بادبند (مهاربند) و نکات مهم آن

مهاربند یا بادبند از سازه در برابر نیروهای جانبی مانند باد یا زلزله محافظت می کند. استفاده از مهاربند یا باربندها در سازه های فولادی صورت می گیرد.

نحوه عملکرد بادبندها به گونه ای است که می تواند نیروی ناشی از زلزله را خنثی کرده و به زمین بازگرداند. با این مقدمه در ادامه این مطلب از ساختمانچی به بیان توضیحات بیش تر در این زمینه می پردازیم. با ما همراه باشید.

انواع بادبند

همان گونه که در بالا اشاره شد، وظیفه بادبند مقاوم سازی ساختمان در برابر نیروهای ناشی از باد یا زلزله می باشد. آن چه که در استفاده از بادبندها در سازه حائز اهمیت می باشد، طراحی مناسب و صحیح آن ها می باشد. بادبندها انواع مختلفی دارند که در ادامه به معرفی آن ها می پردازیم:

مهاربند یا بادبند ضربدری

ساختار مهاربند ضربدری که با نام همگرا نیز شناخته می شود، به گونه ای است که در آن دو عضو مهاربند به حالت قطری زوایای متقابل یک دهانه را به یکدیگر متصل می کنند.

مهاربند قطری

بادبند یا مهاربند قطری به حالتی می گویند که در آن تنها یک قطر داخل چشمه وجود داشته باشد.

مهاربند 7 و 8

ساختار مهاربند 7 و 8 به گونه ای است که در آن دو عضو مهاربند بر روی یک گره در رو و یا زیر تیر با یکدیگر متقارب هستند.

مهاربند K

ساختار مهاربند K به گونه ای است که یک جفت مهاربند در یک طرف ستون قرار می گیرد و در نقطه ای بر روی ستون یکدیگر را قطع می کنند.

معرفی مهاربند واگرا و همگرا

به طور کلی مهاربندها به دو دسته واگرا یا همگرا تقسیم بندی می شوند که در ادامه به معرفی آن ها می پردازیم:

مهاربند واگرا

ساختار مهاربندهای واگرا به گونه ای است که در یک انتها بادبند باید به تیر متصل شود و حداقل در یک انتها به گره تقاطع تیر و ستون متصل نباشد. این گونه مهاربندها با نام بادبندهای برون محور نیز شناخته می شوند.

یکی از نکات مهمی که در سیستم مهاربندهای واگرا یا برون محور باید به آن توجه داشت، طراحی صحیح تیرچه ارتباطی می باشد. مقدار نیروی برشی و لنگر خمشی در تیر پیوند نیز از جمله مواردی است که باید با دقت بالایی محاسبه شود.

به طور کلی می توان گفت در صورتی که از این سیستم مهاربند به شکل صحیحی استفاده شود، شکل پذیری بیشتر سازه و کاهش برش پایه زلزله را به همراه دارد.

آن چه که در طراحی این سیستم مهاربند حائز اهمیت می باشد، اجرای صحیح آن بر اساس آیین نامه های اجرایی و رعایت کلیه نکات اجرایی آن می باشد.

مهاربند همگرا

مهاربند همگرا به گونه ای است که امتداد اعضایی همچون تیر و ستون و اعضای مهاربند از یک نقطه عبور می کنند. مهاربندهای همگرا با عنوان بادبندهای هم محور نیز شناخته می شوند.

طراحی این گونه بادبندها به گونه است که طراحی تیرها در قسمت های بادبندی مانند تیرهای معمولی و تحت بارهای ثقلی شکل می گیرد.

این ساختار سبب می شود در صورت بروز زلزله نیروی قابل توجهی در تیرها ایجاد نشود. از جمله مزایای سیستم بادبندهای همگرا می توان به مواردی هم چون ایجاد سختی بالا برای سازه و کنترل تغییر مکان جانبی سازه اشاره کرد.

استفاده از این سیستم معایبی نیز به همراه دارد که از جمله می توان ایجاد برخی محدودیت ها در معماری سازه و شکل پذیری پایین آن ها اشاره کرد. شکل پذیری کم آن ها سبب می شود قابلیت دفع نیروی زلزله کاهش پیدا کند. این امر افزایش نیروی ارتعاشات در سازه را به همراه دارد.

تفاوت بادبند همگرا و بادبند واگرا

با تعاریف ارائه شده در قسمت قبل می توان گفت سیستم مهاربند واگرا و همگرا دو تفاوت اصلی با یکدیگر دارند. اولین تفاوت آن ها را می توان در قالب طراحی معماری ساختمان در نظر گرفت. سیستم مهاربندی واگرا از انعطاف پذیری بیشتری نسبت به مهاربند همگرا برخوردار می باشد.

تفاوت دیگر آن ها در عملکرد سازه ای آن ها می باشد. نحوه عملکرد سیستم های مهاربندی همگرا به گونه ای است که به نسبت سیستم واگرا سختی بیشتری از خود نشان می دهند.

این در حالی است که در سیستم واگرا طول تیرهای پیوند در سختی آن ها تاثیر گذار می باشد. هرچه طول تیرهای پیوندی بلندتر باشد، سختی قاب کاهش می یابد اما در مقابل انعطاف پذیری آن بالاتر می رود.

مزایای استفاده از سیستم مهاربند

از جمله مزایای قاب هایی که در آن ها از سیستم مهاربندی استفاده می شود می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سیستم بادبندی یا مهاربندی نسبت به قاب های خمشی از سختی الاستیک بالاتری در برابر ارتعاشات زلزله برخوردار هستند.
• در نصب این گونه سیستم ها از اتصالات پین یا پیچ و مهره استفاده می شود. همین امر می تواند در کاهش هزینه و زمان نصب و اجرا تاثیر مستقیم داشته باشد.
• استفاده از قاب های مهاربندی شده سبب می شود در صورت بروز زلزله خرابی سایر المان ها کاهش پیدا کند. هم چنین این امکان وجود دارد که در صورت آسیب دیدن مهاربند پس از زلزله، مهاربندهای آسیب‌دیده جایگزین و تعویض شوند.

محل مناسب برای نصب بادبند

یکی از نکات مهم در نصب بادبند توجه به انتخاب مکان مناسب برای انجام این کار می باشد. بهتر است در صورت امکان محل قرارگیری بادبند در اطراف سازه موردنظر باشد. این امر سبب می شود بازوی مقاوم بزرگ تری در برابر پیچش ایجاد شود.

نحوه عملکرد بادبند در ساختمان

نیروهای افقی به دلیل وجود باد و طوفان و یا سیل و زلزله به بدنه یک سازه وارد می شوند. هنگام طراحی سازه، مهندس طراح باید تمام نیروهای احتمالی وارد بر پروژه را در نظر بگیرد و با توجه به آن ها و با استفاده از روش ها و تجهیزات مختلف، سازه ای مقاوم را طراحی و اجرا نماید.

بادبند یکی از مهم ترین تجهیزات در زمینه محسوب می شود. اگر نیروهای عرضی توسط تجهیزاتی مانند بادبند مهار نشوند، روی فونداسیون تاثیر کذاشته و سبب حرکت یا تخریب ساختمان به طور عرضی می شوند.

بادبندها اصولا از میله های فولادی یا تیرآهن مانند نبشی و ناودانی تولید می شوند. همانطور که گفتیم بادبندها انواع مختلفی دارند و با توجه به نوع و کاربردشان در سازه مورد استفاده قرار می گیرند.

در ساختمان هایی که چندین دهانه دارند، مهادبند در بزرگ ترین دهانه در تمام طبقات جای گذاری می شود. بعضی اوقات با توجه به نظر مهندس طراح، از بادبند برای طبقات اول و آخر استفاده می شود.

این بادبندها به گونه ای طراحی می شوند که بتوانند نیروهی عرضی وارد شده را گرفته و به قاب بعدی منتقل کنند. این کار سبب می شود تا بار در قاب ها پخش شود و فشار زیادی به ساختمان وارد نگردد.

سخن آخر

ما در این نوشته از ساختمانچی به بررسی بادبند یا همان مهاربند ساختمان پرداختیم. همان ‌طور که گفتیم وجود مهاربند در ساختمان ‌ها و به ‌خصوص ساختمان‌ های مسکونی بسیار ضروری است.

همچنین طراحی و اجرای مهربند نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ بنابراین باید هم نوع سیستم بادبند به‌ درستی انتخاب گردد و هم اجرای آن با دقت و توسط افراد کار بلد انجام شود.