زلزله یکی از دلایل توجیه استفاده از مهاربند یا بادبند ساختمان به عنوان یکی از روش های مقاوم سازی ساختمان است. زلزله یکی از بلایای طبیعی است که بشر را تحت تاثیر قرار می دهد و با وجود پیشرفت علم هنوز نمی توان دقیقا زمان وقوع آن را پیش بینی کرد. بنابراین بهترین تصمیم برای مقابله با این اتفاق طبیعی و همچنین کاهش آسیب های ناشی از آن پیشگیری است. زمین لرزه ها در اثر حرکت صفحات نزدیک به یکدیگر ایجاد می شوند و باعث انتقال انرژی دینامیکی به ساختمان ها و سازه های بلند می شوند. این نوع انرژی حالت رفت و برگشتی دارد که باعث آسیب جدی به ساختمان ها می شود. ایران یکی از زلزله خیزترین کشورهای جهان است و در کمربند زلزله قرار دارد. ساخت بناهای چند طبقه و مرتفع باعث شده است تا مردم توجه بیشتری به استفاده از بادبند (Building bracing) یا سایر روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان داشته باشند.
تعریف مهاربند یا بادبند ساختمان
بادبندها که به نام مهاربند نیز شناخته می شوند، بخشی از سازه هستند که برای اتصال بخش های مختلف ساختمان استفاده می شوند. در ساختمان ها از مهاربند برای افزایش مقاومت کلی در برابر نیروهای خارجی (باد، طوفان، زلزله و …) استفاده می شود. هنگامی که از انواع بادبند در ساخت و ساز استفاده می شود، نه تنها اجرای مراحل را ساده، بلکه هزینه ها را نیز کاهش می دهد. در ساختمان هایی که سیستم سازه آنها از فولاد یا بتن مسلح ساخته شده است می توان از روش مهاربندی استفاده کرد. بتن و فولاد از مصالح پرکاربرد در ساختمان سازی هستند. مزایای هر دو ماده امروزه شناخته شده است. بتن ماده ای با سختی بالا، قیمت ارزان و مقاومت قابل توجه در برابر آتش است، در حالی که فولاد ماده ای با انعطاف پذیری و مقاومت بالا و وزن سبک است.
اهمیت استفاده از مهاربند ها
اهمیت ویژه ای در ساختمان ها دارند و نقش مهمی در حفظ و افزایش مقاومت سازه ایفا می کنند. بادبندها قادر به جذب و انتقال نیروهای جانبی مانند باد، زلزله، سیل و فشارهای جانبی به بخش های قاب سازه هستند. این عمل باعث توزیع منظم نیروها در سازه شده و از ورود فشارهای زیاد به سازه جلوگیری می کند. همچنین با نصب بادبند، سیستم توانایی خود را در مقاومت در برابر نیروهای خارجی مختلف بهبود می بخشد. این عناصر سازه ای باعث افزایش استحکام و پایداری سازه و کاهش اثر مخرب نیروهای دینامیکی می شود.
مهاربند ها میز به عنوان یک سیستم محافظتی مهاربند عمل می‌کنند و از ورود نیروهای دینامیکی به سازه جلوگیری می کنند. بادبندها با مقاومت در برابر نیروهای مخرب به سازه ها کمک می کنند تا در برابر زلزله و سایر نیروهای گذرا مقاومت کنند. این امر باعث کاهش صدمات انسانی و خسارات اقتصادی ناشی از تخریب سازه می شود. در مناطق زلزله خیز مانند ایران مهاربند ها به دلیل قابلیت جذب نیروهای لرزه ای و انتقال آن به بخش‌های قاب سازه از اهمیت بالایی برخوردار هستند. برنامه ریزی و اجرای صحیح مهاربند ها در این مناطق می تواند از تخریب فاجعه آمیز و خسارت جانی و مالی جلوگیری کند.
بنابراین مهاربند ها به عنوان یکی از اجزای حیاتی ساختمان نقش مهمی در حفاظت و افزایش مقاومت سازه ایفا می کنند و باید در طراحی و اجرای سازه ها به آن توجه کامل شود.
کاربرد مهاربند در ساختمان
تمامی سازه ها ممکن است در معرض شرایط باری مختلف ناشی از برش، باد، فعالیت لرزه ای، نیروی آب (سیل) یا سایر پدیده های طبیعی و مصنوعی قرار گیرند. به طور کلی می توان گفت که استفاده از بادبند باعث تقویت و افزایش مقاومت ساختمان در برابر باد و رخدادهای لرزه ای مانند زلزله، ارتعاشات و بارهای ناشی از عناصر ساختمان می شود. نیروهای باد و زلزله بر دیوارها و پی سازه ها تأثیر می گذارد. این نیروها باعث تاب خوردن ساختمان به طرفین می شود. بدون مستحکم سازی مضاعف ساختمان، سازه ممکن است سقوط کند؟!
مهاربند دیواری مقاومت سازه را در برابر باد و نیروهای لرزه ای افزایش می دهد و در نتیجه از ریزش آن جلوگیری می کند. مهاربند دیواری از ساختمان در برابر آسیب های ناشی از نیروهای گذرا و لحظه ای که هنگام حرکت زمین در زیر سازه به طور ناگهانی در قاب افقی به وجود می آید محافظت می کند. همچنین هنگامی که زمین زیر سازه جابجا می شود، این روش حفاظتی در جای خود باقی می ماند. هر ساختمان، صرف نظر از اندازه آن، باید بارهای سازهای پیشبینی شده مورد نظر را تحمل کند تا از ریزش آن جلوگیری شود. مهاربند دیواری پایداری جانبی و طولی را در سازه های اسکلت فلزی ایجاد می کند. همچنین باعث انتقال تنش بار روی سطح دیوارها از بادبند به مهاربند شده و بار را در هر نقطه مشخصی پراکنده می کند.
مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله: بررسی استانداردها و روش های مقاوم سازی سازه در برابر زلزله
بادبند ها از نظر ظاهری چگونه‌اند؟
- مهاربند مورب منفرد
- مهاربند k شکل
- مهاربند همگرا (CBF)
- مهاربند واگرا
- مهاربند ضربدری
- مهاربند قطری
- مهاربند v شکل
محل مناسب جهت نصب مهاربند
مهاربندها معمولاً در اطراف سازه ها ساخته می شوند تا یک سیستم قوی برای مقاومت در برابر نیروهای پیچشی ایجاد کنند. محل آنها نیز به نوع سازه بستگی دارد. در واقع مهندسان با انجام محاسبات و تحلیل سازه، مکان مناسبی را برای اجرا به دست می آورند.
سخن پایانی
قاب مهاربندی شده نوعی سیستم سازه ای است که برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر نیروهای جانبی مورد استفاده قرار می گیرد. این چارچوب ها به دو دسته همگرا و واگرا تقسیم می شوند. تفاوت اصلی بین این دو میزان نیرویی است که می توانند تحمل کنند. این بدان معنی است که قاب مهاربندی شده هم محور یا همگرا نمی تواند در برابر بارهای جانبی مقاومت کند. در مقابل، قاب های مهاربندی شده خارج از مرکز یا واگرا بهترین انتخاب برای مقاومت در برابر بارهای لرزه ای به شمار می آیند. ضربدری، قطری یا منفرد، ۷ و ۸ و K شکل انواع مدل های سازه ای در سیستم های مهاربندی هستند.
