எடுப்பான் கூரை தொங்குதளங்களுக்கான சுமையை எவ்வாறு கணக்கிடுவது?

கிடங்கு கம்பி வடிவமைப்பைப் பாதிக்கும் கூரை சுமை வகைகள்

கிடங்கு கூரை கம்பி நிறுவல்கள் மூன்று முதன்மை சுமை வகைகளைத் தாங்க வேண்டும். கட்டமைப்பு நேர்த்தி மற்றும் குறியீட்டு உடன்பாட்டிற்காக இந்த விசைகளின் சரியான கணக்கீடு அவசியம்.

செதில் சுமை: கூரை அமைப்பின் எடை, பர்லின்கள் மற்றும் நிரந்தர இணைப்புகள்

கட்டடத்தின் சொந்த எடையால் ஏற்படும் மாறாத கீழ்நோக்கிய அழுத்தங்களையே செதில் சுமை என்கிறோம். கூரை அமைப்புகளின் பொருட்கள், காப்பு அடுக்குகள், கூரையில் குறுக்காகச் செல்லும் பர்லின்கள், காற்று வெளியேற்றும் வால்வுகள் அல்லது ஸ்கைலைட் பொருத்தல் போன்று நிரந்தரமாகப் பொருத்தப்பட்டுள்ள பொருட்களை இதில் கருத்தில் கொள்ளலாம். குறிப்பாக கிடங்கு கட்டடங்களைப் பொறுத்தவரை, கூரை எடையை டிரஸ்களுக்கு கொண்டு செல்லும் கிடைமட்ட பர்லின் பீம்கள் பொதுவாக சதுர அடிக்கு 3 முதல் 5 பவுண்டுகள் (psf) வரை சுமையைச் சுமக்கின்றன. ஸ்டீல் டெக்கிங் அதற்கு மேலதிகமாக 2 முதல் 4 psf ஐச் சேர்க்கிறது. உபகரணங்களையும் மறக்க வேண்டாம்! தனிமையாக ஸ்பிரிங்கிளர் அமைப்புகள் சதுர அடிக்கு 1 முதல் 2 psf வரை சுமையைச் சேர்க்கின்றன. இவற்றை விடுவித்தால் கீழ் கம்பியின் பதட்ட கணக்கீடுகளில் பெரும் பிழைகள் ஏற்படலாம், சில சமயங்களில் 15% வரை தவறாக இருக்கலாம். எனவே கட்டமைப்பு நம்பகத்தன்மைக்கு சரியான செதில் சுமை மதிப்பீடு மிகவும் முக்கியமானது.

உயிர் சுமை: சேமிப்பு ரேக்கிங், HVAC யூனிட்கள் மற்றும் பராமரிப்பு பணியாளர்கள்

உயிர் சுமைகள் தற்காலிகமான அல்லது நகரக்கூடிய எடைகளை உள்ளடக்கியவை. கிடங்குகளுக்கு ஏற்ப கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை:

• சேமிப்பு ரேக்குகள் உயர் அடர்த்தி கொள்கைகள் டிரஸ் பேனல் புள்ளிகளில் 20–50 psf குவிந்த சுமைகளை ஏற்படுத்துகின்றன
• HVAC அலகுகள் கூரை மேல் அமைந்த அலகுகள் 10–30 psf சேர்க்கின்றன; அவற்றின் அமைவிடம் சுமை பரவல் மற்றும் இணைப்பு வடிவமைப்பை மிகவும் பாதிக்கிறது
• பராமரிப்பு பணியாளர்கள் oSHA பழுதுபார்க்கும் போது 250 லிபி குவிந்த இயங்கும் சுமையை எதிர்கொள்ளும் வகையில் வடிவமைப்பதை தேவைப்படுத்துகிறது

ASCE 7-22 கூரைகளுக்கு குறைந்தபட்சம் 20 psf சீரான இயங்கும் சுமையை கட்டாயப்படுத்தினாலும், கூரையில் சேமிப்பு அல்லது இயந்திர உபகரணங்களைக் கொண்ட கிடங்குகள் அடிப்படையை மிகவும் மீறுகின்றன—அதற்கேற்ப வடிவமைக்கப்பட வேண்டும்.

சுற்றுச்சூழல் சுமைகள்: ASCE 7 படி பனி சேமிப்பு, காற்றின் உயர்வு மற்றும் நிலநடுக்க கருத்துகள்

காலநிலைக்கு ஏற்ப ஆபத்துகள் இடத்திற்கு ஏற்ப கடுமையான பகுப்பாய்வை தேவைப்படுத்துகின்றன:

• பனி சுமைகள் பகுதிகளைப் பொறுத்து மாறுபடுகின்றன (எ.கா., மிச்சிகனில் 30 psf மற்றும் டெக்சாஸில் 5 psf). ASCE 7 அத்தியாயம் 7 படி பாரபெட்டுகளுக்கு அருகில் பனி சேமிப்பு உள்ளூர் சுமைகளை 300% வரை அதிகரிக்கலாம்
• காற்று உயர்வு அமைப்புகளில் உள்ள சுமைகள் மாறி, நெருக்குதல் உறுப்புகள் இழுவிசை உறுப்புகளாக மாறும்—இது வலுவான இழுவிசை இணைப்புகளை தேவைப்படுத்துகிறது. ஹரிக்கேன் அதிகம் ஏற்படும் பகுதிகளில் உள்ள திறந்த-தள கிடங்குகள் 25% அதிக உயர்வு ஆபத்துகளை எதிர்கொள்கின்றன.
• நிலநடுக்க சுமைகள் , ASCE 7 பிரிவு 12.4 ஆல் ஒழுங்குபடுத்தப்படுகிறது, செயலில் உள்ள பிளவு மண்டலங்களில் ஆதரவு அமைப்புகளின் அமைப்புகள் மற்றும் பக்கவாட்டு சுமைகளை எதிர்க்கும் செயல்திறனை தீர்மானிக்கிறது.

2023 ஆம் ஆண்டு தொழில்துறை ஆய்வில், கிடங்கு கூரை அமைப்புகளில் 68% தோல்விகள் சுற்றுச்சூழல் சுமைகள் தவறாக கணக்கிடப்பட்டதால் ஏற்பட்டதாக கண்டறியப்பட்டது—இது பொதுவான ஊகங்கள் போதுமானதாக இல்லை என்பதை வலியுறுத்துகிறது.

கூரை கூம்பு சுமை திறனை மாற்றும் கிடங்கு-குறிப்பிட்ட காரணிகள்

அதிக அகல அமைப்புகள் மற்றும் வளைவு மற்றும் விலகலுக்கான கூம்பு இடைவெளி விளைவுகள்

கிடங்குகளில் உள்ள உச்சவடிவ கட்டமைப்புகள், உள்துறைத் தூண்கள் தேவையில்லாத பெரிய திறந்த இடங்களுக்குப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த நீண்ட தொலைவுகள் கட்டமைப்பின் கோடுகளில் பெரிய வளைக்கும் விசைகளை உருவாக்கும்போது பிரச்சினை ஏற்படுகிறது. அடிப்படை பீம் கோட்பாட்டின்படி, இந்த விசைகள் உண்மையில் தொலைவின் சதுரத்திற்கு ஏற்ப அதிகரிக்கின்றன. 80 அடிக்கு மேல் போன்ற மிகவும் அகலமான தொலைவுகளைப் பேசும்போது, கட்டமைப்பு எவ்வளவு சாய்ந்திருக்கிறது என்பதைப் பற்றி வடிவமைப்பாளர்கள் அதிகம் கவலைப்படுகிறார்கள், அது எப்படி தூக்கி நிற்கிறது என்பதைவிட. எனவே நீண்ட தொலைவுகளுக்கு கட்டமைப்பின் ஆழம் அதிகரிக்கப்படுகிறது அல்லது வேறு பொருட்கள் தேவைப்படலாம். கட்டமைப்புகளை ஒவ்வொரு 4 அடிக்கு ஒருமுறை 8 அடிக்குப் பதிலாக அமைப்பது போல் அருகருகே வைப்பது, பூர்லின் தொலைவுகளைக் குறைக்கவும், உபகரணங்கள் அல்லது நடந்து செல்லும் மக்கள் போன்றவற்றின் எடையைச் சீராகப் பரப்பவும் உதவுகிறது. இது முழு அமைப்பையும் அழுத்தத்தில் சரிவதற்கு குறைவாக வாய்ப்புள்ளதாக ஆக்குகிறது. பெரும்பாலான கட்டடக் குறியீடுகள், வாழும் சுமைகளுக்கு L/240 க்கு மட்டுமே வளைதலை வரம்பிடுகின்றன, முக்கியமாக சீலிங்குகள் பிளவுபடாமலும், கட்டமைப்பு சிக்கல்களால் செயல்பாடுகள் பாதிக்கப்படாமலும் இருக்க யாரும் விரும்புவதில்லை.

அதிக அடர்த்தி கொண்ட சேமிப்பு சுமைகள் மற்றும் அவை அடிப்படை நாணத்தின் இழுவிசையில் ஏற்படுத்தும் விளைவு

அதிக அடர்த்தி கொண்ட பேலட் ராக்கிங் அமைப்புகளைப் பற்றி பேசும்போது, அவை பர்லின்கள் வழியாக நேராகச் சென்று டிரஸ் பேனல் புள்ளிகளைத் தாக்கும் குவிந்த புள்ளி சுமைகளை உருவாக்குகின்றன. இது ஸ்பானின் மையப் பகுதியைச் சுற்றியுள்ள அடிப்படை நாணங்களில் குறிப்பாக அதிக இழுவிசையை ஏற்படுத்துகிறது. கட்டமைப்பு மாதிரிகள், சதுர அடிக்கு ஒவ்வொரு கூடுதல் 1000 பௌண்டுகள் சேமிப்பு சுமையும் அடிப்படை நாணத்தின் இழுவிசையை 15% முதல் 20% வரை அதிகரிக்கிறது எனக் காட்டுகின்றன. சுற்றுச்சூழல் சுமைகள் பெரிய பகுதிகளில் பரவியிருக்கும், ஆனால் ராக்கிங் விசைகள் குறிப்பிட்ட இடங்களில் கூர்மையான அழுத்த உச்சங்களை உருவாக்குகின்றன. இதன் பொருள், பொறியாளர்கள் இணைப்பு புள்ளிகளை வலுப்படுத்த வேண்டும், கனமான நாணங்களைத் தேர்வு செய்ய வேண்டும் அல்லது சுமைகள் கட்டமைப்பின் வழியாக எவ்வாறு பாய்கின்றன என்பதை மீண்டும் சிந்திக்க வேண்டும். ஒரு தோல்வி முழு அமைப்பின் இடிப்புக்கு வழிவகுக்காமல் இருக்க சுமை பாதைகளை தொடர்ச்சியாக இடையூறு இல்லாமல் வைத்திருப்பது மிகவும் முக்கியமானது.

கூரை டிரஸ்களுக்கான படிப்படியான சுமை கணக்கீட்டு செயல்முறை – கிடங்கு பயன்பாடுகள்

முக்கியமான உள்ளீடுகளைத் திரட்டுதல்: பே அளவுகள், பயன்பாட்டு வகைப்பாடு மற்றும் உள்ளூர் குறியீட்டு தேவைகள்

செயல்முறையைத் தொடங்கும்போது, கிடங்கு தொடர்பான குறிப்பிட்ட விவரங்களைத் திரட்டுவது முக்கியம். அகலம், தூண்களுக்கிடையேயான நீளம் மற்றும் கூரை எவ்வாறு சாய்வாக உள்ளது போன்ற பே பரிமாணங்களை அளவிடுங்கள். மேலும் இந்த இடம் உண்மையில் எதற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் என்பதைத் தீர்மானிக்கவும் - அதிக அளவிலான பொருட்களை இறுக்கமாக ஒன்றின் மீது ஒன்றாக வைக்கப் போகிறோமா அல்லது உள்ளே சில இலேசான தயாரிப்பு செயல்முறைகள் நடைபெறப் போகிறதா என்பதை அறியவும். காலநிலை நிலைமைகளும் முக்கியமானவை. ASCE 7-22 போன்ற தரநிலைகளின்படி, நாட்டில் கட்டிடம் அமைந்துள்ள இடத்தைப் பொறுத்து பனி சுமைகள் 40% வரை வித்தியாசப்படலாம். உள்ளூர் அரசுகள் பெரும்பாலும் இந்த விதிகளை மேலும் சரிசெய்வதால், அந்த குறிப்பிட்ட விவரங்களைச் சரிபார்ப்பது மிகவும் முக்கியம். பூகம்ப மண்டலங்களை மற்றொரு உதாரணமாக எடுத்துக்கொள்ளலாம். மண்டலம் 1 பகுதிகளை விட மண்டலம் 4 இல் உள்ள கட்டிடங்கள் பக்கவாட்டு விசைகளுக்கு எதிராக 30% அதிக வலிமையைப் பெற வேண்டும். வடிவமைப்பு செயல்முறையில் பின்பற்றப்படும் அனைத்திற்கும் அடித்தளமாக இந்த அனைத்து எண்களையும் சரியாகப் பெறுவது உதவுகிறது, மேலும் உள்ளூர் ஒழுங்குமுறைகளுக்கு ஏற்ப அனைவரையும் பொருத்தமாக வைத்திருக்கிறது.

கிடங்கு கூரை கம்பி அமைப்புகளுக்கு ASCE 7 சுமை கலவைகளைப் பயன்படுத்துதல்

அமைப்புகளை வடிவமைக்கும் போது, பல்வேறு வகையான சுமைகள் ஒன்றிணைந்து செயல்படுவதை பொறியாளர்கள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். உலோக அமைப்புகள் போன்றவற்றிற்கு சாவு சுமைகள் (Dead loads) சதுர அடிக்கு 12 பவுண்டுகள் அளவில் இருக்கும். அங்கு என்ன சேமிக்கப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்து 20 முதல் 25 psf வரை உயிர் சுமைகள் (Live loads) மாறுபடும். கிரேட் லேக்ஸ் பகுதிகளில் பனி சுமை 50 psf வரை சேரலாம். காற்றின் உயர்வு விசைகளையும் மறக்க வேண்டாம். ASCE 7-22 வழிகாட்டுதல்களின்படி இந்த அனைத்து காரணிகளும் ஒன்றிணைக்கப்படுகின்றன. சில கலவைகள் மற்றவற்றை விட அதிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. எடுத்துக்காட்டாக, 1.2D + 1.6L + 0.5S. இந்த குறிப்பிட்ட கலவை, கனமான பொருட்கள் சேமிக்கப்படும் இடங்களில் கீழ் கம்பிகளில் (bottom chords) உருவாகும் இழுவிசையின் அளவை கட்டுப்படுத்துகிறது. Revit போன்ற மென்பொருட்கள் பெரும்பாலான கணக்கீடுகளை தானியங்கியாக செய்தாலும்கூட, இந்த குறிப்பிட்ட வழக்கிற்கான சோதனைகள் இன்னும் பழைய முறையான பேனா மற்றும் காகித சோதனைகளை தேவைப்படுகின்றன. மென்பொருட்கள் நிச்சயமாக வேலையை வேகப்படுத்துகின்றன, இதில் ஐயமில்லை. ஆனால் கம்பி அமைப்புகளின் வடிவங்கள், அழுத்தத்தின் கீழ் இணைப்புகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன, அல்லது கட்டமைப்பு ரீதியாக சுமை பாதைகள் பொருத்தமாக உள்ளதா என்பது போன்றவற்றை ஆய்வதில் உண்மையான பொறியியல் அனுபவத்தை எதுவும் மாற்ற முடியாது.

பாதுகாப்பு காரணிகள் மற்றும் தொழில்துறை தரநிலைகளுக்கு எதிராக சரிபார்த்தல் (AISC, NDS)

வெளியீட்டு வலிமை கணக்கீடுகளுக்கான AISC பாதுகாப்பு காரணிகள் பொதுவாக 1.5 முதல் 2.0 வரை இருக்கும் என்பதை எப்போதும் இருமுறை சரிபார்க்கவும். மரத்தாலான பாகங்களுடன் பணியாற்றும்போது, அனுமதிக்கப்பட்ட பதற்றங்களுக்கான NDS தரவரிசைகளையும் கருத்தில் கொள்ள மறக்கவே வேண்டாம். ஸ்டீல் டிரஸ் வடிவமைப்புகளுக்கும் கூடுதல் கவனம் தேவை. அச்சு சுமைகள் மற்றும் வளைவு தருணங்களுக்கு AISC 360-23 வழிகாட்டுதல்களின்படி கணக்கிடுவதை விட குறைந்தபட்சம் 25% அதிகமாக பக்கவாட்டு எதிர்ப்பு இருக்க வேண்டும். ஏதேனும் உலோகத்தை வெட்டுவதற்கு முன், மூன்றாம் தரப்பு மதிப்பாய்வுகளை முடிக்கவும். சீல் வைக்கப்பட்ட கணக்கீடுகள் மூலம் சக சரிபார்ப்பு என்பது ஒரு காகிதப் பணி மட்டுமல்ல - உண்மையான உற்பத்தியின்போது விலை உயர்ந்த தவறுகளிலிருந்து பாதுகாக்க இது மிகவும் முக்கியமான காப்பீடாகும்.

கூடாங்கரை டிரஸ் கொள்கலன் திட்டங்களுக்கான சீர்திருத்தத்தையும் கட்டமைப்பு நேர்மையையும் உறுதி செய்தல்

கிடங்கு டிரஸ் அமைப்புகளுக்கு அமைப்பு தரநிலைகளை பின்பற்றுவது ஐச்சியமில்லாதது அல்ல. இறந்த எடை, உயிரோட்ட சுமைகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் காரணிகள் ஆகியவை ஐபிசி வழிகாட்டுதல்கள் மற்றும் ஏஎஸ்சிஇ 7 தரவரிசைகளுடன் பொருந்துகிறதா என்பதை பொறியாளர்கள் சரிபார்க்க வேண்டும். கனமான பொருட்களை சேமிக்கும் கிடங்குகளுக்கு, அடிப்படை கோர்வை இழுப்பு சரிபார்ப்பது மிகவும் முக்கியமானது. இது சாதாரண நிலைமைகளில் விஷயங்கள் நிலைத்திருப்பதை உறுதிப்படுத்துவது மட்டுமல்ல, விசைகள் திடீரென மாறும் போது தோல்விகளை தடுப்பதும் ஆகும். இந்த அமைப்புகளை உருவாக்கும் போதும், பொருத்தும் போதும், சேர்ப்புகள் போதுமான வலிமையானவையா என்பதை உறுதிப்படுத்தவும், துருப்பிடிப்பிலிருந்து பாதுகாக்கும் பூச்சுகள் சரியாக பூசப்பட்டுள்ளதா என்பதையும், தீப்பிடிக்காத பொருட்கள் ஏஎஸ்டிஎம் தரநிலைகளுக்கு உட்பட்டவையா என்பதையும் சரிபார்க்க தொடர்ந்து சரிபார்ப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. கட்டுமானம் முடிந்த பிறகு, டிரஸ்களின் நலனை கண்காணிக்க இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு ஒரு முறை பரிசோதனைகளை நடத்தி, பதட்ட விரிசல்கள் உருவாகும் அறிகுறிகள், உலோகம் துருப்பிடிக்க ஆரம்பிப்பது அல்லது பொருட்கள் காலப்போக்கில் அழிவதை கண்காணிக்க வேண்டும். அனைத்து கணக்கீடுகள், பொருள் சோதனை முடிவுகள் மற்றும் சுயாதீன ஆய்வக அறிக்கைகள் பின்னர் தரநிலை சரிபார்ப்புக்காக யாருக்காவது தேவைப்பட்டால் பாதுகாப்பான இடத்தில் சேமித்து வைக்கப்பட வேண்டும். நீண்ட கால வெற்றி பொருத்தலுக்குப் பிறகு என்ன நடக்கிறது என்பதை கண்காணிப்பதை பெரிதும் சார்ந்துள்ளது என்பதை நாம் ஒப்புக்கொள்ள வேண்டும். கட்டிடங்களின் மேல் எவ்வளவு பனி சேர்கிறது, கடுமையான வானிலை பகுதிகளில் கட்டிடம் காற்றின் உயர்வை எவ்வளவு நன்றாக எதிர்க்கிறது என்பதில் கவனம் செலுத்த வேண்டும். நம்ப முடியாத அளவுக்கு, வெப்பநிலையில் ஒரு டிகிரி செல்சியஸ் வித்தியாசம் கூட டிரஸ்கள் எவ்வளவு வளைகின்றன மற்றும் நெகிழ்கின்றன என்பதில் ஐம்பது சதவீதம் வரை வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்தும்.

கேள்விகளுக்கு பதில்கள்

கிடங்கு கம்பி வடிவமைப்பை பாதிக்கும் முக்கிய சுமை வகைகள் எவை?

இறந்த சுமைகள், உயிர் சுமைகள் மற்றும் பனி சேமிப்பு, காற்றின் உயர்வு மற்றும் நிலநடுக்க நிலைமைகள் போன்ற சுற்றுச்சூழல் சுமைகள் ஆகியவை கிடங்கு கம்பி வடிவமைப்பை பாதிக்கும் முக்கிய சுமை வகைகளாகும்.

கிடங்கு கம்பி வடிவமைப்பிற்கு இறந்த சுமையை கணக்கிடுவது ஏன் முக்கியம்?

கூரை அமைப்பு, பர்லின்கள் மற்றும் நிரந்தர உள்ளமைவுகள் போன்றவை கிடங்கின் கட்டமைப்பு நேர்மையை நேரடியாக பாதிக்கும் மாறாத கீழ்நோக்கிய அழுத்தங்களை இது கொண்டுள்ளதால், இறந்த சுமையை கணக்கிடுவது மிகவும் முக்கியமானது.

சுற்றுச்சூழல் சுமைகள் பிராந்திய அடிப்படையில் எவ்வாறு மாறுபடும்?

மிச்சிகனில் 30 psf க்கும் டெக்சாஸில் 5 psf க்கும் இடையே பனி சுமைகள் போன்ற சுற்றுச்சூழல் சுமைகள் பிராந்தியத்தைப் பொறுத்து மிகவும் மாறுபடும் மற்றும் இடத்திற்குரிய காலநிலை நிலைமைகளின் அடிப்படையில் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட வேண்டும்.

கிடங்கு கூரை கம்பி வடிவமைப்பில் உயிர் சுமைகள் என்ன பங்கை வகிக்கின்றன?

லைவ் லோடுகள் என்பது ஸ்டோரேஜ் ரேக்குகள், HVAC யூனிட்கள் மற்றும் பராமரிப்பு பணியாளர்கள் போன்ற தற்காலிகமான அல்லது நகரக்கூடிய எடைகளைக் கொண்டுள்ளது. இவை கூம்புகள் கூடுதலான, இயங்கக்கூடிய சுமைகளைத் தாங்க முடியும் என்பதை உறுதி செய்வதற்கு முக்கியமான கருத்துகளாகும்.

ASCE 7 போன்ற தரநிலைகளுக்கு ஏற்ப இருப்பது ஏன் முக்கியம்?

அமைப்பின் ஒருமைப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதற்கு ASCE 7 போன்ற தரநிலைகளுக்கு ஏற்ப இருப்பது மிகவும் முக்கியமானது. ஏனெனில், இந்த தரநிலைகள் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் கட்டிடத்திற்கு ஏற்ப ஏற்படும் சுமைகளைக் கணக்கிடுவதற்கும், வடிவமைப்பு தரநிலைகளை நிர்ணயிப்பதற்கும் வழிகாட்டுதல்களை வழங்குகின்றன.