قاب های مهاربند ضربدری

قاب مهاربندی شده یکی از فرم های متداول اجرای سازه های فولادی در ایران است. در این سازه ها انواع مهاربندها به عنوان سیستم باربر جانبی به کار می رود و در محاسبات، اتصالات تیر و ستون این قاب ها به صورت مفصلی فرض می شود. در اجرا نیز سعی می شود با استفاده از اتصال ساده، این فرض واقعیت یابد. واضح است چنین فرضی عملاً قابل اجرا نیست و اتصال تیر و ستون و مهاربند با مقداری گیرداری اجرا می شوند.

روش های متداول در طرح و آنالیز ساختمان ها معمولاً بر این پایه استوار است که یک اسکلت باربر، مشتمل بر قاب های فولادی یا بتنی، وظیفه حمل بارهای قائم را بر عهده دارد و برای نیروهای افقی مثل باد یا زلزله از مهاربند، دیوار برشی یا سیستم های مشابه استفاده می شود. سیستم های مهاربندی ساختمان ها در برابر زلزله ممکن است به روش های مختلف طرح و اجرا شوند، کاربرد هر کدام از انواع مهاربندها بستگی به شرایط خاص خود دارند. از جمله سیستم های مهاربندی که در ایران طراحی و اجرا می شوند، می توان به سیستم های مهاربندی K، هفت، هشت، ضربدری و لوزی اشاره نمود.

قاب های مهاربند ضربدری

مهاربند ضربدری (Bracing-X) یکی از متداولترین انواع مهاربندی در ایران بوده که در اغلب ساختمان های فولادی طرح و اجرای آن به چشم می خورد و به دو نوع مهاربند هم مرکز و مهاربند خارج از مرکز تقسیم می شوند. قاب هایی که دارای مهاربند هم مرکز هستند در آنها محور مهاربندها تقریباً از محل محورهای تیر و ستون عبور می کند.

مزایای استفاده مهاربندهای ضربدری

از خصوصیات ویژه این نوع مهاربندی سختی فوق العاده زیاد آن است. اعضای مهاربند ضربدری در صورتی که در مرکز به یکدیگر به نحو مناسبی اتصال داشته باشند، باعث تقلیل طول کمانش مهاربند می شود. از این جهت دیده می شود که غالباً اعضای ضربدری مهاربند در وسط به یکدیگر متصل هستند. اصولاً قاب هایی که مهاربندی می شوند، ممکن است اتصالات مفصلی آنها به صورت های مختلفی باشد، که این فرم اتصالات با نظر طراح و توان اجرایی مجری ساختمان انتخاب می شود.

در محاسبات، این اتصالات مفصلی فرض شده و هیچ گونه تفاوتی از نظر گیرداری با یکدیگر ندارند. در حالی که در اجرای این اتصالات چنین نیست و همواره درصدی گیرداری بر حسب نوع اتصال در آنها به وجود می آید.قاب های فولادی مهاربندی شده با مهاربندهای ضربدری عموماً به منظور تأمین سختی و مقاومت جانبی ساختمان های با ارتفاع کم تا متوسط در برابر باد و زلزله استفاده می شوند. فرض رایج برای اتصال مهاربند به صورت مفصلی است.

ولی در عمل با توجه به جزئیات اتصال ممکن است اندکی گیرداری حاصل شود. همچنین در مهاربندهای ضربدری معمولاً یک قطر به صورت پیوسته و قطر دیگر در وسط به صورت منقطع اجرا می شود، به طوری که اتصال میانی قطر منقطع می تواند شرایط اتصال متفاوتی داشته باشد. در حالی که در مدل سازی مهاربندهای ضربدری فرض می شود قطرها پیوسته هستند. از طرف دیگر بار کمانشی مهاربند متأثر از ضریب طول مؤثر کمانشی مهاربند است. این ضریب نیز متأثر از شرایط انتهایی عضو است. از این رو تغییر شرایط اتصال مهاربند بر روی ظرفیت کمانشی آن تأثیر می گذارد.

مهار بند یا بادبند یک عضو سخت کننده سازه در برابر نیروهای جانبی همانند باد یا نیروی زلزله است. به دلیل اجرای سریع نسبت به دیوار برشی، عمومیت خاصی بین عامه پیدا کرده، اما اجرای ناصحیح، نه تنها سبب پایداری، بلکه سبب پیچش می شود.

باد بندهای هم محور

در سیستم بادبندی، محور طراحی تیرها در دهانه های بادبندی همانند دیگر تیرهای معمولی و تحت بارهای ثقلی انجام می پذیرد و در ترکیب بار زلزله نیروی قابل توجهی در این تیرها ایجاد نمی شود. اما در سیستم برون محور علاوه بر برش و لنگرهای بارهای ثقلی، در ترکیب بار زلزله و در اثر نیروهای محوری ایجاد شده در بادبندها، یک سری لنگر و برش اضافی در این تیرها ایجاد می شود و باعث بحرانی شدن ترکیب بار زلزله برای طراحی این تیرها می شو د. معمولاً محل بحرانی در این تیرها محل اتصال بادبند به تیر بوده و در این محل، عموماً احتیاج به ورق تقویتی بال بالا و پایین است.