بررسی طراحی ، بادبند ، پاورپوینت
 
بخشی از مطلب
بادبند
در بازديدهايي كه از مناطق زلزله زده بعمل آمد مشاهده گرديد ساختمانهاي فلزي چند طبقه كه بادبندي شده‌اند در مقابل نيروي زلزله مقاومت بيشتري از خود نشان مي‌دهند.
متداولترين بادبندها نيم رخهايي از فولاد با پروفيلهاي مختلف هستند كه بصورت ضربدر بين دو ستون قرار مي‌گيرند مانند نبشي – ناوداني- تيرآهن و غيره.
براي آنكه سطح جوش در بادبندها باندازه كافي باشد در محل اتصال بادبند به گره‌ها و يا محل برخورد دو پروفيل بادبند به همديگر صفحه‌هايي جوش مي‌دهند. طول و عرض و ضخامت اين صفحه‌ها طبق محاسبه تعيين مي‌گردد ولي ابعاد تقريبي آن در حدود 35 35 سانتيمتر به ضخامت 10 ميليمتر مي‌باشد.
اگر دهانه‌اي از ساختمان بادبندي شود بايد حتما قسمتهاي پايين همين دهانه تا روي فونداسيون بادبندي ادامه پيدا كند.
اين بادبندها باعث مي‌شوند نيرويي كه در اثر باد و يا زلزله به بالاي ستون وارد مي‌شود به سرعت به زمين منتقل گردد.
 
 
بادبندها به منظور تحمل بارهاي جانبي به كار مي‌روند.
انواع بادبندها
1- بادبندهاي ضربدري        X Bracing
2- بادبندهاي قطري        Diagonal Bracing
3- بادبندهاي 7-8 كه خود به دو نوع واگرا و همگرا تقسيم مي‌شوند. Chevron Bracing
4- بادبند K شكل كه براي ساختمانهاي يك و يا دو طبقه مجاز است.
 
براي مقابله با نيروهاي زلزله و باد از بادبند در ساختمان استفاده مي‌شود، كه با توجه به محل وجود بادبند بعلت محدوديت‌هاي معماري مانند وجود در و پنجره، از انواع اشكال مختلف آن در سازه استفاده مي‌شود.
در زير چند نمونة مختلف از حالات بادبند نشان داده شده است.
چند نمونه از حالات مختلف بادبند
 
پرسپكتيو و دتايل اتصال بادبند به ستون
پرسپكتيو و دتيال گره وسط بادبند
روش‌هاي اجراي بادبند ضربدري
 
 
 
چگونگي اتصال ناوداني به ورق در بادبندهاي ضربدري
 
 
سه نمونه از گروه وسط بادبند
آنگاه كه بادبندي كارش را انجام نمي‌دهد
در بسياري موارد تصور مي‌شود، بادبند اجرا شده در ساختمان وظيفه‌اش را خوب و بدون نقص انجام مي‌دهد. اما بايد دانست هر بادبند زماني نقش خود را بدرستي انجام مي‌دهد كه كليه اجزا آن از كيفيت مطلوب در ساخت و نصب برخوردار باشد، ضمن آنكه در طراحي همه اصول آن عضو و اتصالات مورد توجه قرار گرفته باشد.
بررسي ساختمان‌هاي طراحي و اجرا شده نشان مي‌دهد كه متأسفانه در بسياري از ساختمان‌ها تعدادي از نكات ضروري در طرح يا اجراي بادبند ناديده گرفته شده است.
 
بديهي است موارد از قلم افتاده فوق مي‌تواند باعث افت عملكرد بادبند و اختلال در رفتار آن و چه بسا مخدوش شدن هويت آن شود. از ديدگاه اقتصادي نيز مي‌توان اينگونه استدلال كرد كه اگر قرار است بادبند به دليل ضعف جوش اتصالات مثلا 40-30 درصد افت راندمان داشته باشد، پس چرا مقطع اعضاي بادبند 40-30 درصد سبكتر اختيار نشود. كه البته چنين كاري پذيرفته نيست زيرا مقطع عضو بادبندي در مرحله طراحي بدست آمده و نمي‌توان مقطع را ضعيف‌تر از آن اختيار نمود.
مواردي كه در ادامه اين بحث مطرح مي‌شود، نمونه‌هايي از نقايص اجرايي است كه با ادبياتي متفاوت مطرح مي‌شود تا خواننده موضوع را با انگيزه و علاقه بيشتر تعقيب و پيگيري نمايد، باشد تا در پي اين بحث در نوشتاري ديگر نكات فوق بصورت موردي و به تفصيل به بحث و تحليل گذارده شود.
 
1- اگر اتصال پاي بادبند به صفحه ستون مطابق شكل 1 باشد (صفحه ستون طول كافي جهت جوش به ورق گوشه بادبند نداشته باشد) بادبند ممكن است تنها بخشي از وظيفه خود را انجام دهد زيرا نيروي بادبند نهايتا بايد به ستون مجاور بادبند صفحه ستون و شالوده مربوطه برسد كه بدليل كم بودن طول جوش ورق گوشه بادبند به صفحه ستون اين انتقال صورت نخواهد گرفت.
يادآور مي‌شود كه طول جوش ab و cd با توجه به نيروي f بادبند و زاويه؟ طبق شكل 1 تعيين مي‌شود.
 
2- اگر طول ab عضو بادبند متكي بر ورق اتصال گوشه، كوتاه باشد (طول جوش تأمين است). ممكن است قبل از آنكه به اندازه ظرفيت خود نيروي فشاري يا كششي جذب كند، ورق اتصال در اثر فشار بادبند دچار چين‌خوردگي با كمانش شود و با كمانش ورق در اثر فشار، بادبند از دور مقاومت خارج شود.
 
3- اگر فاصله لقمه‌ها يا تسمه‌هاي (P.1) روي ناوداني بادبندي از هم زياد باشد و دو ناوداني مقطع بادبند به صورت يكجا و يكپارچه براي جذب و انتقال نيروي فشاري بسيج نشده و در حدفاصل تسمه‌ها، ناوداني‌ها در اثر فشار از هم دور شده و به صورت تك عمل نمايند، ممكن است در اثر فشار وارده در بادبند زودتر از موقع كمانه نموده و لذا عضو بادبندي ص 98 استاندارد 2800 ايران حداكثر لاغري هر نيمرخ بادبند در حد فاصل قيدها (تسمه‌ها= لقمه‌ها) نبايد از 70 درصد لاغري كل عضو تجاوز نمايد.
 
 
4- اگر در يك بادبند ضربدري، ورق وسط ضربدر شكل زير (شكل – 4ب) اجرا شود. ممكن است در حد فاصل انتهاي ناوداني‌هاي بريده شده در اثر فشار اعضاي بادبندي كمانه كند و فرصت از بادبند جهت جذب نيرويي در حد ظرفيتش گرفته شود.
5- اگر در يك بادبند ضربدري، ورق وسط ضربدر بشكل زير اجرا شود، ممكن است طول جوش براي اعضاي بريده شده كافي نبوده، عضو بادبندي قبل از رسيدن به بار معادل ظرفيت خود ا زمحل وصله بريده شود. (ورق مستطيلي فوق بايد به صورت شكل (4-الف) كار گذاشته شود.)
 
6- اگر ورق وسط ضربدر از يك بادبند ضربدري طبق شكل (6-ب) باشد، ممكن است ورق كمانه كند. زيرا سطح مقطع  برابر است با 48 سانتيمتر مربع. و اگر مقاومت مجاز اين بادبند برابر 48 تن است اين فشار مي‌تواند به راحتي ورق PL=p1600*200*10PL  را دچار كمانش كند و لذا دو ورق ديگر يكي در پشت و ديگري در رو طبق شكل (6-الف) جهت پيش‌گيري از كمانش لازم است. و گرنه ضخامت و عرض ورق PL بايد زياد شود.
 
 
7- اگر جزئياتي مطابق شكل 7 در نقشه براي جوش ارائه شود، خط جوش امتداد لبه ab اجرا شدني نيست (مگر آنكه دو ناوداني پشت به پشت II باشد) و لذا اگر محاسبه روي آن حساب كرده باشد، ضعف اتصال جدي خواهد بود.
 
 
8- اگر نمايش جوش در نقشه‌ها به صورت زير باشد يعني جوش ورق به تير و ستون جوش گوشه يكطرفه () معرفي شده باشد. در حالي كه طراحي سازه بر اساس جوش دو طرفه محاسبه شده باشد ممكن است جوش ورق جواب ندهد. (جوش فوق بايد به صورت () نشان داده شود كه معرف جوش گوشه دو طرفه است).
9- اگر لقمه با قيد (تسمه) اتصال دهنده ناوداني‌هاي هر عضو بادبند فقط در قسمت بالاي آن جوش شود و در قسمت پايين جوش نشود استعداد كمانش مجزاي هر ناوداني كماكان وجود دارد و لذا كارآيي آن به شدت افت مي‌كند.
 
11 اگر ميل مهارهاي پاي ستون در يك بادبند به شكل زير باشد و اين بادبند در گوشه ساختمان قرار گيرد، و ستون در معرض نيروي كشش رو به بالا (بركنش) باشد تنها اندكي از نيروي بادبند به شالوده مي‌رسد زيرا سطح مقطع كل ميل مهارها بايد حدودا با مقطع ستون هم مركز باشد و چون چنين حالتي در شكل وجود ندارد لذا در وقع وقوع زلزله بلت‌ها بريده شده آنگاه ستون و صفحه ستون از شالوده كنده مي‌شود.
 
 
13- اگر ورق گوشه بادبند به ورق تقويتي ستون خوب جوش شود. اما خود ورق تقويتي ستون به تيرآهن ستون جوش مناسبي نداشته باشد (جوش منقطع طبق شكل زير) ورق اتصال بادبند در اثر كشش بادبند، كشيده شود و ورق تقويتي ستون را از تيرآهن ستون جدا مي‌كند و اين موضوع خود كافي است كه در انجام وظيفه بادبند اختلال ايجاد شود.
 
15- اگر اتصال ورق گوشه بادبند به تير دهانه بادبندي شده طبق شكل زير باشد، يعني به دليل وجود نبشي نشيمن قسمتي از لبه ورق به تير جوش نشود انتقال نيرو صحيح انجام نخواهد بود و تنها كمي از نيروي زلزله از بادبند به قاب و بالعكس منتقل خواهد شد.
 
21- اگر در اتصال پيچي از ورق اتصال بادبند طبق شكل زير استفاده شود (عموما در طراحي و اجرا براي كمانش ورق گوشه يا مياني فكري نمي‌شود.)  ورق اتصال در گوشه يا وسط در اثر كمانش از دور مقاومت خارج مي‌شود و اين موضوع باعث كاهش بازدهي بادبند مي‌شود.
 
22- اگر بادبندي در يك قاب در طبقات پايين قرار گيرد، اما در طبقات بالاتر به قاب موازي جابجا شود، در اين صورت بادبند ممكن است كارآيي لازم را نداشته باشد، زيرا ممكن است نيروي موردنظر طراح، از يك قاب بادبندي شده به قاب بادبندي شده موازي آن منتقل نشود.
 
23- اگر ورق P1 به عضو P3 بادبند جوش نشود، ممكن است در اثر بار فشاري P به عضو P5,P4 ورق P.1 در طول L1 كمانه كند. (و لذا بايد ورق P.1 در طول تماس با عضو P3 به اندازه حدودا يك دوم يا يك سوم طول مربوطه بدان جوش شود.)
24- اگر اعضاي P1 و P2 در امتداد هم نباشند و خروج از مركزيت e در راستاي آنها باشد عضو بادبندي نمي‌تواند به اندازه ظرفيت خود جذب نيرو نمايد.
 
 
25- اگر به جاي بادبند V يا V وارونه (chevron) از اشكال زير استفاده شود، به كارآيي بادبند اضافه نشده است، بلكه از كارآيي آن كاسته مي‌شود زيرا نقاط B,A و ... گره‌هايي محكم شده (Fix) نيست و امكان حركت در صفحه عمود بر ديوار را دارد و لذا نمي‌توان اعضاي بادبند متصله را در آن نقاط مقيد فرض نمود.
26- اگر از اعضاي شماره 1 براي كاهش طول مهار نشده اعضاي شماره 2 استفاده شود، اين فرض ممكن است باعث كمانش عضو شود زيرا طول مهار نشده عضو از A تا B است نه از B تا C، زيرا نقطه C مقيد نيست.
 
28- اگر ورق اتصال بادبند به جان نازك تيرآهن نمره پايين متصل شود ممكن است جان تيرآهن ستون جواب ندهد. زيرا بطور مثال براي جان تيرآهن ستون با نمره 16 IPE به ضخامت 5 ميليمتر نمي‌توان جوشي به ضخامت بيش از 5 ميليمتر داد و اين بعد جوش به طول و عرض بيشتري براي ورق گوشه نياز دارد.
 
31- اگر تير دهانه بادبندي دوبله باشد اما اين تيرها در فواصلي كه آيين‌نامه تعيين مي‌كند (ص 96 بند 7-6 استاندارد 2800 ايران) به هم اتصال نداشته باشد افت ظرفيت پيدا مي‌كنند.
 
و....