انواع بادبند در ساختمان ها [صفر تا صد]

در ابتدا بادبند را تعریف میکنیم و سپس به معرفی انواع آن میپردازیم

بادبند چیست؟

سیستم بادبند یا مهار بندی از چند عضو تشکیل شده و به منظور مقاومت در برابر نیروی افقی زلزله و .. کاربرد دارد . بادبند ها از مهمترین عوامل طراحی سازه های فولادی ، برای افزایش سختی ساختمان در برابر نیروهای جانبی می باشند . بادبند در تحمل فشار و کشش کاربرد دارد.

ترکیب تیر، ستون و بادبند باعث کاهش هزینه ، سهولت اجرای سازه و تحلیل رفتار آن در حالت های مختلف بارگذاری می شود.

در صورتی که نیروی های عرضی وارد شده بر روی ساختمان ، به وسیله ی ساختار هایی مانند بادبند مهار نشوند پی ساختمان و فوندانسیون تحت تاثیر این عوامل جا به جا و یا تخریب میشوند .

در اکثر مواقع بادبند ها از میله های فولادی و یا باد بند هایی مانند نبشی ، ناودانی و یا کابل ساخته میشوند ‌. در واقع بادبند ها با توجه به نوع و کاربردشان ، به انواع مختلفی تقسیم بندی میشوند.

انواع بادبند

برای مقاوم سازی سازه در برابر نیروهای افقی ، دو سیستم مهاربندی  به نام های مهاربندی عمودی و مهاربندی افقی وجود دارند .

1- بادبند عمودی

این نوع بادبند از متداول ترین سیستم های مهاربندی بوده که سابقه ی زیادی در صنعت ساختمان سازی دارد . این  مهاربند از طریق ساختارهای عمودی نظیر تیرآهن یا پروفیل های دیگر نیروی افقی وارده را به قسمت پایینی خود انتقال میدهد .

مهاربندهای قائم یا عمودی برای مقابله با نیروی پیچش، به سه صفحه مهاربند عمودی مستحکم نیاز دارند .

2- بادبند افقی

این نوع مهاربند ها وظیفه ی انتفال نیروی افقی به مهاربند های عمودی را در هر طبقه برعهده دارند .هر طبقه نیاز به مهاربند افقی دارد و همچنین بام ساختمان نیز ممکن است نیازمند این نوع مهاربند باشد.

انواع بادبند افقی

باد بند های افقی به دو دسته واگرا و همگرا تقسیم میشوند که در ادامه آنها را بررسی میکنیم .

الف) بادبند همگرا

مهاربندی است که امتداد اعضای آن در یک نقطه همگرا یا هم راس می باشند . این نقطه میتواند در وسط قاب یا در وسط تیر باشد . اتصال دو سر این مهار بند ها از نوع مفصلی بوده و مهاربند ها تنها دارای نیروی کششی یا فشاری هستند . سیستم قاب مهاربندی شده همگرا نسبت به قاب های خمشی از سختی بالاتری برخوردار است.

قاب های مهاربندی شده ی هم محور برای دهانه های کوچک از نظر اقتصادی مقرون به صرفه میباشند . از ویژگی مثبت آنها میتوان به سختی قابل قبول در برابر بار های جانبی ، ساده بودن اتصالات  و سرعت اجرایی بالا اشاره کرد  و به عنوان ویژگی منفی میتوان به عملکرد ضعیف در مقابل بار تناوبی و از دست دادن مقاومت هنگام سیکل های بارگذاری و باربرداری متعدد اشاره کرد .

علتی که باعث مشکلات بالا میشود ناشی از ضعف سیستم در مقابل فشار است چون فشار منجر به کمانش مهاربند میشود و کمانش سبب جذب کمتر انرژی میگردد. بادبند های همگرا توانایی تغییر شکل غیر الاستیک برگشت پذیر را دارا نیستند و این بدین معنی است که تحت تاثیر سیکل های بارگذاری و بار برداری شکل اولیه خود را از دست میدهند.

ب) بادبند واگرا

محور اعضای قطری آنها برون مرکزی محوری دارند. به این معنی که هر دو به یک نقطه از تیر وصل نمیشوند . در بادبند های واگرا حداقل یک انتهای عضو قطری ، به خارج از نقطه ی اتصال تیر به ستون متصل است . از دیدگاه معماری ، انعطاف پذیری خاصی در این سیستم دیده میشود و معماران قدرت تصمیم گیری آزادانه تری دارند . به طور مثال بر خلاف سیستم همگرا ، این سیستم شامل فضاهای خالی مناسب برای تعبیه کردن بازشو هایی مانند در و پنجره میباشد.

انواع بادبند همگرا

از انواع  سیستم های همگرا میتوان به بادبند قطری ، بادبند ضربدری یا   X شکل ، بادبند k  شکل و بادبند به شکل ۷ و ۸ اشاره کرد.

الف) بادبند قطری

سیستم مهاربندی قطری یکی از ساده ترین ساختارهای بادبند در سازه های قابی است. در این سیستم بادبند ها به صورت قطری اجرا میشوند و دو محل تلاقی تیر و ستون  مقابل هم را به یکدیگر وصل گرده و قاب مستطیلی به شکل خرپای پنج عضوی در می آید .

در صورتی که بادبند های قطری به صورت تکی استفاده شوند باید عضو های تشکیل دهنده ی آنها توانایی تحمل کشش و فشار را داشته باشند.

المان های بادبند معمولا با زاویه ۴۵ درجه اجرا شده و علت آن بهبود عملکرد سیستم و ایجاد یک اتصال محکم و فشرده بین المان های بادبند با تیر و ستون میباشد .چنانچه این زاویه نسبت به خط عمود کاهش پیدا کند سازه در برابر حرکت جانبی ناشی از بار های دینامیکی آسیب پذیر میشود.

ب) بادبند ضربدری

بادبند ضربدری از روی هم قرار گرفتن دو عضو قطری تشکیل میشود . این سیستم تنها برای بار های کششی مورد استفاده قرار میگیرد . در این سیستم میتوان از کابل های فولادی نیز استفاده کرد  .

در قابی که این سیستم اجرا میشود فضاهای خالی گرفته شده و ممکن است محل قرارگیری بادبند با بازشو احتمالی تداخل داشته باشد. این سیستم بار های خمشی زیادی را به تیر کف تحمیل میکند.

پ) بادبند k شکل

این سیستم به صورتی است که وسط تیر ها را به وسط ستون ها متصل میکند و شکل کلی آن به صورت یک لوزی داخل مستطیل است این سیستم فضای مناسبی برای ایجاد بازشو ها در نمای بیرونی سازه فراهم میکند .

بادبند k شکل باعث خمش کمتر تیرها میشود اما چنانچه‌ در عضو های بادبند تغییر شکل ایجاد شود امکان تغییر شکل جانبی و شکست ستون های مجموعه وجود دارد بنابراین استفاده از این سیستم در مناطق زلزله خیز مجاز نیست.

ت) بادبند به شکل ۷ و ۸

در این سیستم وسط تیر بالایی یا پایینی به دو محل طلاقی تیر و ستون رو به روی خود ، مانند شکل اعداد ۷ و ۸ ، متصل میشوند . در صورتی که این شکل مانند عدد ۸ باشد به آن سیستم مهار بندی شورون  و چنانچه برعکس باشد آن را بادبند  v  شکل میگویند .

در این سیستم ظرفیت کمانش بادبند تحت فشار کاهش  پیدا میکند . میزان کاهش تا حدی است که این مقدار به کمتر از کشش تسلیم میرسد . به همین دلیل هنگام اعمال بار بیشتر از ظرفیت بادبند ها، تیر به عنوان عضو مقاوم عمل میکند.

سخن اخر

همانطور که ملاحظه شد وجود بادبند ها در ساختمان لازم و ضروری بوده و در مورد آنها باید به مسئله ی طراحی و اجرا توجه شود . چنانچه این سیستم به درستی طراحی شود و افراد متخصص و با تجربه آن را اجرا کنند میتوان از ایمنی ساختمان مطمئن بود.