up
Search      menu
ساختمان و معماری :: مقاله بادبندهاي واگرا PDF
QR code - بادبندهاي واگرا

بادبندهاي واگرا

بادبندهاي برون محور (EBF) و برخي ايرادات در طراحي اين بادبندها
نوع جديدي از بادبندها که به تازگي استفاده از آن رو به افزايش مي باشد سيستم بادبندي خارج از محور (EBF) ميباشد. اما متاسفانه اکثر طراحان آشنايي اندکي با نحوه طراحي اين سيستم بادبندي دارند. و اکثرا” به اين سيستم به چشم يک بادبند پرده اي و در جهت تطبيق با نقشه معماري (به طور مثال در محل در و پنجره )نگاه مي شود ؛ به همين جهت به نظر مي رسد لازم باشد که در اين زمينه بحث بيشتري انجام گيرد.
● معرفي
در طرح و محاسبه شکلهاي مشبک و خرپاها تاکيد بر اين نکته هست که تلاشهاي به وجود آمده همه به صورت نيروهاي محوري باشند و امتداد محور اعضاي جمع شده در يک گره تا حد امکان در يک نقطه تلاقي نمايد تا از به وجود آمدن لنگرهاي خمشي جلوگيري شود. تحقيقات سالهاي اخير در طراحي سازه هاي مقاوم در برابر زلزله نشان داده که با طرح مهاربندي خارج از مرکز، در سازه هاي فولادي مي توان مزايايي در تامين شکلپذيري سازه و اطمينان بر رفتار آن در زلزله به دست آورد. تيرچه ارتباطي ممکن است در اثر لنگر خمشي به جاري شدن برسد؛ در اين صورت ارتباط را خمشي(Moment link) ميگويند ويا اينکه اگر طول (e) خيلي کوتاه باشد جاري شدن در برش اتفاق افتد که در اين صورت ارتباط را برشي(Shear link) مي نامند. به اين ترتيب مي توان با کنترل شکلپذيريي تيرچه ارتباطي، شکلپذيري قابل اطميناني براي کل سازه ، درزلزله به دست آورد. مطابق آيين نامه ۲۸۰۰ ضريب شکلپذيري براي اين سيستم سازه اي R=۷ ميباشد، که در مقايسه با سيستم هم محور R=۶)) حدود ۱۵ درصد شکلپذيرتر ميباشد ، که همين مساله باعث کاهش برش پايه زلزله به همين ميزان مي شود.
● ترکيب اين سيستم با سيستمهاي سازه اي ديگر:
الف) ترکيب در پلان:در بسياري از موارد ديده شده است که طراحان در يک طبقه در يک يا چند دهانه از سيستم خارج از محور و در يک يا چند دهانه ديگر به موازات بادبندهاي نوع اول از بادبندهاي هم محور استفاده نموده اند. در اينجا بايد به اين نکته توجه داشت که از آنجايي که نوع رفتار اين سيستم با سيستم هم محور متفاوت مي باشد، اساساً استفاده از اين سيستم در ترکيب با سيستم هم محور در يک جهت و يک پلان کاملاً مردود ميباشد و باعث ايجاد رفتارهاي غير متعارف در سازه در هنگام زلزله ميشود؛ به همين جهت به طراحان توصيه ميشود که اگر تمايل به استفاده از اين نوع سيستم بادبندي دارند ، در پلان، تمامي دهانه هاي بادبندي را به صورت خارج از محور طراحي نمايند . البته اين مساله مانع استفاده از ترکيب اين سيستم با سيستم قاب خمشي به صورت سيستم دوگانه و ضريب رفتار R=۷.۵ و يا استفاده از يک سيستم مقاوم متفاوت در جهت متعامد با جهتي که از سيستم برون محور استفاده شده است ، نمي باشد.
ب) ترکيب در ارتفاع:در اين زمينه نيز در موارد بسياري ديده شده است که طراحان در يک دهانه بادبندي خاص در برخي طبقات (عموماً بنا به ملاحظات معماري) از سيستم خارج از محور استفاده کرده و باقي طبقات را به صورت بادبند هم محور طراحي نموده اند. در اينجا نيز بايد به اين نکته توجه داشت که آيين نامه۲ ترکيب اين سيستم با سيستمهاي ديگر را در ارتفاع، به طور کامل ممنوع کرده است ، مگر در موارد زير:
۱) براي بادبندهاي برون محور بالاتر از ۵ طبقه ميتوان بادبند طبقه آخر را به صورت هم محور و بدون تيرچه ارتباطي طراحي نمود.
۲) طبقه اول يک بادبند برون محور بيش از ۵ طبقه مي تواند هم محور باشد به شرط آنکه بتوان نشان داد که ظرفيت الاستسک آن ۵۰ درصد بزرگتر از ظرفيت تسليم طبقه بالاتر از طبقه اول باشد.
پس همانطور که ديده ميشود بهتر است در صورت تمايل طراحان به استفاده از اين سيستم بادبندي ، تمامي طبقات (مگر در موارد استثنا شده در بالا) به صورت خارج از محور طراحي گردند.
- طراحي تير در دهانه بادبندي: در سيستم بادبندي هم محور طراحي تيرها در دهانه هاي بادبتدي همانند ديگر تيرهاي معمولي وتحت بارهاي ثقلي انجام مي پذيرد و در ترکيب بار زلزله نيروي قابل توجهي در اين تيرها ايجاد نميشود ؛ اما در سيستم برون محور علاوه بر برش و لنگرهاي بارهاي ثقلي ، در ترکيب بار زلزله ودر اثر نيروهاي محوري ايجاد شده در بادبندها يک سري لنگر و برش اضافي در اين تيرها ايجاد مي شود و باعث بحراني شدن ترکيب بار زلزله براي طراحي اين تيرها مي شود . معمولاً محل بحراني در اين تيرها محل اتصال بادبند به تير مي باشد و در اين محل عموماً احتياج به ورق تقويتي بال بالا وپايين مي باشد.
- طراحي تيرچه ارتباطي :يکي از مهمترين و حساسترين مسايل در سيستم برون محور ، طراحي تيرچه ارتباطي مي باشد ؛ مساله اي که اکثر طراحان به راحتي از کنار آن ميگذرند. برخي از مسايلي که در طراحي تيرچه ارتباطي بايد به آن توجه نمود ، به شرح زير مي باشد:
۱) مطابق آيين نامه(( تيرچه ارتباطي بايد تمامي شرايط مقطع فشرده را دارا باشد.)) به اين ترتيب در صورت عدم استفاده از مقاطع نورد شده و استفاده از مقاطع ساخته شده (تيرورق) بايد محدوديتهاي مقطع فشرده در آن رعايت شود و مخصوصاً اتصال بال و جان تيرورق (حداقل در قسمت تيرچه ارتباطي) بايد با جوش پيوسته (ونه جوش منقطع) انجام گيرد. ضمن آنکه بايد توجه داشت که جوش اتصال بال به جان بايد در برابر تنشهاي برشي موجود کفايت لارم را داشته باشند.(اين مساله در تيرچه هاي ارتباطي کوتاه که معمولاً به صورت برشي عمل نموده و داراري برشهاي زيادي هستند بسيار حساستر ميباشد.)
۲) مطابق آيين ئامه ((جان قطعه رابط بايد از يک ورق تک بدون هرگونه ورق مضاعف کننده تشکيل يابد و هيچگونه بازشويي نبايد در جان قطعه رابط تعبيه شود.)) به اين ترتيب همانطور که مشخص است استفاده از مقاطع دوبل (به علت وجود بيش از يک جان ) و مقاطع زنبوري (به علت وجود سوراخ در جان ) براي قطعه رابط از نظر آيين نامه يک امر کاملاً مردود مي باشد؛ امري که متاسفانه بسيار معمول مي باشد. گاهي ديده شده است که برخي طراحان براي قطعه رابط از مقطع زنبوري استفاده نموده و تمامي سوراخها را در قسمت تيرچه ارتباطي به وسيله ورق تقويتي جان مي پوشانند، که اين مساله نيز به اين دليل که ورق تقويتي جان به نوعي يک ورق مضاعف کننده مي باشد، از نظر آيين نامه مردود ميباشد. پيشنهاد ميشود که در صورت عدم جوابگويي مقاطع نورد شده تک براي اين تيرها، طراحان از مقطع I شکل و به صورت تيرورق و با جوش پيوسته جان وبال در قسمت قطعه رابط استفاده نمايند و به هيچ وجه از مقاطع دوبل وزنبوري استفاده ننمايند.
۳) مطابق آيين نامه ((در انتهاي قطعه رابط که عضو قطري به آن متصل است، بايد سخت کننده جان در تمام ارتفاع ، در دو طرف قرار داده شود.)) يکي از شايعترين ايرادات در طراحي قطعه رابط همين مساله ميباشد ، که طراحان بايد به اين مساله توجه بيشتري نمايند. اين مساله به غير از سخت کننده هاي مياني قطعه رابط ميباشد که لزوم قرارگيري يا عدم قرارگيري آنها بايد توسط طراحان مورد بررسي قرار گيرد.
- طراحي عضو قطري (بادبند):طراحي عضو قطري در اين سيستم مشابه سيستم هم محور ميباشد با اين تفاوت که طبق آيين نامه ((هر بادبند بايد داراي مقاومت فشاري ۱.۵ برابر نيروي محوري نظير مقاومت خمشي قطعه رابط باشد.)) با توجه به اينکه در حالت طراحي معمولي مقاومت فشاري بادبند و مقاومت خمشي قطعه رابط به همديگر نزديک ميباشند ، رعايت اين بند باعث بالا رفتن سطح مقطع بادبند تا حدود ۵۰ درصد نسبت به طراحي حالت معمولي در اين سيستم ميشود؛ ضمن آنکه بايد توجه داشت که در اين سيستم به دليل آنکه معمولاً زاويه بادبندها با افق نسبت به سيستم هم محور بيشتر مي باشد ، نسبت به سيستم هم محور نيروي محوري بيشتري در بادبندها ايجاد مي شود.
-نتيجه گيري:استفاده صحيح از اين سيستم بادبندي باعث شکلپذيري بيشتر سازه و کاهش برش پايه زلزله ميشود ؛ اما در طراحي اين بادبندها بايد دقت کافي در جهت رعايت کليه نکات آيين نامه اي چه از طرف طراحان و چه از طرف دستگاههاي نظارتي انجا م پذيرد. طراحي صحيح اين بادبندها منجر به بادبندها و تيرهايي سنگينتر از حالت بادبند هم محور مي شود ؛ به همين جهت پيشنهاد مي شود که طراحان حتي الامکان از اين سيستم به عنوان اولين گزينه استفاده ننمايند.

بادبندهاي خارج از محور و برخي ايرادات در طراحي اين بادبندها نويسنده: حمدرضا جعفري عضو هيات علمي و مدير گروه عمران دانشگاه غيرانتفاعي همدان مقدمه: نوع ...

قسمتهاي مختلف ساختمان اسکلت فلزي * پي و فنداسيون * ستون * تير * تيرهاي فرعي ( تيرچه) * پله * بادبند * سقف مراحل اجرا پي کني و پي ريزي: شرايط پي کني و ...

مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل اساسي بستگي دارد: يكي نوع ساخت سازه و به كارگيري اصول و قوانين مهندسي در طراحي و اجراي آن و ديگري بزرگي و قدر ...

دانلود نسخه PDF - بادبندهاي واگرا