به مجموعهای از اعضای سازه که در برابر بارهای ثقلی مقاومت میکنند، سیستم باربر ثقلی میگویند که همان سقفها میباشند که در جلسات قبلی به آنها اشارهشده است. بهطور مشابه، سیستم باربر جانبی قسمتی از یک سازه است که وظیفه دارد در برابر بارهای جانبی مقاومت کرده و آنها را از مسیری ایمن به سمت شالوده هدایت نماید. درنتیجه، برای حفظ پایداری سازه، هم به سیستم باربر ثقلی و هم سیستم باربر جانبی نیازمندیم.
از دیدگاه مهندسین سازه، بهترین سیستم باربر جانبی، سیستمی است که در آن اعضای باربر جانبی اصلی سازه، به بهینهترین شکل ممکن، ترکیبات بار ثقلی و جانبی را تحمل کرده و به فونداسیون منتقل میکنند.
1- سیستم دیوار باربر:
در این نوع سیستم باربر جانبی، دیوارها و یا قابهای مهاربندیشده بهطور همزمان دارای دو نقش تأمین مقاومت در برابر بارهای ثقلی و بارهای جانبی میباشند. سیستم قالب تونلی و سازههای بنایی با دیوار باربر و سیستم LSF (دیوارهای متشکل از قابهای سبک فولادی سردنورد شده با تسمه فولادی و یا صفحات پوششی فولادی مهارشدهاند)، جزء این سیستماند. لازم به ذکر است که در سیستم LSF، ستونهای فلزی بارهای ثقلی را تحمل میکنند و بارهای جانبی را تسمهها یا صفحات پوششی تحمل میکند و در سیستم مصالح بنایی دیوارها، هم بارهای جانبی و هم بارهای ثقلی را تحمل میکنند. بعلاوه، در این سیستم معمولاً تیر وجود ندارد و خمش ناشی از بارهای قائم و جانبی توسط سیستم سقف که عموماً دال میباشد، تحمل میشود.
2- سیستم قاب ساده ساختمانی:
در این سیستم اتصال تیر به ستون مفصلی است و سختی خمشی تیر در جذب نیروهای جانبی زلزله مشارکت ندارد. این سیستم بارهای قائم را به کمک تیر و ستون تحمل میکند و بهتنهایی توانایی جذب و تحمل بارهای جانبی را نداشته و در اثر اعمال بارهای جانبی ناپایدار است؛ بنابراین برای ایجاد مقاومت و نامعینی و پایداری در این سیستم میبایست یا از اعضای مورب تحت عنوان مهاربند استفاده نمود و یا دیوار برشی فولادی یا بتنی تعبیه نمود. در سازه فولادی استفاده از این سیستم بسیار رایج میباشد اما در سازه بتنی ایجاد اتصالات مفصلی در اعضاء، اندکی پیچیده بوده درنتیجه استفاده از این سیستم را در سازه بتنی محدود میکند.
بهعلاوه در این سیستم بادبندها میتواند بهصورت همگرا یا واگرا باشد که برای تحمل بارهای جانبی، بادبندها نقش ویژهای دارند. برای اطلاع از انواع بادبندهای همگرا و واگرا میتوانید به پکیج طراحی سازه در قسمت محصولات سایت مراجعه فرمایید.
3- سیستم قاب خمشی:
یکی از سیستمهای رایج در سازههای فولادی و بتنی است که در آنها برای رفع مشکل قابهای ساده ساختمانی برای تحمل بارهای جانبی، بجای اتصال مفصلی از اتصال صلب تیر به ستون استفاده میشود. درواقع سختی خمشی تیر در جذب بارهای جانبی مشارکت دارد. سازههای با قاب خمشی کامل و سازههای با قاب خمشی در پیرامون و یا در قسمتی از پلان و قابهای با اتصالات ساده در سایر قسمتهای پلان نیز در این گروه جای دارند. در یک سیستم باربر جانبی قاب خمشی به دلیل استفاده نکردن از مهاربند یا دیوار برشی در قابها، فضای بین چشمههای قابها محدود نشده و امکان مناسبی برای ارائه طرحهای معماری متنوع در اختیار طراح قرار میدهد. این نوع سیستم سازهای با توجه به داشتن جزئیات اجرایی بیشتر نسبت به سایر سیستمهای اجرایی دارای هزینه ساخت بالاتری است.
ویژگی اصلی سیستم قاب خمشی اتصال صلب تیر به ستون میباشد که درنتیجه عملکرد این اتصالات، نیروهای جانبی ناشی از زلزله بهصورت رفتار خمشی-برشی در ستونها و تیرها تحمل میشوند. در این سیستم میبایست اثرات p-delta در نظر گرفته شوند. در این سیستم ضریب رفتار بالا بوده و محدودیت حداکثر ارتفاع نیز کمتر است.
4- سیستم دوگانه یا ترکیبی:
این سیستم بیشتر در سازههای فولادی و بتنی متشکل از قابهای خمشی به همراه دیوار برشی یا مهاربند میباشند. در این نوع از سیستم سازهای، بارهای ثقلی عموماً توسط قابهای ساختمانی تحمل شده و دیوار برشی یا قابهای مهاربندیشده عمدهی سختی و مقاومت جانبی سازه را در برابر بارهای جانبی ایجاد میکنند.
طبق استاندارد 2800 لرزهای باید دو کنترل 25 درصد و 50 درصد را در سازه موردنظر انجام داد بدین معنی که قابهای خمشی باید مستقلاً قادر به تحمل حداقل 25 درصد نیروهای جانبی در تراز پایه و دیوارهای برشی یا قابهای مهاربندیشده باید مستقلاً قادر به تحمل حداقل 50 درصد نیروهای جانبی در تراز پایه باشند.
5- سیستم باربری کنسولی:
نوعی سیستم باربر سازه است که در آن نیروهای جانبی توسط ستون بهصورت کنسولی تحمل میشوند. سازههای کنسولی با استفاده از این ایده طراحی میشوند و در آنها ستونها عملکردی مشابه یک ستون طره دارند و بهعنوان تنها عنصر باربر بارهای جانبی ناشی از زلزله و باد را تحمل میکنند. بهعبارت دیگر در این سیستمها نیروهای جانبی ناشی از زلزله مستقیماً از سقف به ستون منتقل میشوند. به بیان دیگر، این سازهها یک ستون یکسر گیردار هستند و عملکرد خمشی دارند. حداکثر ارتفاع مجاز این سیستم سازه ای بیش از 10 متر میباشد و دارای ویژگیهایی نظیر شکلپذیر کم و سختی زیاد است. سازههای پارکینگ و سایبان ماشینها از مصادیق این سیستم هستند.
