بادبند یا مهاربند یکی از اجزای اساسی در سازههای فولادی است، که نقش حیاتی در مقاوم سازی ساختمانها در برابر نیروهای جانبی همچون باد و زلزله ایفا میکند. این سیستم به ویژه در اسکلتهای فلزی، کاربرد زیادی دارد و با توجه به نوع طراحی و شکل بندی، انواع مختلفی از بادبند در سازهها وجود دارد. در این مقاله انواع بادبند اسکلت فلزی، از جمله بادبند همگرا، بادبند واگرا معرفی خواهند شد.
انواع بادبند از نظر شکل ظاهری (شکل انواع بادبند)
در اسکلتهای فلزی، بادبند برای جلوگیری از تغییر شکل سازه و افزایش پایداری آن در برابر بارهای جانبی استفاده میشود. انواع بادبند اسکلت فلزی از نظر شکل متنوع هستند و مهم ترین انواع بادبند بر اساس شکل در دو دسته کلی جای میگیرند، که عبارتند از:
- بادبند همگرا
- بادبند واگرا
انواع بادبند همگرا (Concentric Bracing Systems)
بادبند همگرا یکی از انواع بادبند اسکلت فلزی است که اعضای آن به صورت مورب به یک نقطه خاص در سازه متصل میشوند. در این سیستم، تمام اعضای مورب از چندین جهت به یک نقطه مشترک میرسند، که این نقطه معمولا در مرکز یا یکی از گوشههای این سازه قرار دارد.
این طراحی باعث میشود که بادبند بتواند نیروی جانبی وارد شده (مثل باد یا زلزله) را به طور موثر از سطح سازه به نقطه اتصال منتقل کند و از ایجاد تغییر شکلهای اضافی در اسکلت سازه جلوگیری کند.
بادبند همگرا برای برای پروژههایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین و مقاوم سازی خاص دارند، گزینه مناسبی است، زیرا میتواند استحکام و پایداری سازه را در برابر بارهای شدید افزایش دهد.
بادبند همگرا خود دارای انواع مختلفی است که در ادامه به آن میپردازیم:
بادبند قطری
بادبند قطری یکی از ساده ترین و در عین حال موثرترین انواع بادبند همگرا است، که در آن یک یا چند عضو مورب به صورت قطری از یک نقطه به نقطه دیگر متصل میشوند. این اعضای مورب معمولا از فولاد یا مصالح مقاوم دیگر ساخته میشوند و وظیفه دارند تا نیروهای جانبی وارد شده به سازه را به طور موثر به پیوندها و اتصالات سازه منتقل کنند.
بادبند قطری به دلیل سادگی طراحی و نصب، معمولا در سازههای کوچک یا متوسط و در پروژههایی که نیاز به فضای باز زیاد دارند، مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم در مقایسه با سایر انواع بادبند مانند ضربدری، فضای کمتری را اشغال میکند و به دلیل انتقال مستقیم بارها، از لحاظ عملکردی موثر است. با این حال ممکن است در سازههای بلند یا پروژههای با بارگذاری پیچیده، به تنهایی کافی نباشد و به سیستمهای تقویتی دیگر نیاز باشد.
بادبند ضربدری (X-Bracing)
بادبند ضربدری یکی از پرکاربردترین و موثرترین انواع بادبندهای همگرا است، که در آن دو عضو مورب به صورت متقاطع یا ضربدری در سازه قرار میگیرند. این اعضای مورب به هم متصل میشوند و بارهای جانبی را از اعضای عمودی سازه به اتصالات مختلف منتقل میکنند.
طراحی ضربدری این امکان را میدهد تا نیروها به طور یکنواخت در دو جهت منتقل شوند و باعث افزایش پایداری سازه در برابر نیروهای جانبی میشود.
بادبند ضربدی معمولا در سازه های فولادی و سازههای بلند مرتبه به کار میرود، زیرا این سیستم میتواند بارهای سنگین را به طور موثر تحمل کند. همچنین طراحی ساده و اقتصادی آن باعث میشود که در بسیاری از پروژهها انتخاب مناسبی برای مقاوم سازی محسوب گردد.
بادبند v شکل (V-brace)
بادبند V شکل، یکی از انواع سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی است که در آن دو عضو مورب به صورت زاویه دار از بالا به سمت پایین امتداد یافته و در یک نقطه به یکدیگر میرسند و ساختاری شبیه به حرف v را شکل میدهند.
این طراحی به دلیل سادگی، نصب سریع و همچنین کاهش هزینهها نسبت به برخی دیگر از سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی، بسیار محبوب است. بادبند هفتی شکل میتواند باعث افزایش استحکام سازه و کاهش تغییر شکلهای جانبی آن شود.
بادبند هشتی
بادبند هشتی یکی از انواع بادبند همگرا است. نام هشتی به دلیل شباهت ظاهری این نوع بادبند به شکل هشت فارسی (8)، به آن اطلاق میشود. در این نوع بادبند، دو عضو قطری از پایین به سمت بالا امتداد یافته و در یک نقطه به یکدیگر متصل میشوند.
این نوع بادبند به دلیل عملکرد مناسب در تحمل بارهای جانبی و سهولت اجرا، در ساختمانها بسیار مورد استفاده قرار میگیرد.
بادبند k شکل (K-brace)
بادبند K شکل، یکی از انواع بادبند همگرا و یکی از سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی است، که در آن دو عضو مورب، به شکل حرفK به یکدیگر متصل میشوند. این نوع مهاربند به دلیل عدم تقارن در انتقال بار و احتمال ایجاد نیروهای نامتعادل در تیر، معمولا عملکرد ضعیفتری نسبت به سایر انواع بادبند دارد و در نتیجه استفاده از آن در مناطق زلزله خیز توصیه نمیشود.
انواع بادبند واگرا (Eccentrically Braced Frame)
بادبند واگرا (EBF) ، نوعی سیستم باربر جانبی در سازهها است که برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی استفاده میشود. تفاوت اصلی بادبند واگرا با بادبند همگرا در این است که در بادبند واگرا، اعضای بادبند، تیر و ستون در یک نقطه به هم نمیرسند، بلکه با یک فاصله مشخص روی تیر که پیوند نام دارد به یکدیگر متصل میشوند.
انواع بادبند واگرا عبارتند از:
- بادبند واگرا با یک عضو قطری و یک تیر پیوند
- بادبند واگرا با دو عضو قطری و دو تیر پیوند
- بادبند واگرا با دو عضو قطری و یک تیر پیوند
- بادبند واگرا با یک عضو قطری و دو تیر پیوند
تصاویر زیر به درک بهتر انواع مهاربند واگرا کمک میکند.
بهترین مقطع برای بادبند
تا اینجای مقاله با انواع بادبند فلزی از لحاظ شکل ظاهری آنها آشنا شدید و دیدید که انواع بادبند در سازه های فولادی به دو نوع اصلی بادبند همگرا و بادبند واگرا تقسیم میشوند که هریک از آنها نیز دارای زیر دستههایی هستند. پس از انتخاب شکل ظاهری بادبند متناسب با پروژه، نوبت به نوع مقطع مورد استفاده برای بادبند میرسد.
مقاطعی همچون میلگرد، نبشی، ناودانی، تیر آهن و … در ساخت بادبند به کار میروند. بادبند با نبشی به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع بادبند در ساختمان شناخته میشود، زیرا نصب آن آسان بوده و میتواند در انواع سیستمهای همگرا و واگرا به خوبی عمل کند.
همچنین استفاده از ناودانی برای بادبند نیز به دلیل مقطع باز خود، برای ایجاد اتصالات پیچیده تر و تحمل بارهای مختلف در سازههای فولادی بسیار مناسب است. در نهایت انتخاب بهترین مقطع برای بادبند، بستگی به نوع سازه، بارهای وارده و شرایط اجرایی دارد. علاوه بر این باید به شرایط اقتصادی، زمان بندی پروژه و محدودیتهای فنی نیز توجه نمود.
نظرات کاربران