مقاوم سازی ساختمان با استفاده از مهاربند چیست؟ امروزه یکی از جنجالی ترین مباحث در میان مهندسان سازه، بحث مقاوم سازی سازه ها و ساختمان های بتنی، فلزی و بنایی است. همان گونه که در مقالات گذشته نیز اشاره داشته ایم، کشور ایران بر روی کمربندی از زلزله قرار دارد که این موضوع موجب نگرانی تمام مهندسان است. به همین دلیل آن ها سعی دارند تا سازه های خود را به گونه ای طراحی کرده و به اجرا درآورند که بتوانند از جان و مال مردم در برابر حوادث آسیب رسان محافظت کنند. یکی از اجزای بسیار مهم سازه که به منظور مقاومت بیشتر ساختمان در برابر زلزله و باد به کار می آید، مهاربند است. به همین دلیل در این مقاله از وب سایت رادیاب قصد داریم تا به بررسی مقاوم سازی ساختمان با استفاده از مهاربند بپردازیم و در این باره اطلاعات بسیار مهمی را در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. بنابراین برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتهای این مقاله با رادیاب همراه باشید.  

مهاربند چیست؟‌

قبل از آن که به بررسی مهاربندها بپردازیم و تعریفی بسیار کلی و جامع را خدمت شما عزیزان ارائه دهیم، باید اشاره نماییم که نام دیگر آن  مهاربند، است و شما ممکن است این اجزای سازه ای را با نام مهار بند بشناسید! بنابراین می توان اذعان داشت که بادبند یا مهاربند یک سیستم بسیار مهم در سازه ها به حساب می آید که از چند عضو طراحی و ساخته شده و همه اعضا آن در جهت استحکام و پایداری سازه برای جلوگیری از آسیب ‌های ناشی از نیروهای افقی مانند زلزله کار می‌ کنند. وجود بادبندها برای بسیاری از سازه ها ضروری است و اگر این سیستم برای سازه طراحی و اجرا نشود، آنگاه سازه مورد نظر در برابر بارهای جانبی مانند باد و زلزله از خود مقاومت مطلوبی را نشان نخواهد داد و با مشکلات متعددی مواجه می گردد. لازم به ذکر می باشد که مهاربندها یا بادبندها به‌ خصوص در سازه‌ های فولادی از مهمترین قسمت‌ های پروژه به حساب می آیند، به دلیل آن که یکی از بخش‌ های مهم در بحث مقاوم‌ سازی سازه در برابر بارهای جانبی هستند. به صورت کلی دیوارهای برشی و بادبندها نقش بسیار مهمی را در سازه ها ایفا می کنند و یک مهندس طراح سازه باید با توجه به سیستم سازه ای که برای ساختمان ها انتخاب می کند، از این تمهیدات نیز بهره ببرد. در واقع هر ساختمان یا سازه ‌ای که ساخته می ‌شود علاوه بر بارهای خود سازه با هر ابعاد و اندازه ‌ای که باشد باید بتواند نیروهای جانبی خارجی احتمالی را نیز تحمل کند و دچار فرو ریزش و خرابی نشود یا این که خرابی آن به حداقل مقدار ممکن برسد و به ساکنان آسیبی وارد نشود. حال که درباره بادبندها یا مهاربندها اطلاعاتی را کسب کردید و ضرورت وجود آن را درک کرده اید، بهتر است به سراغ اهمیت و اهداف طراحی بادبند در سازه ها بپردازیم. لازم به ذکر می باشد که هدف از قرار دادن بادبند در ساختمان جلوگیری از نیروهای عرضی و بارهای اضافی وارد شده به آن خواهد بود که می ‌تواند تخریب سازه را رقم بزند. در واقع بادبند نیروهای تخریب ‌کننده را به‌ خوبی مهار می‌ کند و آن ها را به ستون ها و پس از آن ستون ها این بارها را به فونداسیون سازه اعمال می کنند. با این کار دیگر نه‌ تنها تلفات انسانی در اثر زلزله یا باد وجود نخواهد داشت، بلکه خسارت مالی نیز بسیار کمتر می ‌شود و به صورت معمول پس از وقوع زلزله و باد نیر ساختمان مجددا قابل بهره برداری می باشد. طراحی و اجرای انواع بادبندها به ‌خصوص در کشور عزیزمان ایران به دلیل زلزله ‌خیز بودن بیشتر مناطق آن از اهمیت ویژه ‌ای برخوردار است که کارفرمایان باید به آن توجه کامل داشته باشند و از طرف دیگر مهندسان سازه آن را به درستی طراحی نمایند.

چرا مقاوم سازی با استفاده از مهاربندها انجام می شود؟

به صورت کلی نیروهای جانبی که به سازه وارد می شود به دلیل باد، زلزله می باشد. در هنگام طراحی یعنی قبل از اجرا مهندس طراح باید تمامی این نیروها را برای پروژه در نظر گرفته تا با استفاده از تجهیزات و روش‌ های مختلف بتواند به ‌خوبی سازه را مقاوم سازی کرده و امنیت آن را در برابر زلزله تضمین نماید. بادبند در ساختمان نیز یکی از این تجهیزات می ‌باشد. در صورتی‌ که نیروهای عرضی توسط تجهیزاتی مانند بادبند در ساختمان مهار نشوند روی فونداسیون و پی ساختمان تأثیر گذاشته و به ‌طور عرضی آن را حرکت می‌ دهند یا تخریب می ‌کنند. باید بیان شود که مقاوم سازی ساختمان ممکن است با استفاده از روش های مختلفی صورت گیرد. انتخاب روش مقاوم سازی یک سازه با استفاده از بررسی ها و تحلیل های مختلف درباره سازه به وجود می آید. به همین دلیل مهندسان قبل از انجام عملیات مقاوم سازی در ابتدا سازه را مورد بررسی قرار داده و با توجه به موارد زیر یک روش مناسب برای مقاوم سازی را انتخاب می کنند:

• نوع سازه یا سیستمی که برای طراحی آن در نظر گرفته بودند
• وجود ضعف در قسمت های مختلف سازه
• بودجه در نظر گرفته توسط کارفرما
• عمر سازه و ...

یک نکته بسیار مهم و قابل توجهی که باید بدانید، این است که مقاوم سازی لرزه ای به دو روش زیر تقسیم شده و توسط بررسی های سازه ای و مهندسی برای سازه ها در نظر گرفته می شود:

• افزایش مقاومت
• افزایش شکل پذیری

می توان اذعان داشت که هدف از مقاوم سازی ساختمان با استفاده از مهاربندها یا بادبندها در واقع کنترل نیروهایی می باشد که بر تیرها و ستون های سازه وارد می شود. در نتیجه به این دلیل که نیروی زیادی در هنگام وقوع زلزله به سازه وارد می گردد، مهاربندها در مقاوم سازی بناهای فرسوده در این مرحله بسیار مهم و تاثیر گذار هستند و می تواند از ریزش و فرو ریختن سازه جلوگیری به عمل آورد. یک مورد بسیار مهم که باید درباره مهاربندها به آن توجه ویژه ای شود، اتصال مهاربند یا بادبند به ستون ها و دیگر اجزای سازه می باشد. به علاوه شایان به ذکر است که نحوه اتصال مهاربند می ‌تواند در انواع سازه ها به منظور مقاوم سازی ساختمان یا رسیدن به مقاومت مطلوب، متفاوت باشد. در هنگام مقاوم سازی یک سازه سه نوع اتصال می توان به کار برد که در زیر به آن ها اشاره می شود:

• اتصال جوش در مقاوم سازی ساختمان ترک خورده
• اتصال پینی در مقاوم سازی ساختمان ها و سازه ها
• اتصال پیچی در مقاوم سازی سازه در برابر بارهای جانبی مانند زلزله

 

انواع مهاربند (از لحاظ ظاهری) کدام است؟!

اهمیت مهاربندها در سازه ها به اندازه ای بالا است که مهندسان در انتخاب نوع مهاربند و اتصالات آن وسواس بسیاری به خرج می دهند. در واقع مهاربندها عملکرد سازه یا ساختمان را در برابر نیروهای جانبی بهبود بخشیده و رفتار آن ها را در برابر زلزله کنترل خواهند کرد. نکته بسیار مهمی که باید بدانید، این است که مهاربند ها بسته به نوع ساختمان و کاربردی که دارند با یکدیگر تفاوت های بسیاری داشته و هر کدام از آن ها برای یک سازه مناسب است! به صورت کلی مهاربندهای ساختمان به دو دسته زیر تقسیم بندی خواهند شد:

• مهاربندهای افقی
• مهاربندهای قائم

در زیر به بررسی هر یک از مهاربندهای ذکر شده در بالا خواهیم پرداخت.  

مهاربند افقی چیست و چه کاربردی دارد؟

اولین نوع مهاربندها، بادبندهای افقی هستند. برای آن که ساختمان های ما به مقاومت مطلوب و مناسبی برسند، استفاده از مهاربندهای افقی در هر طبقه یک نیاز مهم و ضروری به شمار می آید. این نوع مهاربندها در ژاکت های بتنی کاربرد فراوانی دارند (ژاکت های بتنی برای بحث مقاوم سازی سازه ها یکی از روش های بسیار خاص به شمار می آید). نکته بسیار مهمی که باید بدانید، این است که مهاربندهای افقی در هر طبقه مسیری برای انتقال نیروی افقی در مقاوم سازی با ژاکت بتنی به مهاربندهای قائم ایجاد می کنند. در بعضی از عملیات ها در بام ساختمان نیز می توان از مهار بندهای افقی استفاده کرد و بدین ترتیب مقاومت ساختمان را در برابر زلزله افزایش داد.  

مهاربندهای عمودی یا قائم چیست و چه کاربردی دارند؟

دومین نوع مهاربندهایی که در ساختمان ها به کار برده می شوند، مهاربندهای عمودی هستند. لازم به ذکر می باشد که در بیشتر ساختمان ها به منظور افزایش مقاومت ساختمان در مقاوم سازی بافت فرسوده در برابر پیچ خوردگی هنگام وارد شدن نیروهای عمودی باید از مهاربندهای عمودی یا قائم بهره برد به عبارت دیگر استفاده از این نوع مهاربندها یک نیاز بسیار ضروری و مهم برای ساختمان ها به شمار می آید. در واقع این نوع از مهاربندها (‌ مهاربندهای عمودی ) بین ستون ها در صفحات قرار می گیرند. دلیل استفاده از این نوع مهاربندها یا حیطه کاربرد آن ها، این است که به منظور تقویت سازه مورد استفاده قرار می گیرند تا سازه مورد نظر بتواند به صورت عمودی بار اضافی را به زمین منتقل نماید. در اکثر ساختمان‌ های فلزی برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر پیچ‌ خوردگی هنگام وارد شدن نیروهای عمودی اضافی باید از این نوع مهاربندها بهره برد.  

انواع مهاربند یا بادبند:‌

به صورت کلی سه نوع  مهار بند  در سازه ها مورد استفاده قرار خواهد گرفت که عملکرد آن ها بسیار خاص است. از جمله انواع مهاربندی که در سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند ساختمان مورد نظر را در برابر بارهای وارده مقاوم سازی نماید، شامل زیر است:‌

• مهاربند همگرا
• مهاربند واگرا
• مهاربند کمانش تاب

هر کدام از مهاربندهای ذکر شده دربالا، در امر مقاوم سازی عملکردی متفاوت دارند که در زیر به بررسی آن ها خواهیم پرداخت:

مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از مهاربند همگرا:

یکی از انواع مهاربند از لحاظ نوع اتصال و عملکرد، مهاربند همگرا یا بادبندهای همگرا می باشد. لازم به ذکر است که به مهاربندهای همگرا، مهاربندهای هم محور نیز اطلاق می گردد. این نوع مهاربندها دقیقا مانند اسمشان هستند و ساختاری همگرا دارند، این موضوع بدان معناست که در اثر امتداد اعضای تیر و ستون و اعضای مهاربند از یک نقطه تشکیل خواهند شد. از جمله مزایای مهاربندهای همگرا در زمینه مقاوم‌ سازی سازه های فولادی به صورت زیر می باشد:

• ایجاد سختی بالا برای سازه
• کنترل تغییر مکان جانبی سازه
• افزایش مقاومت سازه در برابر بارهای جانبی و ...

طراحی این گونه بادبندهای همگرا به صورتی می باشد که طراحی تیرها در قسمت‌های بادبندی مانند تیرهای معمولی و تحت بارهای ثقلی شکل می گیرد و با وجود این کار در صورت بروز زلزله نیروی قابل توجهی در تیرها ایجاد نخواهد شد یعنی تیرها همان باربری تثلی خود را خواهند داشت و بر اثر وقوع بارهای جانبی آسیب نخواهند دید. استفاده از این نوع مهاربندها باعث بهسازی لرزه ای در اثر مقاوم سازی سازه در برابر زلزله با کمک مهاربند می شود.  

مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از مهاربند واگرا

شایان به ذکر می باشد که به مهاربند واگرا مهاربندهای برون محور نیز اطلاق می گردد. مهمترین نکته ای که در سیستم مهاربندهای واگرا یا برون محور باید بدانید و به آن توجه کنید، این است که طراحی صحیح و درست تیرچه ها است. ساختار ظاهری مهاربندهای واگرا به این صورت می باشد که بادبند در یک انتها به تیر سازه اتصال یافته و در انتهای دیگر به گره تقاطع تیر نباید متصل گردد. نکته بسیار مهم و ضروری که باید بدانید، این است که مقدار نیروی برشی و لنگر خمشی در تیر اتصال یافته در مهاربند واگرا به منظور مقاوم سازی سازه های فولادی از جمله مواردی است که باید به آن توجه ویژه گردد و به صورت کاملا دقیق توسط مهندس طراح محاسبه شود.  

مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از مهاربندهای کمانش تاب:‌

یکی از خاص ترین و جدیدترین انواع مهاربندهایی که امروزه به آن توجه می شود و در سازه هایی خاص مورد استفاده قرار می گیرد، مهاربندهای کمانش تاب می باشد. شایان به ذکر می باشد که مهاربند کمانش تاب دقیقا بر عکس سیستم های مهاربندی متداول که رفتار نامتقارنی دارند، عمل کرده و همچنین از طریق کنترل مهاربند کمانش تاب هشتی فولادی داخل غشا رفتار تقریباً متقارن در کشش و فشار ارائه می دهد که این موضوع می تواند در عملکرد سازه به هنگام زلزله و نیروی باد تاثیر بسیار مثبتی داشته باشد. یک موضوع قابل توجه این است که مهاربند کمانش ناپذیر شامل یک هسته فولادی درون یک عضو بتنی یا یک غلاف فولادی می باشد.

شما عزیزان می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت رادیاب مراجعه کرده و با کارشناسان در این باره مشورت نمایید.