بادبند چیست؟ انواع، فواید و عملکرد سیستم مهاربندی
سیستم بادبند یا مهاربندی (Cross Bracing) مجموعه‌ای از چند عضو است که جهت استحکام و پایداری سازه در برابر نیروهای افقی ناشی از زلزله مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بادبندها از مهمترین جنبه‌های طراحی سازه‌های فولادی برای نیروهای جانبی در جهت افزایش سختی ساختمان هستند.
تحلیل نقش بادبندها با در نظر گرفتن ظرفیت اتلاف انرژی به عمل لرزه‌ای و تغییر شکل‌شان تعریف می‌شود.
هر ساختمان، صرف نظر از اندازه و ابعاد، باید قادر به مقاومت در برابر بارهای جانبی پیش‌بینی شده زلزله و باد برای جلوگیری از فروپاشی کلی سازه باشد.
دتایل بادبند همگرا (CBF):
در این نوع بادبندها امتداد همه اعضا مثل تیر، ستون و مهاربند دقیقاً از یک نقطه عبور می کند. نام دیگر این بادبند در ساختمان بادبندهای هم محور می باشد.
در این مهاربندها تیرها مانند تیرهای معمولی و تحت بارهای ثقلی تعبیه و طراحی می شوند.
این کار باعث می شود در هنگام زلزله نیروی کمتری به تیرها وارد شود.
این نوع بادبند مقاومت بالایی برای ساختمان ایجاد می کند و باعث کنترل تغییر مکان های جانبی سازه خواهد شد. اما این سیستم معایبی هم دارد.
به عنوان مثال در معماری سازه محدودیت ایجاد می کند و در صورت استفاده از آن طراح نمی تواند در برخی قاب ها پنجره قرار دهد.
از طرفی شکل پذیری پایینی در ساختمان ایجاد می کند و اجازه نمی دهد سازه نیروی زلزله را دفع کند.
در نتیجه پس لرزه ها را بیشتر احساس خواهید کرد.
جزئیات بادبند واگرا (EBF):
در بادبند واگرا یک انتهای بادبند به تیر متصل است و حداقل یکی از انتهاهای آن به محل تقاطع تیر و ستون وصل نمی شود.
به این نوع بادبند در ساختمان برون محور نیز می گویند.
در واقع طراحی باید طوری باشد که نیروی برشی و لنگر خمشی که به تیر وارد می شود، باعث گسیختگی تیر نشود.
مزیت این نوع مهاربند این است که قابلیت شکل پذیری بیشتری داشته و با این ویژگی نیروی برش پایه زلزله که باعث تخریب ساختمان می شود را کاهش خواهد داد.
مهاربند قائم:
مهاربندی که بین ستون‌ها در صفحه عمودی قرار گرفته است تا مسیر بار را برای انتقال نیروهای افقی به زمین ایجاد کند.
بیشتر ساختمان‌های فلزی جهت ایجاد مقاومت در برابر پیچ خوردگی در مورد یک محور عمودی نیاز به مهار افقی دارند.
مهاربند افقی:
مهاربندی در هر طبقه مسیری را برای انتقال بار نیروهای افقی به مهاربند عمودی ایجاد می‌کند.
هر طبقه برای ایجاد مقاومت نیاز به مهار افقی دارد. همچنین بام هم ممکن است به مهاربند احتیاج داشته باشد.
بادبند ضربدری:
همچنین به عنوان مهاربندی X نیز شناخته می‌شود. از نظر ظاهری دارای دو عضو مورب هستند که در محل تلاقی تیر و ستون تشکیل یک ضربدر را می‌دهند.
مقاومت مهار فقط به مقاومت در برابر تنش نیاز دارد، زیرا یک بادبند برای مقاومت در برابر نیروهای افقی در یک قاب بسته به جهت بار عمل می‌کند.
کابل‌های فولادی یا تیرآهن های ناودانی یا نبشی اغلب برای این مهاربندی استفاده می‌شوند.
این روش فضای موجود در داخل نما یا دهانه را محدود می‌کند و باعث می‌شود بیشترین خمش تیرها در کف ایجاد شود.
بادبند کا شکل (K):
دو عضو مورب به جای اتصل به مهم تلاقی تیر و ستون در میانه ستون به یکدیگر متصل می‌شوند.
این بادبند انعطاف‌پذیری بیشتری را برای دهانه‌ها ایجاد می‌کنند (از نظر قرار دادن پنجره) و تیر افقی با این نوع مهاربند نیروی خمشی کمتری را تحمل می‌کنند
. با این حال، بادبند K گزینه خوبی برای مناطق لرزه‌ای فعال نیست، زیرا پتانسیل خرابی ستون نسبت به مدل‌های دیگر بیشتر است.
بادبند مورب منفرد:
به این سیستم خرپا یا مثلث نیز گفته می‌شود. بادبند مورب تکی با قرارگیری یک عضو به صورت مورب در داخل قاب، در برابر تنش و نیروهای جانبی مقاومت می‌کند.
بادبند وی شکل (V):
دو عضو مورب است که از دو گوشه بالای یک عضو افقی کشیده شده‌اند و در میانه تیر تحتانی شکل V را ایجاد می‌کند.
بابدبند هشتی شکل (8) نیز نوع معکوس این مهاربند است.
به محض رسیدن هر دو عضو به ظرفیت مقاومت، بار وارده باید از طریق نیروی خمشی تیر افقی دفع شود.
بادبند برون محور:
معمولاً در مناطق فعال لرزه‌ای استفاده می‌شود.
این بادبند از دو عضو مورب تشکیل شده است که به جای اتصال به محل تلاقی تیر و ستون، در یک نقطه مرکزی با فاصله‌ای نسبت به یکدیگر، به تیر بالا متصل می‌شوند.
فاصله بین دو این عضو، انرژی حاصل از فعالیت لرزه‌ای را از طریق تغییر شکل پلاستیک جذب می‌کند.