ترکیب بارهای طراحی سازه

ترکیب بارهای اصلی مبحث ششم و ASCE7 بصورت زیر هستند:

Basic LRFD Load Combinations (ASCE-7):
1.4D
1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)
1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (0.5L or 0.8W)
1.2D + 1.6W + 0.5L + 0.5(Lr or S or R)
0.9D + 1.6W
1.2D + 1.0E + 0.5L + 0.2S
0.9D + 1.0E

از بین این ترکیب بارها، تنها دو ترکیب بار آخری شامل نیروی زلزله هستند. برای این دو ترکیب بار داریم:

For Load Combination: 1.2D + 1.0E + 0.5L + 0.2S
E = ρ QE + 0.2 SDS* D
For Load Combination: 0.9D + 1.0E
E = ρ QE – 0.2 SDS* D

که طبق ASCE7 مقدار E = ρ*QE+-0.2*SDS*D است. که در آن جمله اول اثر مولفه افقی و جمله دوم اثر مولفه قائم زلزله است.

ρ*QE=effect of horizontal forces
0.2*SDS* D=effect of vertical forces
E=the effect of horizontal and vertical earthquake-induced forces
QE = effect of horizontal earthquake induced forces
SDS=design spectral acceleration at short periods
D=dead load effect
ρ=reliability factor

با قرار دادن E در ترکیب بارهای فوق داریم:

For Load Combination: 1.2D + 1.0E + 0.5L + 0.2S
substitute: E = ρ QE + 0.2 SDS D
(1.2 + 0.2 SDS) D + 1.0 ρ QE + 0.5L +0.2S
For Load Combination: 0.9D + 1.0E
substitute: E = ρ QE – 0.2 SDS D
(0.9 – 0.2 SDS) D + 1.0 ρ QE

در ترکیب بار اول ضریب بار مرده 1.2 + 0.2 SDS و در ترکیب بار دوم، 0.9 – 0.2 SDS می‌شود.

پارامتر Sds شتاب طیفی در دوره تناوب کوتاه است. در صورتی که بخواهیم 3-3-9-1-الف استاندارد 2800، (اعمال بار قائم زلزله به کل سازه) را در برنامه برای ترکیب بارهای پیش‌فرض اعمال نماییم، بایستی آن را برابر مقدار زیر معادل سازی کنیم. با فرض لرزه‌خیزی خیلی زیاد و اهمیت متوسط برای سازه:

SDS=(0.6*A*I)/0.2=(0.6*0.35*1)/0.2=1.05
0.2SDS=0.21

بنابراین ضریب بار مرده در ترکیب بار اول برابر، 1.2 + 0.21 مساوی 1.41 و در ترکیب بار دوم 0.9-0.21 مساوی 0.69 خواهد شود.

منبع: کانال دکتر علیرضایی https://t.me/AlirezaeiChannel