ناودانی به دلیل شکل هندسی C-شکل و مقاومت خمشی بالا، یکی از مطمئن‌ترین مقاطع فولادی برای ساخت بادبند و انتقال بارهای جانبی زلزله و باد به شالوده سازه است. در اسکلت‌های فلزی، بادبندها (مهاربندها) وظیفه مستحکم‌سازی فریم‌های موازی در برابر نیروهای برشی را بر عهده دارند. ناودانی به صورت تک یا دوبل در کشش و فشار عملکرد بسیار بهتری نسبت به میلگرد یا تسمه نشان می‌دهد و از تغییر مکان‌های جانبی نسبی (Drift) طبقات جلوگیری می‌کند.
انواع بادبند ساختمانی با ناودانی (همگرا و واگرا)
۱. مهاربندهای همگرا
در مهاربند همگرا با ناودانی، امتداد محور طولی اعضای مهاربندی و تیر و ستون در یک نقطه هم‌رسانی دارند که منجر به سختی جانبی بسیار بالای سازه میشود. این بادبندها در فرم‌های مختلفی اجرا می‌شوند:
- بادبند ضربدری (X-Bracing): متداول‌ترین نوع مهاربند که در آن دو قطر دهانه با ناودانی پوشانده میشود؛ یک عضو در کشش و عضو دیگر در فشار عمل می‌کند.
- مهاربند ۷ و ۸ (V و Inverted V): ناودانی‌ها در مرکز تیر به یکدیگر می‌رسند و فضای مناسبی برای تعبیه پنجره‌ها در معماری فراهم می‌آورند.
- مهاربند K-شکل: اتصال ناودانی‌ها به میان ارتفاع ستون انجام میشود؛ البته طبق مبحث ۱۰ مقررات ملی ساختمان، استفاده از این فرم در مناطق با خطر زلزله بالا مجاز نیست.
۲. مهاربندهای واگرا
مهاربند واگرا با ناودانی با ایجاد یک تیر پیوند (Link Beam)، علاوه بر ایجاد سختی، قابلیت شکل‌پذیری و جذب انرژی بالایی هنگام زلزله فراهم می‌کند. در این روش، حداقل یکی از انتهای اعضای ناودانی به تقاطع تیر و ستون متصل نشده و با فاصله از انتهای تیر قرار می‌گیرد تا تیر پیوند مانند یک فیوز مستهلک‌کننده انرژی عمل کند.
کیفیت نهایی مقاطع فولادی تا حد زیادی به فرآیند تولید و تجهیزات خط تولید وابسته است. از آماده‌سازی مواد اولیه تا شکل‌دهی و کنترل ابعادی، مراحل مختلفی برای تولید این محصولات وجود دارد. اگر به دنبال آشنایی با خط تولید نبشی و ناودانی هستید، بررسی روش‌های تولید می‌تواند تفاوت فرآیندهای مختلف را روشن‌تر کند.
نحوه اجرای ناودانی دوبل و جفت کردن ناودانی‌ها
برای جلوگیری از کمانش موضعی و طولی ناودانی منفرد تحت فشار، دو مقطع ناودانی به صورت پشت‌به‌پشت (Back-to-Back) با ورق واسط یا بست‌های فلزی دوبل می‌شوند. ناودانی تک به دلیل ناهم‌راستایی مرکز ثقل با محور بارگذاری، تحت فشار دچار پیچش میشود.
جهت اجرای ناودانی دوبل، دو قطعه ناودانی هم‌سایز موازی هم قرار گرفته و در فواصل مشخص (طبق ضوابط لاغری مبحث ۱۰) با تسمه‌های فلزی به ضخامت ۸ تا ۱۰ میلی‌متر به یکدیگر جوش داده می‌شوند. این کار باعث میشود هر دو مقطع به صورت یک عضو صلب یکپارچه در برابر نیروهای فشاری شدید مقاومت کنند.
در ساخت بادبندهای سنگین، انتخاب سایز و ضخامت استاندارد مقطع اهمیت بالایی دارد؛ برای بررسی ابعاد، جدول وزن و قیمت روز این مقاطع می‌توانید به صفحه اختصاصی ناودانی مراجعه کنید.
جزئیات اتصالات بادبند ناودانی با ورق گاست
ورق گاست یا صفحه زیرسری، قطعه واسط فولادی است که نیروهای کششی و فشاری بادبند ناودانی را بدون تمرکز تنش به تیر و ستون منتقل می‌کند. ضخامت ورق گاست معمولاً بین ۱۲ تا ۲۵ میلی‌متر انتخاب میشود تا در برابر کمانش خارج از صفحه مقاومت کند.
اتصال ناودانی به ورق گاست به دو روش انجام میشود:
- اتصال جوشی: ناودانی در دو طرف ورق گاست قرار گرفته و با جوش گوشه (Fillet Weld) نفوذی به ورق دوخته میشود. طول و بعد جوش باید بر اساس حداکثر نیروی طراحی محاسبه گردد.
- اتصال پیچی: با سوراخ‌کاری جان ناودانی و ورق گاست، پیچ‌های پرمقاومت (اصطکاکی A325 یا A490) نصب می‌شوند که سرعت اجرای کارگاهی را افزایش داده و نیاز به جوشکاری کیفی در ارتفاع را کاهش می‌دهد.
آبرو شیروانی و ناودانی ساختمانی از نظر ظاهری ممکن است برای برخی افراد مشابه به نظر برسند، اما هدف استفاده از آنها یکسان نیست. اگر در انتخاب بین این دو پروفیل تردید دارید، بررسی تفاوت آبرو شیروانی و ناودانی ساختمانی می‌تواند به شما کمک کند ویژگی‌های هرکدام، محل استفاده و تفاوت عملکرد آنها را بهتر بشناسید.
مراحل گام‌به‌گام اجرای کارگاهی بادبند با ناودانی
ساخت بادبند با ناودانی نیازمند رعایت دقیق مراحل نقشه‌برداری، برش‌کاری و ترازسازی مونتاژ در محل پروژه است:
- بررسی نقشه شاپ‌دراوینگ (Shop Drawing): استخراج ابعاد دقیق دهانه، زاویه مورب بادبند و طول ورق‌های گاست.
- برش‌کاری و سوراخ‌کاری: برش ناودانی‌ها با گیوتین یا هواگاز با زاویه دقیق و سوراخ‌کاری جای پیچ‌ها در صورت پیچی بودن اتصال.
- جفت‌سازی ناودانی دوبل: قرار دادن دو ناودانی روی شاسی مونتاژ و جوشکاری بست‌های واسط (تسمه‌ها) در فواصل محاسباتی.
- نصب و جوشکاری ورق‌های گاست: نصب صفحات زیرسری به کنج تیر و ستون با رعایت شاغولی و شابلون‌گذاری زوایا.
- نصب بادبند و تثبیت نهایی: قرار دادن ناودانی دوبل روی ورق گاست، اعمال پیش‌تنیدگی اولیه و اجرای جوش نهایی یا سفت‌کردن پیچ‌ها با گشتاور مشخص.
کاربرد بادبند ناودانی در سوله‌سازی و سازه‌های صنعتی
در سوله‌ها و سازه‌های مرتفع صنعتی، ناودانی به دلیل طول صلب بالا و مقاومت در برابر وزش بادهای شدید و بارهای جرثقیل، گزینه اول ساخت مهاربندهای سقف و دیواری است. در سوله‌ها به دلیل دهانه‌های عریض و ارتفاع زیاد ستون‌ها، ناودانی‌های سایز UNP 100 تا UNP 180 به صورت ضربدری در دهانه‌های مهاربندی نصب می‌شوند تا صلبیت طولی سوله را تأمین کنند.
علاوه بر ناودانی، در مهاربندهای سبک‌تر یا برای اتصال ورق‌های گاست به تکیه‌گاه‌های فلزی، از مقاطع L-شکل نیز استفاده میشود. برای آشنایی با سایزها و مشخصات این مقطع واسط می‌توانید صفحه نبشی را مطالعه نمایید.
جدول مشخصات فنی، وزن و سایزهای پرکاربرد ناودانی در بادبند
| سایز ناودانی | ارتفاع جان (mm) | عرض بال (mm) | ضخامت جان (mm) | وزن هر متر (kg/m) | کاربرد متداول در مهاربند |
|---|---|---|---|---|---|
| UNP 80 | ۸۰ | ۴۵ | ۶.۰ | ۸.۶۴ | بادبند تک/دوبل سازه‌های سبک و سقف سوله |
| UNP 100 | ۱۰۰ | ۵۰ | ۶.۰ | ۱۰.۶ | مهاربند ضربدری ساختمان‌های ۳ تا ۵ طبقه |
| UNP 120 | ۱۲۰ | ۵۵ | ۷.۰ | ۱۳.۴ | بادبند دوبل اسکلت‌های متوسط و دیواره سوله |
| UNP 140 | ۱۴۰ | ۶۰ | ۷.۰ | ۱۶.۰ | مهاربند سنگین سازه‌های بلندمرتبه |
| UNP 160 | ۱۶۰ | ۶۵ | ۷.۵ | ۱۸.۸ | مهاربندهای صنعتی و سوله‌های با دهانه عریض |
مقایسه اتصال جوشی و پیچی در مهاربند ناودانی
| شاخص ارزیابی | اتصال جوشی مهاربند ناودانی | اتصال پیچی (اصطکاکی) مهاربند ناودانی |
|---|---|---|
| سرعت مونتاژ در سایت | کندتر (نیازمند پاس‌های متعدد جوش در ارتفاع) | بسیار سریع (تنها با جای‌گذاری پیچ و ترکمتر) |
| کیفیت و بازرسی | نیازمند بازرسی تست‌های غیرتخریب (UT / MT) | بازرسی چشمی و کنترل گشتاور با ترکمتر |
| رفتار لرزه‌ای | احتمال ایجاد انقباض موضعی و تمرکز تنش | شکل‌پذیری عالی و قابلیت تعویض پس از زلزله |
| هزینه آماده‌سازی | هزینه پایین‌تر برش و آماده‌سازی اولیه | هزینه سوراخ‌کاری دقیق در کارخانه سازه |
سوالات متداول
۱. چرا از ناودانی تک کمتر در بادبندهای فشاری استفاده میشود؟
چون ناودانی تک دارای مرکز ثقل خارج از محور جان است و هنگام اعمال نیروی فشاری دچار ناپایداری پیچشی-کمانشی میشود؛ به همین دلیل باید به صورت دوبل استفاده گردد.
۲. فاصله‌گذاری بست‌های واسط در ناودانی دوبل چقدر باید باشد؟
فاصله بست‌ها باید به‌گونه‌ای تعیین شود که ضریب لاغری ناودانی تک بین دو بست، از ضریب لاغری کل عضو مهاربندی بیشتر نشود (طبق مبحث ۱۰ معمولاً بین ۵۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر).
۳. آیا می‌توان ناودانی سبک (ایرانی) را جایگزین ناودانی سنگین (UNP/DIN 1026) در بادبند کرد؟
خیر، ناودانی‌های سبک دارای ضخامت جان و بال کمتری هستند و تنها در صورتی مجازند که محاسبات سازه‌ای و ضوابط لاغری آیین‌نامه بر اساس ضخامت واقعی آنها تأیید شده باشد.