بارهای اعمال شده بر تیر

بارهای اعمال شده بر تیر کدام هستند؟
تعیین نوع و مقدار بارهای اعمال شده، از مهم ترین مراحل طراحی دستی تیر فولادی است. بارهای اعمال شده بر تیرهای فولادی دارای انواع مختلفی هستند که در ادامه، به معرفی هر یک از آن ها می پردازیم.

بارهای اعمال شده بر تیر بر اساس منشا بارگذاری چه هستند؟
تیر فولادی می تواند در معرض بارهای مختلف با منشا متفاوت (بار مرده، زنده و غیره) قرار گیرد. در ادامه، به معرفی انواع بارگذاری با توجه به منشا بار می پردازیم.

بار مرده اعمال شده بر روی تیر چیست؟
بار مرده، باری است که از وزن اجزای دائمی ساختمان به وجود می آید. مقدار بار مرده اعمال شده بر سازه، همیشه ثابت است.

از بارهای مرده وارد بر تیر فولادی می توان به وزن دال بتنی و دیوار اشاره کرد. این بارها همیشه بر روی تیر حضور دارند و مقدار آن ها تغییری نمی کند.

مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، کلیه تیغه ها و دیوارها با وزن هر متر مربع بیش از 1 کیلونیوتن بر متر مربع، به عنوان بار مرده در نظر گرفته می شوند. در طراحی دستی تیر فولادی می توان مقدار فرضی بار مرده را 2 کیلونیوتن بر متر مربع در نظر گرفت.

بار زنده اعمال شده بر تیر چیست؟
بار زنده، باری غیردائمی است که در حین استفاده از ساختمان به اجزای مختلف آن وارد می شود. مقدار بار زنده اعمال شده بر سازه متغیر است.

این نوع بار به وزن وسایل و افراد حاضر بر روی سازه بستگی دارد. البته، بار حین ساخت را نیز می توان به عنوان یکی از انواع بارهای زنده در نظر گرفت.

حداقل بار زنده برای طراحی دستی تیر فولادی باید مطابق با جدول 6-5-1 مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تعیین شود. به عنوان مثال، حداقل بار زنده اعمال شده بر ساختمان های مسکونی در هر اتاق برابر با 2 کیلونیوتن بر متر مربع است.

بار سقف اعمال شده بر تیر چیست؟
ماهیت بار سقف مشابه بار زنده است. اگرچه، این نوع بار معمولا به عملیات های ساخت و ساز یا نگهداری و تعمیرات سازه مربوط می شود.

بارهای دیگر اعمال شده بر تیر کدام هستند؟
بارهای دیگری نظیر برف، باد، زلزله با ارتعاش، باران، محصورشوندگی و غیره در طراحی تیر وجود دارند. در صورت اعمال هر یک از این بارها بر روی تیر، باید مقدار آن را در طراحی لحاظ کرد.

بارهای اعمال شده بر تیر بر اساس نحوه بارگذاری چه هستند؟
تیر، عضوی از سازه است که معمولا تحت نیروی برشی و گشتاور خمشی قرار می گیرد. در ادامه، به معرفی انواع بارهای اعمال شده بر روی تیر بر اساس نحوه بارگذاری می پردازیم.

بار یکنواخت چیست؟
بار یکنواخت یا بار گسترده، باری است که به صورت یکنواخت بر روی تمام بخش های تیر توزیع می شود. به عبارت دیگر، مقدار بار در تمام بخش ها یکسان است.

بارهای یکنواخت با یکای نیرو بر واحد طول (کیلونیوتون بر متر در سیستم SI) نمایش داده می شوند. این بارها معمولا برای ساده سازی نمایش بارهای نقطه ای نزدیک به هم (تیرچه های کف و تیرهای شیروانی سقف) مورد استفاده قرار می گیرند.

به منظور محاسبه صحیح بار یکنواخت اعمال شده بر تیر، باید سطح تأثیر تیر را در بار سطحی مناسب ضرب کرد. مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، در صورتی که بار تیغه یا دیوار بین 1 تا 2 کیلونیوتن بر متر مربع باشد، بار معادل را می توان به صورت بار گسترده یکنواخت در نظر گرفت.

بار خطی چیست؟
بارهای خطی بسیار مشابه بارهای یکنواخت هستند. با این تفاوت که این بارها با یک مقدار ثابت نمایش داده می شوند. به علاوه، مقدار بارهای خطی در امتداد طول تیر تغییر می کند. یکای این نوع بار نیز نیرو بر طول است.

بار نقطه ای یا بار متمرکز چیست؟
بار نقطه ای یا بار متمرکز، بار یاست که بر یک ناحیه بسیار کوچک اعمال می شود. اگر ناحیه بارگذاری نسبت به طول تیر کوچک باشد، بار اعمال شده به عنوان بار نقطه ای در نظر گرفته می شود. یکای بارهای نقطه ای، نیرو است.

گشتاور چیست؟
گشتاور یا کوپل، باری است که باعث ایجاد دوران در محور تیر می شوند. یکای گشتاور، نیرو در طول است. از بین موارد معرفی شده در این بخش، بارهای یکنواخت نقش مهم تری در طراحی دستی تیر فولادی دارند.

ضرایب بار چه هستند؟
ضرایب بار، نسبت هایی هستند که به منظور مقایسه مقاومت تئوری با حداکثر بار قابل انتظار در سازه نهایی (بار واقعی) مورد استفاده قرار می گیرند.

در تحلیل سازه، ضرایب بار با توجه به روش طراحی و برای تعیین مقاومت طراحی استفاده می شوند. در ادامه، روش های مرسوم طراحی و ضرایب بار به کار رفته در هر روش را ارائه می کنیم.