محاسبات ساختمان
1. محاسبه تقریبی وزن ساختمان:
به دست آوردن وزن ساختمان و یا محاسبه تقریبی وزن ساختمان یکی از مواردی است که به شدت در هر پروژه ای نیاز می شود ؛ هم برای برآوردهای هزینه های اولیه ساخت و هم برای محاسبه تقریبی برش پایه ساختمان در حین زلزله , قبل از محاسبات اصلی کاربردهای زیادی دارد.(محاسبات ساده ساختمان)
برای به دست آوردن محاسبه تقریبی وزن ساختمان ابتدا باید نوع ساختمان را تشخیص دهید.
برای این کار که ابتدا نوع ساختمان خود را باید مشخص کنید ،چهار دسته سازه ساختمانی داریم:(محاسبات ساده ساختمان)
- ساختمان فولادی
- ساختمان بتنی
- ساختمان چوبی
- سازه های بنایی
بعد از انتخاب نوع ساختمان به یکی از موارد زیر خواهیم رسید:
1.1. محاسبه تقریبی وزن ساختمان فولادی با مهاربند:
در این حالت ساختمان فلزی با مهار بند , وزنی ( تقریبی ) مطابق با فرمول زیر خواهد داشت:
وزن سازه فلزی با مهاربند= مساحت زیر بنای یک طبقه × تعداد طبقات × ۰٫۹
تکته مهم در فرمول بالا این است که این مقدار بر حسب تن خواهد بود و حتما در این حالت باید در نظر داشته باشید که واحد مورد نظر را در محاسبات خود درست و دقیق منظور کنید.
البته مقدار ۰٫۹ موجود در فرمول بالا یک مقدار متغییر بین ۰٫۷۵ تا ۰٫۹ بوده که در جهت اطمینان می توانید آن را برابر با ۰٫۹ فرض کنید.(محاسبات ساده ساختمان)
با این حساب و طبق فرمول بالا خواهیم داشت:
وزن هر یک متر مربع ساختمان فولادی با مهار بند چیزی در حدود ۷۵۰ تا ۹۰۰ کیلوگرم خواهد بود.
1.2. محاسبه تقریبی وزن ساختمان فولادی قاب خمشی:
در این حالت ساختمان فلزی قاب خمشی , وزنی ( تقریبی ) مطابق با فرمول زیر خواهد داشت:
وزن سازه فلزی قاب خمشی = مساحت زیر بنای یک طبقه ×تعداد طبقات × ۱
نکته مهم این است که این مقدار نیز بر حسب تن بوده و باید در حین محاسبات دقت داشته باشید که مقدار آن را بر حسب کیلوگرم محاسبه نکنید.
همچنین نکته دیگری که باید بدانید این است که عدد ۱ با یک تلورانس تقریبی بین ۰٫۹ تا ۱ می تواند جایگیزین شود.
با این حساب و طبق فرمول بالا خواهیم داشت: وزن هر یک متر مربع ساختمان فولاد قاب خمشی در حدود ۱۰۰۰ کیلوگرم یا ۱ تن می باشد.
1.3. محاسبه تقریبی وزن ساختمان بتنی:
با توجه به این که ساختمان بتنی به علت وزن بالای بتن دارای وزن سنگین تری می باشد در این حالت خواهیم داشت:
وزن ساختمان بتنی = مساحت زیر بنا یک طبقه * تعداد طبقات * ۱٫۲
باز هم باید بدانید وزن به دست آمده بر اساس تن بوده و در حالتی که در سازه دیوار برشی وجود داشت به جای ۱٫۲ , مقدار ۱٫۵ تا ۱٫۶ را می توانید در نظر بگیرد.
با این حساب و طبق فرمول بالا خواهیم داشت: وزن هر یک متر مربع ساختمان بتنی در حدود ۱۳۰۰ کیلوگرم یا ۱٫۳ تن خواهد بود.
2. محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع:
محاسبه ابعاد مقطع به نکات و موارد زیادی وابسته است , حتی گاها ترفندهایی برا محاسبه مقاطع و کوچکتر کردن آن ها با ترفندها و ضوابط خاص آیین نامه ای وجود داشته باشد.
برای این کار باید ابتدا بدانید که ساختمان شما فولادی است یا بتنی.(محاسبات ساده ساختمان)
2.1. محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع بادبند در ساختمان فولادی:
برای این محاسبه ابتدا بهتر هست که دهانه های بادبندی خودتون رو مشخص کنید.(به صورت کلی بهتر هست که بادبندها رو در دهانه هایی که طول بیشتری دارند قرار دهید).
2.2. مراحل به دست آوردن ابعاد بادبند:
ابتدا وزن ساختمان را حساب کنید.
ضریب زلزله خود را محاسبه کنید. ( ضریب C از آیین نامه ۲۸۰۰ )
با ضرب ضریب زلزله در وزن تقریبی ساختمان , مقدار برش پایه را حساب کنید.
این نیرو را تقسیم بر ۲ برابر تعداد بادبند های کنید* و عدد به دست آمده را در مرحله بعدی استفاده خواهید کرد.
حالا طول مهاربند مورد نظر را به دست آورده و نیروی به دست آمده از مرحله قبلی را در طول مهاربند ضرب کنید و سپس به طول دهانه مهاربند تقسیم کنید.
حالا و در قدم آخر برای به دست آوردن مساحت هر بادبند مقدار به دست آمده از مرحله قبلی را به یک عدد بین ۷۵۰ تا ۹۰۰ تقسیم کنید.
مساحت به دست آمده را با استفاده از جدول اشتایل و مقادیر موجود در آن می توانید به راحتی به شیوه ای تقریبی به دست آورید.
*با فرض داشتن بادبند دو عضوی ( مثل بادبند ضربدری X) این مقدار تقسیم بر ۲ برابر تعداد بادبندها خواهد شد.
**بهتر است که این مقدار برای بادبندهای ضربدری در حدود ۷۵۰ , بادبندهای هشت ایی همگرا ۸۵۰ و برای بادبندهای واگرا در حدود ۹۰۰ در نظر گرفته شود.(محاسبات ساده ساختمان)
2.3. محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع ستون فلزی:
در اینجا جدولی را به صورت تقریبی برای شما آماده شده تا بتوانید از این جدول و ابعاد در پروژه های خود استفاده کنید.
جدول تقریبی محاسبه مقطع ستون:
چند نکته که باید قبل از استفاده از جدول بدانید:
جدول فوق برای ستون ها بر اساس مقطع باکس BOX های فولادی بوده.
در حالت هایی که طبقات کمتر می باشند و همزمان مساحت پروژه زیاد باشد , احتمال جوابگو نبودن مقاطع وجود دارد.
برای طبقات کمتر از مقادیر موجود در جدول می توانید از ستون های دوبل و یا تیر ورق های خاص استفاده کنید.
ستون های دوبل به دلیل تنوع زیاد و نحوه ساخت متفاوت آن ها بر اساس نیاز پروژه بین مهندسین در جدول فوق قرار نگرفته اند.
باز هم تاکیید می کنیم که این مقادیر مثل همه مقادیر تقریبی بوده و برای تخمین اولیه مناسب هستند:(محاسبات ساده ساختمان)
| تعداد طبقات | ابعاد ستون |
| 4 طبقه | Box 20*(1-1.5) |
| 5 تا 7 طبقه | Box (25-27) * (1-2) |
| 8 تا 10 طبقه | Box (25-30) * (1-2) |
| 11 تا 13 طبقه | Box (27-35) * ( 1.5-3) |
2.4. محاسبه تقریبی ابعاد تیر فولادی:
ابعاد تیرهای فولادی بسته به طول دهانه و جهت تیرچه هایی که بر روی آن ها و بار مرده سقف به شدت متغییر می باشد. به همین دلیل محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع تیرهای فولادی کاری بسیار دشوار است و به پارامتر های زیادی بستگی دارد. و بیشتر این تیرها با ورق های تقویتی استفاده می شوند که در نوع خودشان بسته به نوع پروژه و میزان نیروها متفاوت هستند.
اما برای محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع تیرهای فرعی می توانید از جدول زیر استفاده کنید:(محاسبات ساده ساختمان)
| فاصله دهانه تیر فرعی | نوع مقطع |
| 3 تا 4 متر | IPE 12-IPE 16 or CPE 16 |
| 4 تا 5 متر | IPE 16 – IPE 18 |
| 5 تا 6 متر | IPE 18 – IPE 20 or IPE با ورق تقویتی یا CPE |
عنوان CPE مربوط به تیرهای لانه زنبوری است.(محاسبات ساده ساختمان)
2.5. محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع ستون بتنی:
به تخمین مقادیر ابعاد ستون فولادی در سازه های بتنی می پردازیم:
ابعاد ستون های بتنی در سازه از فرمول زیر محاسبه خواهد شد:
0.8 = ابعاد ستون بتنی × ( ۲۰۰ +( ۵۰N × (A/25) ) )÷ (1/3)
که این مقدار الزاما باید بیشتر از ۳۵۰ میلی متر یا ۳۵ سانتی متر باشد که حداقل آیین نامه ای است.
مقدار فوق بر حسب میلی متر بوده و حتما باید این نکته را مد نظر داشته باشید.
اما در فرمول قوق یک سری پارامتر وجود دارد که هر کدام از آن ها عبارتند از:
A =سطح بارگیر ستون بر حسب متر مربع
N = تعداد سقف های بالای ستون مورد نظر
2.6. محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع تیر بتنی:
مقادیر ارتفاع تیر در قاب های بتنی با تقریب خوبی از فرمول زیر به دست خواهد آمد ؛
ارتفاع تیر بتنی = ۰٫۱ × طول دهانه تیر
عدد به دست امده را در جهت اطمینان می توانید به پنج سانتی متر اضافه کنید و بعد از این که آن را به مضربی از ۵ رند کردید می توانید ارتفاع تقریبی تیر را حساب کنید.
عرض تیر نیز برای راحتی بیشتر و بهتر در اجرا برابر با بعد عرضی ستون بوده که اجرا راحت تر شود.
چون طبق همین فرمول دهانه ۱۰ متری ارتفاع تیر آن برابر با حدود ۱ متر خواهد شد.(محاسبات ساده ساختمان)
2.7. محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع فونداسیون:
برای محاسبه تقریبی ابعاد مقاطع فونداسیون به آسان ترین روش ممکن می توانید از فرمول های زیر استفاده کنید
فرمول محاسبه ابعاد تقریبی فونداسیون به شرح زیر است:
ضخامت پی = ( تعداد طبقات * ۱۰ ) + ۲۰ سانتی متر
عرض پی = ( تعداد طبقات * ۲۰ ) + ۴۰ سانتی متر
نکات مهمی که در این باره باید بدانید این است که این ابعاد بر اساس واحد سانتی متر بوده و این که ضخامت پی به هیچ وجهی نباید کمتر از ۵۰ سانتی متر برای ساختمان ها در نظر گرفته شود.
3. محاسبات میلگرد :
3.1. فرمول ساده و کارگاهی برای محاسبه وزن یک متر طول میلگرد:
وزن یک متر طول میلگرد = نمره میلگرد به توان ۲ تقسیم بر ۱۶۲
مثال: میلگرد ۲۰
۴۰۰=۲۰^۲
۲/۴۷=۴۰۰/۱۶۲
3.2. محاسبه وزن میلگرد فونداسیون:
برای محاسبه سطح مقطع به ترتیب می‌توانید از فرمول‌های زیر استفاده کرده اعداد به دست آمده را با هم جمع کنید.
(طول کاور × 2) – (طول خم × 2) + طول مقطع = طول میلگرد طولی
(طول کاور × 2) – (طول خم × 2) + عرض مقطع = طول میلگرد عرضی
طول میلگرد × (تعداد + وزن واحد طول میلگرد) = میلگردهای تقویتی در فونداسیون
محاسبه تقریبی میلگرد موردنیاز برای اسکلت ساختمان: برای محاسبه میلگرد مورد نیاز برای اسکلت، ابتدا باید نوع اسکلت ساختمان را بدانیم. چراکه برای هر نوع اسکلتی یک مقدار معین میلگرد تعریف شده است.
میلگرد مورد نیاز برای اسکلت فولادی با مهاربند: 45 الی 65 کیلوگرم
میلگرد مورد نیاز برای اسکلت فولادی با قاب خمشی: 65 الی 90
میلگرد مورد نیاز برای اسکلت بتنی با قاب خمشی و دیوار برشی: 35 الی 45 کیلوگرم
میلگرد مورد نیاز برای اسکلت بتنی: 40 الی 55 کیلوگرم
3.3. محاسبه‌ی تقریبی میلگرد موردنیاز برای ستون‌ها و سقف:
به طور کلی در ساختمان‌های اسکلت بتنی برای هر ستون 12 الی 18 کیلوگرم میلگرد نیاز است. اما برای محاسبه میلگرد مورد نیاز سقف لازم است تا نوع سقف را بدانیم:(محاسبات ساده ساختمان)
میلگرد مورد نیاز برای سقف تیرچه بلوک: 5 الی 7 کیلوگرم
میلگرد مورد نیاز برای سقف کامپوزیت: 8 الی 12 کیلوگرم
میلگرد مورد نیاز برای سقف دال بتنی توپر: 10 الی 16 کیلوگرم
حال فرقی نمی‌کند که ساختمان شما چند طبقه است؛ زیرا با داشتن مقادیر بالا به راحتی می‌توانید آن‌ها را در فرمول زیر قرار دهید و میلگرد مورد نیاز برای هر ساختمان با هر تعداد طبقه‌ای را محاسبه کنید:
Wt={(W1 + W2)} × A + W3
Wt: وزن کل میلگرد ساختمان
W1: وزن کل میلگرد در اسکلت
W2: وزن کل میلگرد در سقف
W3: وزن کل میلگرد در فونداسیون
منبع :
سایت معماری ژوپیتر دیزاین
سایت مرکز آهن
