مثال هایی از محاسبه بار برف مطابق مبحث ششم ویرایش98

علاوه بر بارهای مرده و زنده سقف ﯾﮑﯽ دیگر از ﺑﺎرﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺛﻘﻠﯽ ﺑﺮ ﺳﺎزه اﺛﺮ ﻣﯽﮐﻨﺪ ، ﺑﺎر ﺑﺮف اﺳﺖ.  هنگام طراحی ، لازم است علاوه بر سایربارهای ه وارد بر سقف ، بار برف را نیز محاسبه کنید ، زیرا به علت بارش در زمستان بار برف می‌تواند از وزن بار مرده و زنده وارد بر سقف فراتر رود و ﺑﺎﻋﺚ ﺗﺨﺮﯾیب گردد.

 پس از محاسبه بار برف بام ، لازم است حالت‌های مختلف بارگذاری شامل بار برف متوازن و نامتوازن ، برف بخشی ، انباشتگی برف و برف لغزنده در نظر گرفته شود و بحرانی‌ترین آنها باید به سازه اعمال گردد.

1. بار برف بام (Pr)

بار برف بام ، با توجه به بار برف مبنا (موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی) ، شیب و دمای بام و اهمیت سازه (کاربری ساختمان و شکل بام آن) و میزان برف‌گیری سازه (تاثیر قرار گیری ساختمان‌ها در کنار یکدیگر) برای هر متر مربع تصویر افقی سطح سازه از رابطه زیر تعیین می‌شود:

Pr = Is . Cn . Ch . Cs . Ps

بار برف بام ، بیانگر بار برف متوازن است.

1-1. Ps ، بار برف مبنا

وزن لایه برف ،  روی سطح افقی زمین است که براساس آمار موجود در منطقه ، احتمال فراگذشت از آن (دوره بازگشت50 سال) در سال دو درصد باشد (یعنی احتمال آن که در طی50 سال ، برفی سنگین‌تر از آن در منطقه ببارد ، دو درصد در سال است). 

واﺿﺢ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺗﻌﺪاد دﻓﻌﺎت و ﺣﺠﻢ ﺑﺎرش ﺑﺮف در ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺳﺮدﺳﯿﺮ و ﮐﻮﻫﺴﺘﺎﻧﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮ از ﻣﻨﺎﻃﻖ ﮔﺮﻣﺴﯿﺮ و ﮐﻮﯾﺮي ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ ، ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺳﺮدي ﻫﻮا در اﯾﻦ ﻣﻨﺎﻃﻖ ، ﺑﺮف دﯾﺮﺗﺮ ذوب ﻣﯽﺷﻮد. ﻣﺒﺤﺚ ﺷﺸﻢ ﻣﻘﺮرات ﻣﻠﯽ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن، ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت آﻣﺎري و ﻫﻮاﺷﻨﺎﺳﯽ، ﻣﻨﺎﻃﻖ ﮐﺸﻮر را از ﻧﻈﺮ ﻣﯿﺰان ﺑﺎرش ﺑﺮف ﺑﻪ 6 ﻧﺎﺣﯿﻪ ﺗﻘﺴﯿﻢﺑﻨﺪي ﮐﺮده اﺳﺖ.

 لذا بار برف مبنا برای مناطق مختلف کشور را باید با توجه به تقسیم‌بندی مشخص شده در جدول 1-1 و یا تصویر 1-1حداقل برابر با مقادیر جدول 1-2در نظر گرفت:

نکته: طبق بند 6-7-3 مبحث ششم (بارهای وارد بر ساختمان) ، این بار را می‌توان با انجام مطالعات دقیق‌تر آماری برای منطقه مورد نظر نیز تعیین نمود ، ولی مقدار آن نباید کمتر از 8/0 مقدار بار منطقه مربوطه در نظر گرفته شود.

جدول1-1: تقسیم بندی شهرهای کشور از نظر بار برف

تصویر1-1: تقسیم بندی مناطق کشور برای بار برف

جدول1-2: حداقل مقدار Ps برای مناطق مختلف کشور

2-1. Is ، ضریب اهمیت بار برف

این ضریب براساس گروه خطرپذیری ساختمان و طبق بند 6-1-1 مبحث ششم بدست می‌آید (جدول1-3 که مطابق جدول 6-1-2 مبحث ششم است را ببینید).

جدول1-3: ضریب اهمیت بار برف

خوب ! منظور از گروه خطرپذیری چیست؟

طبق جدول 6-1-1 از مبحث ششم ، ساختمان‌ها بنا به میزان خطرپذیری جانی و خدمات‌رسانی که براساس میزان آسیب یا خرابی و با توجه به کاربری آنها تعیین می‌شود  به چهار گروه تقسیم می‌شود که در جدول 1-4 آورده شده است.

نکته: طبق بند 6-1-6-1 مبحث ششم ، اگر بخش‌هایی از یک ساختمان دارای کاربری‌های متفاوت باشد  بالاترین گروه خطرپذیری باید به آن ساختمان اختصاص یابد.

نکته: طبق بند 6-1-6-2 مبحث ششم ، در صورتی که ساختمان یا سایر سیستم‌های سازه‌ای به قسمت‌هایی با سیستم‌های سازه‎ای مستقل تقسیم شده باشد ، گروه‌بندی هر قسمت می‌تواند به صورت مستقل از هم انجام شود.

جدول1-4: گروه‌بندی خطرپذیری ساختمان‌ها و سایر سازه‌ها

3-1. Cn ، ضریب برف گیری

در ﺻﻮرت وزش ﺑﺎد ، ﺑﺮف از روي ﺑﺎم ﺟﺎﺑﻪﺟﺎ ﻣﯽﺷﻮد و ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ ﺳﻄﺤﯽ ﺑﺎ ارﺗﻔﺎع ﮐﻤﺘﺮ در ﻣﺠﺎورت ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ ، ﺑﺮف ﺟﺎﺑﻪﺟﺎ ﺷﺪه از ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﻠﻨﺪﺗﺮ ﺑﺮ  روي آن اﻧﺒﺎﺷﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد. اﯾﻦ ﭘﺪﯾﺪه در ﺿﺮﯾﺒﯽ ﺑﻪ ﻧﺎم ﺿﺮﯾﺐ ﺑﺮف‌ﮔﯿﺮي ﻟﺤﺎظ ﻣﯽﺷﻮد. ﻣﻘﺪار اﯾﻦ ﺿﺮﯾﺐ ﻋﺪدي ﺑﯿﻦ 8/0 ﺗﺎ 2/1 اﺳﺖ و با توجه به اثر ناهمواری محیط و ساخت و ساز اطراف و میزان برف‌گیری بام ساختمان براساس جدول 1-5 در نظر گرفته می‌شود.

نکته: برای مناطق 1 الی 3 بار برف ، این ضریب برابر یک در نظر گرفته می‌شود.

جدول1-5: مقادیر  Cn، ضریب برف گیری

یکی از عوامل موثر بر ضریب برف‌گیری ساختمان ، مقدار تراکم محیط اطراف ساختمان است. به عنوان مثال  وجود درختان یا ساختمان‌های دیگر در اطراف ساختمان مورد نظر ، نوعی تراکم محیطی در نظر گرفته می‌شود. هرچه میزان تراکم محیط بیشتر باشد سرعت وزش باد کمتر شده و در نتیجه برف کمتری از روی بام جابجا می‌شود.

نوع ناحیه که در جدول1-5 برای تعیین ضریب برف‌گیری استفاده می‌شود ، باید بیانگر شرایط پیش‌بینی شده در دوره عمر مفید ساختمان مورد نظر باشد. برای هر جهت باد ، نوع ناحیه براساس مشخصات هر یک از دو قطاع 45 درجه در دو طرف جهت مورد نظر باد تعیین و هر کدام که بیشترین اثر را دارد ، انتخاب می‌شود. دو ناحیه بصورت زیر تعریف می‌شود:

ناحیه پرتراکم-مناطق با تراکم ساختمان شهری یا در مجاورت جنگل‌های انبوه شامل ناهمواری و موانع متعدد و متراکم با ارتفاع 9 متر یا بیشتر

ناحیه باز- محدوده‌های که در آن ساختمان‌ها ، درختان یا موانع دیگر به صورت پراکنده قرار گرفته ، یا در مجاورت دریاچه ، دریا ، ساحل باز یا همراه با پوشش‌های گیاهی کم ارتفاع واقع شده است.

مناطقی که در آانها تراکم ساختمان‌ها یا موانع یا ارتفاع آنها شرایط ناحیه پرتراکم را نداشته باشد , مشابه ناحیه باز تلقی می‌شود.

زمین نشان داده شده در تصویر 1-2 را در نظر بگیرید. برای تعیین ضریب برف‌گیری ، نوع ناحیه آن را بایستی کدام یک از نواحی فوق در نظر بگیریم ؟  

همانطور که گفته شد ، برای تعیین نوع ناحیه ساختمان باید چهار جهت اصلی باد که منطبق بر دو امتداد عمود برهم است را در نظر بگیریم. بنابراین در هر جهت ، وضعیت محیط را در دو قطاع 45 درجه‌ای در دو جهت بررسی می‌کنیم و قطاعی که تراکم بیشتری داشته باشد ، تعیین کننده نوع ناحیه آن جهت است. در نهایت ، دو امتداد عمود برهم را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم ، جهتی که بحرانی است ، انتخاب می‌شود. 

تصویر1-2: ناهمواری‌های محیط اطراف یک ساختمان

بنابراین به صورت زیر عمل می‌کنیم. در جهت نشان داده شده در تصویر1-3 هم دریا و هم محیط باز در محدوده‌ ناحیه باز قرار دارند. در جهت دیگر بافت جنگلی بلند در محدوده ناحیه پرتراکم قرار دارد. اکنون به مقایسه نوع ناحیه در دو جهت می‌پردازیم. یک جهت باز و جهت دیگر پرتراکم است ، بنابراین با توجه به جدول 1-5 ناحیه پرتراکم تعیین کننده است و نوع ناحیه ساختمان پرتراکم در نظر گرفته می‌شود.

تصویر1-3: وضعیت محیط را در دو قطاع 45 درجه‌ای در دو جهت بررسی می‌کنیم

ﺗﺼﻮر ﮐﻨﯿﺪ ﮐﻪ دو ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﺎ ﺗﻌﺪاد ﻃﺒﻘﺎت و ارﺗﻔﺎع ﻣﺘﻔﺎوت در ﮐﻨﺎر ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻗﺮار دارد و ﺑﺎم ﻫﺮ دوي آﻧﻬﺎ ﭘﻮﺷﯿﺪه از ﺑﺮف اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﺷﻤﺎ در ﻫﻨﮕﺎم وزش ﺑﺎد ﭼﻪ اﺗﻔﺎﻗﯽ ﻣﯽ‌اﻓﺘﺪ؟

ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ ، ﺑﺮف از ﺑﺎم ﺑﺎﻻﺗﺮ ﺑﺮ روي ﺑﺎم ﭘﺎﯾﯿﻦﺗﺮ ﻣﯽرﯾﺰد. اﯾﻦ اﺗﻔﺎق ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ در ﻏﯿﺎب ﺑﺎد و در اﺛﺮ ﻟﻐﺰش ﺑﺮف ﻧﯿﺰ رخ دﻫﺪ. ﻫﺮﭼﻪ ﺗﺮاﮐﻢ ﻣﺤﯿﻂ ﺷﻬﺮي ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ ، ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ ﮐﻤﺘﺮ ﺷﺪه و اﺛﺮ اﯾﻦ ﻋﺎﻣﻞ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. اﻣﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﮐﻨﯿﺪ ﺑﺎ ﻣﺘﺮاﮐﻢﺗﺮ ﺷﺪن ﺑﺎﻓﺖ ﺷﻬﺮي ، ﺳﺮﻋﺖ وزش ﺑﺎد ﻧﯿﺰ ﮐﻤﺘﺮ ﺷﺪه و ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺑﺮف ﮐﻤﺘﺮي ﺟﺎﺑﻪﺟﺎ ﻣﯽﺷﻮد. ﻫﺮ دوي اﯾﻦ ﻋﻮاﻣﻞ در رواﺑﻂ ﻣﺒﺤﺚ ﺷﺸﻢ ﻣﻘﺮرات ﻣﻠﯽ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.

 در جدول 1-5 بام برف‌ریز بامی است که بالاتر از محیط اطراف می‌باشد و محافظتی برای جلوگیری از ریزش برف وجود ندارد. در صورت برقراری یکی از حالات زیر بام را نمی‌توان بام برف‌ریز دانست:

1.    واحدهای تاسیساتی بزرگ روی بام وجود داشته باشد.
2.    ارتفاع دست انداز بام و سایر برجستگی‌ها از روی بام بیشتر از ارتفاع برف متوازن (hb=pr/γ) باشد.
3.    موانع اطراف ساختمان در فاصله‌ای کمتر از ده برابر ho باشد (تصویر1-4 را ببینید)

ho   فاصله قائم از روی مرتفع‌ترین‌ مانع تا روی بام مورد نظر و  γوزن مخصوص برف است و با استفاده از رابطه زیر بدست می‌آید:

γ=  0/43 Ps  + 2/2 KN/m3

تصویر1-4: اگر L >10 ho  باشد در این صورت ساختمان شماره 1 برف‌ریز محسوب می‌شود

بام برف‌گیر بامی است که از تمام جوانب ، پایین‌تر از موانع متصل به آن و یا موانع اطراف می‌باشد. بام‌های غیر برف‌گیر و غیر برف‌ریز ، بام‌های نیمه برف‌گیر محسوب می‌شود.

نکته: با توجه به جدول 1-5 بیشترین ضریب برف‌گیری ، یعنی 1/1 مربوط به بام برف‌گیر در ناحیه پرتراکم می‌باشد ، زیرا در این حالت بام از اطراف برف می‌گیرد و به علت وجود تراکم در محیط اطراف ، سرعت وزش باد کمینه بوده و برف کمی از روی بام جابجا می‌شود. برعکس کمترین مقدار ضریب برف‌گیری ، یعنی 0/8 مربوط به ساختمان برف‌ریز در ناحیه باز است.

 مسئله: دو ساختمان با مشخصات هندسی زیر در شهر اصفهان و در محدوده یک کارگاه ساختمانی باز قرار دارد:

(در روند حل مسئله ، در صورت نیاز بار برف بام ساختمان 2 را برابرKN/m2  0/63 در نظر بگیرید)

تصویر1-5: مشخصات هندسی ساختمان‌ها

الف - وضعیت بام پایین تر در ساختمان1 چگونه است؟

ب - وضعیت بام بالاتر در ساختمان 1 چگونه است؟

ج - اگر جان پناهی به ارتفاع 80 سانتیمتر روی ساختمان2 بسازیم ، آیا این جان پناه مانع برف ریز شدن ساختمان 2 می‌شود؟

به بررسی هر یک از موارد مطرح شده می‌پردازیم:

الف - همانطور که در تصویر 1-5 مشاهده می‌کنید ، ساختمان 1دارای بام‌هایی با ارتفاع متفاوت بوده و در این گونه ساختمان‌ها ، شرایط برف‌ریز و برف‌گیر بودن هر بام باید به طور جداگانه بررسی شود. بام کوتاه‌تر (قسمت A ) با توجه به نداشتن فاصله از بام بلندتر (قسمت B ) برف‌گیر است و این موضوع نیازی به کنترل ندارد.

ب - باد ممکن است برف موجود در بام ساختمان 2 را بر روی بام قسمت B از ساختمان شماره 1 بریزد .

با توجه به این که اختلاف ارتفاع دو بام 2متر ( ho=20-18) و فاصله دو ساختمان  (15+8) 23 متر می‌باشد و این عدد بیشتر از  m 20 = 10 x ho است ، در نتیجه بام قسمت  B را می‌توانیم برف‌ریز در نظر بگیریم.

ج – همانطور که گفتیم اگر بام ساختمان دارای دست انداز باشد و ارتفاع این دست انداز از ارتفاع برف متوازن بیشتر باشد ، دست انداز مانع برای ریزش برف محسوب شده و ساختمان برف‌ریز در نظر گرفته نمی‌شود.

برای به دست آوردن ارتفاع برف متوازن ، مقدار بار برف متوازن را نیاز داریم که با توجه به صورت مسئله ، آن را KN/m2 0/63 فرض می‌کنیم. همچنین بار برف مبنا برای اصفهان برابر KN/m2  1 می‌باشد و داریم:

 γ=  0/43 Ps  + 2/2 = 2/63    KN/m3 
hb=pr/γ =0/63 / 2/63 =0/24  m

همانطور که مشاهده می‌کنید ارتفاع جان پناه از ارتفاع برف متوازن ساختمان2 بیشتر است و فرض برف‌ریز بودن ساختمان2 در حالت جدید صحیح نیست. از طرفی با توجه به این که ارتفاع ساختمان از موانع اطراف خود بیشتر است ، این بام برف گیر نیز نبوده و نیمه برف گبر محسوب می‌شود.

تذکر: از این تمرین می‌توان فهمید که بام با ارتفاع بلندتر لزوما برف‌ریز نیست و باید ارتفاع موانع روی بام نیز مورد بررسی قرار گیرد.

واﺿﺢ اﺳﺖ ﮐﻪ در ﺻﻮرت ﮔﺮم ﺑﻮدن ﻫﻮاي داﺧﻞ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ، ﺑﺮف اﻧﺒﺎﺷﺘﻪ ﺷﺪه ﺑﺮ روي ﺑﺎم زودﺗﺮ ذوب ﻣﯽﺷﻮد. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل ، ﺑﺮف ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮ ﺑﺎم ﯾﮏ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻣﺴﮑﻮﻧﯽ ﮐﻪ در ﻃﻮل زﻣﺴﺘﺎن ﻫﻮاي داﺧﻞ آن ﻫﻤﯿﺸﻪ ﮔﺮم اﺳﺖ ، زودﺗﺮ از ﺑﺮف ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮ ﺑﺎم ﺳﺮدﺧﺎﻧﻪ ذوب ﻣﯽﺷﻮد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮي ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﺮ ﻣﯿﺰان ﺑﺮف اﻧﺒﺎﺷﺘﻪ ﺷﺪه در ﺑﺎم ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻣﯽ‌ﮔﺬارد.   

ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ ، در ﺻﻮرت ﻗﻮﺳﯽ ﯾﺎ ﺷﯿﺐ‌دار ﺑﻮدن ﺑﺎم ، ﻟﻐﺰش ﺑﺮف ﺑﺴﯿﺎر ﺑﯿﺸﺘﺮ از ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺗﺨﺖ اﺗﻔﺎق ﺧﻮاﻫﺪ اﻓﺘﺎد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺷﮑﻞ ﺑﺎم ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﺮ ﻣﯿﺰان ﻓﺸﺎر وارده از ﻃﺮف ﺑﺮف ﻣﺆﺛﺮ اﺳﺖ. ﻫﺮ دوي ﻋﻮاﻣﻞ ﻓﻮق ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺿﺮاﯾﺒﯽ در ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺑﺎر ﺑﺮف در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ در اداﻣﻪ ﺑﺤﺚ و ﺑﻪ ﺻﻮرت ﮐﺎﻣﻞ ﺗﻮﺿﯿﺢ داده ﻣﯽﺷﻮد.

  4-1. Ch ، ضریب شرایط دمایی

همانطور که گفته شد ، دمای هوای داخل ساختمان بر حجم برفی که روی بام انباشته می‌شود ، تاثیر می‌گذارد. طبق بند 6-5-7 مبحث ششم ، این عامل در ضریب شرایط دمایی در نظر گرفته می‌شود. مقدار این ضریب از جدول1-6 با توجه به شرایط مورد انتظار ساختمان در سال‌های عمر مفید تعیین می‌شود.

جدول1-6: مقادیر Ch ، ضریب شرایط دمایی

بنابراین برای ساختمان‌هایی که گرمایش مناسبی دارند ، مانند ساختمان‌های مسکونی ، می‌توان ضریب شرایط دمایی را برابر یک در نظر گرفت.

5-1. Cs ، ضریب شیب

 یکی از فاکتورهای مهم در محاسبه بار برف بام ، شیب بام است. هر چه بام دارای شیب بیشتری باشد ، برف  از روی بام راحت‌‌تر لغزیده و از حجم برف انباشته شده بر روی آن کاسته می‌شود. میزان لغزش برف به سه عامل وابسته است و با ضریبی به نام ضریب شیب بیان می‌شود:

1- لغزنده بودن سطح بام

2- دمای فضای داخل ساختمان 

3- مانع دار بودن بام

می‌دانیم که هرچه سطح بام لغزنده‌تر باشد ، برف راحت‌تر از روی آن سر می‌خورد. طبق بند 6-7-6-1 مبحث ششم ، بام‌های لغزنده شامل پوشش‌های فلزی ، سنگ برگ ، شیشه‌ای و پوشش لاستیکی ، پلاستیکی و قیر اندود با سطوح صاف و هموار می‌باشد. غشاهای دارای سطوح آجدار را نمی‌توان صاف در نظر گرفت. ورقه‌های پوشش آسفالتی و چوبی لغزنده محسوب نمی‌شود.

اگر فضای داخل ساختمان گرم باشد ، برف موجود روی بام زودتر ذوب می‌شود. اگر بام شیبدار باشد ، برفی که ذوب شده به سمت لبه بام حرکت می‌کند و از آنجا که لبه بام از اطراف با فضای بیرون ساختمان در ارتباط است ، برف ذوب شده مجددا در لبه بام یخ می‌زند. این اتفاق به پدیده سد یخی معروف است و باعث تجمع برف در لبه بام می‌شود که خود مانعی در برابر لغزش برف از روی بام است. بنابراین از تاثیر شیبدار بودن سقف و کاهش بار برف کاسته خواهد شد.

فرض کنید که فاصله لبه بام تا زمین یا بام مجاور کم است ، در اﯾﻦ ﺷﺮاﯾﻂ ﻟﻐﺰش ﺑﺮف از روي ﺑﺎم ﺗﺎ ﺟﺎﯾﯽ اداﻣﻪ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ ﮐﻪ اﯾﻦ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﭘﺮ ﺷﻮد و ﭘﺲ از آن ﻋﻤﻼ ﻟﻐﺰش ﺑﺮف ﻣﺘﻮﻗﻒ ﻣﯽﺷﻮد. ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ ، اﮔﺮ در ﻣﺠﺎورت ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ ﺑﺎم ﺑﻠﻨﺪﺗﺮي ﻗﺮار داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ ، در واﻗﻊ ﻣﺎﻧﻌﯽ در ﺑﺮاﺑﺮ ﻟﻐﺰش ﺑﺮف از روي ﺑﺎم ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽﺷﻮد. در ﺗﻤﺎم اﯾﻦ ﺣﺎﻻت از ﺗﺄﺛﯿﺮ ﺷﯿﺒﺪار ﺑﻮدن ﺑﺎم ﮐﺎﺳﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد.

طبق بند 6-7-6 مبحث ششم ، برای بام‌های مسطح و طبق بند 6-7-6-3 برای بام‌های کنگره‌ای و شیبدار دندانه‌ای برای کلیه سطوح مقدار ضریب شیب برابر یک خواهد بود.  

برای بام‌های شیب‌دار بر حسب زاویه شیب ، α ، به صورت زیر تعیین می‌شود:

ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﮐﻪ مشاهده می‌کنید ﺑﺮاي α ≤ αo  ﺑﺎم ﻋﻤﻼ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﯾﮏ ﺑﺎم ﺗﺨﺖ ﻋﻤﻞ ﻣﯽﮐﻨﺪ و ﺿﺮﯾﺐ ﺷﯿﺐ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ یک اﺳﺖ. ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ ﺑﺮاي ﺑﺎمﻫﺎيی ﺑﺎ ﺷﯿﺐ ﺑﯿﺶ از 70 درﺟﻪ ﻧﯿﺰ ﺿﺮﯾﺐ ﺷﯿﺐ ﺻﻔﺮ اﺳﺖ ، ﯾﻌﻨﯽ از ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺑﺎر ﺑﺮف در اﯾﻦ ﺑﺎمﻫﺎ ﺻﺮفﻧﻈﺮ ﻣﯽ‌ﺷﻮد.

ﺗﺬﮐﺮ: ﺿﺮﯾﺐ ﺷﯿﺐ ، ﺿﺮﯾﺒﯽ ﮐﺎﻫﻨﺪه ﺑﺮاي ﺑﺎر ﺑﺮف اﺳﺖ.

  زاویهαo  طبق بند 6-7-6-1 ، با توجه به شرایط سطح شیبدار ، به صورت زیر مشخص می‌شود:

• اگر سطح بام لغزنده باشد:

(و لغزش برف بر روی سطح شیب‌دار بدون مانع بوده و همچنین فضای کافی پایین‌تر از لبه بام برای ریزش برف موجود باشد)

•  اگر سطح بام لغزنده نباشد:

(یا مانعی برای ریزش برف وجود داشته باشد)

طبق بند 6-7-6-2 مبحث ششم ، در بام‌های قوسی ، ضریب اثر شیب باید با توجه به شیب قوس در طول آن تعیین گردد. برای این منظور کافی است قوس به صورت یک چند ضلعی در نظر گرفته شود و ضریب اثر شیب برای هر یک از اضلاع برحسب زاویه ضلع با افق ، طبق ضریب شیب بام‌های شیب‌دار تعیین می‌گردد. تعداد قطعات در هر نیمه قوس نباید از سه قطعه کمتر باشد. برای قسمت‌های با زاویه شیب بیشتر از هفتاد درجه بار برف در نظر گرفته نشده و این نواحی جزو تقسیمات قوس در نظر گرفته نمی‌شود.

2. حالت‌های مختلف بارگذاری

همانطور که ذکر شد پس از محاسبه بار برف بام ، لازم است حالت‌های مختلف بارگذاری شامل بار برف متوازن و نامتوازن ، انباشتگی برف ، لغزش برف و ... نیز در نظر گرفته شود و بحرانی‌ترین آنها باید به سازه اعمال گردد.

در ادامه با حالت‌های مختلف بارگذاری آشنا می‌شویم و روابط و نحوه محاسبه آنها در بخش بعدی ارائه خواهد شد.

1-2. بارگذاری متوازن

بارگذاری متوازن حالتی از بارگذاری برف روی بام ساختمان است که اثرات وزش باد یا نور خورشید که باعث افزایش یا کاهش بار برف در بخش‌هایی از بام می‌شود را در نظر نمی‌گیرد.

بارگذاری متوازن برای بام‌های مختلف ، با استفاده از رابطه بار برف بام (Pr) محاسبه می‌شود:

Pr = Is . Cn . Ch . Cs . Ps

2-2. بارگذاری نامتوازن

همانطور که ذکر شد ، به واسطه وزش باد یا نور خورشید بر روی بام‌های شیب‌دار ، کنگره‌ای ، قوسی و گنبدی امکان کاهش بارهای برف در وجوه رو به باد یا رو به خورشید و افزایش این بارها در نواحی پشت به باد وجود دارد. این موضوع موجب توزیع نامتوازن بار برف رویاین این نوع بام‌ها می‌شود. بنابراین علاوه بر بارگذاری متوازن برف ، اثر بارگذاری نامتوازن آن نیز بایستی بطور جداگانه در نظر گرفته شود. در تعیین بار نامتوازن امکان وزش باد از تمام جوانب باید بررسی گردد.

3-2. انباشتگی برف در بام های پایین تر

تاثیر وزش باد بر توزیع بار برف در بام های شیب‌دار ،کنگره‌ای ، قوسی و کنگره‌ای را دیدیم. اگر قرار باشد که این موضوع را در بام‌های مسطح بررسی کنیم ، باید با حالات مختلف انباشتگی برف در این نوع بام‌ها آشنا شویم. ﺑﺎر اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪ ﺑﺎر ﻣﺘﻮازن اﻓﺰوده ﮔﺮدد و ﺟﺰء آن ﺑﺎر ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽﮔﺮدد.

1-3-2. بام پایین تر در ساختمان هایی با بام پله ای

در اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ ﺑﻪ دو ﺻﻮرت اﺗﻔﺎق ﻣﯽ‌اﻓﺘﺪ:  

اﻟﻒ - اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ ﭘﺸﺖ ﺑﻪ ﺑﺎد: ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ در اﺛﺮ وزش ﺑﺎد ، ﺑﺮف از ﻗﺴﻤﺖﻫﺎي ﺑﺎﻻﯾﯽ ﺑﺎم ﺑﻪ ﻗﺴﻤﺖﻫﺎي ﭘﺎﯾﯿﻨﯽ رﯾﺰش ﮐﻨﺪ (تصویر2-1 را ببینید). 

ب - اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ رو ﺑﻪ ﺑﺎد: وزش ﺑﺎد ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﺑﺎﻋﺚ ﺷﻮد ﮐﻪ ﺑﺮف در ﺑﺎم ﭘﺎﯾﯿﻦﺗﺮ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺟﺎﺑﻪﺟﺎ ﺷﺪه و ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎم ﺑﺎﻻﺗﺮ ﻣﺘﻤﺎﯾﻞ ﮔﺮدد. این موضوع در تصویر2-2 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. در تصاویر hb ارتفاع برف متوازن می‌باشد.

2-3-2. بام پایین تر در ساختمان مجاور

ﻃﺒﻖ 6-7-9-2 مبحث ششم ، در ﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ ﻓﺎﺻﻠﻪ اﻓﻘﯽ دو ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻣﺠﺎور ﻫﻢ (d) ﮐﻤﺘﺮ از 6 ﻣﺘﺮ و ﮐﻤﺘﺮ از 6 ﺑﺮاﺑﺮ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻗﺎﺋﻢ آنﻫﺎ (h) باشد ، ﺗﺄﺛﯿﺮ اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ ﺑﺮف ﺑﺎﯾﺪ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد (تصویر2-3 را ببینید).

 h بیانگر اختلاف تراز لبه بام بلندتر با لحاظ دست‌انداز و روی لبه بام پایین بدون لحاظ دست‌انداز می‌باشد. 

تصویر2-1: نمایش برف انباشته شده بر بام پایین‌تر در وجه‌ پشت به باد

تصویر2-2: نمایش برف انباشته شده بر بام پایین‌تر در وجه‌ رو به باد 

در این حالت نیز انباشتگی در دو حالت اتفاق می‌افتد:

اﻟﻒ - اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ ﭘﺸﺖ ﺑﻪ ﺑﺎد: در این حالت ، در اﺛﺮ وزش ﺑﺎد ، ﺑﺮف از روی ساختمان بلندتر جابجا شده و بر روی ساختمان کوتاه‌تر انباشته می‌گردد (تصویر2-4 را ببینید). 

ب - اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ رو ﺑﻪ ﺑﺎد: در این حالت در اثر وزش باد ، برف موجود بر بام ساختمان کوتاه‌تر جابجا شده و در لبه انتهایی آن انباشته می‌شود (تصویر2-5 را ببینید).

در تصاویر hd ارتفاع انباشت برف وW   طول توزیع مثلثی انباشت می‌باشد. در حالت رو به باد ، از توزیع مثلثی حاصل ، بخشی از توزیع برف انباشت که در بین دو ساختمان قرار می‌گیرد از بارگذاری حذف می‌گردد.

تصویر2-3: نمایش فاصله افقی و قائم دو ساختمان مجاور نسبت به هم

تصویر2-4: حالت پشت به باد انباشتگی برف ، در دو ساختمان مجاور هم

تصویر2-5: حالت رو به باد انباشتگی برف ، در دو ساختمان مجاور هم

3-3-2. انباشتگی برف در اطراف قسمت های بالا آمده و دست انداز بام

برای مناطق 4 ، 5 و 6 بار برف ، انباشتگی برف در اطراف قسمت‌های بالا آمده از بام از قبیل خرپشته و فضاهای تاسیساتی و پشت دست‌انداز اطراف بام باید در نظر گرفته شود (تصویر2-6 را ببینید).

نکته: اگر عرض وجه قسمت بالا آمده بر روی بام کمتر از5/4 متر داشته باشد ، برای آن لحاظ بار برف انباشت لازم نیست.

تصویر2-6: انباشت برف در پشت دست‌انداز اطراف بام

4-2. بار برف لغزنده

طبق بند 6-7-11 مبحث ششم ، برای مناطق 4 ، 5 و 6 بار برف ، بار حاصل از لغزش برف از بام شیب‌دار بالاتر و ریختن آن به سقف پایین‌تر (تصویر2-7) باید برای بام‌های لغزنده با شیب سقف بیشتر از دو درصد و برای سایر بام‌های با شیب سقف بیشتر از 15 درصد در نظر گرفته شود. ﻃﺒﻖ اﯾﻦ ﺑﻨﺪ ، ﺑﺎر ﺑﺮف ﻟﻐﺰﻧﺪه ﺗﻨﻬﺎ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪ ﺑﺎر ﺑﺮف ﻣﺘﻮازن اﺿﺎﻓﻪ ﺷﻮد ﯾﻌﻨﯽ اﺛﺮ آن ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻫﻤﺰﻣﺎن ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺮ ﺑﺎرﮔﺬاريﻫﺎ (ﺑﺮف ﻧﺎﻣﺘﻮازن ، اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ ﺑﺮف  ﺑﺎرﮔﺬاري ﺟﺰﺋﯽ ﺑﺮف و اﺛﺮ ﺑﺎران ﺑﻪ ﺑﺮف) در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻧﻤﯽﺷﻮد.  

 تصویر2-7: برف لغزیده شده روی بام پایین‌تر

5-2. سربار باران بر برف

ﺑﺮاي در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻃﻮﻓﺎنﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ در آنﻫﺎ ﺑﺎرش ﺑﺎران و ﺑﺮف ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻫﻤﺰﻣﺎن اﺗﻔﺎق ﻣﯽاﻓﺘﺪ ، ﻃﺒﻖ ﺑﻨﺪ 12-7-6 مبحث ششم ، در ﻣﻨﺎﻃﻖ 2 و 3 بار برف ، برای بام با شیب کمتر از 15/W درجه (W فاصله افقی لبه پایین تا خط الراس سقف شیب‌دار بر حسب متر می‌باشد) سربار باران به مقدار 0/25 کیلونیوتن بر متر مربع به بار برف متوازن اضافه خواهد شد. این بار لازم نیست همراه با اثر انباشتگی ، لغزش ، بار برف نامتوازن یا بار بارگذاری بخشی برف در نظر گرفته شود. سربار باران بر برف به معنای تغییر مقدار بار برف متوازن در محاسبات مربوط به انباشت ، لغزش ، بار نامتوازن ، و یا بارگذاری بخشی نیست و برای آن مقدار Pr اصلی ملاک است .

6-2. بارگذاری بخشی برف

ﮔﺎﻫﯽ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﺑﻪ ﻫﺮ دﻟﯿﻠﯽ ﺣﺠﻢ ﺑﺮف در ﻗﺴﻤﺘﯽ از ﺑﺎم ﮐﻢ ﺷﻮد ، ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻮﺿﻌﯽ ﺑﺎر ﺑﺮف در اﯾﻦ ﻗﺴﻤﺖﻫﺎ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﯾﺶ ﺗﻨﺶ در ﺳﺎﯾﺮ ﻧﻮاﺣﯽ ﺷﻮد.

 ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ برای بام‌های دارای ﺗﯿﺮ ﻣﻤﺘﺪ ﭼﻨﺪ دﻫﺎﻧﻪ ، ﻃﺒﻖ ﺑﻨﺪ 6-7-8 مبحث ششم ، ﺑﺎﯾﺪ ﺳﻪ ﺣﺎﻟﺖ زﯾﺮ را ﮐﻨﺘﺮل ﮐﻨﯿﻢ (تصویر2-8 را ببینید):

1. ﺑﺎر ﮐﺎﻣﻞ برف ﻣﺘﻮازن ﺑر روي ﻫﺮﯾﮏ از دﻫﺎﻧﻪﻫﺎي اﻧﺘﻬﺎﯾﯽ و ﻧﯿﻢ ﺑﺎر ﻣﺘﻮازن ﺑﺮ روي ﺳﺎﯾﺮ دﻫﺎﻧﻪﻫﺎ
2.ﻧﯿﻢ ﺑﺎر برف ﻣﺘﻮازن ﺑﺮ روي ﻫﺮﯾﮏ از دﻫﺎﻧﻪﻫﺎي اﻧﺘﻬﺎﯾﯽ و ﺑﺎر ﮐﺎﻣﻞ برف ﻣﺘﻮازن ﺑﺮ روي ﺳﺎﯾﺮ دﻫﺎﻧﻪﻫﺎ   
3.ﺗﻤﺎم ﺗﺮﮐﯿﺐﻫﺎي ﻣﻤﮑﻦ ﺑﺎر ﮐﺎﻣﻞ برف ﻣﺘﻮازن ﺑﺮ روي دو دﻫﺎﻧﻪ ﻣﺠﺎور و ﻧﯿﻢ ﺑﺎر ﻣﺘﻮازن ﺑر روي ﺳﺎﯾﺮ دﻫﺎﻧﻪ‌ها

تصویر2-8: نامناسب‌ترین وضع بارگذاری تیرهای ممتد در بام

ﺗﺬﮐﺮ: در ﺗﻤﺎﻣﯽ ﺣﺎﻻت ﻓﻮق، ﻃﺮه ﺑﻪ ﺻﻮرت ﯾﮏ دﻫﺎﻧﻪ ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻃﺒﻖ ﺿﻮاﺑﻂ اﯾﻦ ﺑﻨﺪ ، در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺑﺎرﮔﺬاري بخشی ﺑﺮاي اﻋﻀﺎي ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﺧﻂاﻟﺮأس ﺳﻘﻒ شیب‌دار دوﻃﺮﻓﻪ ﺑﺎ ﺷﯿﺐ سقف ﺑﯿﺸﺘﺮ از 4 درﺻﺪ ﺿﺮوري ﻧﯿﺴﺖ.

ﺑﺮاي ﺳﺎﯾﺮ اﻧﻮاع ﭘﻮﺷﺶ ﺑﺎم (غیر از تیرهای ممتد) ، اﻣﮑﺎن اﯾﺠﺎد اﺛﺮ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﻧﺎﺷﯽ از ﺑﺎرﮔﺬاري بخشی ، از ﻃﺮﯾﻖ ﮐﺎﻫﺶ ﺑﺎر ﺑﺮف ﻣﺘﻮازن ﺑﻪ ﻧﺼﻒ ، در ﺑﺨﺶﻫﺎﯾﯽ از ﺑﺎم ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺮرﺳﯽ ﺷﻮد.

ناپایداری برکه‌ای و انباشتگی آب: ﻃﺒﻖ ﺑﻨﺪ 6–7–13 مبحث ششم ، در ﻃﺮاﺣﯽ ﺑﺎم ﺑﺎﯾﺪ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪاري ﺑﺮﮐﻪاي ﺷﺪن ﺑﺮرﺳﯽ ﺷﻮد. ﺑﺮاي ﺑﺎمﻫﺎي ﺷﯿﺒ‌ﺪار ﮐﻤﺘﺮ از دو درﺻﺪ و ﺑﺎمﻫﺎي ﺑﺎ اﻣﮑﺎن اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ آب ، ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﮔﺮﻓﺘﮕﯽ آﺑﺮو ، ﺗﻐﯿﯿﺮﺷﮑﻞ ﺑﺎم ﺑﺮ اﺛﺮ ﺑﺎر ﮐﺎﻣﻞ ﺑﺮف ، ﺑﺎ ﻟﺤﺎظ اﺛﺮ ﺑﺮﮐﻪاي ﺷﺪن ، ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ و ارزﯾﺎﺑﯽ می‌ﺷﻮد.

 بام ساختمان‌های موجود: ﻃﺒﻖ ﺑﻨﺪ 6 –7–14 مبحث ششم ، در مناطق 5 و 6 بار برف ، در ﺻﻮرت ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺎختمان ﺟﺪﯾﺪ به صورت چسبیده یا در فاصله کمتر از 6 متر از ساختمان موجود ، علاوه بر طراحی ساختمان جدید برای بار برف ، اثرات اضافه شدن بار برف بر بام ساختمان موجود باید بررسی شود. ضمنا در مناطق 3 و 4 بار برف نیز در صورت ساخت ساختمان جدید به صورت چسبیده به ساختمان موجود (به عنوان نمونه مطابق تصویر2-10) اثر انباشتگی برف بر روی ساختمان‌های جدید و موجود باید در نظر گرفته شود.

تصویر2-10: اثر بار برف روی بام ساختمان‌های موجود

3. محاسبات بارگذاری برف 

در ادامه با ارائه نمونه‌هایی با نحوه محاسبه بار برف برای شکل‌های مختلف بام آشنا می‌شویم.

1-3. بام تخت

فروشگاه بزرگی به همراه یک انبار مطابق تصویر3-1، جهت نگهداری کالاهای خود در مرکز شهر تهران قرار گرفته است. این مجموعه از سازه‌های اطراف برف نمی‌گیرد. (پوشش سقف آسفالت و انبار بدون گرمایش داخلی است.)

  تصویر3-1: ابعاد هندسی ساختمان‌ها

1-1-3. بار برف متوازن

برای تعیین بار برف متوازن گام‌های زیر را طی می‌کنیم:

تعیین بار برف مبنا (Ps):

مطابق جدول6-7-1 مبحث ششم ، شهر تهران در منطقه4 با بارش برف زیاد قرار گرفته است ، بنابراین بار برف مبنا برابر5/1 کیلونیوتن بر مترمربع در نظر گرفته می‌شود.

تعیین ضریب اهمیت ساختمان در بار برف (Is):

طبق بند 6-1-6-2 مبحث ششم ، این ساختمان از دو قسمت با کاربری‌های متفاوت تشکیل شده است بنابراین برای هر قسمت باید ضریب اهمیت جداگانه‌ای تعیین شود. از طرفی طبق جدول6-1-1مبحث ششم فروشگاه‌های بزرگ در گروه خطرپذیری2 و انباری‌ها در گروه خطرپذیری3 قرار می‌گیرد. بنابراین ، طبق جدول 6-1-2 مبحث ششم ،  فروشگاه دارای ضریب اهمیت بار برف 1/1 و انباری دارای ضریب بار برف 1 است.

تعیین ضریب برف‌گیری (Cn):

با توجه به تصویر3-1، این ساختمان از دو قسمت با ارتفاع‌های متفاوت ساخته شده است. با توجه به این که این مجموعه از سازه‌های اطراف برف نمی‌گیرد و انبار کوتاه‌تر از فروشگاه است ، در مجموع مانعی برای بام فروشگاه محسوب نمی‌شود و در نتیجه بام فروشگاه به عنوان بام برف‌ریز در نظر گرفته شده و بام انباری به عنوان بام برف‌گیر محسوب می‌شود. از سوی دیگر این مجموعه در ناحیه با تراکم شهری قرار گرفته است. در مجموع طبق جدول 6-7-2 مبحث ششم ، می‌توان ضریب برف‌گیری فروشگاه را 0/9 (پرتراکم و برف‌ریز) و ضریب برف‌گیری انبار را 1/1(پرتراکم و برف‌گیر) در نظر گرفت.

تعیین ضریب شرایط دمایی (Ch):

طبق جدول 6-7-3 مبحث ششم ، با توجه به این که فضای داخل فروشگاه همیشه گرم است ، ضزیب دمایی آن یک در نظر گرفته می‌شود ، همچنین انبار بدون گرمایش بوده و ضریب دمایی آن 1/2 می‌باشد.

تعیین ضریب شیب (Cs):

طبق بند 6-7-6 مبحث ششم ، برای بام‌های مسطح برابر واحد می‌باشد.

محاسبه بار برف متوازن (Pr):

بارگذاری متوازن برای بام‌های مختلف ، با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

Pr = Is . Cn . Ch . Cs . Ps
  1/5x  1/0x  1/0x  0/9 x  1/1  =KN/m²  1/485 = بار متوازن فروشگاه
KN/m²  1/98= 1/5x  1/0x 1/2x  1/1x  1/0= بار متوازن انباری

2-1-3. بار برف نامتوازن

طبق بند 6-7-7 مبحث ششم ، در نظر گرفتن حالت بار نامتوازن برف برای بام‌های تخت لازم نیست.

3-1-3. انباشتگی برف در بام پایین تر در ساختمان ‌هایی با بام پله ای

طبق بند 6-7-9-1 مبحث ششم ، چنانچه نسبت hc / hb < 0/2 برقرار باشد ، نیازی به در نظر گرفتن انباشتگی برف نیست. hb در اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ، ارﺗﻔﺎع ﺑﺮف ﻣﺘﻮازن اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ مطالب بیان شده در بند 1-3 (ضریب برف‌گیری) ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ hb=pr/γ و  γ وزن مخصوص برف است. hc ﻧﯿﺰ برابر ارتفاع نزدیک‌ترین نقطه بام مجاور بالاتر از روی برف متوازن روی بام پایین‌تر می‌باشد. ﺑﺮاي درك ﺑﻬﺘﺮ اﯾﻦ ﻣﻮﺿﻮع ، ﺑﻪ تصویر3-2 ﺗﻮﺟﻪ ﮐﻨﯿﺪ.

تصویر3-2: نمایش برف انباشته شده بر بام پایین‌تر

یادآوری: مقدار انباشت بار برف مطابق تصویر3-2 به بار متوازن اضافه خواهد شد.

γ =   0/43Ps +2/2  = 0/43 x 1/5 + 2/2 =  2/85  KN/m3
hb = pr / γ = 1/98 / 2/85 = 0/70  m
hc = H − hb =15-0/70 = 14/30 m
hc / hb =  14/21 / 0/70  = 2/06> 0/2

همچنین منطقه محل احداث ساختمان در منطقه 4 از تقسیم بندی شهرهای کشور قرار گرفته است ، بنابراین انباشتگی برف باید در نظر گرفته شود.

ﺷﺎﯾﺎن ذﮐﺮ اﺳﺖ ﮐﻪ ارﺗﻔﺎع اﻧﺒﺎﺷﺘﮕﯽ برف در ﺣﺎﻻت ﭘﺸﺖ ﺑﻪ ﺑﺎد و رو ﺑﻪ ﺑﺎد ﻣﺘﻔﺎوت اﺳﺖ. لذا ﻫﺮ دو اﻣﮑﺎن اﻧﺒﺎﺷﺖ ﭘﺸﺖ ﺑﻪ ﺑﺎد و رو ﺑﻪ ﺑﺎد ﺑﺎﯾﺪ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد.  

 hd ارﺗﻔﺎع اﻧﺒﺎﺷت برف (تصویر3-2 را ببینید) طبق بند 6-7-9-1 مبحث ششم ، ﺑﻪ ﺻﻮرت زﯾﺮ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﯽ‌ﺷﻮد:

در رابطه ارتفاع انباشتگی برف lu بیانگر طولی است که برف از روی آن جمع می‌شود. یعنی در انباشت رو به باد طول بام پایین‌تر و در انباشت پشت به باد طول بام بالاتر می‌باشد (تصویر3-2 را ببینید).

برای محاسبه بارانباشت برف ابتدا ارتفاع انباشتگی برف را با استفاده از روابط فوق در دو حالت انباشت پشت به باد و رو به باد محاسبه می‌کنیم. سپس هر کدام بزرگتر بود ، ملاک بارگذاری انباشت برف خواهد بود.

ارتفاع انباشت برف ، رو به باد (طول بام پایین): 

 Lu = 25   m  =>  hd  = 0/61 m

ارتفاع انباشت برف ، پشت به باد (طول بام بالاتر): 

 Lu = 37   m  =>  hd  =   1/0 m

همانطور که ذکر شد ، برای طراحی حداکثر ارتفاع انباشت برف استفاده می‌شود ، بنابراین:

 حالت انباشت پشت به باد کنترل کننده است. پس :

hd =1/0    m

ارتفاع انباشت مثلثی در پای ناحیه بلندتر مقدار حداکثر hd را داشته و ارتفاع انباشت برف به طور خطی به صفر در فاصله  Wاز آن کاهش داده می‌شود.

طول توزیع مثلثی انباشت برف (W) به hc و hd بستگی دارد و به صورت زیر مشخص می‌شود:
 
ﺗﺬﮐﺮ: در ﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ W ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه از ﻋﺮض ﺑﺎم ﭘﺎﯾﯿﻦﺗﺮ (Lr) ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ ، مقدار ارتفاع برف در لبه انتهایی بام برابر رابطه زیر بوده و برف ، انباشت ذوزﻧﻘﻪ‌اي خواهد داشت.

در این مثال :

hd =1/0  m    ,   hc = 14/30  m      =>     hd ≤ hc   =>   w = 4 hd  = 4 m   < Lr =  25 m

 پس انباشتگی برف توزیع مثلثی خواهد داشت. توجه داشته باشید ، طول توزیع برف هرگز نباید بیش از 8hc باشد.

درآخر ، شدت بار انباشت برف را محاسبه می‌کنیم ، شدت بار انباشت برف برابر مقدار Pd = γ hd  در پای دیوار قسمت بلندتر خواهد بود.

γ  = 2/85  KN/m3    =>   Pd  = 2/85  KN/m²

تصویر3-3 میزان برف متوازن و بار انباشت برف را که به سقف سازه ما اعمال شده است ، نشان می‌دهد. بارگذاری بخشی برف در اینجا ارزیابی نشده است. توجه داشته باشید ، تمام مقادیر بدون بارهای سرویس است.

تصویر3-3: دیاگرام بار برف متوازن با در نظر گرفتن بار انباشت برف

4-1-3. سربار باران بر برف

چون منطقه محل احداث ساختمان در منطقه 4 از تقسیم بندی شهرهای کشور قرار گرفته است ، طبق بند 12-7-6 مقدار سربار باران بر برف صفر در نظر گرفته می‌شود.

با برنامه تحت اکسل محاسبه خودکار بار برف می‌توانید محاسبات فوق را در عرض چند ثانیه انجام دهید.

دریافت برنامه