بادبند یا مهاربند چیست؟
آیا میدانید مهاربند و یا بادبند چیست؟ آیا در مورد عملکرد انواع بادبند در ساختمان های فلزی و بتنی اطلاعاتی دارید؟ بادبند یا مهاربند، به عنوان یک عنصر اصلی در سازه‌ها استفاده می‌شود تا استحکام و پایداری سازه را در مقابل نیروهای افقی مانند زلزله تضمین کند. بادبند در نقاط استراتژیک سازه قرار می‌گیرد و از طریق اتصال به عناصر دیگر سازه نیروهای افقی را به طور مستقیم به عناصر سازه منتقل می‌کند. این اتصالات قادر به جذب و تحمل نیروهای افقی هستند و از ایجاد حرکات غیرمطلوب و تغییر شکل نامطلوب در سازه جلوگیری می‌کنند.
از این رو بادبندها در طراحی سازه‌ها بسیار مهم هستند زیرا تاثیر زیادی در عملکرد و ایمنی سازه‌ها دارند. اندازه، شکل، تعداد و مکان قرارگیری بادبندها بسته به نوع سازه، نیازهای طراحی و شرایط محیطی متفاوت است. طراحی صحیح بادبندها با توجه به این عوامل، می‌تواند بهبود عملکرد سازه و افزایش قدرت جذب نیروهای افقی را به همراه داشته باشد. در ادامه همراه آژندآشیانه باشید تا با بادبند و انواع بادبند های ساختمانی بیشتر آشنا شوید.
بادبند ساختمان چیست؟
مهاربند (بادبند) یک عنصر سازه‌ای است که برای افزایش استحکام و پایداری سازه در مقابل نیروهای افقی مانند زلزله و باد استفاده می‌شود. این عنصر قادر است نیروهای افقی ناشی از زلزله و باد را به عناصر سازه منتقل کند و فروپاشی سازه جلوگیری کند. مهاربندها معمولاً از قطعات فولادی تشکیل شده و در سازه‌های فولادی و بتنی استفاده میشوند. ترکیب تیرها، ستون‌ها و بادبندها در سازه‌های فولادی بهبود عملکرد سازه را افزایش می‌دهد.
این ترکیب به کاهش هزینه سازه، سهولت اجرا و تحلیل رفتار سازه در مقابل بارگذاری‌های مختلف کمک می‌کند. در صورتی که نیروهای عرضی بر روی سازه وارد شوند و به وسیلهٔ ساختارهایی مانند بادبندها مهار نشوند، پی ساختمان و فونداسیون تحت تأثیر این عوامل جابه‌جا میشوند یا تخریب میشوند. بادبندها می‌توانند به صورت میله فولادی، بادبندهای نبشی، ناودانی یا کابل‌ها ساخته شوند. همچنین، بادبندها بر اساس نوع و کاربردشان به انواع مختلفی تقسیم میشوند.
اهمیت استفاده از بادبندها
بادبندها در ساختمان‌ها اهمیت ویژه‌ای دارند و نقش مهمی در حفاظت و افزایش استحکام سازه‌ها دارند. بادبندها قادرند نیروهای عرضی نظیر باد، زلزله، سیلاب و فشارهای جانبی را جذب کرده و به بخش‌های قاب‌های سازه منتقل کنند. این عمل باعث توزیع منظم نیروها در سازه می‌شود و از ورود فشار شدید به سازه جلوگیری می‌کند.همچنین با نصب بادبندها، سازه قابلیت مقابله با نیروهای عرضی مختلف را بهبود می‌بخشد. این عناصر سازه‌ای باعث افزایش مقاومت و پایداری سازه میشوند و تاثیر مخرب نیروهای عرضی را کاهش می‌دهند.
بادبندها نیز به عنوان یک سیستم محافظتی مهاربند عمل می‌کنند و از ورود نیروهای عرضی به سازه جلوگیری می‌کنند. با مهار نیروهای تخریب‌کننده، بادبندها به سازه کمک می‌کنند تا در مقابل زلزله‌ها و سایر نیروهای عرضی مقاومت کند. این باعث کاهش تلفات انسانی و خسارت‌های مالی ناشی از تخریب سازه می‌شود.
در مناطق زلزله‌خیز مانند ایران، بادبندها به دلیل توانایی مهار نیروهای زلزله و انتقال آنها به بخش‌های قاب سازه، اهمیت ویژه‌ای دارند. طراحی و اجرای صحیح بادبندها در این مناطق می‌تواند از تخریب سازه و خسارت جانی و مالی جلوگیری کند. از این رو، بادبندها به عنوان یکی از اجزای حیاتی ساختمان، در حفاظت و افزایش استحکام سازه نقش بسزایی دارند و در طراحی و اجرای سازه‌ها باید به آنها توجه کامل شود.
نصب بادبندها در ساختمان
بادبندها در ساختمان‌ها نقش مهمی در افزایش استحکام و پایداری سازه دارند. با نصب بادبندها، امکان تغییر شکل غیرمطلوب و تخریب سازه به دلیل نیروهای عرضی مختلف مانند باد، زلزله و سیلاب کاهش می‌یابد. بادبندها به صورت مناسب در ساختمان قرار می‌گیرند تا نیروهای عرضی را جذب کرده و به قاب بعدی منتقل کنند، این عمل باعث توزیع نیروها و فشارها در ساختمان می‌شود و از ورود فشار شدید به سازه جلوگیری می‌کند. بادبندها به عنوان یکی از مصالح و تجهیزات ساختمانی بسیار اهمیت دارند و در روند ساختمان‌سازی مدرن حائز اهمیت می‌باشند.
با نصب آن ها، سازه قابلیت مقابله با نیروهای عرضی مختلف را پیدا می‌کند و مقاومت و پایداری سازه را افزایش می‌دهد. بادبندها به خصوص روی ستون‌های ساختمان نصب میشوند تا تاثیر مخرب نیروهای عرضی را کاهش دهند و حرکت و تخریب ساختمان را به حداقل برسانند.
به عبارت ساده‌تر، بادبندها در ساختمان‌ها به عنوان یک سیستم محافظتی مهاربند عمل می‌کنند و از ورود نیروهای عرضی به سازه جلوگیری کرده و سازه را در برابر تخریب و خسارت‌های ناشی از آنها محافظت می‌کنند. تأثیر بادبندها در افزایش استحکام و پایداری سازه‌ها بسیار حائز اهمیت است.
بررسی انواع بادبند های ساختمانی
مهاربندها بسته به نوع ساختمان و کاربردشان متفاوت هستند. مهاربندها به دو دسته عمده، یعنی مهاربندهای عمودی و افقی، از دیدگاه جهت و موقعیت قرارگیری آنها در ساختمان تقسیم بندی میشوند. در ادامه، به توضیح هر یک از این دسته‌ها می‌پردازم:
-
مهاربندهای عمودی یا قائم
مهاربندهای عمودی در ساختمان‌ها بین ستون‌ها در صفحات قائم قرار می‌گیرند. هدف اصلی این نوع مهاربندها، انتقال بارهای عمودی (عمدها) به زمین است. آنها قادرند بارهای عمودی اضافی را به ستون‌ها و سازه فلزی انتقال داده و از پیچش و خمش غیرمطلوب سازه جلوگیری کنند. مهاربندهای عمودی بهبود استحکام سازه در برابر نیروهای عمودی و عرضی مختلف را فراهم می‌کنند.
-
مهاربندهای افقی
مهاربندهای افقی در ساختمان به صورت افقی طراحی میشوند و در هر طبقه مسیری را برای انتقال بارهای افقی اضافی به مهاربندهای قائم فراهم می‌کنند. هدف اصلی این نوع مهاربندها، کاهش تغییر شکل و جابجایی سازه در برابر نیروهای افقی (مانند زلزله) است. آنها به سازه کمک می‌کنند تا استحکام و پایداری خود را در مقابل نیروهای افقی افزایش داده و تغییرات شکل غیرمطلوب را کنترل کنند.
با توجه به نوع ساختمان، نیازمندی‌های طراحی و نیروهای عملکردی مورد انتظار، می‌توان نوع و ترکیبی از مهاربندهای عمودی و افقی را در ساختمان اعمال کرد. هدف از استفاده از این مهاربندها، بهبود عملکرد سازه و کاهش خطرات ناشی از نیروهای عمودی و افقی برای سازه است.
انواع بادبند از نظر شکل ظاهری
بادبندها بر اساس شکل ظاهری و نوع مقطع فولادی می‌توانند به انواع مختلفی تقسیم شوند. در زیر به برخی از انواع بادبندها از نظر شکل ظاهری اشاره می‌کنم:
-
بادبند مورب منفرد:
بادبند مورب یک نوع بادبند در ساختمان است که به عنوان سیستم خرپا یا مثلث نیز شناخته می‌شود. این بادبند دارای یک عضو مورب است که درون قاب سازه قرار می‌گیرد و وظیفه آن، مقاوم‌سازی ساختمان در برابر نیروهای تنشی و جانبی است. بادبند مورب منفرد به صورت ایجاد یک مثلث در سازه، استحکام و پایداری ساختمان را افزایش می‌دهد. عضو مورب این بادبند نیروهای تنشی و جانبی را از نقاط مهار به سایر نقاط سازه انتقال می‌دهد و از ایجاد تغییرات شدید در شکل و جابجایی سازه جلوگیری می‌کند.
این بادبند معمولاً از مواد فلزی مثل فولاد استفاده می‌شود. این بادبند می‌تواند در سازه‌های فلزی، بتنی و چوبی استفاده شود. استفاده از بادبند مورب منفرد به سازه ایجاد استحکام و مقاومت بیشتر در برابر نیروها و لرزه‌های زلزله ارائه می‌دهد.
-
بادبند ضربدری:
بادبند ضربدری به بادبند X نیز شناخته می‌شود. این نوع بادبند دارای دو عضو است که به صورت مورب در محل تلاقی تیر و ستون قرار می‌گیرند و به شکل ضربدری هستند. استفاده از بادبند ضربدری معمولاً برای مهار نیروهای تنشی استفاده می‌شود و می‌توان از کابل‌های فولادی، تیرآهن‌های ناودانی یا نبشی برای ساخت عضوهای ضربدری استفاده کرد.
بادبند ضربدری در ساختمان‌ها استفاده می‌شود تا نیروهای خمشی را در تیرهای کف کاهش داده و فضای داخلی نما را محدود کند. با قرار دادن بادبند ضربدری در ساختمان، استحکام و پایداری سازه در برابر اعمال نیروها و لرزه‌های زلزله بهبود می‌یابد.
-
بادبند قطری:
بدبند قطری نیز به صورت مشابه با بادبند ضربدری عمل می‌کند با این تفاوت که فقط یکی از عضوهای ضربدری در قطر قرار می‌گیرد. بادبند قطری نیز برای مهار نیروهای تنشی و افزایش استحکام سازه استفاده می‌شود، اما با کاهش تعداد عناصر، فضای داخلی نما را کمتر محدود می‌کند.
دتایل بادبند همگرا :
بادبند همگرا (CBF)، یا به عبارت دیگر بادبندهای هم‌محور، نوعی بادبند در ساختمان است که امتداد همه اعضا مانند تیرها، ستون‌ها و مهاربندها، از یک نقطه عبور مشترک عبور می‌کنند. این بادبند به عنوان یک سیستم هم‌محور شناخته می‌شود. در این سیستم، تیرها به طور معمول و تحت بارهای ثقلی طراحی و نصب میشوند. این روش باعث می‌شود که در هنگام وقوع زلزله، نیروی کمتری به تیرها منتقل شود. بادبند همگرا مقاومت بالا و کنترل تغییر مکان‌های جانبی سازه را فراهم می‌کند.
با این حال، این سیستم نقاط ضعفی نیز دارد. به عنوان مثال، این سیستم محدودیت‌هایی را در معماری ساختمان ایجاد می‌کند و ممکن است طراح نتواند در برخی قاب‌ها پنجره‌های بزرگی قرار دهد. همچنین، شکل‌پذیری کمتری در ساختمان ایجاد می‌کند و از سازه نمی‌تواند نیروی زلزله را به خوبی دفع کند. به عبارت دیگر، سازه بیشتر احساس پس‌لرزه‌ها را خواهد کرد.
-
جزئیات بادبند واگرا :
بادبند واگرا (EBF)، یا به عبارت دیگر بادبندهای برون‌محور، نوعی بادبند در ساختمان است که یکی از انتهاهای آن به تیر متصل شده و حداقل یکی از انتهاها به محل تلاقی تیر و ستون وصل نمی‌شود. این بادبند به عنوان یک سیستم برون‌محور شناخته می‌شود. یک نکته بسیار مهم در طراحی این نوع بادبند، طراحی صحیح تیرچه ارتباطی یا تیر پیوند است. در واقع، طراحی باید به گونه‌ای باشد که نیروی برشی و لنگر خمشی که به تیر وارد می‌شود، منجر به گسیختگی تیر نشود.
مزیت اصلی بادبند واگرا این است که قابلیت شکل‌پذیری بیشتری دارد و این ویژگی باعث کاهش نیروی برش پایه زلزله می‌شود که ممکن است باعث تخریب ساختمان شود. این نوع بادبند امکان انتقال نیروهای زلزله را به سازه فراهم می‌کند و در عین حال اجازه می‌دهد تغییر مکان‌های جانبی سازه را کنترل کند.
-
بادبند وی شکل (V):
در این نوع بادبند، دو عضو مورب (به شکل حرف V) از گوشه‌های بالای عضو عمودی متصل میشوند و در وسط یک تیر زیری به هم می‌رسند تا شکل V تشکیل شود. این بادبند با تحمل نیروهای زلزله، نیروی خمشی اصلی را از تیر افقی دفع می‌کند. این ساختار معمولاً در سازه‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به انعطاف بیشتری در مواجهه با زلزله دارند و بهبود کنترل تغییر مکان‌های جانبی را فراهم می‌کند.
-
بادبند کا شکل (K):
در این نوع بادبند، دو عضو در میانه ستون به هم متصل میشوند و شکل K را تشکیل می‌دهند. استفاده اصلی از بادبند کاشک در سازه‌ها، ایجاد انعطاف‌پذیری بیشتر در دهانه‌ها و امکان قرار دادن پنجره در آن است. این نوع بادبند باعث کاهش نیروهای افقی بر ستون‌ها می‌شود و تیرهای افقی نیروی کمتری را تحمل می‌کنند. با این حال، بادبند کاشک برای مناطق زلزله‌خیز به دلیل احتمال خرابی ستون‌ها به دلیل نیروهای افقی بیشتر، مناسب نیست.
