امروزه اکثر سازه ها به صورت اسکلت فلزی یا بتنی ساخته می شوند و در یک تعریف کلی نحوه ترکیب و قرارگیری اجزای باربر مانند تیر و ستون و مهاربندها و همچنین چگونگی اتصال آنها می تواند بر چگونگی انتقال بارهای قائم و جانبی تاثیرگذار می باشد. ترکیب تعریف شده با نام سیستم ساختمان شناخته می شود. برای آشنایی با مفهوم انواع قاب ساختمانی که شامل قاب خمشی، قاب خمشی فولادی، قاب ساده و قاب مهاربندی می‌شود، در ابتدا باید با سامانه یا سیستم ساختمانی آشنایی پیدا کنید.

قاب ساختمانی چیست؟

قاب ساختمانی یکی از اجزای اصلی در ساخت‌ و ساز ساختمان‌ ها محسوب می‌شود. اگر بخواهیم تعریف کلی‌ از انواع قاب ساختمانی داشته باشیم، می‌توان گفت نحوه قرارگیری و ترکیب اجزای باربر سازه شامل مهاربندها، تیر، ستون و همچنین طرز اتصال آن‌ ها به یکدیگر را قاب می‌‌گویند که تأثیر مستقیمی در انتقال بارهای عمودی و افقی دارد. در تعریف جزئی‌‌تر می‌توان گفت قاب به سازه‌‌ای گفته می‌شود که در آن اتصال تیر به ستون از طریق انواع مفصل انجام خواهد شد.

انواع قاب ساختمانی

قاب‌های ساختمانی در یک دسته‌بندی کلی به دو نوع عمده ساختار قاب سخت و ساختار قاب مهاربندی‌ شده طبقه‌ بندی می‌گردند. این اشکال به روش‌ های مختلفی در سازه‌ها به کار می‌روند. هرچند که بسته به نوع سازه و نیاز ما انواع قاب ساختمانی وجود دارد، یکی از مهم‌ترین دسته بندی‌های قاب ساختمانی به شرح زیر می‌ باشد.

1- قاب ساده (اتصالات مفصلی)

2- قاب خمشی (اتصالات صلب)

3- قاب دوگانه ( اتصالات نیمه صلب)

سیستم قاب ساده

در سیستمی که کلیه اتصالات در آن به شکل مفصلی بوده و امکان مبادله لنگر وجود ندارد، سیستم قاب ساده گفته می شود. در سیستم قاب ساده وظیفه تیر و ستون ها انتقال بارهای مرده و زنده می باشد.

قاب خمشی

سیستم قاب خمشی نمونه ای از انواع قاب ساختمانی می باشد که از آن ها برای مقابله با نیروهای جانبی وارد بر سازه هم چون نیروی حاصل از زلزله استفاده می شود. به طور کلی بارهای قائم وارد بر سازه در سیستم ساختمانی توسط انواع قاب های ساختمانی مهار می شود. در این جا وظیفه قاب خمشی ایجاد مقاومت در برابر نیروهای جانبی می باشد. قاب های خمشی به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که در زیر به آن ها اشاره خواهیم کرد.

سیستم دوگانه یا ترکیبی

یکی از روش های متعارف جهت تامین پایداری سازه در مقابل بارهای جانبی ساختمان‌های بلندتر از 15 طبقه، استفاده از سیستم‌های دوگانه است. سیستمی که شامل قاب خمشی به همراه دیوار برشی یا مهاربندی باشه (این شرط لازم هست ولی کافی نیست). در سیستم دوگانه بارهای ثقلی عمدتا توسط تیرها و ستون ها (قاب های ساختمانی) تحمل شده و بارهای جانبی توسط مجموعه‌ای از دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده به همراه مجموعه ای از قاب های خمشی تحمل می‌شوند.

انواع قاب خمشی

قاب خمشی فولادی شامل قاب خمشی معمولی، متوسط و ویژه می‌شود که در ادامه به توضیح در مورد هر یک از آنها می‌پردازیم. در سیستم قاب خمشی از دیوار برشی و مهاربند استفاده نمی شود و بارهای جانبی به واسطه قاب خمشی مهار می‌شوند.

استفاده از این سیستم عموما در ساختمان های اداری به چشم می خورد. چرا که در این گونه ساختمان ها نیاز به فضایی منعطف با کاربری های متنوع می باشد و از آن جایی که استفاده از این سیستم باعث ایجاد فضای آزاد معماری می شود، برای انجام این کار مناسب می باشد.

قاب خمشی معمولی

از ویژگی های قاب خمشی معمولی می توان به استفاده از جزئیات دقیق در ساخت اجزاء آن اشاره کرد. این جزئیات به اندازه ای است که از ایجاد هرگونه تغییر شکل فرا ارتجاعی اندک در هنگام زلزله جلوگیری به عمل می آورد. استفاده از سیستم قاب خمشی معمولی در مناطقی که احتمال وقوع زلزله در آن پایین می باشد، امکان پذیر می باشد.

قاب خمشی متوسط

قاب خمشی متوسط به آن دسته از انواع قاب های ساختمانی گفته می شود که می تواند در برابر تغییر شکل های فرا ارتجاعی محدودی از خود مقاومت نشان دهد. از ویژگی های ساختاری این قاب ها می توان به وجود مفصل های پلاستیکی در انتهای تیر و در خارج از قسمت اتصال تیرآهن به ستون اشاره کرد. این مفاصل پلاستیکی دارای ظرفیت دورانی می باشند. استفاده از سیستم قاب خمشی متوسط در مناطقی که احتمال وقوع زلزله کم یا متوسط می باشد، استفاده می شود.

قاب خمشی ویژه

قاب های خمشی ویژه به قاب های ساختمانی گفته می شود، که می توانند تغییر شکل های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه ای را تحمل کنند. از سیستم قاب خمشی ویژه باید در مناطق زلزله خیز استفاده کرد.