مبحث ۶ — بارهای وارد بر ساختمان
درسنامه — بار برف
خلاصه‌یِ بندهایِ ۷-۶، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
کلیات و رابطه‌یِ بارِ برفِ بام (بندهایِ ۱-۷-۶ و ۲-۷-۶)
•ساختمان‌ها و سازه‌هایِ موضوعِ این مبحث باید برایِ بارِ برف طراحی شوند؛ پس از محاسبه‌یِ بارِ برفِ بام، باید حالت‌هایِ مختلفِ بارگذاری — بارِ متوازن و نامتوازن، برفِ بخشی، انباشتگیِ برف و برفِ لغزنده — طبقِ الزاماتِ این فصل در نظر گرفته شود.
•بارِ برف بر رویِ بام (Pf) از رابطه‌یِ ۶-۷-۱ به‌صورتِ حاصل‌ضربِ بارِ برفِ مبنا (Pg) در ضریبِ اهمیتِ بارِ برف (Ie، جدولِ ۶-۱-۲)، ضریبِ برف‌گیری (Ce، بخشِ ۶-۷-۴)، ضریبِ شرایطِ دمایی (Ct، بخشِ ۶-۷-۵) و ضریبِ شیب (Cs، بخشِ ۶-۷-۶) به دست می‌آید.
بارِ برفِ مبنا و تقسیم‌بندیِ مناطق (بندِ ۳-۷-۶، جدولِ ۶-۷-۱)
•بارِ برفِ مبنا (Pg) باری است که احتمالِ فراگذشت از آن در سال ۲٪ باشد (دوره‌یِ بازگشتِ ۵۰ سال). این بار در ۶ منطقه‌یِ کشور تعیین شده: منطقهٔ ۱ (برفِ بسیار کم/نادر) ۰٫۲۵ کیلونیوتن بر مترمربع؛ منطقهٔ ۲ (کم) ۰٫۵؛ منطقهٔ ۳ (متوسط) ۱؛ منطقهٔ ۴ (زیاد) ۱٫۵؛ منطقهٔ ۵ (سنگین) ۲؛ منطقهٔ ۶ (فوق‌سنگین) ۳ کیلونیوتن بر مترمربع.
•جدولِ ۶-۷-۱ منطقه‌یِ بارِ برفِ بیش از ۱۱۸ شهرِ کشور را فهرست می‌کند (مثلاً تهران و اراک: منطقهٔ ۴؛ اصفهان، شیراز و قم: منطقهٔ ۳؛ اردبیل و رشت: منطقهٔ ۵؛ یزد و بندرعباس: منطقهٔ ۱ یا ۲). برایِ مطالعاتِ آماریِ دقیق‌تر، مقدارِ به‌دست‌آمده نباید کمتر از ۰٫۸ برابرِ مقدارِ منطقه‌یِ مربوطه باشد.
ضرایبِ برف‌گیری، دما و شیب (بندهایِ ۴-۷-۶ تا ۶-۷-۶، جدول‌هایِ ۶-۷-۲ و ۶-۷-۳)
•ضریبِ برف‌گیری (Ce، جدولِ ۶-۷-۲): برایِ مناطقِ ۱ تا ۳ برابرِ یک است. برایِ سایرِ مناطق، بستگی به نوعِ ناحیه (پرتراکم یا باز) و نوعِ بام (برف‌ریز، نیمه‌برف‌گیر، برف‌گیر) دارد: در ناحیه‌یِ پرتراکم بینِ ۰٫۹ تا ۱٫۱؛ در ناحیه‌یِ باز بینِ ۰٫۸ تا ۱٫۰.
•بامِ برف‌ریز: بالاتر از محیطِ اطراف و بدونِ حفاظت. بامِ برف‌گیر: از تمامِ جوانب پایین‌تر از موانعِ اطراف. بامِ نیمه‌برف‌گیر: هیچ‌کدام از دو حالتِ بالا. موانعِ اطراف تا فاصله‌یِ ۱۰ برابرِ ارتفاعِ خود می‌توانند بام را از حالتِ برف‌ریز خارج کنند.
•ضریبِ شرایطِ دمایی (Ct، جدولِ ۶-۷-۳): تمامِ ساختمان‌هایِ معمولی ۱٫۰؛ ساختمان‌هایِ گرم‌شده با دمایِ کمی بالاتر از صفر ۱٫۱؛ ساختمان‌هایِ بدونِ گرمایش/زیرِ بامِ باز ۱٫۲؛ ساختمان‌هایِ همواره زیرِ صفر ۱٫۳.
•ضریبِ شیب (Cs، بندِ ۶-۷-۶): برایِ بام‌هایِ مسطح برابرِ یک. برایِ بام‌هایِ شیب‌دار، بر اساسِ زاویه‌یِ شیب و لغزنده/غیرِلغزنده‌بودنِ سطح تعیین می‌شود؛ در بام‌هایِ لغزنده (پوششِ فلزی، سنگ‌برگ، شیشه‌ای، لاستیکی، قیراندود) با شیبِ ملایم، ضریبِ شیب از زاویه‌یِ ۵ درجه (Ct=1) یا ۱۰ درجه (Ct بالاتر) شروع به کاهش می‌کند؛ در بام‌هایِ غیرِلغزنده از ۳۰ درجه. برایِ طراحیِ طره‌یِ لبه‌یِ پایینِ بام (تا حداکثر ۱٫۵ متر)، Cs باید دو برابر شود.
بارگذاریِ متوازن و نامتوازن (بندِ ۷-۷-۶)
•بارگذاریِ متوازن، اثرِ وزشِ باد یا نورِ خورشید را که موجبِ افزایش/کاهشِ بارِ برف در بخش‌هایی از بام می‌شود، لحاظ نمی‌کند؛ بارگذاریِ نامتوازن باید جداگانه بررسی شود (لازم نیست برایِ بام‌هایِ تخت لحاظ شود).
•بام‌هایِ با شیبِ دو یا چندطرفه: بارِ نامتوازن برایِ شیبِ سقفِ کمتر از ۴٪ یا بیشتر از ۶۰٪ لازم نیست. برایِ بام‌هایِ با فاصله‌یِ افقیِ کمتر از ۶ متر بینِ تاج و پایِ شیب (با تیرِ ساده)، سمتِ رو‌به‌باد بدونِ بار و سمتِ پشت‌به‌باد با بارِ یکنواختِ نامتوازن در نظر گرفته می‌شود؛ برایِ سایرِ بام‌ها، سربارِ اضافی در فاصله‌یِ افقیِ مشخصی از تاج به سمتِ پایِ شیب اعمال می‌شود.
•بام‌هایِ قوسی: اگر زاویه‌یِ شیبِ خطِ رابطِ تاج-پایِ قوس کمتر از ۱۰ یا بیشتر از ۶۰ درجه باشد، بارِ نامتوازن ضروری نیست؛ برایِ زوایایِ بینابین، رو‌به‌باد بدونِ بار و پشت‌به‌باد با توزیعِ خطیِ فزاینده در نظر گرفته می‌شود. برایِ بخش‌هایِ با شیبِ بیش از ۷۰ درجه، بارِ برف اصلاً لحاظ نمی‌شود.
•بام‌هایِ دندانه‌دار/کنگره‌ای/تاوه‌چین‌دار: اگر شیب بیش از ۳٪ باشد، بارِ نامتوازن لحاظ می‌شود؛ شدتِ بار از نصفِ بارِ متوازن در تاج‌ها به مقدارِ بیشینه (۲Pr/Cs) در قعرِ دره‌ها افزایش می‌یابد.
•گنبدها و پوشش‌هایِ مدور: پلان به ۴ قطاعِ ۹۰-درجه‌ای تقسیم می‌شود؛ قطاعِ پشت‌به‌باد (مجموعاً ۱۳۵ درجه) بارگذاری می‌شود و برایِ بخشِ رو‌به‌باد (۲۲۵ درجه) بارِ برف لحاظ نمی‌شود.
نامناسب‌ترین وضعِ بارگذاری و انباشتگیِ برف (بندهایِ ۸-۷-۶ و ۹-۷-۶)
•برایِ بام‌هایِ دارایِ تیرهایِ ممتدِ چنددهانه، سه حالتِ بارگذاری باید بررسی شود: بارِ کامل در دهانه‌هایِ انتهایی و نیم‌بار در سایرِ دهانه‌ها؛ نیم‌بار در دهانه‌هایِ انتهایی و بارِ کامل در سایرِ دهانه‌ها؛ و همه‌یِ ترکیب‌هایِ ممکنِ بارِ کامل در دو دهانه‌یِ مجاور با نیم‌بار در بقیه.
•برایِ مناطقِ ۴، ۵ و ۶ بارِ برف، بامِ پایین‌تر باید برایِ بارهایِ انباشته‌شده‌یِ ناشی از سایه و بادِ قسمت‌هایِ بالاتر (همان ساختمان یا ساختمانِ مجاور) طراحی شود؛ هر دو حالتِ انباشتِ پشت‌به‌باد و رو‌به‌باد باید بررسی شود. اگر فاصله‌یِ افقیِ دو ساختمان بیش از ۶ متر یا ۶ برابرِ اختلافِ ترازِ بام‌ها باشد، نیازی به انباشتگی نیست.
•انباشتگیِ برف در اطرافِ قسمت‌هایِ بالاآمده و دست‌اندازِ بام (خرپشته، فضاهایِ تأسیساتی) نیز برایِ مناطقِ ۴، ۵ و ۶ باید در نظر گرفته شود؛ اگر عرضِ وجهِ قسمتِ بالاآمده کمتر از ۴٫۵ متر باشد، لحاظِ بارِ انباشت لازم نیست.
برفِ لغزنده، سربارِ باران بر برف و بامِ ساختمان‌هایِ موجود (بندهایِ ۱۱-۷-۶ تا ۱۴-۷-۶)
•برفِ لغزنده: در مناطقِ ۴، ۵ و ۶، بارِ حاصل از لغزشِ برف از بامِ شیب‌دارِ بالاتر به سقفِ پایین‌تر — برایِ بام‌هایِ لغزنده با شیبِ بیش از ۲٪ و سایرِ بام‌ها با شیبِ بیش از ۱۵٪ — باید در نظر گرفته شود؛ این بار به‌صورتِ نواری تا فاصله‌یِ ۴٫۵ متر از لبه‌یِ بامِ بالاتر توزیع می‌شود و با بارِ متوازن جمع می‌شود (ولی هم‌زمان با نامتوازن/انباشتگی/بارگذاریِ بخشی/سربارِ باران لحاظ نمی‌شود).
•سربارِ باران بر برف: در مناطقِ ۲ و ۳ بارِ برف، برایِ بام‌هایِ با شیبِ کم، سربارِ ۰٫۲۵ کیلونیوتن بر مترمربع به بارِ برفِ متوازن اضافه می‌شود (بدونِ نیاز به هم‌زمانی با انباشتگی/لغزش/نامتوازن).
•ناپایداریِ برکه‌ای: برایِ بام‌هایِ با شیبِ کمتر از ۲٪ و بام‌هایِ مستعدِ انباشتگیِ آب، تغییرشکلِ بام تحتِ بارِ کاملِ برف با لحاظِ اثرِ برکه‌ای شدن باید ارزیابی شود.
•بامِ ساختمان‌هایِ موجود: در مناطقِ ۵ و ۶، هنگامِ ساختِ ساختمانِ جدیدِ چسبیده یا در فاصله‌یِ کمتر از ۶ متر از ساختمانِ موجود، اثرِ اضافه‌شدنِ بارِ برف بر بامِ ساختمانِ موجود باید بررسی شود؛ در مناطقِ ۳ و ۴ نیز برایِ ساختمانِ چسبیده، اثرِ انباشتگی باید لحاظ شود.
جدولِ مرورِ سریع
تعدادِ مناطقِ بارِ برفِ کشور۶ منطقه (بندِ ۳-۷-۶، جدولِ ۶-۷-۱)
بارِ برفِ مبنایِ منطقهٔ ۱ (بسیار کم)۰٫۲۵ کیلونیوتن بر مترمربع
بارِ برفِ مبنایِ منطقهٔ ۳ (متوسط — مثلاً اصفهان، شیراز)۱ کیلونیوتن بر مترمربع
بارِ برفِ مبنایِ منطقهٔ ۴ (زیاد — مثلاً تهران، اراک)۱٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع
بارِ برفِ مبنایِ منطقهٔ ۶ (فوق‌سنگین)۳ کیلونیوتن بر مترمربع
حداقلِ نسبتِ مجازِ برآوردِ آماریِ Pg به مقدارِ جدول۰٫۸
ضریبِ برف‌گیری برایِ مناطقِ ۱ تا ۳همیشه ۱ (Ce=1)
ضریبِ شرایطِ دماییِ ساختمانِ معمولی (Ct)۱٫۰
ضریبِ شرایطِ دماییِ ساختمانِ همیشه زیرِ صفر۱٫۳
حداکثر طولِ لحاظ‌شده برایِ طره‌یِ لبه‌یِ بام (Cs×۲)۱٫۵ متر
آستانه‌یِ شیبِ سقف برایِ لغوِ بارِ نامتوازنِ بام‌هایِ دوشیبهکمتر از ۴٪ یا بیشتر از ۶۰٪
سربارِ باران بر برف (مناطقِ ۲ و ۳)۰٫۲۵ کیلونیوتن بر مترمربع
فاصله‌یِ توزیعِ نواریِ برفِ لغزندهتا ۴٫۵ متر از لبه‌یِ بامِ بالاتر
حداقلِ عرضِ وجه برایِ لحاظِ انباشتِ برفِ اطرافِ خرپشته۴٫۵ متر
برو به آزمونِ همین فصل