سیستم های مختلف مهاربندی در سازه ها و سوله ها کمک می‌کنند ساختمان در برابر باد و زلزله پایدار بماند. بادبندهای همگرا (مثل هفتی، هشتی و ضربدری) ساده‌تر و رایج‌تر هستند؛ مدل ضربدری سختی زیادی ایجاد می‌کند و برای سوله های صنعتی مناسب است، در حالی که هفتی و هشتی در دهانه هایی که درب یا بازشو دارند بیشتر استفاده می‌شوند. بادبندهای واگرا (EBF) توان جذب انرژی بیشتری دارند و برای مناطق زلزله خیز انتخاب بهتری هستند.
برای انتقال درست نیرو، صفحات مهاربندی در دیوارها و سقف‌ها نقش مکمل دارند. همچنین گاهی از مقاطع مرکب مثل نبشی دوبل یا لوله پُر بتن استفاده می‌شود تا مقاومت بادبند بیشتر شود.
در سوله ها که دهانه بزرگ و فشار باد زیاد دارند، هدف اصلی ایجاد سختی کافی و جلوگیری از تغییرمکان زیاد است؛ بنابراین معمولاً از بادبند X استفاده می‌شود و در صورت نیاز به بازشو، از مدل های هفتی یا هشتی کمک می‌گیرند.
A ) بادبند همگرا (CBF):
| نوع | هندسه / تعریف | مسیر نیرو و عضو بحرانی | سختی نسبی | شکل‌پذیری نسبی | مزایا | معایب | کاربرد / نکات |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| هفتی (V) | دو عضو از بالا به وسط تیر می‌رسند | نیروی جانبی → بادبندها → تیر میانی (نیروی قائم نامتوازن) | زیاد | متوسط | جزئیات ساده، قاب منظم | نیروی قائم زیاد در تیر، حساس به کمانش یک‌عضو | دهانه‌های معماری ساده؛ کنترل خیز تیر مهم |
| هشتی (Λ) | دو عضو از پایین به گره بالایی | مشابه V ولی در تیر بالا متمرکز | زیاد | متوسط | رفتار جانبی خوب | نیروی اضافی در تیر بالا، جزئیات اتصالات دقیق | طبقات میانی/بالا؛ کنترل خیز تیر بالا |
| K | دو عضو از ستون به تیر بالا/پایین | سهم‌گیری مستقیم ستون؛ خطر تضعیف ستون | زیاد | کم | حفظ بازشو دهانه | در زلزله نامطلوب؛ در بسیاری آیین‌نامه‌ها محدود | فقط موارد خاص و کم‌ریسک |
| ضربدری (X) | دو عضو متقاطع | یک عضو کششیِ مؤثر در هر نیم‌چرخه | خیلی زیاد | کم تا متوسط | سختی بالا، مسیر نیرو مستقیم | در چرخه فشار–کشش یک عضو بی‌اثر (کمانش) | صنعتی / سوله؛ دیافراگم سخت |
| قطری تک‌عضو | یک عضو مورب | مسیر نیرو یک‌طرفه؛ وارونگی چرخه‌ای مسئله‌ساز | متوسط | کم | ساده و ارزان | نامتقارن، پیچش پلان / نامنظمی | دهانه‌های کوچک، سازه‌های سبک |
| هفت‌وهشتی ترکیبی | ترکیب V و Λ در ارتفاع | توزیع یکنواخت‌تر نیرو در تیرها | زیاد | متوسط | فضاهای بازتر برای بازشوها | جزئیات و کنترل اجرا دشوارتر | نماهای پر‌درگاه/پنجره؛ کنترل نامنظمی |
| دروازه‌ای / پرده‌ای Y / چندضلعی | 3 تا 6 عضو، گره میانی مشترک | مسیر نیرو در چند شاخه | متوسط | متوسط تا زیاد | انعطاف معماری، تقسیم نیرو | تحلیل / اجرا پیچیده‌تر | دهانه‌های بزرگ، لابی‌ها |
B ) بادبند واگرا (EBF):
| پیکربندی | تعریف لینک (e) | عضو بحرانی | سختی | شکل‌پذیری | مزایا | معایب | کاربرد / نکات |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ۱ قطری + ۱ لینک | یک بادبند به تیر با فاصله e | لینک برشی/خمشی | زیاد | زیاد | جذب انرژی بالا، کنترل‌پذیر | جزئیات اجرا و طراحی لینک | قاب‌های ویژه در زلزله |
| ۲ قطری + ۲ لینک | هر بادبند یک لینک | همان | زیاد | خیلی زیاد | اتلاف انرژی بیشتر | سنگین‌تر / پرجزئیات | کاهش تمرکز نیرو |
| ۲ قطری + ۱ لینک | دو بادبند به یک لینک مشترک | همان | زیاد | زیاد | تعادل خوب سختی/شکل‌پذیری | گره مشترک حساس | دهانه‌های متوسط |
| ۱ قطری + ۲ لینک | بادبند به دو لینک | همان | متوسط | زیاد | انعطاف آرایش | کمتر رایج / پیچیده | موارد خاص معماری |
| لینک قائم (Vertical-link EBF) | لینک عمودی در ستون / عضو قائم | قطعه قائم لینک | زیاد | زیاد | آزادسازی تیر، فضای باز | وصله ستون حساس، جزئیات زیاد | بازشوهای بزرگ / نیاز معماری |
C) صفحه‌های مهاربندی:
| نوع صفحه | نقش | نکات کلیدی |
|---|---|---|
| عمودی / قائم | انتقال نیروی جانبی طبقه به فونداسیون | مسیر پیوسته تا شالوده؛ هماهنگی با معماری |
| افقی (بام / کف) | دیافراگم برای انتقال برش افقی به مهاربندهای قائم | سختی دیافراگم؛ اتصالات مناسب؛ کنترل جمع‌شدگی / خزش |
D) مهاربند مقطع مرکب:
| نوع مرکب | تعریف | مزایا | معایب / نکات |
|---|---|---|---|
| نبشی / ناودانی دوبل | دو مقطع با ورق رابط | افزایش ممان اینرسی و پایداری | جزئیات جوش/پیچ، کنترل کمانش |
| لوله فولادی پر بتن (CFST) | لوله پر از بتن | فشارپذیری بالا، کمانش دیرهنگام | وزن/حمل، تزریق/تراکم بتن |
| فولاد – بتن مرکب | هسته فولاد در بتن | شکل‌پذیری و میرایی بهتر | اجرای دقیق برشگیر / اتصال |
1. عملکرد سازه‌ای در سوله
سوله‌ها معمولاً دارای دهانه‌های باز، ارتفاع زیاد و بارهای باد قوی هستند. بنابراین:
- سختی جانبی بالا اولویت دارد (برای جلوگیری از تغییرمکان زیاد).
- بادبند ضربدری (X) بهترین عملکرد سختی را دارد، چون نیرو مستقیماً به ستون‌ها منتقل می‌شود.
- در دهانه‌هایی که نیاز به درب یا بازشو دارند (مثلاً درب ورودی سوله)، از بادبند هفتی یا هشتی استفاده می‌شود.
2. زلزله و شکل‌پذیری
اگر سوله صنعتی در منطقه زلزله‌خیز ساخته می‌شود:
- بادبند واگرا (EBF) و زانویی (Knee brace) عملکرد بسیار خوبی دارند، زیرا تغییرشکل پلاستیک را در ناحیه‌ای کنترل‌شده متمرکز می‌کنند.
- این سیستم‌ها نسبت به CBF در زلزله شدید خرابی کلی کمتری دارند.
بدون دیدگاه