سیستم قاب مهاربندی شده زانویی، یکی از سیستمهای جدید و کارآمد برای اتلاف انرژیهای حاصل از بارگذاری دینامیک است که از شکلپذیری بالا و سختی جانبی خوب بهره میبرد. در سیستم قاب مهاربندی شده واگرا، تسلیم اتصال کوتاه در زلزلههای شدید از کمانش قاب جلوگیری میکند. با این وجود، در صورت آسیب رسیدن به تیر اصلی، تعمیر آن دشوار و هزینه تعمیر بالا خواهد بود. به منظور جلوگیری از این مشکلات و بهرهمندی از مزیتهای سیستمهای قبلی، سیستم قاب مهاربندی شده زانویی توسعه یافت. در این سیستم، نوع خاصی از بادبند قطری، به جای اتصال به محل تقاطع تیر و ستون یا اتصال کوتاه، به صورت یک المان زانویی (مشابه تصویر زیر) به تیر و ستون وصل میشود.
روشهای مختلفی برای اجرای مهاربندی زانویی وجود دارد. المان زانویی این سیستم را میتوان در بخش بالایی، پایینی یا هر دو انتهای قاب نصب کرد. در صورت نصب المان زانویی در هر دو سمت بادبند، سختی قاب بدون تغییر در شکلپذیری آن کاهش مییابد. علاوه بر این، به دلیل استفاده از المانهای بیشتر در این سیستم، هزینه ساخت قاب افزایش خواهد یافت.
معایب سیستم بادبند زانویی
یکی از این معایب بادبند زانویی در تیر پیوند روی می دهد. زیرا ظرفیت جذب انرژی توسط پیوند برشی که قسمتی از شاه تیر اصلی قاب است، تامین می شود که تعمیر و یا جایگزینی آن بعد از یک زلزله شدید، وقت گیر و پر هزینه است. زیرا این تیر علاوه بر نیروهای جانبی زلزله، قسمتی از نیروهای ثقلی ساختمان را نیز تحمل می کند. از اینرو در زمان تعویض تیر پیوند، می بایست به نحوی بار ثقلی قسمتی از ساختمان را که به وسیله تیر پیوند حمل می شده، با تمهیداتی جایگزین کرد.
در ضمن المان بادبندی و پیوند برشی وقتی فعال می شود که سازه تحت اثر زلزله های قوی و مخرب قرار گیرد و در زلزله های کوچک، پیوند برشی در حالت الاستیک باقی می ماند. بنابراین تیر پیوند بخاطر اندازه و محل قرار گیریش یک محل مناسب برای حالت های نهایی ترکیب تنش و کرنش می شود که آنالیز و طراحی سازه را بسیار پیچیده میکند.
در نهایت اینکه در این سیستم برای فعال شدن تیر پیوند باید اتصال تیر به ستون به صورت صلب باشد. به طور خالصه هزینه ساخت این نوع سیستم بالا است. حال اگر بتوان تیر پیوند را در محلی دور از عناصر سازه ای (اعضایی که بار ثقلی را حمل می کنند) قرار داد، هم از تخریب سقف قرار گرفته بر روی تیر پیوند جلوگیری کرده و هم پس از زلزله می توان به راحتی تیر پیوند را جایگزین کرد