25-05-2025, 06:23 PM
یکی از رایج‌ترین و مؤثرترین سیستم‌های باربر جانبی در برابر نیروهای زلزله، قاب‌های مهاربند جانبی یا همان بادبندها هستند. این سیستم‌ها در مقایسه با قاب‌های خمشی، سختی جانبی بسیار بالاتری دارند و به همین دلیل، عملکرد بهتری در کاهش تغییر مکان‌های نسبی جانبی ساختمان از خود نشان می‌دهند.
در قاب‌های خمشی، به دلیل سختی کمتر، معمولاً معیار سختی نسبت به مقاومت از اهمیت بیشتری برخوردار است. البته این موضوع به معنای نادیده‌گرفتن معیارهای مقاومت و شکل‌پذیری در قاب‌های خمشی نیست، بلکه نشان‌دهنده آن است که در این سیستم‌ها سختی، عامل محدودکننده‌تری در طراحی محسوب می‌شود.
از آنجا که سختی محوری اعضای سازه معمولاً بیشتر از سختی خمشی آن‌ها است، و انتقال نیروهای جانبی در بادبندها از طریق افزایش یا کاهش طول اعضای قطری صورت می‌گیرد، بنابراین سیستم‌های مهاربندی شده، در برابر بارهای جانبی عملکرد بسیار مناسبی دارند.
انواع بادبند از نظر شکل ظاهری
بادبندها از نظر شکل ظاهری به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر یک ویژگی‌ها و کاربرد خاص خود را دارند:
بادبند ضربدری (X): از دو عضو قطری تشکیل شده که به‌صورت متقاطع میان دو تیر قرار می‌گیرند.
بادبند قطری منفرد: شامل یک عضو قطری است که تنها از یک جهت نیروهای جانبی را منتقل می‌کند.
بادبند K شکل: از دو عضو قطری تشکیل شده که به میانه‌ی ستون مقابل متصل می‌شوند و شکل حرف K انگلیسی را تداعی می‌کنند.
بادبند شورون هفتی (V): دو عضو قطری از بالا به نقطه‌ای مرکزی در تیر متصل شده و شکلی شبیه به حرف V یا عدد ۷ فارسی ایجاد می‌کنند.
بادبند شورون هشتی (Λ): اعضای قطری از پایین به تیر متصل شده و شکلی مشابه A انگلیسی یا عدد ۸ فارسی به‌وجود می‌آورند.
انواع بادبند از نظر عملکرد
بادبندها از منظر عملکردی به دو گروه اصلی افقی و عمودی تقسیم می‌شوند:
۱. بادبندهای افقی:
این بادبندها در سطوح افقی هر طبقه تعبیه می‌شوند و نقش اصلی آن‌ها، انتقال نیروهای جانبی از کف طبقات به قاب‌های عمودی است. در سیستم‌های مقاوم در برابر زلزله، وجود بادبند افقی (یا سازوکاری معادل آن مانند دیافراگم صلب سقف) اهمیت زیادی دارد. در اغلب ساختمان‌های رایج، به جای استفاده از بادبند افقی مجزا، این وظیفه بر عهده صلبیت سقف گذاشته می‌شود.
۲. بادبندهای عمودی:
این نوع بادبندها در بین ستون‌های قاب قرار می‌گیرند و وظیفه‌ی انتقال مستقیم نیروهای جانبی و عمودی به زمین را دارند. در ساختمان‌های فلزی، بادبندهای عمودی نقش مهمی در جلوگیری از پیچش و افزایش پایداری جانبی سازه ایفا می‌کنند. آن‌ها مانند یک اسکلت مقاوم، مانع از فروپاشی سازه در برابر نیروهای جانبی و عمودی می‌شوند.
مزایا و محدودیت‌ها
سیستم قاب مهاربند جانبی به دلیل عملکرد محوری بادبندها، دارای سختی جانبی بالا و تغییر شکل‌های محدود در برابر زلزله است. با این حال، این سیستم دارای برخی محدودیت‌های معماری نیز هست؛ به‌ویژه در طراحی مسیرهای ارتباطی میان طبقات که ممکن است با حضور اعضای قطری بادبند دچار اختلال شوند. همچنین در قاب‌های بلند یا با دهانه‌های بزرگ، نیروهای محوری زیادی در محل اتصال بادبندها به ستون و فونداسیون ایجاد می‌شود که نیازمند طراحی دقیق و تمهیدات اجرایی مناسب خواهد بود.
https://academyofcivil.com/blog/brace/
در قاب‌های خمشی، به دلیل سختی کمتر، معمولاً معیار سختی نسبت به مقاومت از اهمیت بیشتری برخوردار است. البته این موضوع به معنای نادیده‌گرفتن معیارهای مقاومت و شکل‌پذیری در قاب‌های خمشی نیست، بلکه نشان‌دهنده آن است که در این سیستم‌ها سختی، عامل محدودکننده‌تری در طراحی محسوب می‌شود.
از آنجا که سختی محوری اعضای سازه معمولاً بیشتر از سختی خمشی آن‌ها است، و انتقال نیروهای جانبی در بادبندها از طریق افزایش یا کاهش طول اعضای قطری صورت می‌گیرد، بنابراین سیستم‌های مهاربندی شده، در برابر بارهای جانبی عملکرد بسیار مناسبی دارند.
انواع بادبند از نظر شکل ظاهری
بادبندها از نظر شکل ظاهری به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر یک ویژگی‌ها و کاربرد خاص خود را دارند:
بادبند ضربدری (X): از دو عضو قطری تشکیل شده که به‌صورت متقاطع میان دو تیر قرار می‌گیرند.
بادبند قطری منفرد: شامل یک عضو قطری است که تنها از یک جهت نیروهای جانبی را منتقل می‌کند.
بادبند K شکل: از دو عضو قطری تشکیل شده که به میانه‌ی ستون مقابل متصل می‌شوند و شکل حرف K انگلیسی را تداعی می‌کنند.
بادبند شورون هفتی (V): دو عضو قطری از بالا به نقطه‌ای مرکزی در تیر متصل شده و شکلی شبیه به حرف V یا عدد ۷ فارسی ایجاد می‌کنند.
بادبند شورون هشتی (Λ): اعضای قطری از پایین به تیر متصل شده و شکلی مشابه A انگلیسی یا عدد ۸ فارسی به‌وجود می‌آورند.
انواع بادبند از نظر عملکرد
بادبندها از منظر عملکردی به دو گروه اصلی افقی و عمودی تقسیم می‌شوند:
۱. بادبندهای افقی:
این بادبندها در سطوح افقی هر طبقه تعبیه می‌شوند و نقش اصلی آن‌ها، انتقال نیروهای جانبی از کف طبقات به قاب‌های عمودی است. در سیستم‌های مقاوم در برابر زلزله، وجود بادبند افقی (یا سازوکاری معادل آن مانند دیافراگم صلب سقف) اهمیت زیادی دارد. در اغلب ساختمان‌های رایج، به جای استفاده از بادبند افقی مجزا، این وظیفه بر عهده صلبیت سقف گذاشته می‌شود.
۲. بادبندهای عمودی:
این نوع بادبندها در بین ستون‌های قاب قرار می‌گیرند و وظیفه‌ی انتقال مستقیم نیروهای جانبی و عمودی به زمین را دارند. در ساختمان‌های فلزی، بادبندهای عمودی نقش مهمی در جلوگیری از پیچش و افزایش پایداری جانبی سازه ایفا می‌کنند. آن‌ها مانند یک اسکلت مقاوم، مانع از فروپاشی سازه در برابر نیروهای جانبی و عمودی می‌شوند.
مزایا و محدودیت‌ها
سیستم قاب مهاربند جانبی به دلیل عملکرد محوری بادبندها، دارای سختی جانبی بالا و تغییر شکل‌های محدود در برابر زلزله است. با این حال، این سیستم دارای برخی محدودیت‌های معماری نیز هست؛ به‌ویژه در طراحی مسیرهای ارتباطی میان طبقات که ممکن است با حضور اعضای قطری بادبند دچار اختلال شوند. همچنین در قاب‌های بلند یا با دهانه‌های بزرگ، نیروهای محوری زیادی در محل اتصال بادبندها به ستون و فونداسیون ایجاد می‌شود که نیازمند طراحی دقیق و تمهیدات اجرایی مناسب خواهد بود.
https://academyofcivil.com/blog/brace/