مهاربند یا بادبند یکی از کلیدیترین عناصر مقاومسازی سازه در برابر زلزله و نیروهای جانبی است! در این مقاله به تاریخچه، انواع مهاربند (همگرا، واگرا، ضربدری)، ۴ مزیت برتر استفاده از بادبند، کاربرد آن در سولههای صنعتی و ضوابط اجرایی طبق آییننامه ۲۸۰۰ پرداخته ایم.
۴ مزیت برتر استفاده از بادبند در سازه و سوله
با رشد جمعیت و رونق آپارتمان نشینی، مقاوم سازی ساختمان ها به ویژه در مناطق زلزله خیز مانند ایران، به یک ضرورت تبدیل شده است. مهاربند (بادبند) یکی از مؤثرترین روشها برای افزایش استحکام سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد است. اما مهاربند دقیقاً چیست و چرا استفاده از آن در سوله های صنعتی و ساختمانهای مرتفع حیاتی است؟
تاریخچه مهاربند: از قرن ۱۹ تا مقاوم سازی مدرن
استفاده از قابهای مهاربندی به اواخر قرن ۱۹ بازمیگردد، زمانی که مهندسان برای مقابله با بارهای باد در پل ها و ساختمان های صنعتی از سیستم های خرپایی ساده استفاده میکردند. در دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، با تشدید قوانین ساخت وساز و پس از زلزله مخرب San Fernando در سال ۱۹۷۱، سیستم های پیشرفته تری مانند مهاربندهای واگرا و مرکب طراحی شدند. این سیستم ها با کاهش مصرف مصالح و افزایش شکلپذیری، انقلابی در مهندسی سازههای فولادی ایجاد کردند!
مهاربند چیست؟ تعریف و نقش آن در انتقال نیروهای جانبی
مهاربند (Shed Roof Brace) مجموعه ای از اعضای فولادی است که به صورت مورب، ضربدری یا Kشکل در سازه نصب میشوند تا نیروهای جانبی ناشی از زلزله یا باد را به پی ساختمان منتقل کنند. این سیستم با تبدیل نیروهای خمشی به کشش و فشار محوری، از تغییرشکل سازه جلوگیری کرده و پایداری آن را افزایش میدهد.
۴ مزیت برتر استفاده از مهاربند در سازه و سوله
۱. کاهش هزینه های ساخت: نصب سریع با پیچ و مهره و حذف نیاز به مصالح اضافی.
۲. مقاومت بالا در زلزله: رفتار الاستیک و جذب انرژی لرزهای با حداقل آسیب به اسکلت اصلی.
۳. کنترل تغییرمکان جانبی: کاهش جابجایی طبقات با افزایش سختی سازه.
۴. انعطاف پذیری در طراحی: امکان استفاده در سازه های فولادی، بتنی و حتی سوله های صنعتی.
انواع مهاربند: از همگرا تا واگرا و سیستم های مرکب
۱. مهاربند همگرا (هم محور)
- مزایا: اجرای ساده، هزینه پایین، مناسب برای دهانه های کوچک.
- معایب: مقاومت کم در بارهای تناوبی زلزله (خطر کمانش فشاری).
- انواع:
- بادبند ضربدری: دو عضو مورب متقاطع در یک دهانه.
- بادبند ۷ و ۸: ایجاد بازشوهای بزرگ برای پنجره ها.
- بادبند Kشکل: اتصال دو عضو مورب به یک نقطه روی ستون.
۲. مهاربند واگرا (برون محور)
- ویژگیها: افزایش شکل پذیری (ضریب R=7 طبق آییننامه ۲۸۰۰)، کاهش ۱۵ درصدی برش پایه زلزله.
- کاربرد: ایده آل برای مناطق زلزله خیز به دلیل توزیع یکنواخت نیروها.
۳. مهاربند مرکب (کامپوزیتی)
- ساختار: ترکیب فولاد و بتن برای جلوگیری از کمانش.
- مزایا: مقاومت فوقالعاده در برابر زلزله های شدید، امکان تعمیر و جایگزینی آسان.
کاربرد مهاربند در سوله های صنعتی: چرا حیاتی است؟
سوله های صنعتی به دلیل دهانه های گسترده و سقف های سنگین، در معرض خطر تغییرشکل ناشی از باد و زلزله هستند. مهاربند در سوله ها سه نقش کلیدی دارد:
۱. صلبیت سقف: جلوگیری از لرزش و تغییرشکل سقف با استفاده از بادبندهای ضربدری.
۲. انتقال بار جانبی: هدایت نیروهای باد از سقف به فونداسیون.
۳. پایداری جانبی: تثبیت ستونها و تیرهای اصلی در طولانی ترین دهانه ها.
📌 نکته فنی: در سوله ها معمولاً از مهاربندهای کششی با مقطع میلگرد ساده استفاده میشود!
ضوابط اجرایی مهاربندها طبق آیین نامه ۲۸۰۰
- زاویه اتصال: بین ۳۰ تا ۶۰ درجه نسبت به تیر اصلی.
- طول تیر واسط: حداکثر ۲۰ درصد طول دهانه.
- سخت کننده ها: نصب سخت کننده در ابتدا و انتهای تیرهای واسط.
- ممنوعیتها: عدم استفاده از تیرهای لانه زنبوری یا دوبل در تیرهای واسط.
سؤالات متداول (FAQ)
۱. تفاوت مهاربند همگرا و واگرا چیست؟
- همگرا: اعضا در یک نقطه مشترک تلاقی میکنند (مناسب برای بارهای استاتیکی).
- واگرا: توزیع نیرو در چند نقطه (بهینه برای زلزله).
۲. مهاربند در سازههای بتنی قابل اجراست؟
بله! با استفاده از دیوارهای برشی یا مهاربندهای فولادی جاسازی شده در بتن.
۳. آیا مهاربندها قابلیت بازسازی پس از زلزله را دارند؟
در سیستم های مرکب و واگرا، امکان تعویض اعضای آسیب دیده وجود دارد.
هدف نهایی:
مهاربندها نه تنها هزینه های ساخت را کاهش میدهند، بلکه جان انسانها را در برابر بلایای طبیعی حفظ میکنند! انتخاب نوع مهاربند (همگرا، واگرا یا مرکب) به عواملی مانند محل ساخت، بودجه و میزان خطر زلزله بستگی دارد. با رعایت ضوابط آیین نامه ای و استفاده از مصالح مرغوب، میتوان سازه هایی ایمن و پایدار برای نسلهای آینده ایجاد کرد.
✅ جهت راهنمایی و مشاوره رایگان با کارشناسان ما درارتباط باشید