در طرح و محاسبه شكلهای مشبك و خرپاها تاكید بر این نكته هست كه تلاشهای به وجود آمده همه به صورتنیروهای محوری باشند و امتداد محور اعضای جمع شده در یك گره تا حد امكان در یك نقطه تلاقی نماید تا از به وجود آمدن لنگرهای خمشی جلوگیری شود. تحقیقات سالهای اخیر در طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله نشان داده كه با طرح مهاربندی خارج از مركز، در سازه های فولادی می توان مزایایی در تامین شكلپذیری سازه و اطمینان بر رفتار آن در زلزله به دست آورد. چنانچه در شكل (1) دیده می شود مهاربندی خارج از محور به این ترتیب به عمل می آید كه طراح به میل خود مقداری خروج از مركز (e) را در مهاربندیهای نوع 7 و8 (و یا انوا ع دیگر) تعبیه می كند ، به طوری كه لنگر خمشی و نیروی برشی در طول كوتاهی از تیر (یعنیe) كه به نام تیرچه ارتباطی (Link beam) نامیده می شود به وجود آید. تیرچه ارتباطی ممكن است در اثر لنگر خمشی به جاریشدن برسد؛ در این صورت ارتباط را خمشی(Moment link) میگویند ویا اینكه اگر طول (e) خیلی كوتاه باشدجاری شدن در برش اتفاق افتد كه در این صورت ارتباط را برشی(Shear link) می نامند. به این ترتیب می توان با كنترل شكلپذیریی تیرچه ارتباطی، شكلپذیری قابل اطمینانی برای كل سازه ، درزلزله به دست آورد. مطابق آیین نامه 2800 ضریب شكلپذیری برای این سیستم سازه ای R=7 میباشد، كه در مقایسه با سیستم
هم محور R=6)) حدود 15 درصد شكلپذیرتر میباشد ، كه همین مساله باعث كاهش برش پایه زلزله به همین میزان می شود.

-تركیب این سیستم با سیستمهای سازه ای دیگر:

الف: تركیب در پلان:در بسیاری از موارد دیده شده است كه طراحان در یك طبقه در یك یا چند دهانه از سیستم خارج از محور و در یك یا چند دهانه دیگر به موازات بادبندهای نوع اول از بادبندهای هم محور استفاده نموده اند. در اینجا باید به این نكته توجه داشت كه از آنجایی كه نوع رفتار این سیستم با سیستم هم محور متفاوت می باشد، اساساً استفاده از این سیستم در تركیب با سیستم هم محور در یك جهت و یك پلان كاملاً مردود
میباشد و باعث ایجاد رفتارهای غیر متعارف در سازه در هنگام زلزله میشود؛ به همین جهت به طراحان توصیه میشود كه اگر تمایل به استفاده از این نوع سیستم بادبندی دارند ، در پلان، تمامی دهانه های بادبندی را به صورت خارج از محور طراحی نمایند . البته این مساله مانع استفاده از تركیب این سیستم با سیستم قاب خمشی به صورت سیستم دوگانه و ضریب رفتار R=7.5 و یا استفاده از یك سیستم مقاوم متفاوت در جهت متعامد با جهتی كه از سیستم برون محور استفاده شده است ، نمی باشد.

ب: تركیب در ارتفاع:در این زمینه نیز در موارد بسیاری دیده شده است كه طراحان در یك دهانه بادبندی خاص در برخی طبقات (عموماً بنا به ملاحظات معماری) از سیستم خارج از محور استفاده كرده و باقی طبقات را به صورت بادبند هم محور طراحی نموده اند. در اینجا نیز باید به این نكته توجه داشت كه آیین نامه2 تركیب این سیستم با سیستمهای دیگر را در ارتفاع، به طور كامل ممنوع كرده است ، مگر در موارد زیر:

1-       برای بادبندهای برون محور بالاتر از 5 طبقه میتوان بادبند طبقه آخر را به صورت هم محور و بدون تیرچه ارتباطی طراحی نمود.

2-       طبقه اول یك بادبند برون محور بیش از 5 طبقه می تواند هم محور باشد به شرط آنكه بتوان نشان داد كه ظرفیت الاستسك آن 50 درصد بزرگتر از ظرفیت تسلیم طبقه بالاتر از طبقه اول باشد.

پس همانطور كه دیده میشود بهتر است در صورت تمایل طراحان به استفاده از این سیستم بادبندی ، تمامی طبقات (مگر در موارد استثنا شده در بالا) به صورت خارج از محور طراحی گردند.

-طراحی تیر در دهانه بادبندی: در سیستم بادبندی هم محور طراحی تیرها در دهانه های بادبتدی همانند دیگر تیرهای معمولی وتحت بارهای ثقلی انجام می پذیرد و در تركیب بار زلزله نیروی قابل توجهی در این تیرها ایجاد نمیشود ؛ اما در سیستم برون محور علاوه بر برش و لنگرهای بارهای ثقلی ، در تركیب بار زلزله ودر اثر نیروهای محوری ایجاد شده در بادبندها یك سری لنگر و برش اضافی در این تیرها ایجاد می شود و باعث بحرانی
شدن تركیب بار زلزله برای طراحی این تیرها می شود . معمولاً محل بحرانی در این تیرها محل اتصال بادبند به تیر می باشد و در این محل عموماً احتیاج به ورق تقویتی بال بالا وپایین می باشد.-طراحی تیرچه ارتباطی :یكی از مهمترین و حساسترین مسایل در سیستم برون محور ، طراحی تیرچه ارتباطی می باشد ؛ مساله ای كه اكثر طراحان به راحتی از كنار آن میگذرند. برخی از مسایلی كه در طراحی تیرچه ارتباطی باید به آن توجه نمود ، به شرح زیر می باشد:

1- مطابق آیین نامه(( تیرچه ارتباطی باید تمامی شرایط مقطع فشرده را دارا باشد.)) به این ترتیب در صورت عدم استفاده از مقاطع نورد شده و استفاده از مقاطع ساخته شده (تیرورق) باید محدودیتهای مقطع فشرده در آن رعایت شود و مخصوصاً اتصال بال و جان تیرورق (حداقل در قسمت تیرچه ارتباطی) باید با جوش پیوسته (ونه جوش منقطع) انجام گیرد. ضمن آنكه باید توجه داشت كه جوش اتصال بال به جان باید در برابر تنشهای برشی
موجود كفایت لارم را داشته باشند.(این مساله در تیرچه های ارتباطی كوتاه كه معمولاً به صورت برشی عمل نموده و داراری برشهای زیادی هستند بسیار حساستر میباشد.)

3- مطابق آیین نامه ((جان قطعه رابط باید از یك ورق تك بدون هرگونه ورق مضاعف كننده تشكیل یابد و هیچگونه بازشویی نباید در جان قطعه رابط تعبیه شود.)) به این ترتیب همانطور كه مشخص است استفاده از مقاطع دوبل (به علت وجود بیش از یك جان ) و مقاطع زنبوری (به علت وجود سوراخ در جان ) برای قطعه رابط از نظر آیین نامه یك امر كاملاً مردود می باشد؛ امری كه متاسفانه بسیار معمول می باشد. گاهی دیده شده است كه برخی
طراحان برای قطعه رابط از مقطع زنبوری استفاده نموده و تمامی سوراخها را در قسمت تیرچه ارتباطی به وسیله ورق تقویتی جان می پوشانند، كه این مساله نیز به این دلیل كه ورق تقویتی جان به نوعی یك ورق مضاعف كننده می باشد، از نظر آیین نامه مردود میباشد. پیشنهاد میشود كه در صورت عدم جوابگویی مقاطع نورد شده تك برای این تیرها، طراحان از مقطع I شكل و به صورت تیرورق و با جوش پیوسته جان وبال در قسمت قطعه رابط استفاده نمایند و به هیچ وجه از مقاطع دوبل وزنبوری استفاده ننمایند.

4- مطابق آیین نامه ((در انتهای قطعه رابط كه عضو قطری به آن متصل است، باید سخت كننده جان در تمام ارتفاع ، در دو طرف قرار داده شود.)) یكی از شایعترین ایرادات در طراحی قطعه رابط همین مساله میباشد ، كه طراحان باید به این مساله توجه بیشتری نمایند. این مساله به غیر از سخت كننده های میانی قطعه رابط میباشد كه لزوم قرارگیری یا عدم قرارگیری آنها باید توسط طراحان مورد بررسی قرار گیرد.

5-طراحی عضو قطری (بادبند):طراحی عضو قطری در این سیستم مشابه سیستم هم محور میباشد با این تفاوت كه طبق آیین نامه ((هر بادبند باید دارای مقاومت فشاری 1.5 برابر نیروی محوری نظیر مقاومت خمشی قطعه رابط باشد.)) با توجه به اینكه در حالت طراحی معمولی مقاومت فشاری بادبند و مقاومت خمشی قطعه رابط به همدیگر نزدیك میباشند ، رعایت این بند باعث بالا رفتن سطح مقطع بادبند تا حدود 50 درصد نسبت به طراحی حالت معمولی در این سیستم میشود؛ ضمن آنكه باید توجه داشت كه در این سیستم به دلیل آنكه
معمولاً زاویه بادبندها با افق نسبت به سیستم هم محور بیشتر می باشد ، نسبت به سیستم هم محور نیروی محوری بیشتری در بادبندها ایجاد می شود.

-نتیجه گیری:استفاده صحیح از این سیستم بادبندی باعث شكلپذیری بیشتر سازه و كاهش برش پایه زلزله میشود ؛ اما در طراحی این بادبندها باید دقت كافی در جهت رعایت كلیه نكات آیین‌نامه ای چه از طرف طراحان و چه از طرف دستگاههای نظارتی انجا م پذیرد. طراحی صحیح این بادبندها منجر به بادبندها و تیرهایی سنگینتر از حالت بادبند هم محور می شود ؛ به همین جهت پیشنهاد می شود كه طراحان حتی الامكان از این سیستم به عنوان اولین گزینه استفاده ننمایند.

                                                                                                              منبع:سایت خاکزاد

                                                                                                          سیدمحسن