بار سیل — مبحث ۶ مقررات ملی ساختمان (فصل ۶)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «بار سیل» (بند ۶-۶) از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارد بر ساختمان). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۱۰ سوال دارد.
فهرست مطالب
- کلیات و تعاریف (بندهای ۱-۶-۶ و ۲-۶-۶)
- الزامات و بارهای طراحی (بند ۳-۶-۶)
- ترکیب اثرات سیل و خاک، و ضرایب اطمینان (بندهای ۴-۶-۶ و ۵-۶-۶)
خلاصه درسنامه
کلیات و تعاریف (بندهای ۱-۶-۶ و ۲-۶-۶)
- احداث هرگونه ساختمان یا سازه در سیلاب‌دشت‌ها تابع ضوابطی است که توسط مراجع ذی‌صلاح (وزارت نیرو، شهرداری‌ها) اعلام می‌گردد. در مناطق غیر سیل‌خیز، نیازی به بارگذاری سیل نیست.
- سیل‌پایه: سیلابی که احتمال تجاوز از آن در سال ۱٪ باشد (دوره‌ی بازگشت ۱۰۰ سال). سیل طرح: بزرگ‌ترین سیلاب از میان سیل‌پایه و سیل متناظر با منطقه‌ی سیل‌خیز اعلامی؛ ارتفاع آن شامل ارتفاع موج، «ارتفاع سیل طرح» نامیده می‌شود.
- سیلاب‌دشت: بخشی از پهنه‌ی رودخانه که هنگام عبور دبی سیل طرح از ظرفیت رودخانه، غرقاب می‌شود. منطقه‌ی سیل‌خیز: شامل حریم رودخانه‌ها/مسیل‌ها و نیز سواحل آب‌های آزاد که در آن‌ها باید توأمان ارتفاع آب ساکن سیل بیش از ۶۰۰ میلی‌متر و ارتفاع موج شکننده ۴۵۰ میلی‌متر یا بیشتر لحاظ شود.
- دیوار فروریزشی: دیواری غیرباربر که برای عبور آزادانه‌ی سیلاب، به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که فرو ریزد بدون آسیب به سازه‌ی اصلی. جریان واریزه‌ای و سیلاب گلی: جریان حامل مواد سنگی/چوبی که بارهای ضربه‌ای به سازه وارد می‌کند (غلظت رسوب کمتر از ۴۵٪ → سیلاب گلی).
الزامات و بارهای طراحی (بند ۳-۶-۶)
- در مناطق سیل‌خیز، ساختمان باید توسط شمع، پی ستونی و مانند آن، بالاتر از ارتفاع سیل طرح قرار گیرد و در محدوده‌ی تراز سیل، از موانعی مانند دیوارهای فروریزشی برای عبور آزاد موج و جریان سیلابی استفاده شود.
- دیوارهای فروریزشی باید برای بزرگ‌ترین بار باد (فصل ۱۰) یا زلزله (فصل ۱۱) یا باری برابر ۰٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع عمودی طراحی شوند؛ بارگذاری فروریزشی دیوار نباید بیشتر از ۱ کیلونیوتن بر مترمربع باشد، مگر با اقناع شرایط خاص.
- سیستم‌های سازه‌ای باید در برابر فشار هیدرواستاتیک، شناوری، خردکردن، ضربه‌ی آب، انتقال، آب‌شستگی و واژگونی ناشی از سیل طرح، هم‌راه با سایر بارها (ترکیب بارهای فصل ۲)، مقاومت کنند.
- بار هیدرودینامیک: اگر سرعت جریان سیل از ۳ متر بر ثانیه تجاوز نکند، این بار به‌صورت اضافه‌ارتفاعی از بار هیدرواستاتیک (رابطه‌ی ۶-۶-۱، تابع ضریب شکل و سرعت سیلاب) محاسبه می‌شود؛ در غیر این‌صورت از مدل‌های هیدرودینامیکی استفاده می‌شود. ضریب شکل معمولا بین ۱ تا ۲ است و حداقل توصیه‌شده در این مبحث ۱٫۲۵ است.
- بارهای ضربه‌ای: نوع نرمال معادل برخورد جرم ۴۵۰ کیلوگرمی با سرعت سیلاب به سطح ۳۰۰×۳۰۰ میلی‌متر؛ نوع ویژه (تنه‌ی درختان، یخ، سنگ) با شدت ۰٫۵ کیلونیوتن بر متر طول، افقی، در تراز سطح سیلاب.
ترکیب اثرات سیل و خاک، و ضرایب اطمینان (بندهای ۴-۶-۶ و ۵-۶-۶)
- بارهای خاک و فشارهای هیدرواستاتیک فصل ۴-۶ باید با توجه به تأثیرات سیل (اشباع خاک، زیرفشار، آب‌شستگی) بررسی شوند؛ مقاومت مجاز خاک و نشست پی‌ها نیز باید با توجه به موضوع سیل و حساسیت خاک بررسی شود.
- در طراحی دیوارها، شالوده‌ها و کف پایین‌ترین طبقه‌ی ساختمان‌ها و سایر سازه‌های واقع در منطقه‌ی سیل‌خیز، ضریب اطمینان در مقابل لغزش و واژگونی باید برابر ۱٫۵، و برای لغزش/واژگونی هم‌راه با برکنش کف باید برابر ۱٫۳۳ در نظر گرفته شود.
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| دوره‌ی بازگشت سیل‌پایه | ۱۰۰ سال (احتمال تجاوز ۱٪ در سال) |
| آستانه‌ی سرعت سیلاب برای ساده‌سازی بار هیدرودینامیک | ۳ متر بر ثانیه |
| حداقل ضریب شکل توصیه‌شده در این مبحث | ۱٫۲۵ |
| بار طراحی دیوار فروریزشی (در نبود بادوزلزله) | ۰٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع (سقف: ۱ کیلونیوتن بر مترمربع) |
| جرم فرضی بار ضربه‌ای نرمال | ۴۵۰ کیلوگرم بر سطح ۳۰۰×۳۰۰ میلی‌متر |
| شدت بار ضربه‌ای ویژه | ۰٫۵ کیلونیوتن بر متر طول، افقی، در تراز سطح سیلاب |
| ضریب اطمینان لغزش/واژگونی در منطقه‌ی سیل‌خیز | ۱٫۵ |
| ضریب اطمینان لغزش/واژگونی هم‌راه با برکنش کف | ۱٫۳۳ |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: «سیل‌پایه» طبق تعریف بند ۲-۶-۶ چگونه تعریف می‌شود؟
الف) سیلابی که احتمال تجاوز از آن در سال ۱٪ باشد (دوره‌ی بازگشت ۱۰۰ سال)
ب) سیلابی که هر پنج سال یک‌بار رخ می‌دهد
ج) سیلابی که فقط در مناطق کوهستانی رخ می‌دهد
د) سیلابی معادل سیل طرح، بدون تفاوت
پاسخ صحیح: گزینه الف — سیلابی که احتمال تجاوز از آن در سال ۱٪ باشد (دوره‌ی بازگشت ۱۰۰ سال)
طبق تعریف بند ۲-۶-۶، سیل‌پایه سیلابی است که احتمال تجاوز از آن در سال ۱٪ باشد که معادل دوره‌ی بازگشت ۱۰۰ سال است.
طبق تعریف بند ۲-۶-۶، سیل‌پایه سیلابی است که احتمال تجاوز از آن در سال ۱٪ باشد که معادل دوره‌ی بازگشت ۱۰۰ سال است.
سوال ۲: «سیل طرح» طبق این فصل چگونه تعیین می‌شود؟
الف) بزرگ‌ترین سیلاب از بین سیل‌پایه و سیل متناظر با منطقه‌ی سیل‌خیز اعلام‌شده
ب) همیشه برابر سیل‌پایه
ج) میانگین سیل‌های ۱۰ سال اخیر
د) فقط بر اساس نظر شهرداری، بدون فرمول
پاسخ صحیح: گزینه الف — بزرگ‌ترین سیلاب از بین سیل‌پایه و سیل متناظر با منطقه‌ی سیل‌خیز اعلام‌شده
طبق تعریف سیل‌پایه/سیل طرح در بند ۲-۶-۶، سیل طرح بزرگ‌ترین سیلاب از میان ۱) سیل‌پایه و ۲) سیل متناظر با منطقه‌ی تعیین‌شده به‌عنوان منطقه‌ی سیل‌خیز است.
طبق تعریف سیل‌پایه/سیل طرح در بند ۲-۶-۶، سیل طرح بزرگ‌ترین سیلاب از میان ۱) سیل‌پایه و ۲) سیل متناظر با منطقه‌ی تعیین‌شده به‌عنوان منطقه‌ی سیل‌خیز است.
سوال ۳: دیوارهای فروریزشی و تیغه‌های لازم، در نبود بار باد یا زلزله، باید برای چه بار عمودی طراحی شوند و بارگذاری فروریزشی نباید از چه مقداری تجاوز کند؟
الف) بار طراحی ۰٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع؛ سقف بارگذاری فروریزشی ۱ کیلونیوتن بر مترمربع
ب) بار طراحی ۵ کیلونیوتن بر مترمربع؛ بدون سقف
ج) بار طراحی صفر؛ این دیوارها بار تحمل نمی‌کنند
د) بار طراحی ۲ کیلونیوتن بر مترمربع؛ سقف ۳ کیلونیوتن بر مترمربع
پاسخ صحیح: گزینه الف — بار طراحی ۰٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع؛ سقف بارگذاری فروریزشی ۱ کیلونیوتن بر مترمربع
طبق بند ۲-۳-۶-۶، دیوارهای فروریزشی باید برای بزرگ‌ترین بار باد یا زلزله یا باری برابر ۰٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع عمودی طراحی شوند و بارگذاری برای بار فروریزشی دیوار نباید بیشتر از ۱ کیلونیوتن بر مترمربع در نظر گرفته شود.
طبق بند ۲-۳-۶-۶، دیوارهای فروریزشی باید برای بزرگ‌ترین بار باد یا زلزله یا باری برابر ۰٫۵ کیلونیوتن بر مترمربع عمودی طراحی شوند و بارگذاری برای بار فروریزشی دیوار نباید بیشتر از ۱ کیلونیوتن بر مترمربع در نظر گرفته شود.
سوال ۴: حداقل مقدار ضریب شکل (Cd) توصیه‌شده در این مبحث برای محاسبه‌ی اضافه‌ارتفاع هیدرودینامیک چقدر است؟
الف) ۰٫۵
ب) ۱٫۰
ج) ۱٫۲۵
د) ۲٫۰
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۱٫۲۵
طبق بند ۵-۳-۶-۶، در این مبحث ضریب شکل ۱٫۲۵ به‌عنوان حداقل مقدار توصیه شده و مقادیر بزرگ‌تر آن باید با توجه به منابع معتبر مکانیک سیالات انتخاب شود.
طبق بند ۵-۳-۶-۶، در این مبحث ضریب شکل ۱٫۲۵ به‌عنوان حداقل مقدار توصیه شده و مقادیر بزرگ‌تر آن باید با توجه به منابع معتبر مکانیک سیالات انتخاب شود.
سوال ۵: بار ضربه‌ای نرمال، طبق بند ۶-۳-۶-۶، معادل برخورد چه جرمی با چه سرعتی به چه سطحی در نظر گرفته می‌شود؟
الف) جرم ۴۵۰ کیلوگرمی، با سرعت سیلاب، به سطحی معادل ۳۰۰×۳۰۰ میلی‌متر
ب) جرم ۱۰۰۰ کیلوگرمی، با سرعت ثابت ۵ متر بر ثانیه
ج) جرم ۱۰۰ کیلوگرمی، بدون توجه به سطح
د) جرم ۴۵۰ تن، به سطح کل دیوار
پاسخ صحیح: گزینه الف — جرم ۴۵۰ کیلوگرمی، با سرعت سیلاب، به سطحی معادل ۳۰۰×۳۰۰ میلی‌متر
طبق بند (الف) ذیل بند ۶-۳-۶-۶، بار ضربه‌ای نرمال را می‌توان معادل برخورد یک جرم ۴۵۰ کیلوگرمی که با سرعت سیلاب به سطحی معادل ۳۰۰×۳۰۰ میلی‌متر وارد می‌شود، حساب کرد.
طبق بند (الف) ذیل بند ۶-۳-۶-۶، بار ضربه‌ای نرمال را می‌توان معادل برخورد یک جرم ۴۵۰ کیلوگرمی که با سرعت سیلاب به سطحی معادل ۳۰۰×۳۰۰ میلی‌متر وارد می‌شود، حساب کرد.
سوال ۶: در طراحی دیوارها، شالوده‌ها و کف پایین‌ترین طبقه‌ی ساختمان‌های واقع در منطقه‌ی سیل‌خیز، ضریب اطمینان در مقابل لغزش و واژگونی (بدون برکنش کف) طبق بند ۵-۶-۶ چقدر است؟
الف) ۱٫۰
ب) ۱٫۳۳
ج) ۱٫۵
د) ۱٫۷۵
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۱٫۵
طبق بند ۵-۶-۶، در طراحی دیوارها، شالوده‌ها و کف پایین‌ترین طبقه، ضریب اطمینان در مقابل لغزش و واژگونی باید برابر ۱٫۵ در نظر گرفته شود.
طبق بند ۵-۶-۶، در طراحی دیوارها، شالوده‌ها و کف پایین‌ترین طبقه، ضریب اطمینان در مقابل لغزش و واژگونی باید برابر ۱٫۵ در نظر گرفته شود.
سایر فصل‌های مبحث ۶
فصل ۱: کلیاتفصل ۲: ترکیب بارهافصل ۳: بار مردهفصل ۴: بارهای خاک و فشار هیدرواستاتیکیفصل ۵: بار زندهفصل ۷: بار برففصل ۸: بار بارانفصل ۹: بار یخفصل ۱۰: بار بادفصل ۱۱: بار زلزله
مباحث مرتبط
مبحث ۶: بارهای وارد بر ساختمانهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی