کلیات قاب‌های سازه‌ای مهاربندی‌شده
قاب مهاربندی‌شده یک سیستم سازه‌ای است که معمولاً در سازههای تحت اثر بارهای جانبی مانند باد و نیروهای لرزه‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرد. اعضای موجود در یک قاب مهاربند عموماً از فولاد سازه‌ای ساخته می‌شوند که این امر باعث میشود آن‌ها هم در کشش و هم در فشار به‌طور مؤثر عمل کنند. تیرها و ستونها در سازه‌ها بارهای عمودی را تحمل می‌کنند و سیستم‌های بادبند بارهای جانبی را تحمل می‌کنند.
موقعیت قرارگیری این مهاربندها می‌تواند گاهی اوقات در سازه ایجاد مشکل کند زیرا در طراحی نما و یا موقعیت دهانه‌های دارای بازشو ایجاد اختلال می‌کند. ساختمان‌هایی که از سبک‌های پیشرفته یا پست‌مدرنیستی استفاده می‌کنند با معرفی مهاربند به‌عنوان یک ویژگی طراحی داخلی یا خارجی، به این امر پاسخ داده‌اند.
مقاومت در برابر نیروهای جانبی توسط دو نوع سیستم بادبند تأمین میشود:
- مهاربند عمودی: بادبندها بین خطوط ستون و در صفحات عمودی، مسیرهایی را به‌منظور انتقال نیروهای افقی به سطح زمین فراهم می‌کنند. قاب‌های ساختمانی برای مقاوم‌سازی و ایمن‌سازی سازه‌ها به حداقل سه صفحه مهاربند عمودی نیاز دارند تا بتوانند هر دو جهت را در نقشه مهار کنند و بتوانند پیچش حول محور عمودی را نیز تحمل کنند.
- مهاربند افقی: از مهاربند افقی در هر طبقه و در صفحات افقی، به‌منظور انتقال نیروهای افقی به صفحات مهاربندی عمودی استفاده میشود. استفاده از این نوع مهاربندها در هر کفی که صلبیت کافی را ندارد، لازم است. بااین‌حال، سیستم کف خود نیز ممکن است به‌تنهایی مقاومت و صلبیت کافی را ایجاد کند و نیازی به مهاربند داشته باشند.
انواع مهاربند
- بادبند قطری تک: این نوع سیستم خرپایی یا مثلثی با قرار دادن اعضای سازه‌ای مورب در مناطق مستطیل شکل یک قاب ساختمانی، به ایجاد ثبات در قاب کمک می‌کند. اگر از یک بادبند تک استفاده شود، این بادبند باید به‌اندازه کافی در برابر کشش و فشار مقاوم باشد.
- مهاربند متقاطع یا مهاربند X: از دو عضو مورب که از یکدیگر عبور می‌کنند ساخته شده است. این بادبندها فقط باید در برابر کشش بسته به جهت بارگذاری مقاوم باشند. در نتیجه می‌توان از کابل‌های فولادی برای این نوع بادبندهای متقاطع استفاده نمود. بااین‌حال، استفاده از بادبند متقاطع در نمای خارجی ساختمان ممکن است در موقعیت و عملکرد بازشوها اختلال ایجاد کند. همچنین منجر به خمش بیشتر تیرهای کف میشود.
- بادبندهای K در وسط ارتفاع طبقه به ستونها متصل می‌شوند. قاب‌های ساخته شده با این بادبندها انعطاف‌پذیری بیشتری برای بازشوها در نما فراهم می‌کنند و باعث کمتر شدن خمش در تیرهای کف می‌شوند. به‌طورکلی استفاده از بادبند K در مناطق نزدیک گسل چندان توصیه نمی‌شود زیرا به دلیل کمانش مهاربند تحت‌فشار، ستون ممکن است گسیخته شود.
- بادبند V شکل: این نوع مهاربند از دو عضو مورب ساخته شده است که شکل V را تشکیل می‌دهند. اجزای این بادبند از بالای دو گوشه یک عضو افقی به سمت پایین امتدادیافته و در یک نقطه مرکزی روی عضو افقی پایینی به هم می‌رسند. بادبند V معکوس از اتصال دو عضو در یک نقطه مرکزی بر روی عضو افقی فوقانی تشکیل شده است.
مهاربند V و K شکل
هر دو سیستم بادبند V و K می‌توانند با توجه به کمتر کردن طول بادبندها، به‌طور قابل‌توجهی ظرفیت کمانش بادبند فشاری را کاهش دهند. از طرفی به دلیل اعمال نیروی برشی بسیار زیاد به تیرها (در مهاربند V) و ستونها (در مهاربند K) نیاز به طراحی سخت‌کننده و تیر و ستون با ابعاد بزرگتر در این ناحیه هست.
بادبند مرکزی به‌طورمعمول در مناطقی که احتمال وقوع زلزله در آنجا زیاد است استفاده میشود. این نوع بادبندها شبیه به بادبند V هستند با این تفاوت که اعضای این نوع بادبند در یک نقطه مرکزی یکدیگر را ملاقات نمی‌کنند… اعضای بادبند همگرا با تغییر شکل محوری پلاستیک انرژی ناشی از فعالیت‌های لرزه‌ای را مستهلک می‌کند.
مهاربند ساخته شده با تخته چندلا (OSB) در سازههای فولادی سبک
قاب‌های مهاربندي‌شده یک شکل بسيار متداول در ساخت‌وساز هستند که ساخت آن‌ها از نظر اقتصادي و تحليلی ساده است. در این قاب‌ها بادبند که وظیفه مقاومت در برابر بارهای جانبی را بر عهده دارد ممکن است از اعضای فولادی مورب یا به شکل یک هسته بتنی ساخته شود. در ساخت این بادبندها، با فرض اینکه سیستم بادبند تمام بارهای جانبی را تحمل می‌کند، تیرها و ستونها فقط تحت بار عمودی طراحی می‌شوند. در این بین نوعی دیگر از این بادبندها از جنس چوب به‌صورت چندلا وجود دارد.
از بادبندهای ساخته شده با تخته چندلا برای مهار ساختمان‌های مسکونی استفاده میشود. بادبند از جنس تخته سه لا برای استفاده به‌منظور مهاربندی دیوار و سقف مناسب است. استفاده از این نوع بادبند در ساختمان‌های با قاب چوبی رایج است و این فرصت را به طراحان می‌دهد تا بازشوها و قسمت‌های بزرگی از جنس شیشه را در دیوارهای خارجی ایجاد کنند. چوب سخت این بادبند از گونه‌های مختلف به‌صورت ترکیبی تهیه شده است.
چگونه پلان مهاربند در رفتار کلی ساختمان مؤثر است؟
شاید در نگاه اول پلان بادبند مانند یک الگوی هندسی به نظر برسد اما در واقعیت این‌طور نیست. پلان بادبند بخشی از پلان یک سازه‌ی بزرگتر است که برای تعیین محل قرار دادن اجزای سیستم مهاربند، به‌منظور مقاومت در برابر بارهای باد و فشار لرزه‌ای ایجاد شده است. اطمینان از محاسبه و تهیه دقیق جانمایی مهاربندها در نقشه‌ها حیاتی است. به‌منظور تهیه پیش‌نویس طراحی معماری با کیفیت بالا، شما به مهندسین واجد شرایط، باتجربه و دقیق نیاز دارید تا این اطمینان حاصل شود که جانمایی پلان‌های بادبند قابل‌اجرا بوده و باعث اقتصادی شدن طرح سازه میشود. برای مطالعات فاز صفر معماری و تهیه نقشه‌های فاز یک و دو میتوانید با کارشناسان مجرب شرکت ارزیابی و تأمین ایمنی لرزه‌ای مأمن ایرانیان در ارتباط باشید.
برای مشخص ساختن محل بادبند در پلان، خطوط شبکه رسم شده یا پلان مهاربندی‌شده در طول و عرض ساختمان‌ها ایجاد می‌شوند. برای تسهیل یک عملکرد لرزه‌ای قوی، اقدامات احتیاطی خاصی در تهیه پلان مهاربندی باید در نظر گرفته شود. بادبندها باید در دو جهت متعامد اجرا شوند. به‌طورمعمول، آن‌ها با چیدمان دیوارها مطابقت دارند. در ساختمان‌های با قاب چوبی، آن‌ها باید موازی با دیوارهای خارجی باشند. برای به دست آوردن جزئیات بیشتر در رابطه با اهمیت جانمایی بادبندها در پلان ساختمان و تأثیر آن در اقتصاد طرح و رفتار کلی سازه میتوانید به مقاله تهیه‌شده توسط کارشناسان متخصص شرکت مراجعه کنید.
