بادبند چیست؟
بادبند (Bracing) یک سیستم تقویتی در سازههای فولادی است که بهمنظور افزایش مقاومت جانبی و پایداری قابهای سازهای در برابر نیروهای افقی مثل باد و زلزله به کار میرود. این اجزا معمولاً بهصورت قطری یا مورب در قابهای فولادی نصب میشوند و با ایجاد مثلثهای پایدار، مانع از تغییر شکل جانبی و واژگونی سازه در هنگام زلزله یا وزش باد شدید میشوند.
عملکرد بادبند در سازه
عملکرد اصلی بادبند، انتقال نیروهای افقی (جانبی) به بخشهای پایدار سازه مانند فونداسیون یا دیوار برشی است. این نیروها معمولاً در اثر زلزله یا باد به ساختمان وارد میشوند. بادبندها باعث توزیع یکنواخت این نیروها در کل قاب سازه میشوند و از تمرکز تنش در نقاط خاص جلوگیری میکنند. همچنین با افزایش سختی سازه، میزان جابجایی نسبی طبقات کاهش یافته و در نتیجه آسیبهای احتمالی به اجزای غیرسازهای مانند دیوارها و تأسیسات داخلی کمتر میشود.عوامل مؤثر بر مقاومسازی سازههای فولادی
مقاومسازی سازههای فولادی فرآیندی چندوجهی است که نیازمند تحلیل دقیق، انتخاب مصالح مناسب، طراحی اصولی و اجرای باکیفیت میباشد. در ادامه به مهمترین عوامل مؤثر در این حوزه پرداخته میشود:انتخاب نوع بادبند
نوع بادبند نقش کلیدی در استحکام نهایی سازه دارد. انتخاب بین سیستمهای همگرا و واگرا باید با توجه به موارد ذیل انجام شود :- موقعیت جغرافیایی و خطر لرزهخیزی
- نوع کاربری ساختمان (مسکونی، صنعتی، تجاری، بیمارستانی و ...)
- محدودیتهای معماری
- هزینههای اجرایی و نگهداری
کیفیت مصالح مصرفی
الف) تیرآهن
تیرآهن بهعنوان عنصر اصلی در تحمل بارهای خمشی و محوری نقش مهمی دارد. استفاده از تیرآهن با کیفیت بالا، از جمله تیرآهن IPE، INP یا IPB بسته به نیاز سازه، موجب افزایش عملکرد سیستم مقاومسازی میشود. همچنین بررسی مشخصات فنی، گواهی استاندارد و تطابق آن با نیاز پروژه اهمیت فراوانی دارد.ب) نبشی
نبشیها برای اتصال اجزای مختلف سازه یا نصب بادبند به قاب مورد استفاده قرار میگیرند. استفاده از نبشیهای سنگین و مقاوم موجب افزایش ایمنی اتصالات خواهد شد.ج) ناودانی
ناودانیها در تقویت قابهای سازهای، اجرای ستونکها و اعضای فرعی کاربرد دارند. شکل هندسی U آنها بهخوبی بارهای محوری و برشی را تحمل میکند.د) قیمت مصالح
یکی از عوامل تأثیرگذار در انتخاب روش مقاومسازی، قیمت تیرآهن، نبشی و ناودانی در بازار روز است. نوسانات شدید در بازار آهن و فولاد ممکن است اجرای برخی راهکارهای مقاومسازی را از لحاظ اقتصادی توجیهناپذیر کند. بنابراین توصیه میشود قبل از شروع پروژه، وضعیت قیمتها بررسی و برای تأمین مصالح کلیدی مانند تیرآهن برنامهریزی شود.نوع اتصال اعضای سازهای
کیفیت اتصال میان تیرها، ستونها و بادبندها نقش اساسی در عملکرد صحیح سیستم مقاومسازی دارد. اتصالات میتوانند به صورت جوشی یا پیچ و مهرهای انجام شوند. در مناطق زلزلهخیز، استفاده از اتصالات مقاوم در برابر نیروهای سیکلیک و قابلیت شکلپذیری بالا توصیه میشود.تحلیل و طراحی مهندسی
اجرای مقاومسازی بدون تحلیل دقیق سازهای، میتواند باعث ایجاد نقاط ضعف جدیدی در سازه شود. استفاده از نرمافزارهای تخصصی مانند ETABS، SAP2000 و SAFE برای مدلسازی، تحلیل دینامیکی و ارزیابی عملکرد سازه، الزامی است.اجرای دقیق و نظارت مستمر
حتی بهترین طراحیها نیز بدون اجرای اصولی، نتیجهبخش نخواهند بود. لذا حضور مهندس ناظر، اجرای دقیق نقشهها، کنترل کیفیت مصالح و رعایت آییننامهها از الزامات پروژههای مقاومسازی به شمار میرود.
انواع بادبند
بادبند همگرا (CBF – Concentrically Braced Frame)
در این نوع سیستم، اعضای بادبند بهصورت متمرکز در گرههای اتصال تیر و ستون به هم متصل میشوند. تمام نیروهای محوری ناشی از زلزله یا باد به طور مستقیم به مرکز اتصالات منتقل میشود. مزایای این سیستم عبارتاند از:- سادگی طراحی و اجرا
- هزینه ساخت کمتر
- افزایش سختی جانبی
- مناسب برای ساختمانهای کوتاهمرتبه و متوسط
بادبند واگرا (EBF – Eccentrically Braced Frame)
در این سیستم، برخلاف بادبند همگرا، محل اتصال اعضا کمی فاصلهدار و واگرا نسبت به نقطه تقاطع تیر و ستون طراحی میشود. این فاصله، ناحیهای به نام لینک ایجاد میکند که به عنوان فیوز سازهای در هنگام زلزله عمل کرده و انرژی وارده را جذب مینماید. مزایای بادبند واگرا شامل:- افزایش شکلپذیری سیستم سازهای
- جذب انرژی بالا در هنگام زلزله
- عملکرد بهتر در سازههای بلند و پیچیده
- کاهش احتمال شکست ناگهانی
مقایسه بادبند همگرا و واگرا
| ویژگیها | بادبند همگرا | بادبند واگرا |
|---|---|---|
| سختی جانبی بالا | ✅ | ✅ |
| شکلپذیری زیاد | ❌ | ✅ |
| هزینه اجرا | پایین | بالا |
| جذب انرژی زلزله | محدود | بالا |
| پیچیدگی طراحی و اجرا | کم | زیاد |
