نحوه اجرای بادبند در اسکلت فلزی را اصولی یاد بگیرید!

به عنوان یک مهندس عمران، چه قدر در مورد مهاربندها اطلاع دارید؟! مهاربندها در سازه های با قاب ساده یا سیستم های دوگانه از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند، به طوری که تمام یا قسمت عمده نیروهای جانبی باد و زلزله توسط این اعضا تحمل می‌شود. به همین دلیل در صورت عدم طراحی مناسب یا اجرای غیراصولی بادبند خسارات جانی و مالی بسیاری پدید می‌آورد. پس تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید زیرا در این مقاله به شرح تمام نکات حرفه‌ای و نحوه اجرای بادبند در اسکلت فلزی پرداخته‌ایم تا ایده خوبی نسبت به اجرای صحیح بادبند پیدا کنید. 

بادبند یا مهاربند چیست ؟

یکی از سیستم‌‌های جانبی رایج و مؤثر مقاوم در برابر زلزله، قاب های مهاربندی جانبی هستند.

از ویژگی‌های مهم سیستم قاب مهاربندی شده ، سختی مناسب و قابل توجه آن‌ها در مقایسه با قاب های خمشی است.

یکی از محدودیت‌های قاب های خمشی سختی کم آن‌ها در برابر بارهای جانبی و در نتیجه تجربه تغییر مکان‌های جانبی نسبی نسبتا قابل ملاحظه آن‌ها است.

برای یک قاب خمشی ویژه معیار سختی در مقایسه با معیار مقاومت، تعیین‌کننده‌تر است. البته این امر از اهمیت کنترل معیارهای مقاومت و شکل‌پذیری در قاب های خمشی نمی‌کاهد.

اصولا سختی محوری اعضای سازه در مقابل سختی خمشی آن‌ها قابل توجه است و چون انتقال نیروهای جانبی در سیستم قاب مهاربندی شده از طریق افزایش یا کاهش طول اعضای مهاربندی انجام می‌شود، سختی قابل ملاحظه‌ای در مقابل بارهای جانبی ایجاد می‌شود.

دو نوع سیستم قاب مهاربندی شده جانبی موسوم به قاب مهاربندی شده همگرا (CBF) و قاب مهاربندی شده واگرا (EBF) مورد توجه محققان و طراحان لرزه‌ای سازه‌های فولادی است.

هر کدام از این دو سیستم باربر جانبی لرزه‌ای به گونه‌ای متفاوت موجب اتلاف انرژی القایی ناشی از زلزله می‌شوند.

در قاب مهاربندی شده همگرا اتلاف انرژی توسط مهاربندها و در قاب مهاربندی شده واگرا اتلاف انرژی توسط رفتار شکل‌پذیر تیر پیوند انجام می‌گیرد.

برای مطالعه بیشتر در مورد مهاربند همگرا و مهاربند واگرا به مقالات “مهاربند همگرا چیست ؟| تمام نکات انواع بادبند همگرا” و “قاب مهاربندی شده واگرا چیست؟| تمام نکات تیر پیوند در یک مقاله“ حتما سر بزنید.

نحوه اجرای بادبند در اسکلت فلزی

سرعت اجرای بالا، سهولت نصب و قیمت پایین‌تر نسبت به قاب های خمشی از محاسن سیستم قاب مهاربندی شده به حساب می‌آید.

به دلیل سهولت نسبی و کاهش هزینه‌ها، در موارد زیادی اجرای این سیستم توسط افراد غیر متخصص انجام شده و مشاهدات حاکی از عدم رعایت نکات فنی از طرف مجریان و نیز ناظرین محترم در کنترل ضوابط فنی است.

جهت نصب مهاربندها ابتدا صفحات اتصال در آکس تیر و ستون‌ها قرار گرفته و با جوش گوشه به آن‌ها متصل می‌شود.

اگر می‌خواهید در مورد جوش گوشه بیشتر بدانید به مقاله “جوش گوشه چیست و انواع آن کدام است؟“ مراجعه کنید.

گفتیم صفحات اتصال مهاربندها باید کاملا در آکس تیر و ستون نصب شوند، زیرا میزان جزئی دو آکسه شدن با توجه به نیروی بسیار زیاد مهار بندها موجب پیچش در ستون‌ها می‌شود.

هم‌چنین صفحات اتصال مهاربندها باید کاملا هم راستا با تیر و ستون نصب شوند، زیرا پیچش صفحات اتصال موجب می‌شود امکان جوشکاری مناسب به تیر میسر نباشد.

بعد از این مرحله، اعضای مهاربندها عمدتا از پروفیل های دوبل نبشی و ناودانی در طول‌های مناسب برش خورده و با خال جوش در جای خود تثبیت می‌شوند.

لازم به ذکر است که استفاده از پروفیل های مستعمل و زنگ‌زده حاصل از تخریب ساختمان و وصله کردن آن‌ها جهت استفاده در مهاربندها، یکی از اشتباهات رایج مخصوصا در کارگاه‌های کوچک است که باید از آن جلوگیری شود.

در انتها پس از تکمیل مونتاژ مهاربندها و کنترل صحت نصب، جوش‌های تکمیلی انجام می‌شود. همچنین امکان نصب اتصالات بر روی ستون‌ها در کارخانه و استفاده از پیج در کارگاه جهت افزایش سرعت و کیفیت میسر است.

لبه‌های ناودانی ها در موارد زیادی تورق دارد و پوسته پوسته است که موجب ضعیف شدن جوش اتصال و بریدن احتمالی از این قسمت‌ها، تحت نیروهای جانبی است.

به همین دلیل توصیه می‌شود لبه‌ها قبل از نصب مورد بازبینی قرار گیرد.

نکات اجرایی بادبند 

قوی‌تر کردن عضو اصلی مهاربند (افزایش سایز مقطع) بدون هماهنگی با طراح، لحاظ تغییر در بازتوزیع نیروها و افزایش تنش در سایر اعضا موجب بروز صدمات غیرقابل جبران به سازه خواهد بود.

زیرا نیروی وارده از طرف مهاربند ممکن است موجب تخریب ستون‌ها و ایجاد مفاصل پلاستیک در آن‌ها شود.

امتداد تیر، ستون و مهاربند در مهاربندهای همگرا باید در یک نقطه داخل ستون همگرا شوند.

جهت حصول رفتار شکل‌پذیر، ترجیحا اعضای مهاربند قبل از خط آزاد خمش ورق های اتصال قطع شوند. این امر در مورد مهاربندهای ویژه الزامی است.

در مهاربند شورون باید امتداد اعضا در طبقات مختلف کاملا در یک خط قرار گیرد.

وصله ورق های اتصال مهاربند مجاز نیست و در صورت بروز اشتباهات اجرایی باید کلا تعویض شوند.

حتی‌المقدور از وصله عضو اصلی مهاربند اجتناب شود. در صورت ضرورت وصله اعضای قطری، محل وصله باید از نواحی ۰٫۲۵ طول عضو در وسط و نیز قسمت‌های نزدیک به صفحات اتصال کناری در نظر گرفته شود.

وصله اعضا در مهاربندهای ویژه به طور کلی ممنوع است.

در موارد مجاز به استفاده از وصله، ترجیحا وصله مقاطع دوبل در نواحی متفاوت انجام گیرد و از وصله همزمان مقاطع دوبل در یک نقطه اجتناب شود.

در نصب ورق های اتصال مهاربند به فونداسیون باید قبل از بتن ریزی تمهیدات لازم در نظر گرفته شده و ابعاد صفحه ستون ها متناسب با طول ورق اتصال باشد.

برای مطالعه بیشتر در مورد طریقه نصب صفحه ستون یا بیس پلیت به مقاله “هرآنچه که باید از طریقه نصب صفحه ستون بدانید!“ مراجعه شود.

لقمه‌های اتصال بین دو عضو ناودانی به تعداد کافی و در فواصل منظم نصب شوند.

نکات طریقه نصب بادبند ضربدری

در مهاربند ضربدری سعی شود تا در هر زوج نیمرخ، یک پروفیل به صورت سراسری امتداد یابد. در این صورت باید گاست میانی (ورق اتصال) جهت تامین طول جوش مناسب، بزرگ‌تر انتخاب شود.

اعضای مهاربند ضربدری در اسکلت فلزی ، کاملا به صورت ریسمانی و در امتداد یکدیگر نصب شوند.

توصیه می‌شود در قسمت مرکزی مهاربندهای ضربدری ، جهت عملکرد شکل‌پذیر مهاربند و پیشگیری از کمانش موضعی زودهنگام گاست میانی از ورق تقویت استفاده شود.

نکته مهم در این قسمت آن است که این ورق تنها به دو سر عضو برش خورده جوش شده و نباید به یال دیگر مهاربند متصل شود (قسمت وسط ورق تقویت جوش نمی‌شود).

در مهاربند ضربدری از اتصال عضو برش خورده به یال دیگر مهاربند اجتناب شود. به عبارت دیگر، اعضای متقاطع نباید به هم متصل باشند.

لازم به ذکر است که افزایش زیاد این فاصله نیر موجب احتمال کمانش ورق میانی در زلزله‌های شدید خواهد بود

ورق‌های اتصال میانی در مهاربند ضربدری باید به صورت منظم و متقارن نسبت به اعضای متقاطع قرار گیرند.

نکات نحوه اجرای بادبند واگرا

اندازه طول تیر پیوند در بادبند واگرا دقیقا مطابق نقشه‌های سازه‌ای باشد.

مهاربندهایی که به وسط تیر بالایی یا پایینی وصل می‌شوند، همانند مهاربند شورون و مهاربند واگرا ، نیروی برشی به تیر وارد می‌شود که برای جلوگیری از رسیدن تیر به مراحله گسیختگی برشی، باید سخت‌کننده‌های جان تیر مطابق با نقشه‌های سازه‌ای اجرا شوند.

در تیر پیوند ساخته شده از ورق، اتصال جان به بال تیر باید از نوع جوش گوشه دو طرفه یا جوش شیاری با نفوذ کامل باشد.

در دو انتهای تیر پیوند در بال های فوقانی و تحتانی باید مهارهای جانبی تعبیه شود.

ابعاد اعضای اصلی و اتصالات مهاربندها کاملا مطابق با نقشه‌های سازه انجام شده و از تغییر در آن‌ها شامل افزایش یا کاهش سایز اعضای اصلی، تغییر در ابعاد اتصالات یا تغییر در چیدمان سخت‌کننده‌ها اجتناب شود.