آشنایی با مهاربند شورون و انواع بادبند همگرا

<p>همانطور که می&zwnj;دانید مهاربند ها از اجزای جانبی هستند که برای مقاومت در برابر زلزله طراحی شدند، اما زمانی که نتوانند وظیفه خود را به درستی انجام دهند ساختمان می توان تا مرز انهدام پیش رود.</p> <p>در مهاربند همگرا، اعضای مهاربند در یک نقطه همگرا شده و باهم تلاقی دارند. این نقطه می تواند روی صفحه، تیر و یا ستون باشد. نوع بادنبد از طریق نقطه تلاقی مهاربند ها تعیین می شود.</p> <p><strong>مهاربند همگرا دارای انواع مختلفی هستند که شامل:</strong></p> <ul> <li>مهاربند شورون هفتی (V-Bracing)</li> <li>مهاربند شورون هشتی (Inverted V-Bracing)</li> <li>مهارنبد شورن هفتی و هشتی</li> <li>مهاربند زانویی (K-Bracing)</li> <li>بادبند ضربدری (X-Bracing)</li> <li>بادبند قطری (Diagonal-Bracing)</li> </ul> <p><strong>آنچه در این مقاله خواهید خواند:</strong></p> <ul> <li><a title="مهاربند شورن چیست؟" href="#Shoren-bracelet">مهاربند شورن چیست؟</a></li> <li><a title="مهاربند های ضربدری" href="#Cross-brace">مهاربند های ضربدری</a></li> <li><span id="Shoren-bracelet"></span><a title="مهاربند زانویی" href="#Elbow-brace">مهاربند زانویی</a></li> <li><a title="مزایا و معایب مهار بند همگرا" href="#Advantages">مزایا و معایب مهار بند همگرا</a></li> <li><a title="تفاوت همگرای ویژه و مهاربند همگرای معمولی" href="#Difference">تفاوت همگرای ویژه و مهاربند همگرای معمولی</a></li> </ul> <h2>مهاربند شورن چیست؟</h2> <p>علیرغم عملکرد ضعیف لرزه ای آنها، استفاده از قاب های مهاربند شورون (معکوس - V) هنوز هم وسیله ای بسیار محبوب برای مقاومت در برابر بارهای جانبی در سازه فلزی است. تحت حرکت شدید زمین لرزه، انتظار می رود مهاربندها، کمانش کنند و مقاومت فشار خود را از دست بدهند. سپس تیرها به دلیل عملکرد ترکیبی بارگیری نیروی جاذبه و مهاربندهای کششی به سمت پایین کشیده می شوند، مگر اینکه تیرها برای حمل این بار عمودی خالص همراه با بارهای محوری حاصل از مهاربند طراحی شده باشند، قبلا از اینکه مهاربند های کششی به ظرفیت کششی بازده خود برسند، یک لوله پلاستیکی از اواسط دهانه تیرها عبور می کند. این رفتار منجر به یک واکنش جانبی شدید وخیم شدن استحکام و سختی می شود که میتواند منجر به تشکیل طبقه نرم در قالب های چند طبقه شود.</p> <p>تحقیقات گذشته نشان می دهد که در صورت استفاده از تیرهای قوی تر، عملکرد لرزه ای قاب های مهاربندی شده شورون می تواند بهبود یابد. در حال حاضر قاب های شورون در دسته قاب های مهاربند متحد کنترل ویژه قرار می گیرند، مشروط بر اینکه تیرها برای حفظ نیروی عمودی خالصی که پس از باز شدن فشارهای مهاربندی و کمان کردن مهاربندهای فشرده سازی ایجاد شده؛ طراحی می شوند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="مهاربند شورون" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1616060694128.jpg" alt="مهاربند شورون" />تصویر شماره 1 - مهاربند شورون</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="بادبند یا مهاربند چیست | اجرای صحیح مهاربند" href="https://www.modiranahan.com/article/154/%D8%A8%D8%A7%D8%AF%D8%A8%D9%86%D8%AF-%DB%8C%D8%A7-%D9%85%D9%87%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D9%86%D8%AF-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D8%AC%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D8%B5%D8%AD%DB%8C%D8%AD-%D9%85%D9%87%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D9%86%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">بادبند یا مهاربند چیست | اجرای صحیح مهاربند</a></p> </blockquote> <h3>مرز بندی مهاربند های شورون هفت و هشتی</h3> <p>طبق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در رابطه با محدودیت خروج از مرکزیت که باعث تبدیل بادیند واگرا به همگرا (شورون هفتی و هشتی) می شود.</p> <p>مهاربندهای شورون هفتی و هشتی در محل اتصال به تیر دارای خروج از مرکزیت کمتر از ارتفاع تیر هستند، و به عنوان مهاربندهای همگرا محسوب می شوند و می توانند بر اساس الزامات این بخش طراحی شوند. در مورد بادبند های همگرا باید به این نکته توجه کرد؛ محل تلاقی محورهای اعضای مورب آن ها، باید روی محور میانی جان تیر متصل به مهاربند قرار گیرد که البته آیین نامه خروج از مرکزیت حداقبی را در نظر گرفته و به نوعی برای عدم تلاقی محورهای مهاربند با محور میانی تیر، سوبسد قائل شده است ولی تا حد امکان در اجرای بادبند باید دقت لازم میسر شود.</p> <p>از بین بادبندهای همگرا، مهاربندهای شورون 8 و 7 به علت امکان ایجاد تعبیه بازشوهایی نظیر در و پنجره، بیشتر مورد توجه معماران قرار دارد، اما این انتخاب کار مهندس محاسب و سازه و حتی مجری را سخت می کند؛ زیرا مهاربندهای همگرا هفتی و هشتی که علت اتصال به تیر و رفتار متفاوتی مه نسبت به بادبندهای ضربدری و قطری دارند، رعایت آیین نامه سخت گیرانه را می طلبد.</p> <h3 id="Cross-brace"></span>رفتار انواع مهاربند شورون</h3> <p>مهاربندهای شورون هفتی در مقایسه با مهاربندهای همگرای شورون هشتی یک مزیت مهم دارد؛ اینکه بادبندها تحت بارهای ثقلی، نیروی کششی ایجاد می شود، در نتیجه وقوع پدیده کمان برای این بادبندها هنگام زلزله به تعویق می افتد. در صورتی که مهاربند شورون 8 تحت اثر بارهای تقلی نیروی ها فشاری در بادبند ایجاد می شود که وقوع پدیده کمانش را جلو می اندازد.</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="روش اجرای سقف کوبیاکس" href="https://www.modiranahan.com/article/188/%DA%A9%D9%88%D8%A8%DB%8C%D8%A7%DA%A9%D8%B3-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%B1%D9%88%D8%B4-%D8%A7%D8%AC%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D8%B3%D9%82%D9%81-%DA%A9%D9%88%D8%A8%DB%8C%D8%A7%DA%A9%D8%B3" target="_blank" rel="nofollow">روش اجرای سقف کوبیاکس</a></p> </blockquote> <h2>مهاربند ضربدری</h2> <p>بادبندها وقتی تحت اثر نیروهای فشاری بیشتری قرار بگیرید، کمانش می کنند. مهاربندها برخلاف ورق ها، پس از کمانش مقاومت ناچیزی دارند و پس از وقوع کمانش در آن ها سختی عضو تقریبا صفر خواهد شد و نیروی محوری فشاری وارده برآن ها، ثابت خواهد ماند. عضو فشاری بادبند تحت اثر نیروی فشاری وارده با کاهش طول همراه هست که با افزایش نیروی فشاری این کاهش طول بیشتر خواهد شد.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="مهاربند ضربدری" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1616060918659.jpg" alt="مهاربند ضربدری" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="Elbow-brace"></span>تصویر شماره 2 - مهاربند ضربدری</p> <h2>مهاربند زانویی</h2> <p>این بادبندها نیز شبیه مهاربند های شورون نیروی نامتوازن کننده زیادی را به ستون به خود وارد می کنند. استفاده از این بادبندها محدودیت هایی دارد؛ زیرا عدم اجرای صحیح و وارد شدن نیروی برشی زیاد از طرف مهاربند به ستون، می تواند باعث فروپاشی کل ساختمان شود.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="مهاربند زانویی" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1616060971660.jpg" alt="مهاربند زانویی" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="Advantages"></span>تصویر شماره 3 - مهاربند زانویی</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="ستونچه یا ستون کوتاه چیست" href="https://www.modiranahan.com/article/179/%D8%B3%D8%AA%D9%88%D9%86%DA%86%D9%87-%DB%8C%D8%A7-%D8%B3%D8%AA%D9%88%D9%86-%DA%A9%D9%88%D8%AA%D8%A7%D9%87-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D8%B3%D8%AA%D9%88%D9%86%DA%86%D9%87" target="_blank" rel="nofollow">ستونچه یا ستون کوتاه چیست</a></p> </blockquote> <h2>مزایا و معایب مهار بند همگرا</h2> <table class="table1200" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" border="2"> <tbody> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p><strong>مزایای مهاربند همگرا</strong></p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p><strong>معایب مهاربند همگرا</strong></p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>مقاومت و استحکام بالای سیستم</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>محدودیت هایی از نظر معماری برای ایجاد بازشوهایی مانند تعبیه درب و پنجره به ویژه در مهاربند</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>طراحی نسبتا ساده</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>قابلیت جذب و استهلاک کمتر انرژی زلزله نسبت به بادبند</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>کنترل شدن تغییر مکان های جانبی سازه</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>وزن بالایی دارد</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>عدم نیاز به نیروی متخصص برای اجرای آن</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>&nbsp;</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p><span id="Difference"></span>کاهش جابه جایی جانبی</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>&nbsp;</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>مقون به صرفه و آسان برای ساخت</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>&nbsp;</p> </td> </tr> </tbody> </table> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="فنداسیون یا پی ساختمان" href="https://www.modiranahan.com/article/184/%D9%81%D9%86%D8%AF%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%88%D9%86-%DB%8C%D8%A7-%D9%BE%DB%8C-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D9%85%D8%A7%D9%86-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%81%D9%86%D8%AF%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%88%D9%86" target="_blank" rel="nofollow">فنداسیون یا پی ساختمان</a></p> </blockquote> <h2>تفاوت همگرای ویژه و مهاربند همگرای معمولی</h2> <p>وقتی که از مهاربند همگرای ویژه و مهاربند همگرای معمولی صحبت می شود آیین نامه 2800 ضریبی برای محاسبه ی نیروی زلزله به عنوان ضریب رفتاری (R_U) در نظر می گیرد. که این ضریب تابع نوع سیستم باربری جانبی سازه است. در سیستم های ویژه این ضریب مقداری بیشتری نسبت به سیستم های نوع معمولی دارد و این باعث می شود نیروی زلزله وارد بر سازه (ABI/RU) در سیستم های بادبندی ویژه، نسبت به سیستم بادبند همگرای معمولی کمتر شود. در واقع در سیستم های ویژه یک قاب سبک&zwnj;تر و شکل پذیر تر نسبت به سیستم معمولی خواهیم داشت که رفتار انعطاف پذیرتری از خود در زلزله نشان می دهد. در نهایت سیستم های مهاربند همگرای ویژه، ما رفتار فرا ارتجاعی (خارج از ناحیه الاستیک) بیشتری از اعضا انتظار داریم، در صورتی که در سیستم های همگرای معمولی در ناحیه الاستیک باقی می مانند.</p> <p>مبحث دهم مقرار ملی ساختمان در این مورد به صورت زیر توضیح داده&nbsp; است.</p> <p><strong>در بند 10-3-11 الزامات تکمیلی طراحی لرزه ای قاب های مهاربندی شده همگرای ویژه</strong></p> <p>قاب های مهاربندی شده همگرای ویژه به قاب هایی گفته می شو که در آن ها از مهاربندی ها انتظار می رود تحت اثر بار جانبی زلزله طرح تغییر شکل های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه ای تحمل کنند و در آن ها کاهش مقاومت چندانی رخ ندهد. رفتار فراارتجاعی موردنظر احتمال دارد به مرحبه بعد از کمانش مهاربند توسعه یابد.</p> <p><strong>10-3-10 الزامات تکمیلی طراحی لرزه ای قاب های مهاربندی شده همگرای معمولی</strong></p> <p>قاب های مهاربندی شدی همگرای معمولی به قاب هایی گقته می شود که از آن ها انتظار تغییر شکل های فراارتجاعی محدودی، بدون کاهش قابل ملاحظه در مقاومت اعضا و اتصالات آن ها، تحت اثر زلزله طرح می رود.</p>