختمان بر چه اساسی تعیین می‌شود؟

مقدار بار زنده ساختمان بر اساس نوع کاربری فضا تعیین می‌شود. به همین دلیل، بار زنده یک ساختمان مسکونی با بار زنده فضای تجاری، اداری یا پارکینگ یکسان نیست. برای مثال، مقدار بار زنده مورد نیاز برای یک فضای تجاری پرتردد معمولاً با یک فضای مسکونی تفاوت دارد.

در فضاهای تجاری، مقدار بار زنده به نوع استفاده از فضا، میزان تردد افراد و تجهیزاتی که در آن قرار می‌گیرند بستگی دارد. در ساختمان‌های مسکونی نیز مقدار بار زنده با توجه به نوع فضای مورد استفاده، مانند اتاق‌ها، راهروها، پله‌ها و سایر فضاها تعیین می‌شود.

مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، حداقل بار زنده موردنیاز برای کاربری‌های مختلف را مشخص می‌کند. در ادامه، جدول بار زنده ساختمان را بررسی می‌کنیم و نکات مهم مربوط به آن را توضیح می‌دهیم.

جدول بار زنده ساختمان در مبحث ششم

جدول بار زنده مبحث ششم حداقل بار گسترده یکنواخت مورد نیاز برای کاربری‌های مختلف ساختمان را مشخص می‌کند. برای تعیین بار زنده ساختمان ابتدا باید نوع کاربری فضای موردنظر را مشخص کنیم و سپس مقدار مربوط به آن را از جدول استخراج کنیم.

در ادامه، چند نکته مهم درباره جدول بار زنده مبحث ششم را بررسی می‌کنیم.

بار زنده اتاق چقدر است؟

یکی از کاربری‌های مهم در جدول بار زنده مبحث ششم، اتاق‌ها و فضاهای خصوصی ساختمان است. برای تعیین بار زنده اتاق، ابتدا نوع کاربری فضا را مشخص کنید و سپس مقدار بار متناظر با آن را از جدول مبحث ششم انتخاب کنید.

بر اساس ویرایش چهارم مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، حداقل بار زنده گسترده یکنواخت برای این فضاها به شرح زیر است:

• اتاق‌ها و سایر فضاهای خصوصی، شامل سرویس‌ها، انبارها و راهروها: ۲ kN/m²
• اتاق‌های محل تجمع و راهروهای مرتبط با آن‌ها: ۵ kN/m²

بنابراین، هنگام تعیین بار زنده اتاق فقط عنوان «اتاق» ملاک نیست؛ نوع استفاده از فضا و امکان تجمع افراد نیز اهمیت دارد. اگر فضای موردنظر در دسته محل‌های تجمع قرار بگیرد، مقدار بار زنده آن با اتاق‌های معمولی تفاوت خواهد داشت.

بار زنده پارکینگ چقدر است؟

بار زنده پارکینگ به وزن خودروها و شرایط استفاده از پارکینگ بستگی دارد. مبحث ششم برای محل عبور و پارک خودروها، با توجه به وزن خودرو، مقادیر مشخصی را برای بار زنده گسترده یکنواخت در نظر می‌گیرد.

مقادیر بار زنده گسترده پارکینگ به شرح زیر است:

• محل عبور و پارک خودروهای با وزن حداکثر ۴۰ کیلونیوتن: ۳ kN/m²
• محل عبور و پارک خودروهای با وزن ۴۰ تا ۹۰ کیلونیوتن: ۶ kN/m²

بنابراین، برای تعیین بار زنده پارکینگ مسکونی نیز ابتدا باید وزن خودروهای موردنظر را مشخص کرد و سپس مقدار متناظر را از جدول بار زنده مبحث ششم انتخاب کرد.

نکات مهم بارگذاری پارکینگ

انتخاب بار گسترده یکنواخت، تنها بخش مربوط به بارگذاری پارکینگ نیست. مبحث ششم علاوه بر این بار، ضوابطی برای کاهش بار زنده و کنترل بارهای متمرکز نیز در نظر گرفته است.

۱. کاهش بار زنده پارکینگ

کاهش بار زنده برای محل عبور و پارک خودروها مجاز نیست. بنابراین، در طراحی پارکینگ باید بار زنده تعیین‌شده برای این کاربری را بدون اعمال ضوابط کاهش بار زنده در نظر گرفت.

۲. کنترل بار متمرکز کف پارکینگ

کف پارکینگ علاوه بر بار گسترده یکنواخت، باید در برابر بار متمرکز نیز کنترل شود. مقدار این بار برای خودروهای سبک ۱۵ کیلونیوتن و برای خودروهای سنگین‌تر ۳۰ کیلونیوتن است.

بار متمرکز را باید روی سطحی با ابعاد ۱۲۰ × ۱۲۰ میلی‌متر اعمال کرد. لازم نیست بار گسترده یکنواخت و بار متمرکز را به‌صورت هم‌زمان اعمال کنیم. هر دو حالت بارگذاری را به‌صورت جداگانه بررسی می‌کنیم و حالت بحرانی‌تر را برای طراحی در نظر می‌گیریم.

۳. بارگذاری پارکینگ مکانیکی

در پارکینگ‌های مکانیکی که برای پارک خودروهای سبک استفاده می‌شوند و در محل قرارگیری خودرو دال یا سقف وجود ندارد، مبنای طراحی ۱۰ کیلونیوتن به ازای هر چرخ است.

۴. بار متمرکز سقف در پارکینگ‌های تعمیراتی

در پارکینگ‌های تعمیراتی و فضاهای مشابه، مانند سالن‌های صنعتی و انبارها، اعضای خرپا و تیرهای اصلی پوشش سقف باید علاوه بر بارهای زنده وارد بر سقف، توانایی تحمل یک بار متمرکز ۱۰ کیلونیوتنی را نیز داشته باشند.

این بار متمرکز باید در نقطه‌ای از تیر یا خرپا اعمال شود که بیشترین اثر نامطلوب را بر عضو ایجاد می‌کند. بنابراین، محل اعمال بار را باید با توجه به رفتار عضو و ایجاد حالت بحرانی تعیین کرد.

جمع‌بندی بارگذاری پارکینگ

برای طراحی پارکینگ، فقط انتخاب مقدار بار زنده گسترده کافی نیست. طراح باید متناسب با نوع پارکینگ، وزن خودروها و شرایط بهره‌برداری، موارد زیر را نیز کنترل کند:

1. بار زنده گسترده یکنواخت: ۳ یا ۶ kN/m²، بر اساس وزن خودرو
2. عدم اعمال کاهش بار زنده برای محل عبور و پارک خودرو
3. بار متمرکز کف: ۱۵ یا ۳۰ کیلونیوتن، بر اساس نوع خودرو
4. پارکینگ مکانیکی خودروهای سبک: ۱۰ کیلونیوتن به ازای هر چرخ
5. پارکینگ تعمیراتی: بار متمرکز ۱۰ کیلونیوتنی روی تیرها و خرپاهای اصلی پوشش سقف

این ساختار برای مقاله‌ات بهتر است، چون هم «بار زنده پارکینگ» و «بار زنده پارکینگ مسکونی» را طبیعی پوشش می‌دهد و هم کاربر را از عدد اصلی به سمت ضوابط تکمیلی هدایت می‌کند.

بام ها در جدول بار زنده

نوع کاربری بام روی مقدار بار زنده آن تأثیر می‌گذارد. برای مثال، روف‌گاردن می‌تواند علاوه بر بارهای ثابت ناشی از اجزایی مانند خاک، گلدان و پوشش گیاهی، بار زنده بیشتری نیز نسبت به یک بام معمولی ایجاد کند؛ زیرا افراد می‌توانند در این فضا حضور پیدا کنند و تجهیزات یا وسایل مختلفی نیز در آن قرار بگیرند. بنابراین، برای تعیین بار زنده بام باید نوع کاربری و نحوه استفاده از آن را مطابق ضوابط مبحث ششم بررسی کنیم.

بنابراین، هنگام تعیین بار زنده بام باید نوع استفاده از آن را در نظر بگیریم و مقدار بار را مطابق ضوابط مبحث ششم انتخاب کنیم.

راه‌پله‌ها در جدول بار زنده

در جدول بار زنده مبحث ششم، مقادیر متفاوتی برای راه‌پله‌ها و مسیرهای عبور تعیین شده است. این تفاوت مستقیماً به میزان تردد، احتمال ازدحام و نوع کاربری فضای موردنظر بستگی دارد. برای مثال، راهروهای اصلی و مسیرهای خروج که تردد بالایی دارند، بار زنده سنگین‌تری نسبت به فضاهای کم‌تردد (مانند مسیرهای دسترسی به تأسیسات) دریافت می‌کنند.

بر اساس ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، مقادیر پایه بار زنده برای این فضاها به شرح زیر است:

• راه‌پله‌ها و راهروهای منتهی به درب‌های خروجی: ۵ kN/m²
• راه‌پله‌های اضطراری: ۵ kN/m²
• راهروهای در معرض تجمع و ازدحام (طبقه همکف یا ورودی): ۵ kN/m²
• راهروهای دسترسی برای امور تعمیر و نگهداری تأسیسات: ۲ kN/m²

نکات آیین‌نامه‌ای مهم در طراحی پله‌ها: هنگام طراحی راه‌پله‌ها، بررسی بارهای گسترده به‌تنهایی کافی نیست و مهندس طراح باید بارهای متمرکز را نیز کنترل کند. مبحث ششم در این باره دو تبصره مهم ارائه می‌کند:

۱. کنترل بار متمرکز عمومی پله‌ها: علاوه بر بار گسترده یکنواخت، طراح باید پله‌ها را برای یک بار متمرکز ۱٫۳ کیلونیوتنی نیز کنترل کند. این بار متمرکز باید روی سطحی به ابعاد ۵۰×۵۰ میلی‌متر وارد شود. نیازی به اعمال هم‌زمان این بار با بارهای یکنواخت نیست؛ بلکه باید هر دو حالت بارگذاری را جداگانه بررسی کنیم تا نامناسب‌ترین وضعیت (حالت بحرانی) برای طراحی به دست آید.

۲. طراحی پله‌های طره‌ای (کنسولی): اگر کف پله‌ها رفتار طره‌ای مجزا دارند، باید آن‌ها را برای یک بار متمرکز ۲ کیلونیوتنی طراحی کنیم. مهندس محاسب باید این بار را دقیقاً در انتهای طره (لبه آزاد پله) اعمال کند. مشابه حالت قبل، این بار متمرکز نیز لزومی ندارد به‌صورت هم‌زمان با بار گسترده یکنواخت اعمال شود.

انبار ها در جدول بار زنده

برای تعیین بار زنده کف انبار، باید نوع مواد و کالاهای ذخیره‌شده را در نظر بگیریم و مقدار بار را با استفاده از جداول مربوط در مبحث ششم تعیین کنیم.

اگر نوع مواد انبارشده مشخص نباشد، ابتدا باید نوع کاربری انبار و شرایط احتمالی ذخیره‌سازی را بررسی کنیم و سپس مقدار بار مناسب را از جداول مربوط انتخاب کنیم.

در هر صورت، مقدار بار زنده کف انبار نباید کمتر از ۷٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع در نظر گرفته شود.

تعیین بار زنده برای کاربری‌های خارج از جدول

اگر کاربری بخشی از ساختمان با موارد موجود در جدول بار زنده مطابقت نداشته باشد، باید مقدار بار گسترده کف را با توجه به شرایط واقعی آن فضا تعیین کنیم.

در این حالت، موارد زیر اهمیت دارند:

• بار گسترده کف نباید کمتر از ۱٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع در نظر گرفته شود.
• وزن افرادی که احتمال حضور و تجمع آن‌ها در فضا وجود دارد باید در نظر گرفته شود.
• وزن وسایل و تجهیزاتی که احتمال انبار یا نگهداری آن‌ها در فضا وجود دارد باید بررسی شود.

بار زنده حداقل و مسئولیت طراح

مقادیر ارائه‌شده در مبحث ششم، حداقل مقادیر بار زنده را مشخص می‌کنند. بنابراین، مهندس طراح باید علاوه بر جدول آیین‌نامه، شرایط واقعی استفاده از ساختمان را نیز بررسی کند.

اگر شرایط پروژه بار بیشتری را ایجاب کند، طراح باید مقدار مناسب‌تری را برای بار زنده در نظر بگیرد.

نامناسب‌ترین وضعیت بارگذاری بار زنده چیست؟

بار زنده برخلاف بارهای ثابت، می‌تواند در قسمت‌های مختلف سازه قرار بگیرد. بنابراین، در طراحی سازه باید آرایش‌های مختلف بارگذاری را بررسی کنیم تا حالتی را پیدا کنیم که بیشترین اثر نامطلوب را روی عضو موردنظر ایجاد می‌کند.

برای مثال، مدرسه‌ای را در نظر بگیرید که کلاس‌های آن در دهانه‌های مختلف یک قاب قرار دارند. اگر کلاس‌ها در دهانه‌های یک‌درمیان فعال باشند، بار زنده نیز در همان دهانه‌ها قرار می‌گیرد.

از طرف دیگر، ممکن است تمام افراد در یک زمان در بخش مشخصی از ساختمان تجمع کنند. در این حالت، بار زنده در یک قسمت متمرکز می‌شود و قسمت دیگری از قاب بار زنده دریافت نمی‌کند.

این دو حالت می‌توانند اثر متفاوتی روی لنگر خمشی، نیروی برشی و واکنش‌های تکیه‌گاهی داشته باشند. بنابراین، مهندس طراح باید آرایش بارگذاری بحرانی را برای هر عضو بررسی کند.

چه موقع باید نامناسب ترین وضعیت بارگذاری بار زنده را در نظر بگیریم؟

مبحث ششم مقررات ملی ساختمان در بند ۶-۵-۲-۳ ضوابط مربوط به بررسی نامناسب‌ترین وضعیت بارگذاری بار زنده را بیان می‌کند.

برای بررسی اثر بار زنده، باید محل قرارگیری بار را به‌گونه‌ای انتخاب کنیم که بیشترین اثر موردنظر را روی عضو ایجاد کند. به همین دلیل، در تحلیل تیرها و قاب‌ها، آرایش‌های مختلف بارگذاری اهمیت زیادی دارند.

قرار دادن بار زنده در دهانه های یک در میان

بارگذاری دهانه‌ها به‌صورت یک‌درمیان می‌تواند برای تعیین حداکثر لنگر خمشی مثبت در وسط دهانه اهمیت داشته باشد.

برای درک بهتر این موضوع، می‌توانیم خط تأثیر لنگر خمشی را در وسط دهانه رسم کنیم. این خط تأثیر نشان می‌دهد که بار زنده در چه قسمت‌هایی بیشترین اثر را روی لنگر خمشی وسط دهانه ایجاد می‌کند.

در نتیجه، قرار دادن بار زنده در دهانه‌های یک‌درمیان می‌تواند یکی از حالت‌های بحرانی برای بررسی لنگر خمشی مثبت وسط دهانه باشد.

قرار دادن بار زنده در دو دهانه مجاور هم

برای بررسی حداکثر لنگر خمشی منفی در تکیه‌گاه‌ها، آرایش بار زنده اهمیت ویژه‌ای دارد.

اگر خط تأثیر لنگر خمشی را در یک تکیه‌گاه بررسی کنیم، متوجه می‌شویم که قرارگیری بار زنده در دهانه‌های مناسب می‌تواند بیشترین لنگر منفی را در تکیه‌گاه ایجاد کند.

همچنین این نوع آرایش بارگذاری می‌تواند برای بررسی حداکثر واکنش تکیه‌گاهی نیز اهمیت داشته باشد.

اگر مفهوم خط تأثیر برایتان آشنا نیست، پیشنهاد می‌کنیم ابتدا مبحث خط تأثیر در تحلیل سازه‌ها را مرور کنید.

بار دیوار های تقسیم کننده (پارتیشن یا تیغه ها)

مبحث ششم مقررات ملی ساختمان برای تعیین بار ناشی از دیوارهای تقسیم‌کننده یا تیغه‌ها ضوابط مشخصی ارائه می‌کند.

محاسبه بار پارتیشن در نگاه اول ممکن است کمی پیچیده به نظر برسد. به همین دلیل، در ادامه با استفاده از فلوچارت، مراحل تعیین بار دیوارهای تقسیم‌کننده را به شکل ساده و مرحله‌به‌مرحله توضیح می‌دهیم.

در این فرآیند با مفهوم بار معادل تیغه نیز روبه‌رو می‌شویم. در ادامه نحوه محاسبه این بار را بررسی می‌کنیم.

محاسبه بار معادل تیغه

فرض کنید وزن یک مترمربع دیوار برابر با ۱٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع باشد. برای محاسبه بار معادل تیغه، مراحل زیر را دنبال می‌کنیم.

گام اول: محاسبه وزن دیوار در طول یک متر

ابتدا بار یک مترمربع تیغه را در ارتفاع مؤثر دیوار ضرب می‌کنیم تا بار خطی دیوار به دست آید.

برای مثال، اگر وزن یک مترمربع تیغه برابر با ۱٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع باشد، با ضرب این مقدار در ارتفاع مؤثر دیوار، وزن یک متر طول دیوار را به دست می‌آوریم.

نکته: اگر ارتفاع طبقه در ایتبس ۳٫۶ متر باشد، برای محاسبه وزن دیوار باید ارتفاع مؤثر تیغه را در نظر بگیریم. این ارتفاع به شرایط هندسی پروژه و ارتفاع واقعی دیوار بستگی دارد؛ برای مثال، اگر ارتفاع مؤثر دیوار ۳٫۱ متر باشد، از همین مقدار در محاسبات استفاده می‌کنیم.

گام دوم: محاسبه وزن کل دیوارهای داخلی

پس از محاسبه وزن یک متر طول دیوار، این مقدار را در مجموع طول دیوارهای داخلی پروژه ضرب می‌کنیم.

برای محاسبه طول دیوارهای داخلی پروژه می‌توانیم از دستور Dimension در اتوکد استفاده کنیم. ابتدا طول دیوارها را به‌صورت جداگانه اندازه می‌گیریم و سپس مجموع طول آن‌ها را محاسبه می‌کنیم.

گام سوم: محاسبه مساحت کف پروژه

در مرحله بعد، مساحت کف پروژه را محاسبه می‌کنیم.

برای محاسبه مساحت می‌توانیم از دستور Area در اتوکد استفاده کنیم.

نکته: در محاسبه مساحت موردنظر، فضاهایی مانند راه‌پله و آسانسور را که دیوارهای پارتیشن در آن‌ها قرار ندارند، وارد محاسبه نمی‌کنیم.

گام چهارم: محاسبه بار معادل تیغه

در نهایت، وزن کل دیوارهای داخلی را بر مساحت کف پروژه تقسیم می‌کنیم.

نتیجه این محاسبه، بار معادل تیغه را بر حسب کیلونیوتن بر مترمربع به ما می‌دهد.

کاهش بار زنده

فرض کنید یکی از ستون‌های یک ساختمان مسکونی هفت‌طبقه را بررسی می‌کنیم. احتمال اینکه تمام بار زنده موجود در سطح بارگیر این ستون، در تمام طبقات و به‌صورت هم‌زمان فعال شود، کم است.

برای مثال، ساکنان ساختمان معمولاً هم‌زمان در یک قسمت مشخص از تمام طبقات حضور ندارند. بنابراین، اعمال حداکثر بار زنده در تمام طبقات به‌صورت هم‌زمان همیشه شرایط واقعی ساختمان را نشان نمی‌دهد.

مبحث ششم برای چنین شرایطی ضوابطی را برای کاهش بار زنده در نظر گرفته است. با استفاده از این ضوابط، می‌توانیم در شرایط مشخصی مقدار بار زنده مؤثر بر برخی اعضای سازه را کاهش دهیم.

کاهش بار زنده در طبقات

همچنین در محاسبه ی سطح بارگیر AT نکته زیر در مورد دال های یک طرفه وجود دارد :

محدودیت‌های کاهش بار زنده طبقات

مبحث ششم برای کاهش بار زنده محدودیت‌هایی تعیین می‌کند.

برای مثال، در مواردی که مقدار بار زنده از ۵ کیلونیوتن بر مترمربع بیشتر باشد، امکان استفاده از ضوابط کاهش بار زنده وجود ندارد.

همچنین کاهش بار زنده پارکینگ و فضاهای محل تجمع و ازدحام عمومی طبق ضوابط مربوط مجاز نیست.

نکته مهم: در ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰، برای محاسبه وزن لرزه‌ای ساختمان، مهندس طراح نباید اثر کاهش بار زنده را در وزن لرزه‌ای طبقات اعمال کند.

کاهش بار زنده بام

کاهش بار زنده بام با کاهش بار زنده طبقات شرایط و ضوابط متفاوتی دارد و باید مطابق ضوابط مبحث ششم بررسی شود.

برای تعیین مقدار بار زنده کاهش‌یافته بام، باید شرایط بام و ضوابط مربوط به آن را بررسی کنیم و مقدار کاهش را مطابق مقررات اعمال کنیم.

کاهش بار زنده در ترکیبات بارگذاری - LL0.5 چیست؟

طبق بند ۶-۲-۳-۲ مبحث ششم، اگر مقدار بار زنده کاهش‌نیافته L₀ کمتر از ۵ کیلونیوتن بر مترمربع باشد، می‌توان در برخی ترکیبات بارگذاری، ضریب بار زنده را از ۱ به ۰٫۵ کاهش داد.

این ضابطه برای کف پارکینگ یا محل‌های اجتماع اعمال نمی‌شود.

یک نکته مهم را نیز باید در نظر بگیریم: اگر از ضریب ۰٫۵ برای بار زنده استفاده کنیم، باید بار زنده کاهش‌نیافته یا L₀ را در ترکیب بارگذاری وارد کنیم. در این حالت نباید هم‌زمان از روش کاهش بار زنده استفاده کنیم.

به بیان ساده، کاهش بار زنده و استفاده از LL0.5 دو روش جداگانه هستند و نباید هر دو روش را به‌صورت هم‌زمان روی یک بار اعمال کنیم.

شاید مطالب زیر برای شما مفید باشد:
بار مرده ی ساختمان
محاسبه بار برف بام به همراه فایل اکسل بارگذاری
دیتیل باگذاری سقف دال تخت
معرفی مشخصات مصالح در ایتبس