استانداردسازی روش مهار لرزه ای عناصر غیر باربر و اجرای اصولی آن ها در کشور ما قبلا جدی گرفته نمی شد. بدین صورت که بسیاری از ساختمان ها فاقد چنین خصوصیتی بودند. پس از زلزله ناگوار کرمانشاه در سال 96 اهمیت نقش وال‌پست در دیوارها و سایر اجزای غیر باربر ساختمان مورد توجه قرار گرفت.
با توجه به این که کشور ما در یک منطقه زلزله خیز قرار دارد، بدیهی است که چنین اتفاقاتی باز هم رخ خواهند داد و نه تنها خسارات مالی، بلکه خسارات جانی نیز به همراه خواهند داشت که در مواردی اصلا قابل جبران نیستند. بنابراین، مهار عناصر غیر سازه ای در برابر نیروهای لرزه ای امری است که ضرورت داشته و باید انجام شود. تنها بدین شرط است که ساختمان ها در برابر خطر ریزش به علت زلزله مصون می مانند و به سرنوشت ساختمان های تخریب شده طی زلزله مذکور دچار نمی شوند.
با توجه به این که استحکام ساختمان در برابر زمین لرزه تنها به مقاومت سازه بستگی نداشته و تحت تاثیر مقاومت عناصر غیر سازه ای نیز قرار دارد، نیاز است این عناصر بر اساس استانداردهای تعیین شده در آیین نامه های مرتبط طراحی و اجرا شوند. یکی از آیین نامه های موجود مدون درباره همین موضوع، استاندارد 2800 است که در پیوست شش آن، مقوله مهارسازی لرزه ای اجزای غیر باربر مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله سعی خواهیم داشت اجرای وال‌پست را به عنوان یکی از روش های موجود جهت مهار لرزه ای بر اساس ضوابط این پیوست شرح دهیم.
چالش اجرای دیتیل‌های وادارهای قائم و افقی و میلگرد بستر در ساختمان
همان طور که در مقدمه ذکر شد، ساختمان با اجرای وال‌پست مرسوم یا فلزی قادر خواهد بود از پس مهار دیوارها و سایر اجزای غیر باربر بر بیاید؛ اما اجرای این سیستم دارای چالش های متعددی است. از مهم ترین چالش های مذکور می توان به پیچیدگی های طراحی و اجرای عناصر اصلی در ساختار وال‌پست اشاره کرد.
اولین چالش
به عنوان اولین چالش باید گفت که اجرای وال‌پست نیازمند نصب وادارهاست. یعنی به منظور مهارسازی باید در حین دیوارچینی از وادارهای قائم و افقی استفاده گردد. در غیر این صورت، دیوارچینی با استحکام مورد نیاز همراه نیست. از سوی دیگر، نصب وادارها در اجرای وال‌پست کاری است دشوار با پیچیدگی های خاص خود که فرایندهای مختلفی را شامل می شود. مسلما انجام چنین فرایندهای دشواری تنها از یک اکیپ متخصص انتظار می رود.
در کنار این موضوع، باید مدت زمان لازم جهت نصب وادارها را نیز در نظر گرفت که معمولا طولانی است و اتمام پروژه را به تعویق می اندازد. گذشته از این، وادارها وزن زیادی دارند و به این ترتیب، بار مرده ساختمان و وزن سازه را افزایش می دهند. به تمام این موارد، هزینه تهیه و اجرای وادارها را نیز اضافه کنید. با توجه به نوع متریال مورد استفاده در ساختار وادارها (فولاد)، اجرای وال‌پست چندان اقتصادی به نظر نمی رسد.
دومین چالش
دومین مورد چالش برانگیز، نیاز وال‌پست به میلگرد بستر است. میلگرد بستر به عنوان جزء لاینفک در اجرای وال‌پست های مرسوم یا سنتی نقش پررنگی در عملکرد آن ها دارد. به دلیل اینکه به منظور تقویت بستر دیوار مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع، میلگرد بستر عنصری است که در حین دیوارچینی در لایه های میانی آن قرار داده می شود تا به این شکل، بستر دیوار را تقویت و مستحکم نموده و از ریزش آن جلوگیری کند. با توجه به مفتولی بودن ساختار میلگرد بستر و تقسیم شدن مفتول ها به دو نوع عرضی و طولی، ایجاد اتصالات لازم و نصب میلگرد در محل مورد نظر مدت زمان زیادی برده و سرعت پیشروی پروژه را کم می کند. به همین ترتیب، هزینه های ناشی از تهیه میلگرد نیز به هزینه کل پروژه اضافه می شوند.
طراحی لرزه‌ای و اجرای وال‌پست مطابق با پیوست ششم آیین‌نامه 2800
از میان آیین نامه ها و ضوابط موجود در رابطه با طراحی و اجرای وال‌پست به منظور مهار لرزه ای اجزای غیر سازه ای در ساختمان ها، آیین نامه یا استاندارد 2800 جزو مهم ترین مواردی است که باید مد نظر قرار گیرد. این استاندارد دارای قوانین سازه ای بسیاری است که تماما به طراحی لرزه ای سازه برای رویارویی مناسب با زلزله و نیروهای حاصل از آن تدوین و ارایه شده اند. استاندارد 2800 دارای یک متن اصلی و چندین پیوست است که مورد ششم آن ها بر موضوع طراحی لرزه ای و اجرای وال‌پست تمرکز دارد. بر اساس این پیوست می توان اجرای وال‌پست را به شکل اصولی و استاندارد انجام داد.
پیوست ششم که در سال 98 به آیین نامه اضافه شد، نکات جدیدی را گوشزد کرده که توجه به آن ها می تواند خسارات مالی و جانی ناشی از تخریب ساختمان ها در اثر زلزله را به حداقل رسانده و ایمنی آن ها را تا حد زیادی تامین کند. تبعیت از کلیه ضوابط در این پیوست ضرورت دارد. همچنین تبعات ناشی از هر گونه غفلت در این رابطه علاوه بر قرار دادن مال و جان مردم در خطر، کلیه مراجع ذی ربط و دست اندرکاران ساخت را متوجه خود خواهد ساخت. بنابراین لازم است رعایت ضوابط مذکور به صورت جدی در دستور کار قرار گیرد.
وال‌پست سنتی چیست و چرا مهار دیوار به روش وال‌پست منسوخ شده؟
وال‌پست سنتی که با نام وادار نیز شناخته می شود، دارای ساختاری متشکل از پروفیل هاست که یک شبکه را تشکیل می دهند. پروفیل های مذکور وظیفه یکنواخت سازی نیروهای وارده به دیوار را در سطح آن بر عهده دارند. و از دیوار که یک عنصر غیر باربر به شمار می آید در شرایطی چون رخداد زلزله یا وزش باد شدید در برابر تخریب و از هم پاشیدگی حفاظت می کنند. این پروفیل ها از نوع نمره پایین هستند.
هدفی که اجرای وال‌پست دنبال می کند، ایجاد اتصال بین دیوار و اسکلت است؛ به نحوی که سبب تقویت سازه شود. اگر این اجرا بر مبنای نکات مذکور در نقشه و با توجه کافی به اصول و استانداردها انجام گردد. دیوارها عملکرد لرزه ای مناسبی در برابر نیروهای حاصل از زمین لرزه خواهند داشت. در اجرای وال‌پست عموما از نبشی استفاده می شود. به این شکل، سیستم به عنوان یک پشتیبان افقی یا عمودی در دیوار نقش ایفا می کند. این پشتیبان نیروی وارده را به طور مستقیم به ستون ها منتقل می کند و این کار را با توزیع نیرو انجام می دهد. بدین ترتیب، آسیبی به دیوارها وارد نخواهد شد. حال این که اجرای وال‌پست سنتی با وجود عملکردش، دارای معایبی است که سبب منسوخ شدن مهارسازی دیوار به کمک آن شده اند:
معایب اجرای وال‌پست:
- اجرای وال‌پست سنتی به دلیل ساختاری که این سیستم دارد، وزن زیادی را به سازه متحمل می کند. وقتی میزان بار مرده ساختمان بالا رود، بروز زلزله به ایجاد فشار زیاد منجر می گردد.
- فولاد به عنوان متریال اصلی در ساختار وال‌پست شناخته می شود. همچنین به دلیل گران قیمت بودنش، هزینه اجرای وال‌پست را بالا می برد.
- نصب اجزای مورد نیاز برای تامین عملکرد لازم وال‌پست نیازمند زمان زیاد و تخصص اکیپ اجرایی است. این مشکل هم بر سرعت اتمام پروژه و هم بر هزینه های آن تاثیر منفی دارد.
- در وال‌پست های سنتی طول بال کم بوده و در نتیجه، گیرش نیز کم تر است.
نکات و ضوابط اجرای وال‌پست دیوار مطابق پیوست 6 استاندارد 2800
به طور کلی، اتصال صحیح دیوارهای یک ساختمان به سازه آن باید به گونه ای صورت گیرد که عواملی چون جابجایی نسبی طبقه ها، خیز تیرهای زیر و رو و موارد دیگری مثل باد و زمین لرزه پایداری دیوار را تهدید نکرده و از عملکرد مناسب آن ممانعت نکنند. در غیر این صورت، دیوار دچار ترک خوردگی شدید شده و تخریب می گردد. بر همین اساس، نکات و ضوابط اجرای وال‌پست با استناد به پیوست ششم استاندارد 2800 که در بخش های قبلی معرفی شد، باید مورد توجه قرار گیرند.
جزییات اجرایی دیوارها
اگر طول یک دیوار بیش تر از حد مجاز (نهایتا 4 متر) باشد، نیاز است از عضو قائم دارای مقطع بتنی یا فولادی که در اصطلاح وادار گفته می شود، در نقش تکیه گاه استفاده شود. وادار دیوار را تسلیح می‌کند. و همچنین وظیفه مهار خارج از صفحه آن را بازی می کند. اتصال وادارها باید به شکل مناسب به کف سازه انجام گردد و از نوع مفصلی باشد. در سوی دیگر، این اتصال در زیر تراز سقف باید از نوع کشویی منظور شود؛ چرا که بدین نحو، امکان جابجایی درون صفحه دیوار تامین می شود. در رابطه با دیوارهای خارجی ساختمان باید به منظور عایق بندی، سطح وادارها را با کمک پشم سنگ ضد رطوبت پوشاند.
همچنین برای پیشگیری از ایجاد ترک، بر روی آن از یک لایه رابیتس یا مش الیافی استفاده کرد. بهره گیری از اتصالات پیچی و جوشی با هدف منتقل کردن بار به وادار مانعی ندارد. اما استفاده از مقاومت اصطکاکی حاصل از بارهای ثقلی مجاز نیست.
اتصال جوشی بین وادار و نبشی های تعبیه در تیرها
ایجاد اتصال جوشی بین وادار و نبشی های تعبیه در تیرها که نقش جلوگیری از حرکت بیرون از صفحه را دارند، صحیح نیست. با توجه به این که وادار دارای اتصال کشویی است، در نظر گرفتن فاصله جداسازی دیوار در کنار وادار ضرورتی نداشته و دیوارچینی را می توان دقیقا از بر وادار انجام داد. وادارهای دو انتها در دیوارهای بیرون از قاب می بایست در مقابل حرکت جانبی (هر دو راستا) دارای اتصال از نوع تلسکوپی باشند تا بدین نحو، دیوار اجازه حرکت داشته باشد. در چنین حالتی، دیتیل اتصال دیوار به وادار مثل دیتیل اتصال به ستون است که باید با فاصله جداسازی یک درصد میان وادار و دیوار صورت گیرد.
در صورت تجاوز ارتفاع دیواری از سه متر و نیم، بهره گیری از عضو افقی دارای مقطع بتنی یا فولادی که ملقب به تیرک، ضروری است. بدین شکل می توان از ارتفاع آزاد دیوار کاست. در شرایط مذکور به منظور جداسازی مناسب دیوار از قاب سازه ای باید از اجرای وادار انتهایی جهت نگه داشتن تیرک کمک گرفت. اجرای تیرک باید به گونه ای انجام شود که کاملا روی دیوار نشسته و از انتقال بار ثقلی دیوار بالایی به آن جلوگیری شود.
اتصال لبه قائم دیوارها به ستون ها و نیز دیوارهای برشی یا عناصر سازه ای قائم دیگر
در رابطه با اتصال لبه قائم دیوارها به ستون ها و نیز دیوارهای برشی یا عناصر سازه ای قائم دیگر باید اتصال موجود مانع جابجایی نسبی نگردد. به منظور اتصال مناسب دیوار به عضو سازه ای قائم می توان از اتصال کشویی در نقطه تماس کمک گرفت. این اتصال با استفاده از نبشی یا ناودانی صورت می گیرد. به کارگیری اتصالات U شکل لغزشی نیز به منظور مهار بیرون از صفحه و فراهم کردن امکان حرکت درون صفحه ممکن است. در صورت استفاده از میلگرد بستر، می توان از شاخک انتهایی آن برای اتصال دیوار به ستون در راستای بیرون بهره گرفت. در این شرایط استفاده از نبشی یا ناودانی لازم نیست.
اتصال دیوار به زیر سقف
اتصال دیوار به زیر سقف باید به صورت اتصال لغزشی بدون اتصال مستقیم دیوار به سقف و با استفاده از مهار خارج از صفحه دیوار با قطعاتی از قبیل نبشی یا ناودانی اجرا شود. همچنین توان به جاي مهار خارج از صفحه دیوار در تراز سقف، آخرین ردیف دیوار را به وسیله میلگرد یا بست مسلح نمود. در اجراي دیوارهاي داخلی به خصوص در انواع سقف هاي داراي تیرچه یا تیر یا هر نوع سقف مختلط که در آنها تیري در راستاي دیوار نباشد ، مانند دیوارهاي خارجی می توان رج انتهایی دیوار یا رج ماقبل آنرا با میلگرد بستر یا بست مسلح کرد.
اتصال بین دیوارهای غیر سازه‌ای
به علت احتمال بروز تنش کششی درون صفحه ای، بهتر است در اتصال دیوارها از بست های فلزی کمک گرفته شود. همچنین می توان جهت جداسازی دیوارها از هم در نقطه اتصال‌شان از وادار بهره جست.
نصب نعل درگاه و پنجره
بازشوها در صورتی که از 2.5 متر بزرگ تر باشند، نیازمند اجرای وادار و نعل درگاه هستند. در بازشوهای کوچک تر، به شرط بهره گیری از چهارچوب فلزی مناسب در صورت پاسخگو بودن در برابر بارهای وارده و اتصال عناصر مسلح کننده دیوار به قاب، ضرورتی جهت در نظر گرفتن وادار وجود ندارد. اگر این شرط فراهم نباشد، استفاده از وادار ضروری است.
اجرای دیوار در دهانه‌های مهاربندی
به منظور اجرای دیوار در دهانه های مهاربندی کلیه ساختمان ها، بایستی جداسازی دیوار در راستای درون صفحه از قاب سازه ای لحاظ گردد. اگر اجرای دیوار در محور مهاربند یا به شکلی که با مهاربند در تماس باشد از عملکرد درست مهاربند ممانعت می کند. به همین دلیل دیوار باید حتما خارج از محور مذکور اجرا شود و دیتیل های جداسازی پیوست ششم استاندارد 2800 در اجرای آن رعایت شوند. به منظور عدم نمایش مهاربند می توان از دو دیوار در دو طرف آن استفاده نمود؛ اما نبایست اتصالی بین دیوارها و مهاربند باشد.
جزییات اجرای دیوار در بیمارستان‌ها
بر اساس ضوابط مدون در پیوست ششم آیین نامه 2800، باید در مجاورت تیر و ستون از ناودانی سرتاسری (دارای مواد تراکم پذیر چون پشم سنگ ضد رطوبت) بهره گرفت. این بهره‌گیری باعث جلوگیری از ترک خوردگی دیوار در شرایط وقوع زلزله جلوگیری شده. همچنین سرویس دهی فضاهای استریل بیمارستان با مشکل روبرو نگردد. نکته مذکور باید در رابطه با هر دو نوع دیوارهای بلوکی و پانلی رعایت شود.
مسلح‌سازی و پایدار کردن دیوار جان‌پناه
احتساب جان پناه با حداقل ارتفاع 1.2 متر بر اساس ضوابط سازمان آتش نشانی ضروری است. در این حالت باید ستون های پیرامونی را تا 1.35 متر ادامه داد. لحاظ کردن این ارتفاع به منظور مهار لرزه ای جان پناه صورت می گیرد. در فاصله میان ستون های مذکور باید در صورت لزوم از وادار استفاده نمود و دیوار جان پناه بین وادارهای تعبیه شده نیز بر اساس دیتیل های پیوست ششم تسلیح سازی شود. از میلگردهای مسلح کننده نیز می توان به منظور مهار لرزه ای جان پناه استفاده کرد.
درنظرگیری اثر میانقابی دیوار در ساختمان مطابق پیوست شش استاندارد 2800
بر اساس پیوست ششم استاندارد 2800، اجرای دیوارهای داخلی و نمای ساختمان باید به گونه ای باشد که تا جای ممکن، مانع حرکت عناصر سازه ای در حین زلزله نشوند. اگر دیوارها از قاب اطراف خود جدا نگردند، باید اثر اندرکنش این اعضا با سازه در زمان طراحی سازه منظور شود. و اما اصطلاح میانقاب که در یکی از بخش های پیوست مذکور بررسی شده، به دیواری اطلاق می شود که دهانه یک قاب بتنی یا فولادی را به شکل کامل پوشش داده و با ستون و تیر احاطه گشته است. قاب میان پر را میانقاب و قاب اطراف آن تشکیل می دهد که اجرای آن باید بر اساس ضوابط این بخش باشد.
با توجه به ضوابط پیوست، بیش ترین تعداد طبقات مجاز در زمینه استفاده از میانقاب جهت فراهم کردن مقاومت جانبی، چهار طبقه است. در چنین شرایطی سازه باید بدون احتساب میانقاب ها و به خودی خود توانایی مقابله با بارهای ثقلی را داشته باشد. مگر در صورتی که میانقاب ها در نقشه سازه دارای نقش سازه ای باشند و ایجاد تغییر در وضعیت آن ها بدون بررسی مجدد غیر مجاز باشد. همچنین اثر میانقابی در ایجاد نامنظمی سازه بایستی مورد ارزیابی قرار گرفته و در طراحی سازه منظور گردد. لازم به ذکر است که نمی توان از ضوابط این بخش پیوست در رابطه با ساختمان های دارای اهمیت زیاد استفاده نمود.
اجرای وال‌پست دیوار چقدر زمان می برد؟
به طور کلی، مدت زمانی که جهت اجرای وال‌پست دیوار مورد نیاز است، متغیر بوده و به عوامل گوناگونی بستگی دارد که عبارتند از:
- متراژ پروژه
- روش نصب
- تعداد نیروی فعال در محیط جهت اجرای وال‌پست
قیمت اجرای وال‌پست دیوار چقدر است؟
هزینه اجرای وال‌پست از دو بخش اصلی تاثیر می گیرد: هزینه تامین مصالح و هزینه اجرا. بر این اساس، قیمت مصالح مصرفی زیر با برآورد مقدار مورد نیاز هر یک و با توجه به قیمت روز آن ها به ازای واحد تعیین می شود:
- میلگرد بستر
- وادارها
- بست‌ها
- پروفیل‌ها
در کنار هزینه تامین مصالح، عملیات اجرای وال‌پست نیز روی قیمت کل موثر است و از عوامل زیر تاثیر می پذیرد:
- ابعاد و ضخامت کار
- ابعاد پروژه
- موقعیت جغرافیایی
- نوع سازه
- متد اجرایی
- دستمزد کارگران
کلام پایانی
مهار لرزه ای عناصر غیر باربر مهم است. اگر مورد توجه قرار نگیرد، در شرایطی چون وقوع زلزله به تخریب ساختمان و خسارات جبران ناپذیر می انجامد. در راستای تامین عملکرد لرزه ای مناسب اجزای مذکور از روش های مختلفی استفاده می شود که یکی از آن ها اجرای وال‌پست است. وال‌پست سیستمی مرسوم که نصب آن در کلیه ساختمان ها باید بر اساس ضوابط فنی ارایه شده در آیین نامه ها صورت گیرد است. علی رغم مزایای زیادی این روش؛ به دلایلی اخیرا منسوخ شده است. در این مقاله تلاش بر آشنایی شما با اجرای وال‌پست، ضوابط مربوطه و زیر و بم استفاده از آن بود.
عرض سلام و خسته نباشید نحوه اجرای وال مش و وال پست چه تفاوتی دارند؟
سلام
اجرای وال مش پس از مرحله دیوار چینی انجام می شود اما اجرای وال پست باید حتما در حین مرحله دیوار چینی انجام شود اجرای وال مش اسان تر و سریع تر انجام می شود اما اجرای وال پست به دلیل مصالح فلزی و نیروی کار ماهر مورد نیاز و زمان طولانی اجرای آن هزینه بیشتری دارد.
سلام می خواستم مطلع بشوم که از لحاظ قیمتی وال مش به صرفه تر هست یا وال پست؟
سلام و درود ، سیستم وال مش به دلیل نداشتن مصالح سنگین فلزی و وزن سبک و سهولت در اجرا و عدم نیاز به نیروی ماهر و سرعت اجرای بالا و … هزینه بسیار کمتری نسبت به روش وال پست دارد و می تواند جایگزین خوبی برای وال پست های قدیمی و مرسوم باشد.
سلام وقت شما بخیر ، هدف از اجرای وال پست که طی چندسال اخیر در ایران بسیار مهم شده چیست؟
سلام ممنون وقت شما هم بخیر، وال پست نقش مهمی در غاستحکام دیوارهای غیر سازه ای دارد و از ریزش دیوار در هنگام زلزله جلوگیری می کند.
با سلام و خسته نباشید ، اتصال وال پست‌ها به میانقاب و قاب سازه‌ای به چه صورت انجام می شود؟
اتصال وال پست ها به میانقاب و قاب سازه طوری است که امکان حرکت داخل صفحه برای میانقاب را تامین می کند و از حرکت خارج از صفحه میانقاب در هنگام وقوع زلزله جلوگیری می کند.