بررسی اهمیت بادبند در ساختمان 1، 2 و 3 طبقه
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
در صنعت ساختمان سازی، راه‌های مختلفی برای مقاوم سازی و تقویت سازه (ضریب اهمیت ساختمان) در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله وجود دارد. مهاربند یا بادبند یک سیستم ساختاری است که به منظور تقویت و استحکام سازه از چندین عضو تشکیل می شود. این سیستم برای جلوگیری از آسیب نیروهای وارده بر سازه، به خصوص در سازه های بتنی و فولادی کاربرد دارد. اهمیت بادبند در ساختمان هنگام جلوگیری از فروپاشی ساختمان مشخص می شود.
نقش کلیدی بادبند در ساختمان
بادبند ساختمان یا مهاربند با هدف مقاوم سازی سازه در برابر نیروهای اضافی مانند باد و زلزله در سازه مورد استفاده قرار می گیرد. نقش کلیدی و اهمیت باد بندها جلوگیری از تخریب سازه در مقابل این نیروهای وارد آمده بر ساختمان است که موجب کاهش خسارات مالی و جانی نیز می شود. این عملیات در سوله نیز استفاده می شود که به آن بادبند سوله می گویند.
در حالت کلی نقش بادبند در ساختمان این است که نیروهای جانبی را دریافت کرده و با انتقال به قاب بعدی آن را بین قاب ها پخش می کند. این کار باعث می شود تا فشار به ساختمان وارد نشود و از فروپاشی جلوگیری کند.
در کشور ما به دلیل قرار گرفتن بر روی کمربند زلزله ای، اهمیت طراحی و اجرای این سیستم ساختاری (بادبند) را دو چندان کرده است. آن چه در عملکرد مناسب بادبندها اهمیت دارد، اجرای صحیح و مناسب این سیستم است.
با توجه به آمار خسارات ایجاد شده از حوادث طبیعی، مانند زلزله در سال های گذشته در کشورمان موجب شده تا ضرورت تقویت و مقاوم سازی ساختمان های دارای اسکلت فلزی در اولویت قرار داده شود. در نتیجه لزوم اهمیت استفاده از بادبند اسکلت فلزی مطرح گردید. در این میان میزان عملکرد بادبندها با توجه به ارتفاع و تعداد طبقات ساختمان تعیین می شود. اجرای بادبند در اسکلت فلزی قوانین و شرایط خاصی دارد. بنابراین باید انواع بادبند اسکلت فلزی را بشناسید تا با اجرای صحیح بادبند آشنا شوید.
طراحی بادبند ساختمان یک طبقه
طراحی بادبند ساختمان یک طبقه باید توسط یک مهندس سازه انجام شود. در طراحی بادبند، عوامل مختلفی مانند نوع بادبند، سطح مقطع اعضا، فاصلهٔ بین اعضا، و نحوهٔ اتصال اعضا به یکدیگر باید در نظر گرفته شوند.
در ساختمان های یک طبقه، معمولاً از بادبندهای همگرا یا بادبندهای واگرا با شکل پذیری محدود استفاده می شود. این نوع بادبندها از نظر طراحی و اجرا ساده تر هستند و هزینهٔ کمتری دارند.
طراحی بادبند ساختمان دو طبقه
بادبند ساختمان دو طبقه نیز مانند ساختمان یک طبقه، یک سیستم باربر جانبی است که برای افزایش مقاومت و پایداری سازه در برابر زلزله و سایر بارهای جانبی استفاده می شود. در ساختمان های دو طبقه نیز مانند ساختمان های یک طبقه، از دو نوع بادبند همگرا و واگرا استفاده می شود.
بادبندهای همگرا در ساختمان های دو طبقه معمولاً از اعضای فولادی ساخته می شوند و در چهار جهت اصلی سازه (شمال، جنوب، شرق، غرب) قرار می گیرند. این نوع بادبندها از سختی و شکل پذیری بالایی برخوردار هستند و می توانند نیروهای جانبی زیادی را تحمل کنند.
دلایل اهمیت استفاده از بادبند در مهار نیروهای جانبی
همان طور که گفته شد یکی از دلایل استفاده از بادبند یا مهاربند در سازه های بتنی و ساختمان های با اسکلت فلزی، تقویت و افزایش استحکام در برابر نیروهای جانبی از جمله زلزله است. به نظر شما یک مهاربند چگونه می تواند در برابر زلزله از ساختمان محافظت نماید؟ یا بادبند در کجا قرار دارد؟
هنگام ایجاد زلزله، لرزش های به وجود آمده باعث می شود تا شتاب های عمودی و افقی در زمین زیر سازه اتفاق بیفتد. در این هنگام، اینرسی موجب می شود تا ساختمان نگه داشته شده و دقیقا مشابه با پیدایش نیروی جانبی مانند باد شرایطی را به وجود آورد.
بادبند یا مهاربندها در چهار جهت ساختمان می توانند به کار گرفته شوند، تا این نیروی وارد شده توزیع شود. افزایش مقاومت در سازه، سختی، جذب انرژی، توزیع آن توسط بادبند باعث شده تا نیروهای خمشی، برشی، کششی، فشاری و… پخش شده و ساختمان در برابر فروپاشی محافظت شود.
در ساختمان های کوچک می توان از دیافراگم تیرها و سقف، به عنوان بادبند و در ساختمان های با ارتفاع بالا و اندازه های بزرگ به منظور تقویت سازه از بادبند استفاده می شود.
نحوه عملکرد بادبند در ساختمان
بادبندها در قاب های سازه ای و معمولا به صورت مورب اجرا می شوند. اساس کار این سیستم ساختاری با توجه به خاصیت مثلثی انجام می شود. یکی از دلایل مهم استفاده از بادبند یا مهاربند، مقابله با نیروهای جانبی وارد آمده بر ساختمان از جمله باد، زلزله، سیل و حوادث طبیعی مانند این هاست.
نحوه عملکرد سیستم بادبند در ساختمان به گونه ای است که قبل از طراحی و اجرا، باید تمامی نیروهای جانبی شناسایی شده تا بتوان با استفاده از تجهیزات مناسب، سازه را در برابر آن ها مقاوم کرد. در واقع بادبندها این نیروهای عرضی وارد آمده بر ساختمان را مهار کرده تا فونداسیون و پی ساختمان در برابر آنها محافظت شوند و از تخریب احتمالی آنها جلوگیری شود.
هنگامی که بادبندهای تشکیل شده از میله‌های فولادی، تیرآهن، نبشی، ناودانی یا کابل در قاب سازه ای به صورت مورب قرار می گیرند و یک یا چند مثلث را ایجاد می کنند که موجب کاهش فشارهای شدید شده و نیروهای جانبی وارد آمده را در قاب توزیع می نمایند. علاوه بر این در هنگام پیشامد حوادث، ساختمان را از فروپاشی و ریزش های احتمالی محافظت می کند.
انواع مختلف بادبندها با توجه به نوع کاربری در سازه مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال در سازه هایی که چندین دهانه دارند این سیستم ساختاری در بزرگترین دهانه در تمامی طبقات اجرا می شود. متناسب با نظر مهندس پروژه، بادبند می تواند تنها در طبقه اول و آخر طراحی و اجرا شود.
به منظور اجرای هر چه بهتر مهاربندی در ساختمان ها، نیاز است تا نکات و مواردی مورد توجه قرار گیرد. این اصول اجرایی بر اساس استانداردهای بین المللی انجام می شود.
این قوانین عبارتند از:
- طراحی بادبند در ساختمان های کوتاه با ارتفاع کمتر از 30 متر و تعداد 8 طبقه برای تحمل 100 درصدی نیروهای جانبی
- استفاده از قاب های ویژه و سیستم دوگانه به منظور مهاربندی در ساختمان های با ارتفاع بیشتر از 50 متر و تعداد حداقل 15 طبقه ( عدم تحمل قاب های بادبند در برابر نیروهای جانبی در این ارتفاع)
- ساختمان های با ارتفاع مجاز 50 متر نیاز به مهاربند برون محور فولادی با ضریب رفتاری 7
- ساختمان های با ارتفاع مجاز 150 متر در صورت استفاده از قاب خمشی فولادی ویژه نیاز به مهاربند برون محور فولادی با ضریب رفتاری 10
- ساختمان های با ارتفاع مجاز 50 متر نیاز به مهاربند هم محور فولادی با ضریب رفتاری 6
- استفاده از میلگردهای با سطح مقطع 14 در صورت به کار بردن بادبند ضربدری تیرآهن های سقف
- ساختمان های یک و دو طبقه از بادبند K شکل استفاده می کنند
- استفاده از سیستم مهاربند فولادی در صورت عدم کفایت بتن دیافراگم
و… که موجب می شود تا با توجه به این قوانین و اصول، بادبند مناسب نصب و اجرا شود.
انواع بادبند در مهاربندی ساختمان
بادبندها بر اساس نوع شکل ظاهری، به دو دستهٔ کلی همگرا و واگرا تقسیم می شوند.
بادبندهای همگرا (CBF): در این نوع بادبند، محورهای طولی تیر، ستون و مهاربندها در یک نقطه متقاطع هستند. بادبندهای همگرا از سختی و شکل پذیری بالایی برخوردار هستند و برای ساختمان های با ارتفاع زیاد مناسبند.
بادبندهای واگرا (EBF): در این نوع بادبند، حداقل یک انتهای عضو قطری، به خارج از نقطهٔ اتصال تیر به ستون متصل است. بادبندهای واگرا از انعطاف پذیری بیشتری برخوردار هستند و برای ساختمان های با ارتفاع کم مناسبند.
بادبند با نبشی یکی از انواع بادبندهای فلزی است که از نبشی های فولادی ساخته می شود. نبشی ها اعضای U شکل هستند که از دو صفحه موازی تشکیل شده و توسط یک ورق عمودی به یکدیگر متصل شده اند.
بادبند با میلگرد یکی دیگر از انواع بادبند فلزی است که از میلگردهای فولادی ساخته می شود. میلگردها اعضایی طولی هستند که از فولاد ساخته می شوند و در سازه های بتنی و فلزی کاربرد دارند.
بهترین نوع بادبند سازه، مهاربندی است که متناسب با شرایط سازه و عواملی مانند نوع کاربری ساختمان، ارتفاع ساختمان، و محل قرارگیری ساختمان انتخاب شود.
حذف بادبند در ساختمان
حذف بادبند در ساختمان یک عمل غیرقانونی و خطرناک است که می تواند جان افراد را در معرض خطر قرار دهد. بادبندها یک سیستم باربر جانبی هستند که از سازه در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله محافظت می کنند. حذف بادبند باعث کاهش مقاومت و پایداری سازه می شود و در صورت وقوع زلزله، احتمال تخریب سازه را افزایش می دهد.
وجود بادبند با مهاربندها در ساختمان به منظور تقویت و مقاوم سازی در برابر نیروهای جانبی وارد آمده مورد نیاز و ضروری است. اما هنوز هم برای برخی از افراد این سوال وجود دارد که بادبند چیست؟ اهمیت دقت و رعایت اصول و قوانین در هنگام طراحی و اجرا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در نتیجه اجرا و نصب آن در سازه های بتنی و قاب های سازه ای به درستی مورد توجه قرار می گیرد. بادبند ساختمان بتنی و فلزی، دو مورد از کاربردی ترین موارد این محصولات هستند.
مهاربند چیست؟
مهار بند یا بادبند (Bracing) یک عضو کششی یا فشاری است که برای مقابله با نیروهای جانبی مانند باد و زلزله در سازه ها استفاده می شود.
نحوه اجرای بادبند در اسکلت فلزی چگونه است؟
اجرای بادبند در اسکلت فلزی، یک فرآیند فنی و تخصصی است که باید توسط یک تیم مجرب و دارای صلاحیت انجام شود. در اجرای بادبند، باید نکات ایمنی و استانداردهای مربوطه رعایت شود.
جایگزین بادبند در ساختمان چیست؟
دیواربرشی، سیستم مهاربندی متشکل از تیر و ستون، سیستم مهاربندی متشکل از تیر و پانل جایگزین مناسبی برای بادبند هستند.
انواع بادبند فلزی کدامند؟
بادبندهای نبشی، ناودانی و کابلی از مهم ترین مهاربندهای فلزی هستند که اگر با میلگرد باشد، قابلیت های بیشتری دارد.