پاورپوینت بادبند

بادبند

بادبند
در بازدیدهایی که از مناطق زلزله زده بعمل آمد مشاهده گردید ساختمانهای فلزی چند طبقه که بادبندی شده اند در مقابل نیروی زلزله مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند.
متداولترین بادبندها نیم رخهایی از فولاد با پروفیلهای مختلف هستند که بصورت ضربدر بین دو ستون قرار می گیرند مانند نبشی – ناودانی- تیرآهن و غیره.
برای آنکه سطح جوش در بادبندها باندازه کافی باشد در محل اتصال بادبند به گره ها و یا محل برخورد دو پروفیل بادبند به همدیگر صفحه هایی جوش می دهند. طول و عرض و ضخامت این صفحه ها طبق محاسبه تعیین می گردد ولی ابعاد تقریبی آن در حدود 35 35 سانتیمتر به ضخامت 10 میلیمتر می باشد.
اگر دهانه ای از ساختمان بادبندی شود باید حتما قسمتهای پایین همین دهانه تا روی فونداسیون بادبندی ادامه پیدا کند.
این بادبندها باعث می شوند نیرویی که در اثر باد و یا زلزله به بالای ستون وارد می شود به سرعت به زمین منتقل گردد.

بادبندها به منظور تحمل بارهای جانبی به کار می روند.
انواع بادبندها
1- بادبندهای ضربدری X Bracing
2- بادبندهای قطری Diagonal Bracing
3- بادبندهای 7-8 که خود به دو نوع واگرا و همگرا تقسیم می شوند. Chevron Bracing
4- بادبند K شکل که برای ساختمانهای یک و یا دو طبقه مجاز است.

برای مقابله با نیروهای زلزله و باد از بادبند در ساختمان استفاده می شود، که با توجه به محل وجود بادبند بعلت محدودیت های معماری مانند وجود در و پنجره، از انواع اشکال مختلف آن در سازه استفاده می شود.
در زیر چند نمونه مختلف از حالات بادبند نشان داده شده است.

چند نمونه از حالات مختلف بادبند

پرسپکتیو و دتایل اتصال بادبند به ستون

پرسپکتیو و دتیال گره وسط بادبند

روش های اجرای بادبند ضربدری

چگونگی اتصال ناودانی به ورق در بادبندهای ضربدری

سه نمونه از گروه وسط بادبند

آنگاه که بادبندی کارش را انجام نمی دهد
در بسیاری موارد تصور می شود، بادبند اجرا شده در ساختمان وظیفه اش را خوب و بدون نقص انجام می دهد. اما باید دانست هر بادبند زمانی نقش خود را بدرستی انجام می دهد که کلیه اجزا آن از کیفیت مطلوب در ساخت و نصب برخوردار باشد، ضمن آنکه در طراحی همه اصول آن عضو و اتصالات مورد توجه قرار گرفته باشد.
بررسی ساختمان های طراحی و اجرا شده نشان می دهد که متاسفانه در بسیاری از ساختمان ها تعدادی از نکات ضروری در طرح یا اجرای بادبند نادیده گرفته شده است.

بدیهی است موارد از قلم افتاده فوق می تواند باعث افت عملکرد بادبند و اختلال در رفتار آن و چه بسا مخدوش شدن هویت آن شود. از دیدگاه اقتصادی نیز می توان اینگونه استدلال کرد که اگر قرار است بادبند به دلیل ضعف جوش اتصالات مثلا 40-30 درصد افت راندمان داشته باشد، پس چرا مقطع اعضای بادبند 40-30 درصد سبکتر اختیار نشود. که البته چنین کاری پذیرفته نیست زیرا مقطع عضو بادبندی در مرحله طراحی بدست آمده و نمی توان مقطع را ضعیف تر از آن اختیار نمود.
مواردی که در ادامه این بحث مطرح می شود، نمونه هایی از نقایص اجرایی است که با ادبیاتی متفاوت مطرح می شود تا خواننده موضوع را با انگیزه و علاقه بیشتر تعقیب و پیگیری نماید، باشد تا در پی این بحث در نوشتاری دیگر نکات فوق بصورت موردی و به تفصیل به بحث و تحلیل گذارده شود.

1- اگر اتصال پای بادبند به صفحه ستون مطابق شکل 1 باشد (صفحه ستون طول کافی جهت جوش به ورق گوشه بادبند نداشته باشد) بادبند ممکن است تنها بخشی از وظیفه خود را انجام دهد زیرا نیروی بادبند نهایتا باید به ستون مجاور بادبند صفحه ستون و شالوده مربوطه برسد که بدلیل کم بودن طول جوش ورق گوشه بادبند به صفحه ستون این انتقال صورت نخواهد گرفت.
یادآور می شود که طول جوش ab و cd با توجه به نیروی f بادبند و زاویه؟ طبق شکل 1 تعیین می شود.

2- اگر طول ab عضو بادبند متکی بر ورق اتصال گوشه، کوتاه باشد (طول جوش تامین است). ممکن است قبل از آنکه به اندازه ظرفیت خود نیروی فشاری یا کششی جذب کند، ورق اتصال در اثر فشار بادبند دچار چین خوردگی با کمانش شود و با کمانش ورق در اثر فشار، بادبند از دور مقاومت خارج شود.

3- اگر فاصله لقمه ها یا تسمه های (P.1) روی ناودانی بادبندی از هم زیاد باشد و دو ناودانی مقطع بادبند به صورت یکجا و یکپارچه برای جذب و انتقال نیروی فشاری بسیج نشده و در حدفاصل تسمه ها، ناودانی ها در اثر فشار از هم دور شده و به صورت تک عمل نمایند، ممکن است در اثر فشار وارده در بادبند زودتر از موقع کمانه نموده و لذا عضو بادبندی ص 98 استاندارد 2800 ایران حداکثر لاغری هر نیمرخ بادبند در حد فاصل قیدها (تسمه ها= لقمه ها) نباید از 70 درصد لاغری کل عضو تجاوز نماید.

4- اگر در یک بادبند ضربدری، ورق وسط ضربدر شکل زیر (شکل – 4ب) اجرا شود. ممکن است در حد فاصل انتهای ناودانی های بریده شده در اثر فشار اعضای بادبندی کمانه کند و فرصت از بادبند جهت جذب نیرویی در حد ظرفیتش گرفته شود.
5- اگر در یک بادبند ضربدری، ورق وسط ضربدر بشکل زیر اجرا شود، ممکن است طول جوش برای اعضای بریده شده کافی نبوده، عضو بادبندی قبل از رسیدن به بار معادل ظرفیت خود ا زمحل وصله بریده شود. (ورق مستطیلی فوق باید به صورت شکل (4-الف) کار گذاشته شود.)

6- اگر ورق وسط ضربدر از یک بادبند ضربدری طبق شکل (6-ب) باشد، ممکن است ورق کمانه کند. زیرا سطح مقطع برابر است با 48 سانتیمتر مربع. و اگر مقاومت مجاز این بادبند برابر 48 تن است این فشار می تواند به راحتی ورق PL=p1600*200*10PL را دچار کمانش کند و لذا دو ورق دیگر یکی در پشت و دیگری در رو طبق شکل (6-الف) جهت پیش گیری از کمانش لازم است. و گرنه ضخامت و عرض ورق PL باید زیاد شود.

7- اگر جزئیاتی مطابق شکل 7 در نقشه برای جوش ارائه شود، خط جوش امتداد لبه ab اجرا شدنی نیست (مگر آنکه دو ناودانی پشت به پشت II باشد) و لذا اگر محاسبه روی آن حساب کرده باشد، ضعف اتصال جدی خواهد بود.

8- اگر نمایش جوش در نقشه ها به صورت زیر باشد یعنی جوش ورق به تیر و ستون جوش گوشه یکطرفه () معرفی شده باشد. در حالی که طراحی سازه بر اساس جوش دو طرفه محاسبه شده باشد ممکن است جوش ورق جواب ندهد. (جوش فوق باید به صورت () نشان داده شود که معرف جوش گوشه دو طرفه است).
9- اگر لقمه با قید (تسمه) اتصال دهنده ناودانی های هر عضو بادبند فقط در قسمت بالای آن جوش شود و در قسمت پایین جوش نشود استعداد کمانش مجزای هر ناودانی کماکان وجود دارد و لذا کارآیی آن به شدت افت می کند.

11 اگر میل مهارهای پای ستون در یک بادبند به شکل زیر باشد و این بادبند در گوشه ساختمان قرار گیرد، و ستون در معرض نیروی کشش رو به بالا (برکنش) باشد تنها اندکی از نیروی بادبند به شالوده می رسد زیرا سطح مقطع کل میل مهارها باید حدودا با مقطع ستون هم مرکز باشد و چون چنین حالتی در شکل وجود ندارد لذا در وقع وقوع زلزله بلت ها بریده شده آنگاه ستون و صفحه ستون از شالوده کنده می شود.

13- اگر ورق گوشه بادبند به ورق تقویتی ستون خوب جوش شود. اما خود ورق تقویتی ستون به تیرآهن ستون جوش مناسبی نداشته باشد (جوش منقطع طبق شکل زیر) ورق اتصال بادبند در اثر کشش بادبند، کشیده شود و ورق تقویتی ستون را از تیرآهن ستون جدا می کند و این موضوع خود کافی است که در انجام وظیفه بادبند اختلال ایجاد شود.

15- اگر اتصال ورق گوشه بادبند به تیر دهانه بادبندی شده طبق شکل زیر باشد، یعنی به دلیل وجود نبشی نشیمن قسمتی از لبه ورق به تیر جوش نشود انتقال نیرو صحیح انجام نخواهد بود و تنها کمی از نیروی زلزله از بادبند به قاب و بالعکس منتقل خواهد شد.

21- اگر در اتصال پیچی از ورق اتصال بادبند طبق شکل زیر استفاده شود (عموما در طراحی و اجرا برای کمانش ورق گوشه یا میانی فکری نمی شود.) ورق اتصال در گوشه یا وسط در اثر کمانش از دور مقاومت خارج می شود و این موضوع باعث کاهش بازدهی بادبند می شود.

22- اگر بادبندی در یک قاب در طبقات پایین قرار گیرد، اما در طبقات بالاتر به قاب موازی جابجا شود، در این صورت بادبند ممکن است کارآیی لازم را نداشته باشد، زیرا ممکن است نیروی موردنظر طراح، از یک قاب بادبندی شده به قاب بادبندی شده موازی آن منتقل نشود.

23- اگر ورق P1 به عضو P3 بادبند جوش نشود، ممکن است در اثر بار فشاری P به عضو P5,P4 ورق P.1 در طول L1 کمانه کند. (و لذا باید ورق P.1 در طول تماس با عضو P3 به اندازه حدودا یک دوم یا یک سوم طول مربوطه بدان جوش شود.)
24- اگر اعضای P1 و P2 در امتداد هم نباشند و خروج از مرکزیت e در راستای آنها باشد عضو بادبندی نمی تواند به اندازه ظرفیت خود جذب نیرو نماید.

25- اگر به جای بادبند V یا V وارونه (chevron) از اشکال زیر استفاده شود، به کارآیی بادبند اضافه نشده است، بلکه از کارآیی آن کاسته می شود زیرا نقاط B,A و … گره هایی محکم شده (Fix) نیست و امکان حرکت در صفحه عمود بر دیوار را دارد و لذا نمی توان اعضای بادبند متصله را در آن نقاط مقید فرض نمود.
26- اگر از اعضای شماره 1 برای کاهش طول مهار نشده اعضای شماره 2 استفاده شود، این فرض ممکن است باعث کمانش عضو شود زیرا طول مهار نشده عضو از A تا B است نه از B تا C، زیرا نقطه C مقید نیست.

28- اگر ورق اتصال بادبند به جان نازک تیرآهن نمره پایین متصل شود ممکن است جان تیرآهن ستون جواب ندهد. زیرا بطور مثال برای جان تیرآهن ستون با نمره 16 IPE به ضخامت 5 میلیمتر نمی توان جوشی به ضخامت بیش از 5 میلیمتر داد و این بعد جوش به طول و عرض بیشتری برای ورق گوشه نیاز دارد.

31- اگر تیر دهانه بادبندی دوبله باشد اما این تیرها در فواصلی که آیین نامه تعیین می کند (ص 96 بند 7-6 استاندارد 2800 ایران) به هم اتصال نداشته باشد افت ظرفیت پیدا می کنند.

پایان