پایان نامه بتن

مقدمه»

پلان مذکور دارای ابعاد  و مساحت  می باشد و در شهر مشهد واقع شده است. ارتفاع کف تا کف هر طبقه  و ارتفاع خرپشته  می باشد. سیستم سقف طبقات از نوع تیرچه بلوک سفال است. این پلان از سه طرف محدودیت گسترش پی دارد و در شش سقف طراحی و محاسبه می گردد.

 

مشخصات مصالح مصرفی:

تمام میلگردهای مصرفی از نوع A II و مقاومت تسلیم آنها  می باشد. آجر به کار رفته در تیغه ها از نوع مجوف با وزن مخصوص  می باشد. سنگ بکار رفته در نما نیز از نوع گرانیت با وزن مخصوص  می باشد.

مشخصات خاک محل:

تنش مجاز خاک،  و از نوع II می باشد و محل ساختمان در شهر مشهد واقع است. سیستم باربر جانبی از نوع قاب خمشی متوسط در یک جهت و قاب خمشی متوسط با دیوار برشی متوسط در جهت دیگر است.

 

آیین نامه های مورد استفاده:

برای بارگذاری از آیین نامه مبحث ششم مقررات ملی ساختمان استفاده شده است. برای بارگذاری زلزله از آیین نامه 2800 ویرایش سال 1378 استفاده شده است. طراحی اجزای سازه ای مطابق آیین نامه بتن ایران می باشد.

 

نرم افزارهای مورد استفاده:

تحلیل کامپیوتری سازه با استفاده از نرم افزار ETABS VER 7.21 انجام شده است.

 

 

فصل اول: بارگذاری

 

جدول جرم مخصوص مصالح مصرفی مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان

 

شرح	جرم مخصوص
سنگ گرانیت	2800
آجر مجوف	600
بتن معمولی	2400
پوکه معدنی	600
آجر کاری با آجر مجوف	850
گونی قیر اندود دولا	15
سنگ موزائیک	2400
ملات گچ	1300
ملات گچ و خاک	1600
ملات ماسه و سیمان	2100

 

فرض های عمومی در سقف های تیرچه بلوک

تیرچه های مجاور و بتن پوششی بالایی بصورت تیر T شکل مجاور و مجزا در نظر گرفته می شود.

تکیه گاه تیرچه ساده بوده و بار گسترده در سرتاسر طول آن توزیع شده است.

تیر فاقد نیروی محوری است.

تیر فاقد فولاد فشاری است.

فاصله محور تا محور تیرچه ها برابر عرض مؤثر بال درنظر گرفته می شود.

پوشش آرماتورهای کششی برابر 5/1 سانتی‌متر است.

بلوک ها در مقاومت تیر T شکل تاثیری ندارد.

 

تعیین ابعاد تیرچه و بلوک:

طبق بند 11-2-4-3 آیین نامه بتن ایران داریم:

تعیین ارتفاع تیرچه:

ضریب اصلاح :

 

 

تعیین عرض تیرچه:

 

تعیین ضخامت بتن پوششی:

 

تعیین بارگذاری در تراز طبقات:

با توجه به ضخامت اولیه سقف و همچنین ویژگی کفسازی و زیرسازی آن ابتدا وزن واحد سطح سقف را در صفحه قبل بدست آورده ایم.

از طرفی بار معادل تیغه بندی نیز به صورت زیر محاسبه می گردد:

مطابق با بند 6-2-2-2 مقررات ملی ساختمان (مبحث ششم)، وزن تیغه ها را می توان بصورت بار معادل که به طور یکنواخت بر کفها گسترده شده است، درنظر گرفت. البته به دلیل اینکه وزن یک متر مربع سطح تیغه ها از 150 کیلوگرم بر مترمربع بیشتر است، باید اثر موضعی بار تیغه ها را به طور جداگانه در طراحی کفها منظور داشت (بند 6-2-2-5 آیین نامه).

طول کل پارتیشن های داخلی        = 8/38 = 39 (m)

                      ارتفاع پارتیشن ها         = 3 (m)

سطح کل از حاصلضرب این دو عدد حاصل می شود:

                       سطح کل          =  117 (m2)

                       وزن واحد سطح      = 172 (Kg/m2)

بنابراین وزن کل این دیوارهای جداکننده از حاصلضرب دو عدد فوق حاصل می گردد:

                                                     وزن کل            = 20124 (Kg)

                                         سطح کل کف            = 200– (4/3 * 8/4) = 183 (m2)

در نهایت بارگسترده وارد بر کف طبقات ناشی از تیغه های جداکننده بصورت زیر محاسبه می‌گردد:

نکته: از آنجاییکه سازه این پروژه توسط نرم افزار ETABS تحلیل و طراحی می گردد، باید توجه داشت که در صورت مدل کردن سقف، برنامه وزن تیرچه دال را محاسبه می کند، بنابراین باید وزن کف سازی، بلوک و زیرسازی سقف را بطور جداگانه محاسبه کرد و آن را به سقف ها اختصاص داد. بنابراین در قسمت ورود داده ها به نرم افزار، باید وزن تیرچه - دال را از وزن مرده سقف کم نمود:

سقف طبقات :

بارگذاری قائم:

ارتفاع دیوار در طبقات : 8/2 m               

وزن واحد طول دیوار های نما :

بار دیوارهای پیرامونی قسمت های نما:

اعمال ضریب بازشو در دیوارهای نما :

 وزن واحد طول دیوار های چسبیده به دیوار همسایه : 

 : بار دیوارهای پیرامونی قسمت چسبیده به دیوار همسایه:

با توجه به نتایج بدست آمده به تقریب و در جهت اطمینان، بار وارده بر کل دیوار های پیرامونی را  در نظر می گیریم.

 

اما برای جانپناه پشت بام خواهیم داشت:

ارتفاع دیوار در جانپناه : 8/0 m               

 وزن واحد طول:

 بار دیوار جانپناه:

در قسمت راه پله نیز برحسب محاسبات انجام شده در قسمت بارگزاری خواهیم داشت:

بار مرده راه پله :

بار زنده راه پله :

 

بارهای زنده:

بارهای زنده عبارتند از بارهای غیر دائمی که در حین استفاده و بهره برداری از ساختمان به آن وارد می شوند. بارهای زنده با توجه به نوع کاربری ساختمان و مقداری که دارد در طور مدت عمر ساختمان به آن وارد می‌گردند، تعریف می شوند. این بارها شامل بارهای باد و برف و زلزله نمی شوند.

براین اساس و مطابق بند 6-3-1 آیین نامه، بار زنده قسمت های مختلف این ساختمان به شرح زیر تعیین می‌گردند:

بار زنده بام:      بار زنده راه پله ها:        بار زنده قسمتهای مسکونی:

 

کاهش سربار زنده:

چون تعداد طبقات سازه کم است و همچنین به دلیل کوچک بودن اختلاف نتایج با درنظر گرفتن اثر کاهش سربار زنده و به جهت سهولت بیشتر در انجام محاسبات و در جهت اطمینان، از اثر کاهش سربار زنده در این پروژه صرف نظر شده است.

 

بار برف:

مطابق بند 6-4-3-1 آیین نامه، بار برفی که بر بام اثر می کند از رابطه  تعیین می شود. با توجه به اینکه مشهد در منطقه ای با بارش برف زیاد قرار گرفته است:

 

بار زلزله:

با توجه به اینکه ساختمان پروژه حاضر منظم می باشد، طبق بند 2-3-1 آیین نامه 2800 از روش استاتیکی معادل می توان برای برآورد نیروی زلزله مؤثر بر آن استفاده کرد.

فرمول عمومی این روش به صورت  می باشد که در آن:

 : نیروی برشی تراز پی          ساختمان

 : وزن کل ساختمان (تمام بار مرده بعلاوه 20 درصد بار زنده)

 : ضریب زلزله که از رابطه  به دست می آید و در آن:

 : شتاب مبنای طرح

 : ضریب بازتاب ساختمان که خود از رابطه  به دست می آید. در رابطه اخیر  زمان تناوب اصلی نوسان ساختمان به ثانیه و  پریود مشخصه محل قرارگیری ساختمان به ثانیه است.

 : ضریب اهمیت ساختمان

 : ضریب رفتار ساختمان

با توجه به اینکه برنامه ETABS برآورد و توزیع نیروی زلزله بین طبقات با این روش را بصورت خودکار انجام می‌دهد، لذا کافی است ضریب زلزله در دو جهت محاسبه شود. در صورتیکه سیستم انتقال بار در دوجهت مشابه بود این مقدار در دو جهت مساوی می شد، اما در پروژه حاضر در دو جهت مقدار متفاوت خواهد داشت، که به صورت محاسبه شده در صفحه بعد خواهد بود.

در ادامه پس از محاسبه وزن ساختمان به محاسبه نیروی زلزله با استفاده از این فرمول می پردازیم.

 

 

محاسبه وزن ساختمان:

بارهای مرده:

وزن ناشی از تیغه ها:

مساحت طبقه                      :

بار گسترده وارد بر کف     :

وزن ناشی از تیغه ها         :

وزن ناشی از دیوارهای جانبی:

طول کل                :

وزن واحد طول   :

وزن                         :

وزن ناشی از دیوار خرپشته:

طول خرپشته      :

وزن واحد طول   :

وزن                         :

وزن ناشی از دیوارهای جان پناه:

طول دیوارهای جان پناه                   :

وزن واحد سطح دیوار جان پناه     :

وزن                                                         :

 

وزن ناشی از سقف طبقات:

مساحت طبقه      :

وزن واحد سطح  :

وزن                         :

وزن ناشی از سقف بام:

مساحت بام          :

 

وزن واحد سطح  :

وزن                         :

 

 

 

وزن ناشی از ستون ها:

مقطع ستونها در طبقه اول تا سوم 40*40 و در طبقه چهارم تا ششم 30×30 می‌باشد، همچنین در هر طبقه 20 ستون با ارتفاع سه متر داریم. بنابراین وزن ستونهای هر طبقه به شرح زیر خواهد بود:

طبقه 1 تا 3 :    فرمول 

طبقه 4 تا 6 :   فرمول  

وزن ناشی از تیرها:فرمول

مقطع تیرها در طبقه اول تا سوم 40*40 و در طبقه چهارم تا ششم 30*30 می باشد، همچنین در هر طبقه 130 متر تیر داریم. بنابراین وزن تیرهای هر طبقه به شرح زیر خواهد بود:

طبقه 1 تا 3 :      فرمول 

طبقه 4 تا 6 :      فرمول 

خرپشته :         فرمول 

وزن ناشی از راه پله: فرمول 

وزن واحد سطح قسمت رمپ      فرمول     :

طول قسمت رمپ            فرمول                     :

عرض قسمت رمپ             فرمول                  :

وزن دو رمپ در هر طبقه                 :

وزن واحد سطح قسمت پاگرد        : فرمول 

طول قسمت پاگرد                              : فرمول 

عرض قسمت پاگرد                            : فرمول 

وزن دو پاگرد در هر طبقه                : فرمول 

وزن ناشی از راه پله در هر طبقه   : فرمول 

مجموع بار مرده هر طبقه: فرمول 

بار مرده طبقه 1 : فرمول 

بار مرده طبقه 2 : فرمول 

بار مرده طبقه 3 : فرمول 

بار مرده طبقه 4 : فرمول 

بار مرده طبقه 5 : فرمول 

بار مرده طبقه 6 : فرمول 

کل باره مرده        : فرمول 

بارهای زنده: فرمول 

بار زنده طبقه 1  : فرمول 

 

بار زنده طبقه 2  : فرمول 

بار زنده طبقه 3  :فرمول 

بار زنده طبقه 4  :فرمول 

بار زنده طبقه 5  :فرمول 

بار زنده طبقه 6  :فرمول 

کل باره زنده        :فرمول 

وزن طبقات با اعمال ضرایب آیین نامه ای:

وزن هر طبقه = بار مرده طبقه + 20 درصد از بار زنده طبقه

بارگزاری جانبی:

با مراجعه به فصل دوم آیین نامه و همچنین مشخصات ساختمان ضرایب مورد نیاز برای بارگذاری زلزله قابل تعیین می باشد که به شرح زیر محاسبه می گردد:

نیروی زلزله در امتداد    X:

محل احداث بنا مشهد می باشد، که منطقه ای با خطر نسبی زیاد مشخص شده است و با توجه به بند 2-4-2 آیین نامه 2800 میزان  می‌باشد.

ساختمان های مسکونی با توجه به بند 2-4-6 آیین نامه دارای اهمیت متوسط می باشند، بنابراین .

با توجه به مشخصات اولیه داده شده خاک محل تیپ II بوده که با توجه به بند 2-4-3 آیین نامه می توانیم  را بدست آوریم.

(نمودار و جداول و تصاویر در فایل اصلی موجود است)