سیستمهای مهاربندی
یکی از متداولترین روشها برای مقابله با نیروهای جانبی در سازههای فولادی غیربلند استفاده از مهاربند است. مهاربندها به شکلهای گوناگونی اجرا میشوند. پیکربندی سیستمهای مهاربندی عموماً از نوع هم مرکز (هم محور) یا خارج از مرکز (برون محور) است. مهاربندهای هم مرکز سختی سازه را نسبت به قاب خمشی معادل به شدت افزایش داده و تغییر مکان جانبی سازه را محدود مینمایند.
سیستم مهاربندی برون محور دو ویژگی سختی مناسب جانبی و جذب انرژی بالا را با یکدیگر ترکیب کرده و به کار میگیرد. در سیستم مهاربند برون محور، برون محوری اتصال مهاربندی سبب پدید آمدن لنگرهای خمشی و نیروهای برشی بزرگی در ناحیۀ تیر نزدیک به مهار میشود. به این ترتیب، تنشهای این ناحیه از تیر وارد محدوده غیر ارتجاعی شده و سبب اتلاف انرژی ناشی از زمین لرزه میشود. این ناحیه از تیر، پیوند نام دارد.
انتخاب محلهای مناسب جهت قرارگیری بادبند
این مساله فقط برای حالتی است که حداقل در یکی از دو جهت اصلی از سیستم مهاربندی شده استفاده کرده باشید. اگر سازه فاقد مهاربند باشد این نکات قابل استفاده نخواهد بود. در انتخاب محلهای مناسب برای بادبندها میتوان به نکات زیر اشاره کرد.
حتی الامکان به گونهای بادبندگذاری کنید که متقارن باشد و بین مرکز سختی و مرکز جرم در طبقات فاصله اندک باشد.
دهانههای بزرگتر نسبت به دهانههای کوچکتر جهت قرار گیری بادبند در ارجحیت هستند. این مساله به خاطر کنترل نیروی محوری منتقل شده به ستونهای متصل به بادبند و همچنین کاهش آپلیفت در صفحه ستون و پی است.
در یک قاب خاص ترجیحاً در دهانههای متوالی بادبندگذاری نمایید. این مساله نسبت به بادبندگذاری در دو دهانه غیرمجاور در یک قاب در ارجحیت است. این مساله باعث کاهش سایز ستون وسط بین دو دهانه میشود. در حالی که اگر دو دهانه غیر مجاور بادبندگذاری شوند، ۴ ستون متصل به بادبند خواهیم داشت که هر ۴ ستون به همراه صفحه ستون و پی زیر آنها دارای سایز بالایی خواهند بود.
جهت اقتصادی شدن طرح بهتر است در طبقات بالا از تعداد دهانههای کمتر جهت بادبند گذاری استفاده نموده و در طبقات پایین این تعداد دهانهها را به تدریج اضافه کرد. حتی بهتر است بدون جابه جایی صفحه بادبند دهانه بادبندی شده را جابهجا کرد و به دهانه مجاور در طبقه پایین منتقل نمود.
تعداد کل دهانههای بادبندی باید با یک فرآیند سعی و خطا به گونهای به دست آید که از لحاظ اقتصادی سازه بهینه شود و البته از نظر اجرایی هم قابلیت اجرایی بالاتری داشته باشد. اما به هر حال توصیه میشود که در هر جهت حداقل دو دهانه به صورت متقارن وجود داشته باشد.
باید توجه کرد که به عنوان بادبند هم محور تنها از انواع بادبندهای قطری، ضربدری، ۷ و ۸ ( موسوم به شورون) مجاز به استفاده هستید. به خاطر ضوابط سختگیرانه مبحث دهم در مورد بادبندهای ۷ و ۸ توصیه اکید میشود که حتی الامکان از این بادبندها استفاده نشود. استفاده از بادبندهای ضربدری و قطری (علی الخصوص ضربدری) دارای ارجحیت هستند. بادبندهای با شکل خاص مثل بادبند Y شکل (موسوم به پردهای) مورد قبول مبحث دهم نیست.
در صورت استفاده از بادبند قطری بهتر است در هر قاب در هر طبقه حداقل دو بادبند قطری استفاده شود و جهت استقرار آنها مخالف یکدیگر انتخاب شود، به گونهای که برخی از آنها تحت کشش و همزمان برخی دیگر فشاری باشند. برای بادبندهای با حد شکلپذیری ویژه این مساله حالت اجبار دارد. در این حالت این نحوه استقرار باید به گونهای باشد که در هر قاب سهم نیروی زلزلهای که به آن قاب میرسد حداقل ۳۰ و حداکثر ۷۰ درصد بین بادبندهای کششی و فشاری تقسیم شود.
در مورد بادبندهای واگرا باید از اشکال مجاز معرفی شده در بخش ۱۰-۳ مبحث دهم استفاده نمود. طول قطعه رابط (link beam) در این بادبندها در حدود ۲۰ درصد دهانه توصیه میشود.