انواع بادبندها جهت مقاوم سازی ساختمان

استفاده از بادبند در چارچوب مهاربندی شده یک سیستم سازه ای واقعا قوی است که معمولاً در سازه های تحت بارهای جانبی مانند باد و فشار لرزه ای به منظور مقاوم سازی ساختمان استفاده می شود. 

اجزای یک چارچوب مهاربندی شده عموماً از جنس فولاد ساخته شده اند که می توانند هم تحت کشش و هم تحت فشار کار کنند.

تیرها و ستون های تشکیل دهنده چارچوب برای بارهای عمودی و سیستم مهاربندی بارهای جانبی را حمل می کنند. با این حال، استفاده از مهاربند می تواند مشکل ساز باشد، زیرا می تواند در طراحی نما و موقعیت بازشوها اختلال ایجاد کنند.

بابندی یا مهاربندی چیست؟

مهاربندی یکی از ضروری ترین و حیاتی ترین بخش های سازه است که به بهبود پایداری ساختمان و مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله کمک کند.

چارجوب مهاربندی شده اساساً یک سیستم ساختاری است که برای مقاومت در برابر باد های شدید و نیروهای زلزله طراحی شده است. اجزای قاب مهاربندی شده مجاز به تاب خوردن جانبی نیستند.

چرا از بادبند در ساختمان استفاده می شود؟

ساختمان‌هایی که سبک ‌های پیشرفته یا پست مدرنیستی را اتخاذ می‌کنند با بیان مهاربندی به عنوان یک ویژگی طراحی داخلی یا خارجی به این موضوع پاسخ داده‌اند.

مقاوم ساختن ساختمان در برابر نیروهای افقی توسط دو سیستم بادبند صورت می گیرد که عبارتند از:

بادبندهای عمودی

قرار دادن باربندها مابین خطوط در ستون ها (در صفحات عمودی) مسیرهای بار را برای انتقال نیروهای افقی به سطح زمین فراهم می کند. برای مقاوم سازی ساختمان های مهاربندی شده حداقل به سه لایه مهاربند عمودی برای مهار هر دو جهت در پلان و مقاومت در برابر پیچش حول یک محور عمودی نیاز است.

هدف از تهیه بادبندها اطمینان از ایمنی بیشتر در برابر بارهای خارجی است. ساختمان های مهاربندی شده توسط کامپوزیت های فولادی تقویت شده، مقاومت کششی و فشاری ساختمان را افزایش می دهند.

مهاربندها عمدتاً در سازه های فولادی برای مقاومت در برابر نیروی جانبی وارد بر سازه های فولادی ناشی از باد، زلزله و غیره استفاده می شوند.

بادبندهای افقی

مهاربندی در هر طبقه (در سطوح افقی) مسیرهای بار را برای انتقال نیروهای افقی به سطوح مهاربندی عمودی فراهم می کند. مهاربندهای افقی در هر سطح از کف مورد نیاز است، با این حال، سیستم به کار رفته در کف زمین ممکن است مقاومت کافی را ایجاد کند. سقف ها نیز ممکن است به مهاربندی نیاز داشته باشند.

سیستم مهاربندی افقی شامل مهاربندی هایی است که در هر طبقه در سطوح افقی تعبیه شده و مسیرهای بارگذاری را فراهم می کند تا نیروهای افقی به راحتی به سطوح مهاربندی های عمودی منتقل شوند.

سیستم های مهاربند افقی برای انتقال بارهای افقی از ستون ها در محیط سازه به سطوح مهاربندی عمودی طراحی شده اند.

این مطلب را هم مطالعه کنید:‌ استفاده از میراگرهای لرزه ای برای مقاوم سازی ساختمان

انواع بادبند برای مقاوم سازی چیست؟

انواع مختلف مهاربندها عبارتند از:

مهاربندهای دارای قطرهای تکی

الگوی خرپایی یا مثلث سازی با قرار دادن عناصر ساختاری مورب در قسمت های مستطیلی یک چارچوب سازه شکل می گیرد که به تثبیت چارچوب کمک می کند. اگر از یک بریس استفاده شود، باید به اندازه کافی در برابر کشش و فشار مقاوم باشد.

مهاربندهای متقاطع

بادبندی متقاطع (یا مهاربندی X) از دو جز مورب استفاده می کند که از روی یکدیگر عبور می کنند. اینها تنها باید در برابر کشش مقاوم باشند. بسته به جهت بارگذاری، باربند در هر زمانی برای مقاوم سازی در برابر نیروهای جانبی عمل می کند. 

در نتیجه، کابل‌های فولادی را می ‌توان برای مهاربندی متقاطع نیز استفاده کرد. با این حال، مهاربند متقاطع در نمای بیرونی ساختمان می‌تواند در موقعیت و عملکرد دهانه‌های پنجره اختلال ایجاد کند. این فرآیند همچنین باعث خمش بیشتر تیرهای کارگذاری شده در کف می شود.

بادبند K شکل

مهاربند های K در ارتفاع از وسط به ستون ها متصل می شوند. این چارچوب ها برای تامین بازشوها در نما انعطاف بیشتری دارند و کمترین خمش را در تیرهای کف به همراه دارند. 

مهاربند K شکل عموماً در مناطق لرزه‌ خیز به دلیل احتمال شکست ستون در صورت کمانش مهاربندی منع می ‌شود.

مهاربندی V شکل

دو جز مورب که یک شکل V را تشکیل می دهند از دو گوشه بالای یک ستون افقی به سمت پایین امتداد یافته و در یک نقطه مرکزی در بخش افقی پایین به هم می رسند. 

بادبند شورون

مهاربند V معکوس (نمودار سمت راست، همچنین به عنوان بادبند شورون شناخته می شود) شامل نشستن دو جز در یک نقطه مرکزی در بخش افقی بالایی است.

هر دو سیستم می توانند ظرفیت کمانش مهاربند فشاری را به میزان قابل توجهی کاهش دهند به طوری که کمتر از ظرفیت کششی مهاربند کششی باشد. این می تواند به این معنی باشد که وقتی مهاربندها به ظرفیت مقاومت خود می رسند، در عوض باید بار در خمش عضو افقی مقاومت شود.

بادبندی مرکزی معمولاً در مناطق لرزه خیز استفاده می شود. این نوع مهاربندها شبیه مهاربندی V شکل است اما اعضای مهاربندی در یک نقطه مرکزی به هم نمی رسند. این بدان معنی است که فضایی بین آنها در اتصال بالا وجود دارد اجزای مهاربند به نقاط جداگانه روی تیرهای افقی متصل می شوند. بنابراین “پیوند” بین بخش های مهاربندی انرژی ناشی از فعالیت لرزه ای را از طریق تغییر شکل پلاستیک جذب می کند. همچنین می توان از مورب های تکی غیرعادی برای باربندی یک چارچوب استفاده کرد.

استفاده از بادبند جهت مقاوم سازی ساختمان

همانطور که می دانید، تیرها و ستون ها تحت بارهای قائم وارد بر سازه قرار می گیرند، در حالی که از مهاربند ها برای حفظ بارهای جانبی وارد بر سازه استفاده می شود.

مهاربند به کاهش انحراف جانبی سازه ها کمک می کنند. رایج ترین دلیل برای ایجاد مهاربندی، کنترل کمانش تیرهای اصلی است. تناژ کوچک مهاربندی های فولادی مقاومت زیادی را در برابر خمش تیر ایجاد می کنند.

جمع بندی

انتخاب سیستم مقاوم در برابر نیروی جانبی مناسب تأثیر بسزایی بر عملکرد سازه در سازه های فولادی دارد. در این مقاله با سیستم های مهاربندی و انواع سیستم های بادبندی مورد استفاده در سازه های فولادی آشنا شدید.

برای کسب اطلاعات بیشتر در این راستا مقاله مراحل مقاوم سازی ساختمان چیست و روند کار چگونه است بخوانید.