الإنشائية
حاسبة توليفات الأحمال LRFD وفق ASCE 7
يشترط ASCE 7 فحص المنشآت وفق عدة توليفات للأحمال المعامَلة. أدخل تأثيرات الأحمال (مثلاً بوحدة psf أو kips، وكلها بالوحدات نفسها) لترى كل توليفة والقيمة القصوى الحاكمة. ولأغراض التقدير فقط؛ ويجب أن يصمم المهندس المحترف المرخص (PE) المنشأة.
المعادلة
التوليفات الأساسية في القسم 2.3.1 من ASCE 7-16/7-22 (دون حمل الزلزال): 1) 1.4D؛ 2) 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr أو S أو R)؛ 3) 1.2D + 1.6(Lr أو S أو R) + (L أو 0.5W)؛ 4) 1.2D + 1.0W + L + 0.5(Lr أو S أو R)؛ 5) 0.9D + 1.0W. التوليفات التي تتضمن حمل الزلزال E ترد في القسم 2.3.6. حيثما يرد في النص 'أو' يُعتمد الأكبر بين Lr وS.
مثال محلول
D = 20، وL = 40، وLr = 20، وS = 30، وW = 25 psf: 1) 28.0؛ 2) 24 + 64 + 15 = 103.0؛ 3) 24 + 48 + 40 = 112.0؛ 4) 24 + 25 + 40 + 15 = 104.0؛ 5) 18 + 25 = 43.0. التوليفة 3 هي الحاكمة بقيمة 112 psf.
الافتراضات والقيود
- تُدخل جميع الأحمال باتجاه واحد وتُسجَّل كقيم موجبة؛ أما في حالة الرفع أو الانقلاب فتحقق من 0.9D + 1.0W مع اعتبار الرياح تأثيراً سالباً.
- تم حذف حمل المطر R وحمل الزلزال E.
- يسمح ASCE 7 بأن يكون معامل الحمل الحي L في التوليفتين 3 و4 (وتوليفة الزلازل) 0.5، باستثناء المرائب ومناطق التجمع العام والمناطق التي يتجاوز فيها الحمل الحي 100 psf؛ وتستخدم هذه الحاسبة القيمة 1.0 احتياطاً.
- يجب أن تكون قيمة الرياح هي القيمة عند مستوى المقاومة (القصوى) من ASCE 7-16 أو أحدث.
- لأغراض التقدير فقط. يجب أن يصمم أي عنصر إنشائي أو أساسي أو متعلق بسلامة الأرواح مهندس محترف (PE) مرخص ويختمه.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين توليفات LRFD وASD؟
تضرب طريقة LRFD (تصميم المقاومة) الأحمال في معاملات مثل 1.2 و1.6، ثم تقارنها بمقاومة العضو المخفّضة. أما ASD (القسم 2.4) فتستخدم أحمالاً غير معاملة في معظمها، مع 0.6W و0.7E، وتقارنها بالإجهادات المسموح بها.
لماذا تهم التوليفة 0.9D + 1.0W؟
يتحقق من قوة الرفع والانقلاب، حيث يساعد الحمل الميت على مقاومة الرياح. واستخدام حمل ميت مخفّض في تلك الحالات يُعد أكثر تحفظاً.
هل غيّر ASCE 7-22 توليفات الأحمال؟
صيغ التوليفات الأساسية متطابقة في جوهرها مع ASCE 7-16، لكن ASCE 7-22 غيّر طريقة تحديد أحمال الثلج وغيرها من الأحمال، لذا قد تختلف قيم المدخلات.