قاب خمشی، سامانه سازهای است که در آن تیرها و ستونها با اتصالات صلب قادر به انتقال گشتاورهای خمشی به هم متصل میشوند و مقاومت جانبی را از طریق عملکرد خمشی فراهم میآورند. قابهای خمشی از رایجترین سامانههای مقاوم جانبی در ساختمانهای فولادی و بتن مسلح هستند.
قاب خمشی، سامانه سازهای است که از تیرها و ستونهای متصل توسط اتصالات صلب (اتصالات خمشی) تشکیل شده که میتوانند گشتاورهای خمشی، برش و نیروهای محوری را انتقال دهند. هنگامی که تحت بارهای جانبی قرار میگیرد، قاب از طریق عملکرد خمشی اعضای خود در برابر آنها مقاومت میکند: ستونها در انحنای دوگانه خم میشوند، تیرها در انحنای یگانه خم میشوند و اتصالات اساساً صلب باقی میمانند. برخلاف قابهای بادبندی یا سامانههای دیوار برشی، قابهای خمشی هیچ عنصر مهاربندی قطری یا صفحهای ندارند که فضای داخلی ساختمان را باز و انعطافپذیر باقی میگذارد — مزیت معماری بزرگی که قابهای خمشی را به سامانه انتخابی برای ساختمانهای اداری، فضاهای تجاری و سازههایی که پلان باز لازم دارند تبدیل کرده است.
قابهای خمشی بر اساس شکلپذیری و الزامات جزئیاتبندیشان طبقهبندی میشوند. در ساخت فولادی، تفکیک اصلی میان قابهای خمشی ویژه (SMF)، قابهای خمشی میانی (IMF) و قابهای خمشی معمولی (OMF) است — با SMF که سختگیرانهترین جزئیاتبندی را میطلبد و بالاترین شکلپذیری را ارائه میدهد (R = ۸ در ASCE 7)، IMF میانی (R = ۴/۵) و OMF کمترین (R = ۳/۵). اتصالات SMF باید از طریق آزمایش تأیید صلاحیت شوند و قادر به تحمل دورانهای غیرکشسان بزرگ بدون شکست باشند — درسی که بهسختی از زلزلههای نورتریج ۱۹۹۴ و کوبه ۱۹۹۵ آموخته شد، جایی که اتصالات جوشی تیر-ستون پیش از موعد شکستند. اتصالات SMF مدرن از آرایشهای پیشتأییدشده (مطابق AISC 358) با جزئیات جوش بهبودیافته، حذف ورق پشتی و مقاطع تیر تقویتشده یا کاهشیافته استفاده میکنند. در ساخت بتن مسلح، قابهای خمشی بهطور مشابه به ویژه (SMF)، میانی (IMF) و معمولی (OMF) طبقهبندی میشوند، با الزامات شکلپذیری که بر محصورسازی، جزئیات اتصال و اصل ستون قوی/تیر ضعیف تمرکز دارند.
قابهای خمشی سامانههای انعطافپذیری هستند که اغلب طراحی را با دریفت بهجای مقاومت کنترل میکنند. از آنجا که آنها سختی سامانههای بادبندی یا دیواری را ندارند، قابهای خمشی جابهجاییهای جانبی بزرگتری متحمل میشوند و نیازمند کنترل دقیق دریفت هستند — بهویژه برای ساختمانهای بلند. این امر به استفاده گسترده از سامانههای دوگانه منجر شده که در آنها قابهای خمشی با دیوارهای برشی یا قابهای بادبندی ترکیب میشوند: دیوار سختی و قاب افزونگی و اتلاف انرژی اضافی فراهم میآورد. در ساختمانهای کممرتبه و میانمرتبه، قابهای خمشی بهتنهایی میتوانند اقتصادی و از نظر معماری مطلوب باشند. در ساختوساز بلندمرتبه، قابهای خمشی خالص بهندرت استفاده میشوند زیرا تقاضاهای دریفت غیرعملی میشوند. گونهای به نام سامانه قاب دوگانه با قاب خمشی در مناطق با لرزهخیزی بالا رایج است؛ این سامانه از قاب خمشی بهعنوان سامانه جانبی اصلی استفاده میکند اما الزام میکند که قاب بهتنهایی قادر به مقاومت در برابر حداقل ۲۵٪ برش پایه طراحی باشد و افزونگی فراهم آورد. در ایران، قابهای خمشی (هم فولادی و هم بتن مسلح) بهطور گسترده به کار میروند و استاندارد ۲۸۰۰ ایران و آییننامههای طراحی مربوط (مبتنی بر AISC برای فولاد، مبتنی بر آبا برای بتن) الزامات SMF، IMF و OMF را تعریف میکنند. عملکرد ساختمانهای قدیمی قاب خمشی در زلزلههای ایران مختلط بوده است — برخی عملکرد خوبی داشتند، در حالی که برخی دیگر شکست اتصال یا دریفت بیشازحد را متحمل شدند.