اهمیت مهاربندها و بادبندها در پایداری سوله
با گذشت زمان و افزایش جمعیت، ساخت و ساز ساختمان ها و سوله های چند طبقه، جایگزین ساختارهای ویلایی گذشته شده است. این تغییرات در نحوه زندگی افراد، نیاز به رعایت نکات مهندسی و اصولی در ساخت سازه های چند طبقه را به مراتب افزایش داده است تا استحکام و مقاومت آن ها در برابر نیروهای خارجی مانند باد و زلزله تضمین شود. در این راستا، استفاده از سیستم های مهاربندی و بادبندی اهمیت ویژه ای یافته است.
یکی از مهم ترین تکنیک های افزایش مقاومت سازه ها، استفاده از مهاربندها یا بادبندها است. این ابزارها، به دلیل تنوع بالا و ویژگی های منحصربه فرد خود، در بسیاری از پروژه های ساختمانی به کار می روند. در این مقاله، به معرفی و بررسی کاربردهای این قاب ها خواهیم پرداخت تا بتوانید در هنگام خرید انواع سوله مجهز بودن سوله به این امکانات را بررسی کنید.
تاریخچه استفاده از قاب های مهاربندی
استفاده از مهاربند ها و بادبندها برای مقابله با بارهای جانبی باد، به اواخر قرن ۱۹ میلادی بازمی گردد. در آن زمان، قاب های مهاربندی به همراه قاب های خمشی و قاب های بنایی برای ایستادگی در برابر بارهای جانبی به کار می رفتند. سیستم های مهاربندی، با انتقال بارها به اعضای انتخاب شده در قاب و گسترش این بارها به صورت نیروی محوری در این اعضا، در برابر بارهای جانبی مقاومت می کنند.
در دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ با انتشار قوانین سخت‌گیرانه تر، سیستم های کامل تر مهاربندی طراحی و گسترش یافتند. این سیستم ها، به دلیل صرفه جویی در مصرف مصالح نسبت به قاب های خمشی و امکان کنترل جابجایی قاب در اثر نیروهای اینرسی شدید وارد شده از طرف زمین، به محبوبیت بالایی دست یافتند.
مهاربند (بادبند) چیست؟
هر ساختمان، صرف نظر از اندازه و ابعاد، نیاز به مقاومت در برابر بارهای جانبی زلزله و باد برای جلوگیری از فروپاشی کلی سازه دارد. مهاربندها، مجموعه ای از اعضای سازه ای هستند که برای انتقال نیروی زلزله به پایه های ساختمان استفاده می شوند. این سیستم ها، نه تنها به افزایش استحکام سازه کمک می کنند، بلکه اجرای آن ها نیز نسبتاً آسان و اقتصادی است.
انواع مهاربندها
مهاربندها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
-
مهاربند هم محور یا همگرا
این نوع مهاربند، در دهانه های کوچک استفاده شده و محورهای خنثی موجود در هر گره، از یک نقطه مشترک عبور می کنند. این نوع مهاربند، دارای مزایایی همچون ساده بودن اتصالات، سرعت اجرای بالا و سختی نسبی مناسب در برابر بارهای جانبی است. با این حال، اجرای این نوع قاب در مناطق زلزله خیز به دلیل عدم توانایی اعضای فشاری مانند ستون ها در تحمل بارهای تناوبی ناشی از زلزله، کم تر توصیه می شود. از مهم ترین سیستم های مهاربندی همگرا می توان به موارد زیر اشاره کرد:
-
مهاربند ضربدری
در این نوع مهاربند، دو عضو به صورت قطری، زوایای متقابل یک دهانه را به یکدیگر متصل می کنند.
-
بادبند قطری یا منفرد
بادبندقطری یا منفرد، به شکل خرپایی بوده و فقط یک قطر داخل چشمه آن وجود دارد. این بادبند، در برابر تنش ها مقاومت خوبی از خود نشان دهد.
-
مهاربند ۷ و ۸
در این نوع مهاربند، دو عضو بر روی یک گره در رو یا زیر تیر با یکدیگر متقارب هستند. بادبندهای ۷ شکل در مقایسه با بادبندهای ۸ شکل، امکان ایجاد بازشوهای بزرگتری را برای تعبیه پنجره فراهم می آورند.
-
مهاربند K شکل
در یک طرف ستون این مهاربند، یک جفت بادبند قرار گرفته که در نقطه ای بر روی ستون، یکدیگر را قطع می کنند.
-
مهاربند برون محور یا واگرا
این نوع مهاربند، به دلیل قابلیت انعطاف پذیری بیشتر، عملکرد بهتری در برابر زلزله دارد. قاب های بادبند برون محور، سیستم نسبتا جدیدی هستند که استفاده از آن ها روز به روز در حال افزایش است؛ اما به علت دانش کم در زمینه طراحی و اجرای آن ها، بسیاری از مهندسان با این سیستم آشنایی کامل نداشته و کم تر در ساختمان سازی مورداستفاده قرار می گیرند. مطابق آیین نامه ۲۸۰۰، ضریب شکل پذیری برای این سیستم سازه ای R=7 است که تا ۱۵% منجر به کاهش برش پایه زلزله می شود.
بادبند دارای مقطع مرکب
این نوع بادبند برخلاف مهاربندهای معمولی، مقاومت بالایی در برابر زلزله و طوفان های شدید دارد. به همین خاطر، عمده استفاده از آن، در ساخت پل ها و سازه های عظیم است. مهم ترین مشکلی که مهاربندهای دارای مقطع مرکب با آن رو به رو هستند، احتمال ایجاد کمانش است که با استفاده از هسته کامپوزیتی درون غلاف فولادی، تا حدی قابل کنترل است. برای پر کردن غلاف فولادی، می‌توان از بتن معمولی نیز استفاده کرد.
کاربرد مهاربند در سوله ها
یکی از کاربردهای اصلی مهاربندها، استفاده از آن ها در ساخت سقف سوله ها است. مهاربندها کمک می کنند تا سقف سوله به اندازه کافی صلبیت داشته و بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله، به پایه های سازه منتقل شوند. برای این منظور، اغلب از مقاطع میلگرد ساده استفاده شده و مهاربندها نیز به صورت کششی طراحی می شوند.
ضوابط اجرایی مهاربندها
رعایت این نکات جهت افزایش استحکام و کارایی سازه هنگام اجرای مهاربندها ضروری است:
-
عدم استفاده از تیرهای لانه زنبوری و دوبل در تیر واسط
-
محدود کردن طول تیر واسط به کم تر از ۲۰% طول کل دهانه
-
استفاده از سخت کننده ها در تیرهای واسط کم تر از ۱ متر
-
محدود کردن زاویه بین عضو بادبند و تیر واسط به ۳۰ الی ۶۰ درجه
-
محکم سازی ابتدا و انتهای طول تیرهای واسط با سخت کننده ها
مزایای استفاده از بادبندها
استفاده از مهاربندها یا بادبندها در ساخت و سازهای مختلف، مزیت های متعددی را به دنبال دارد .برخی از این مزایا عبارتند از:
-
افزایش استحکام سازه
مهاربندها، با توزیع مناسب نیروهای جانبی در تمام سازه، به افزایش استحکام و مقاومت سازه در برابر بارهای ناشی از زلزله و باد کمک شایانی می کنند.
-
کاهش هزینه های ساخت
با استفاده از مهاربندها، می توان مصالح کم تری مصرف کرد و به این ترتیب، هزینه های ساخت را به صورت قابل توجهی کاهش داد.
-
سرعت اجرای بالا
اجرای مهاربندها، نسبت به سایر روش های مقاوم سازی سریع تر بوده و می توان در زمان کوتاه تری به نتیجه مطلوب دست یافت.
-
کاهش تغییر شکل های سازه
با استفاده از مهاربندها، تغییر شکل های ناخواسته و ناشی از بارهای جانبی کاهش یافته و سازه در برابر نیروهای مختلف، پایداری بیشتری از خود نشان خواهدداد.
اخبار مرتبط:
با سلام و عرض ادب. تشکر میکنم از سایت خوب و پر محتواتون. مطلب بسیار مفیدی بود و نکات مفیدی رو در اختیار بنده قرار داد تا قبل از اقدام برای خرید سوله اونهارو مد نظر قرار بدم و تعدادی از اونهارو نمیدونستم. به نظر بنده خرید سوله کاری بسیار تخصصی است که به دلیل اگاهی کم گاهی به ضرر خریدار تمام می شود.