طراحی سوله، یک پروژه تخصصی و بسیار دقیق است که فاکتورهای مهمی در آن دخالت دارند و بی توجهی به آن ها می تواند هزینه زیادی را به سازنده تحمیل کرده و توجیه اقتصادی کل پروژه را با مشکل مواجه کند و یا موجب کاهش استحکام، مقاومت و پایداری سوله شده و حوادث بدی را به وجود آورد.به طور کلی برای طراحی سوله و هر سازه دیگری باید بارها و تنش های وارده بر آن را محاسبه کرده و در طراحی آن مد نظر قرار داد.

همان طور که می دانید بارها و فشارهای متفاوتی بر یک سوله اعمال می شود که برخی از آنها عبارتند از بار سرعت باد، بار برف، بارهای ایجاد شده توسط زلزله، بار دینامیکی جرثقیل، بار وزن سازه و بسیاری موارد دیگر. منظور از بار وارده بر سازه همان فشارها و تنش هایی است که توسط عوامل طبیعی و یا ساختمانی بر سازه وارد می شوند. در مورد عوامل طبیعی باید گفت که این بارها در مناطق مختلف و شرایط آب و هوایی مختلف، متفاوت هستند. به عنوان مثال در شهری مثل منجیل که شدت و سرعت باد زیاد است، سازه تحت تاثیر تنش های جانبی بیشتری قرار می گیرد. در حالی که در منطقه ای مانند اردبیل میزان بارش برف بسیار بیشتر است و در نتیجه فشارهای عمودی بیشتر خودنمایی می کنند.در این مقاله قصد داریم تا به بررسی تاثیر عوامل طبیعی باد و برف بر طراحی سوله ها بپردازیم.(کلید واژه:تاثیر سرعت باد و برف در طراحی)

بررسی  بارهای طبیعی (باد و برف) وارده بر سوله 

بدیهی است تمامی سوله ها و کلیه اجزا و پوشش های آن ها باید برای مقابله با اثرات ناشی از تنش های مرتبط با وزش باد و بارش برف طراحی و ساخته شوند.این اثرات با توجه به حداکثر سرعت باد در منطقه و میزان متوسط سالانه بارش برف در محل و از سوی دیگر ارتفاع و شکل هندسی سازه و شکل سقف سوله محاسبه خواهد شد. همچنین میزان حفاظتی که موانع موجود در محل اعم از موانع طبیعی مانند کوه ها و تپه ها و یا موانع مصنوعی مانند سازه های دیگر در مقابل وزش باد و یا برف ایجاد می کنند، نیز در محاسبات دخیل خواهند بود.در ادامه به بررسی جزئی تر تاثیر باد و سپس برف بر سوله ها خواهیم پرداخت.(کلیدواژه: تاثیر سرعت باد و برف در طراحی)

تاثیر بار باد بر طراحی سوله

برای تعیین تاثیر باد بر سوله ها اصولا وزش باد را به صورت افقی و عمود بر هر یک از سطوح در نظر می گیرند. بدین منظور معمولا اثر باد را در دو امتداد عمود بر هم و در امتداد محورهای اصلی سوله مشخص کرده و مورد بررسی و محاسبه قرار می دهند.باید توجه داشت که بار باد به هر جایی که پوششی وجود داشته باشد، اعمال شده و توزیع آن به صورت خطی در پروژه انجام می شود. همچنین باید دقت کرد که بار باد در یک طرف سازه و یا سطح مورد تاثیر، فشار و در طرف دیگر مکش ایجاد می کند؛ به نحوی که در اثر وزش باد به یک سطح نیروی فشاری و به سطح مقابل آن نیروی مکشی اعمال می شود و در ستون سقف های شیب دار مکش هایی به سمت بالا به وجود می آید که عکس العمل های خاصی را در قسمت های مختلف قاب و تکیه گاه ها ایجاد می کند.کاملا مشخص است که بلند شدن سقف برخی از سوله ها در اثر وزش باد و طوفان، ناشی از همین فشارهای مکشی ایجاد شده در سقف سوله است.به عبارت دیگر می توان گفت اصطلاح فشار برای حالتی است که جهت نیروی وارده رو به سطح است و اصطلاح مکش برای حالتی است که جهت نیروی وارده از طرف سطح به طرف خارج باشد.فشار یا مکش ناشی از باد بر روی سطوح سوله در هر ارتفاعی از آن متفاوت است. برای دخالت دادن این ارتفاع در محاسبات انجام شده معمولا از ضریبی به عنوان “ضریب اثر تغییر سرعت باد” استفاده می شود که برای سطوحی که اثر باد بر روی آن ها به صورت فشاری است مانند دیوارهای رو به باد، در ارتفاع سازه متغیر بوده و برای هر تراز ارتفاعی به طور جداگانه محاسبه و اعمال می شود.اما برای سطوحی که اثر باد بر روی آن ها به صورت مکش است مانند بام ها و دیوارهای پشت به باد، ارتفاع ثابت در نظر گرفته می شود. بدین صورت که میزان فشار وارده بر تمامی اجزای سطوح مذکور به طور مساوی در نظر گرفته می شود. در سقف های شیب دار معمولا ارتفاع متوسط سقف در محاسبات لحاظ می گردد.
باید توجه داشت که دیوارها و عناصر نگهدارنده آن ها مانند تیرها، ستون ها و اتصالات آن ها باید بتوانند فشار یا مکش ناشی از باد را که به طور عمودی بر سطح آن ها اثر می  گذارد را تحمل کرده و خنثی کنند.پوشش سقف و عناصر نگهدارنده آن ها نیز مانند لایه ها، تیرها و اتصالات نیز باید همانند دیوارها در برابر تنش حاصل از بار باد مقاوم باشند.(کلید واژه:تاثیر سرعت باد و برف در طراحی)

تاثیر بار برف بر طراحی سوله

در مورد بار برف وارده بر سوله نیز با توجه به نوع سقف سوله محاسبات متفاوتی در نظر گرفته و لحاظ می شود. این محاسبات در سقف های قوسی و یا هشتی متفاوت هستند. به نوعی که میزان متوسط بارش برف در محل با توجه به شرایط آب و هوایی منطقه مشخص شده و میزان ماندگاری برف بر روی سطوح سقفی سازه نیز با توجه به تعداد روزهای آفتابی محل پروژه در نظر گرفته می شود.بدیهی است بار و تنش وارده توسط برف بر سازه به صورت بار وزنی بوده و در راستای عمود بر سطوح افقی سازه اعمال می شود. دیوارها و ستون ها در سوله به عنوان رابط انتقال بار و تنش به سطوح افقی کف عمل می کنند و بار وارده به آن ها بیشتر به صورت بار پیچشی و خمشی هستند.در تحمل و خنثی نمودن بارها و تنش های عمودی اعم از بار برف و یا بارهای عمودی دیگر، نقش فونداسیون کف سوله بسیار مهم و اساسی است؛ به نحوی که طراحی بتن فونداسیون کف و مش بندی آن بسیار مهم بوده و درصورت اجرا و طراحی صحیح می تواند بسیاری از تنش های وارده را به اطراف و به زمین منتقل کند.بنابراین به این نکته اساسی برمی گردیم که در ساخت سوله مهم ترین نکته و اساسی ترین مرحله همانا مرحله طراحی است. در طراحی سوله ها به طور کلی باید ترکیب بارهای وارده را مد نظر قرار داد و این گونه در نظر گرفت که تمامی تنش ها بر سوله تاثیر گذاشته و سوله باید در مقابل آن ها مقاومت کند.