بارهای ثقلی ، به طور معمول در دو گروه اصلی بارهای مرده یا دائمی و بارهای زنده طبقه بندی می شوند بارهای زنده به طور کلی شامل وزن اثاثیه انسان ها تجهیزات و مانند آن می گردند برخلاف سایر بارها مثل بارهای ناشی از زلزله و باد بارهای زنده را می توان تا حدودی تحت کنترل داشت.

بارهای مرده

بارهای مرده ، تمامی بارهای ثقلی (وزن) سازه فضایی ، اعضا و اجزای سیستم باربر، سازه های کف ها و سقف ها ، کف سازی ، نازک کاری سقف ها و کف های کاذب ، تیغه های دایمی ، دیوارهای بیرونی و درونی نماسازی ، پوشانه ها و تمامی تجهیزات و وسایلی که در موقعیت ثابت به صورت دائمی استقرار می یابند را دربر می گیرد .

محاسبه مقادیر بارهای مرده

محاسبه وزن مرده توسط پیمانکار در مراحل پیش تولید برای تعیین قیمت سازه فضایی در سازه های متعارف امر پیچیده ای نیست و خیلی راحت می توان آن را بررسی نمود ، با این وجود با توجه به تغییرات وزن مخصوص مصالح و ابعاد اجزای سازه ای معمولاً تنها مقادیر تقریبی به دست آمده مورد بهره برداری قرار داده می شوند.

تغییرات بارهای مرده

در طراحی سازه های فضایی که معمولاً به دلیل ویژگی های مرتبط با فرم و پیچیدگی های هندسی و هم بندی ممکن است حدس اولیه طرح با یک طرح نهایی قابل دفاعی از دیدگاه فنی و اقتصادی فاصله قابل اعتنایی داشته باشد. لازم است فرایند تکرار در هر مرحله از فرایند تحلیل کنترل اصلاح طرح تا رسیدن به طرح منطقی یا بهینه با قیود معین ، آنچنان دنبال گردد تا در هر مرحله از اصلاح طرح بارهای مرده نیز متناظر با تغییرات مقاطع و نوع اعضا و ابعاد و نوع پیونده ها و یا تغییر چگالی طرح تغییر داده شوند.

نحوه محاسبه بار

در سازه های فضایی شبکه ای بار اعضا را می توان در طول عضو به طور گسترده وزن در واحد طول و بسته به نوع اتصال بار پیونده ها قطعات انتهایی و ادوات اتصال را به طور متمرکز در گره ها اعمال نمود. در مورد گنبدها و چلیک هایی که در امتداد نصف النهاری فاصله گره های آنان تغییر می نماید در تعیین بارهای متمرکز معادل ناشی از سازه و پوشانه ها باید آثار تغییرات فاصله مزبور را در محاسبه نیروهای ناشی از بارهای مرده در نظر گرفت.

دلایل تغییر وزن سازه

- تغییرات درصد رطوبت مصالح به دلیل خشک شدن بارش باران ، تعرق ، وقوع سیل و تغییرات شیمیایی مصالح سازه و پوشانه ها.

- تغییرات سازه ای مانند افزودن طبقات یا جایگزینی بخشی از سازه یا پوشانه آن با مصالح جدید؛

عوامل موثر دیگر

همچنین تغییرات در کف سازی و نازک کاری سطوح کف و دیوارها و پوشانه ها و افزودن یا برداشتن سقف ها و کف های کاذب افزودن تیغه ها جهت جدا سازی فضا ها یا برداشتن تیغه های موجود جهت تجمیع فضا ها در مورد چنین تغییراتی باید مطالعات توجیهی و امکان سنجی به عمل آید و در صورتی که پاسخ مثبت از مطالعات مزبور حاصل گردد. باید آثار ناشی از اعمال تغییرات در سازه موجود در حین فرایندهای عملیاتی صرفاً توسط مهندسان آشنا به مفاهیم طراحی و ساخت و بهسازی سازه فضا کار بررسی شود.

نحوه تعیین ضرایب بار

گرچه معمولاً در طراحی سازه فضا کار مقادیر بار مرده بر اساس ابعاد اسمی و وزن مخصوص اعضا و اجزا و پوشانه ها و سایر کنش های مشمول بارهای مرده تعریف می گردند ضرایب بار باید به نحوی اختیار گردند که طی آن آثار روا داری ها در ابعاد که خود منجر به تغییرات در مقاومت اعضای و مقاطع خواهد گردید به صورت منطقی در مدل سازی بار ها ملحوظ شود.

بارهای زنده

این بار ها شامل بارهای ثقلی (وزن) ناشی از نحوه بهره برداری و اشغال سازه می باشند که بر اعضا و اجزای سازه فضاکار اعمال می شوند. تجهیزات تأسیسات الکتریکی و مکانیکی که ممکن است شامل آثار ضربه نیز باشند در زمره بارهای زنده به شمار می روند تغییرات تصادفی بارهای زنده معمولاً از طریق جمع کردن فرایند بارهای زنده مدل سازی می شوند.

آثار دینامیکی و ضربه ناشی از بارهای زنده

در اینجا آثار اعمال ضربه و ارتعاشات ناشی از تجهیزات مکانیکی ، وسایط نقلیه ، ماشین آلات ، جرثقیل ها ، بالابرها ، کمپرسورها ، ماشین آلات چاپ دستگاه های پرس وتجهیزاتی از این قبیل مورد نظر می باشند که در حین بهره برداری از آنان آثار بارهای ثقلی توام با آثار دینامیکی بر سازه اعمال می شوند.

تخمین بارهای زنده

در مراحل اولیه در مواردی ممکن است برای طراح دشوار باشد که تمامی حالات بارگذاری را که در طول عمر مفید سازه قابل اعمال می باشند پیش بینی نماید بارگذاری بارهای زنده معمولاً شامل دو نوع از بار می باشند:

(الف) بار گسترده یکنواخت معادل

(ب) بار متمرکز از پیش تعیین شده.

بارهای گسترده یکنواخت

بارهای یکنواخت معادل از پیش تعیین شده ای را به منظور ارائه آثار بار زنده متغیر در سازه به کار می برند مقادیر بارهای یکنواخت از طریق مطالعه و بررسی سازه های با بهره برداری مشابه و تقریب زدن بارهای واقعی تعیین می گردند.

بارهای متمرکز

مقادیر بارهای متمرکز شامل بارهای متمرکز محتمل برای حالات مشخصی تعیین شده اند از جمله برای بام ها ، پارکینگ ها ، کف ساختمان های اداری، اطاق تجهیزات بالابر ،پلکان ها ، محل های استقرار تجهیزات مکانیکی و در مورد پل ها به صورت بارهای تیغه ای تعریف گردیده اند. به طور کلی مقادیر تعیین شده باید مدلل بوده و نقاط اعمال نیز باید به نحوی در نظر گرفته شوند که نواحی بحرانی را در بر گیرند.

مقادیر بارهای زنده

تا زمانی که داده های تفصیلی مستدل در مورد مقادیر بارهای زنده وارده بر انواع سازه های فضاکار با کاربری خاص یا چند منظوره گردآوری نشده باشد، بارهای زنده ارائه شده در آیین نامه های کشوری مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران و در مورد پل های متشکل از سازه های فضا کار بارهای زنده ارائه شده در مشخصات فنی AREA و AASHTO را که مبتنی بر تجربه و قضاوت مهندسی می باشند باید به عنوان سطوح بار مشخصه برای سازه های فضاکار نیز در نظر گرفت .

تغییرات بارهای زنده

در حالی که بارهای مرده را میتوان با درجه ای از دقت پیش بینی کرد بارهای زنده تا آن درجه قابل پیش بینی نیستند با بهره گیری از روشهای ضرایب بارهای بار میتوان انواع مختلف بار با ضرایب متفاوت را در ترکیب بارها منظور کرد؛ لذا مطلوب خواهد بود که هر نوع از ملزومات بارگذاری در واقع حاصل ارزیابی معتبر از نوع کاربری مربوطه را ارائه دهند .