بادبند یا مهاربند از سازه در برابر نیرهای جانبی مانند باد یا زلزله محافظت می‌کند. استفاده از مهاربند یا بادبند در سازه‌های فولادی صورت می‌گیرد. نحوه عملکرد بادبندها به گونه‌ای است که می‌توانند نیروهایی مانند زلزله  را خنثی کنند و آن را به زمین برگردانند. در این مطلب می‌توانید با مهاربند و انواع آن آشنا شوید.

بادبند یا مهاربند ساختمان چیست؟

بادبند یا مهاربند” سیستمی است که از چند عضو تشکیل می‌شود و تمام اجزا در جهت استحکام و پایدارسازی سازه برای جلوگیری از آسیب‌های ناشی از نیروهای افقی مانند زلزله کار می‌کنند. این بادبندها در سازه‌های فولادی از مهم‌ترین قسمت‌های پروژه هستند، زیرا یکی از بخش‌های مهم در مقاوم‌سازی سازه محسوب می‌شوند.

در واقع هر ساختمان یا سازه‌ای که ساخته می‌شود علاوه بر بارهای خود سازه با هر ابعاد و اندازه‌ای باید بتواند نیروهای جانبی خارجی احتمالی را نیز تحمل کند. در این شرایط بادبند از فروپاشی کل سازه جلوگیری می‌کند.

بادبند یا مهاربند ساختمان چیست؟

شکل 1. بادبند یا مهاربند ساختمان چیست؟

انواع بادبند

بادبند یا مهاربند به نوع ساختمان و کاربردشان متفاوتند. اما دارای دو دسته کلی عمودی و افقی هستند. در  این بخش انواع بادبند را بررسی می‌کنیم.

مهاربند یا بادبند ضربدری

بادبند ضربدری با نام همگرا نیز شناخته می‌شود و ساختار آن به گونه‌ای است که در آن دو عضو مهاربند به حالت قطری زوایای متقابل یک دهانه را به هم متصل می‌کند.

مهاربند قطری

مهاربند یا بادبند قطری در حالتی پدید می‌آید که در آن تنها یک قطر در چشمه وجود داشته باشد.

مهاربند ۷ و ۸

مهاربند 7 و 8 دارای ساختاری است که در آن دو عضو مهاربند بر روی یک گره در رو و یا زیر تیر با هم متقاربند.

مهاربند K

مهاربند K به گونه ای ساخته می‌شود که یک جفت مهاربند در یک طرف ستون قرار می‌گیرد و در نقطه‌ای روی ستون یکدیگر را قطع می‌کنند.

مهاربند واگرا

ساختار بادبند واگرا به گونه‌ای است که در یک انتهای بادبند به تیر متصل می‌شوند و حداقل در یک انتها به گره تقاطع تیر و ستون متصل نباشد. اینگونه بادبندها با نام بادبندهای برون‌محور هم شناخته می‌شوند. یکی از نکاتی که در بادبندهای واگرا یا برون‌محور باید توجه داشت این است که طراحی صحیح تیرچه ارتباطی می‌باشد.

مقدار نیروی برشی و لنگر خمشی در تیر پیوند نیز از جمله مواردی است که با دقت بالایی باید محاسبه شود. به طور کلی می‌توان گفت که اگر از این سیستم مهاربند به صورت صحیحی استفاده شود، شکل‌پذیری سازه و کاهش برش پایه زلزله را به همراه دارد. به طور کلی چیزی که در این سیستم مهاربند اهمیت دارد، اجرای صحیح آن بر اساس آیین‌نامه‌های اجرایی و رعایت کلیه نکات اجرایی آن است.

 

مهاربند واگرا

شکل 2. مهاربند واگرا

مهاربند همگرا

بادبند همگرا به این صورت است که انتهای اعضایی مانند تیر و ستون و اعضای مهاربند از یک نقطه عبور می‌کنند. مهاربندهای همگرا با عنوان بادبندهای هم محور نیز شناخته می‌شوند. طراحی آن‌ها به گونه‌ای است که طراحی تیرها در قسمت‌های بادبندی مانند تیرهای معمولی و تحت بارهای ثقلی شکل می‌گیرد.  طراحی این مهاربند به گونه‌ای است که در صورت بروز زلزله نیروی قابل توجهی در تیرها ایجاد نمی‌شود. از جمله مزایای این سیستم می‌توان مواردی مانند ایجاد سختی بالا برای سازه و کنترل تغییر مکان سازه اشاره کرد.

اما این سیستم معایبی هم دارد که شامل ایجاد برخی محدودیت‌ها در معماری سازه و شکل‌پذیری پایین آن‌ها می‌شود. شکل‌پذیری پایین باعث می‌شود که قابلیت دفع زلزله کاهش یابد. این امر باعث بالا رفتن نیروی ارتعاشات در سازه می‌گردد.

تفاوت بادبند همگرا و بادبند واگرا

سیستم مهاربند واگرا و همگرا تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند:

  • اولین تفاوت مربوط به طراحی معماری ساختمان است.
  • سیستم مهاربندی واگرا انعطاف‌پذیری بیشتری دارد.
  • تفاوت دیگر این دو سیستم در عملکرد سازه‌ای آن‌ها است.

عملکر سیستم‌های مهاربند همگرا به این صورت است که نسبت به سیستم واگرا سختی بیشتری را از خود نشان می‌دهند. این در حالی است که در سیستم واگرا طول تیرهای پیوند در سختی آن‌ها تاثیرگذار است. هر چه طول تیرهای پیوندی بیشتر باشد سختی قاب کاهش پیدا می‌کند اما در مقابل انعطاف‌پذیری آن بیشتر می‌گردد.

مزایای استفاده از سیستم مهاربند

  • با توجه به مهاربندی ساختمان‌ها، جابجایی طبقات و همچنین نیروی محوری و خمشی اضافی در ستون‌ها به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند.
  • قاب‌های مهار شده با بادبند در مقابل باد و نیروهای لرزه‌ای نسبت به ساختمان‌های بدون مهار مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند.
  • یکی از مزیت‌های مهم کاهش جابجایی جانبی است. در این حالت بادبند ضربدری نسبت به بادبند V شکل موثرتر عمل می‌کند.
  • مهاربندی فولادی، مقرون به صرفه و ساخت آن نیز آسان است. همچنین فضای کمی را اشغال کرده و از انعطاف‌پذیری بالایی برای پاسخ به مقاومت و سختی برخوردار است.

 

مزایای استفاده از سیستم مهاربند

شکل 3. مزایای استفاده از سیستم مهاربند

سیستم های مهاربندی

برای تثبیت سازه‌ها در برابر نیروهای افقی، دو سیستم مهاربندی به نام مهاربندی عمودی و افقی وجود دارد که آن‌ها را بررسی می‌کنیم:

سیستم مهاربندی قائم

این نوع، مهاربندی است که بین ستون‌ها در صفحه عمودی قرار می‌گیرد تا مسیر بار را برای انتقال نیروهای افقی به زمین فراهم نماید. اغلب ساختمان‌های فلزی برای اینکه در برابر پیچ خوردگی مقاومت کنند، در مورد محور عمودی نیاز به یک مهار افقی دارند.

سیستم مهاربندی افقی

این نوع مهاربندی در هر طبقه مسیری را برای انتقال بار نیروهای افقی به مهاربند عمودی ایجاد می‌نماید. هر طبقه برای ایجاد مقاومت به مهاربند افقی نیاز دارد. همچنین بام نیز ممکن است به این نوع مهاربند احتیاج پیدا کند.

محل مناسب برای نصب بادبند

در انتخاب محل‌های مناسب برای بادبندها می‌توان به نکات زیر اشاره کرد:

  • بادبندها باید به گونه‌ای نصب شوند که متقارن باشند و بین مرکز سختی و مرکز جرم در طبقات فاصله باشد.
  • دهانه‌های بزرگتر نسبت به دهانه‌های کوچکتر برای قرارگیری بادبند اولویت بالاتری دارند.
  • در یک قاب خاص ترجیحا باید در دهانه‌های متوالی بادبندگذاری شود. این مساله نسبت به بادبندگذاری در دو دهانه غیر مجاور اولویت دارد.
  • برای اینکه طرح شما مقرون به صرفه باشد در طبقات بالا از تعداد دهانه‌های کمتری برای بادبندگذاری استفاده کنید و در دهانه‌های بادبند، این این دهانه‌ها به تدریج افزایش یابند.
  • تعداد کل دهانه‌ها باید با فرآیند سعی و خطا به گونه‌ای به دست آید که از لحاظ اقتصادی به صرفه باشد.
  • برای ایجاد بادبند هم محور تنها از انواع بادبندهای قطری، ضربدری، 7 و 8 استفاده شود. در مورد بادبندهای 7 و 8 توصیه می‌شود که حتی‌الامکان از آن‌ها استفاده نشود، استفاده از بادبندهای قطری و ضربدری ارجحیت دارد.
  • اگر از بادبند قطری استفاده شود بهتر است در هر قاب در هر طبقه حداقل دو بادبند قطری استفاده شود و جهت استقرار آن‌ها نیز مخالف یکدیگر باشد.