روش اجرای انواع وال پست و مهار لرزه‌ای دیوارها

وال پست به عنوان نگهدارنده دیوار در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله نقش مهمی در مهار لرزه‌ای دیوارها ایفا می‌کند. پس از اتفاقات رخ داده در زلزله‌های چند سال اخیر ایران، توجه ویژه‌ای به نحوه صحیح اجرای وال پست از سمت دستگاه‌های مربوطه صورت گرفت و پیوست ششم آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) از طرف مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی ابلاغ شد. مهار لرزه‌ای دیوار می‌تواند با روش‌های مختلفی انجام شود که یکی از آن‌ها استفاده از راهکار وال پست مرسوم با استفاده از مقاطع فولای افقی و عمودی (تیرک و وادار) است.

ضرورت استفاده از وال پست

فصل چهارم از استاندارد 2800 که ضوابط طراحی اجزای غیرسازه‌ای را بیان می‌کند، بر این موضوع تأکید می‌کند که اجزای غیرسازه‌ای باید به گونه‌ای به سازه مهار شوند که علاوه بر پذیرش نیروها و تغییرشکل‌های ایجاد شده در آن‌ها، بتوانند نیروهای جزء غیرسازه‌ای را به سازه منتقل کنند. همچنین مسیر انتقال بار در این اجزا باید دارای سختی و مقاومت کافی بوده و محل اتصال به سازه توانایی تحمل اثر موضعی بارها را داشته باشد.

از جمله این اجزای غیرسازه‌ای دیوارهای خارجی یا تیغه‌های داخلی با ارتفاع بیش از 180 سانتی‌متر هستند که باید به نحو مناسبی (مانند استفاده از وادارها و غیره) از نظر جانبی به سازه مهار شوند.

مطابق موارد فوق، اجرای وال پست موضوع جدیدی نبوده و از سالیان پیش نیز در آیین‌نامه‌ها مطرح بوده است اما طی سال‌های اخیر توجه بیشتری به آن شده است. یکی از دلایل این توجه بیشتر، اتفاقات پیش آمده در زلزله سال 1396 کرمانشاه است. در این زلزله در بسیاری از ساختمان‌ها، سازه اصلی ساختمان آسیب جدی ندیده بود ولی دیوارها و اجزای غیرسازه‌ای با آسیب‌های گسترده‌ای مواجه شده بودند. در صورت عدم مهار جانبی مناسب اجزای غیرسازه‌ای در هنگام وقوع زلزله و اعمال بارهای جانبی، این اجزا عملکرد مناسبی نداشته و تخریب خواهند شد.

انواع وال پست و مهار دیوار از نظر اجرایی

دیوارها را می‌توان به دو صورت غیرپیوسته و میانقابی اجرا کرد. دیوار غیرپیوسته دیواریست که به کمک مواد تراکم‌پذیر (مانند یونولیت و پشم سنگ) از سازه اصلی جدا شده و در سختی آن دخالتی ندارد ولی دیوار میانقابی به سازه اصلی چسبانده شده است. در دیوارهای غیرپیوسته، دیوار و اتصالاتش باید صرفاً تحت اثر نیروهای اینرسی خارج از صفحه کنترل شوند. یکی از راه‌های مرسوم برای مهار دیوار در برابر نیروهای خمشی خارج از صفحه، کنترل طول آزاد دیوار در راستای افقی و عمودی آن با استفاده از وادارها و تیرک‌ها (وال پست) است. با این حال در بسیاری از پروژه‌ها راهکارهای نوین و خلاقانه‌تری برای کنترل دیوار در برابر نیروهای خارج از صفحه نیز در حال استفاده است. انواع اجرای وال پست ساختمانی و نحوه کارکرد آن‌ها در ادامه توضیح داده شده است.

وال پست قائم (وادار)

زمانی که نسبت یک بعد دیوار در مقایسه با بعد دیگر آن (نسبت طول به ارتفاع دیوار) به طور قابل توجهی زیاد شود، رفتار دیوار به سمت دال یک‌طرفه سوق پیدا کرده و سهم راستای افقی در تحمل نیروهای وارد بر دیوار ناچیز می‌گردد و خمش دیوار فقط در راستای قائم آن وارد می‌شود. در صورتی که نیروی وارد بر دیوار از مقاومت خمشی آن در راستای قائم بیشتر باشد باید عکس‌العمل دیوار را در دو راستای افقی و قائم توزیع کرد. وادار (وال پست قائم) با کوتاه کردن طول آزاد دیوار و کنترل نسبت طول به ارتفاع دیوار موجب توزیع عکس‌العمل دیوار در هر دو راستا می‌شود تا قسمتی از بارهای عمود بر صفحه دیوار که در راستای قائم وارد می‌شدند، در راستای افقی توزیع شوند.

مطابق پیوست ششم استاندارد 2800 در صورتی که طول دیوار از مقادیر مجاز براساس طراحی (حداکثر 4 متر) بیشتر شود، از عضو قائم با مقطع فولادي یا بتنی (وادار) به عنوان تکیه‌گاه جهت مهار خارج از صفحه دیوار و اجزاي مسلح کننده آن استفاده می‌شود. وادار باید به نحو مناسبی به کف سازه با اتصال به صورت مفصلی متصل شود ولی اتصال آن در زیر تراز سقف باید در راستاي داخل صفحه به صورت کشویی باشد تا امکان جابجایی درون صفحه دیوار فراهم شود. در دیوارهاي خارجی روي سطح وادار باید به وسیله پشم سنگ ضد رطوبت براي عایق‌بندی پوشانده شود و بر روی آن یک لایه مش الیافی یا رابیتس براي جلوگیری از ترك خوردگی نازک کاری اجرا شود.

وال پست افقی (تیرک)

مطابق پیوست ششم استاندارد 2800 در دیوارهاي با ارتفاع بیش از 3.5 متر باید با استفاده از عضو افقی با مقطع فولادی یا بتنی (تیرک) ارتفاع آزاد دیوار را کاهش داد. در این حالت براي این که جداسازي دیوار از قاب سازه‌اي به نحو مناسب انجام شود، نیاز به اجراي وادار انتهایی براي نگه داشتن تیرك می‌باشد. نحوه اجراي تیرك به این صورت است که تیرك باید به صورت کامل بر روي دیوار بنشیند و بار ثقلی دیوار فوقانی نباید به تیرك منتقل شود. اتصال انتهاي تیرك به ستون نیز باید به صورت نشیمن با قابلیت جابجایی در راستاي دیوار باشد.

تسلیح دیوار با شبکه الیاف (وال مش)

یک روش کنترل دیوار در برابر نیروهای خارج از صفحه، استفاده از کامپوزیت سیمانی تسلیح شده با شبکه الیاف (شیشه، کربن یا …) است. دیوار مسلح شده با شبکه الیاف به شکل دال یک‌طرفه عمل می‌کند. در این حالت خمش دیوار یک‌طرفه و در راستای قائم است و توسط مش فایبرگلاس تحمل می‌شود بنابراین نیازی به استفاده از وادار و تیرک نبوده و محدودیتی در طول دیوار وجود ندارد. مهار خارج صفحه دیوار نیز به کمک نبشی‌های منقطع صورت می‌گیرد.

وال مش یک راهکار خلاقانه برای مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای است که در پیوست ششم استاندارد 2800 نیز به عنوان یک فناوری نوین برای مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای معرفی شده است. هسته اصلی راهکار وال مش برگرفته از فناوری کامپوزیت سیمانی تسلیح شده با منسوج (FRCM) است که مبانی تئوریک و محاسباتی آن در ACI 549 ارائه شده است. این کامپوزیت سیمانی با قرارگیری بر روی دیوارهای غیرباربر، سختی و استحکام قابل ملاحظه‌ای در برابر بارهای جانبی زلزله به دیوار می‌بخشد که در نهایت عملکرد مطلوبی به ساختمان می‌دهد.

روش‌های اجرای انواع وال پست

در ادامه با انواع روش‌های اجرای وال پست آشنا می‌شویم:

وال پست قائم (وادار)

اتصال وادار به کف باید به صورت مفصلی اجرا شود. همچنین در وادارهای میانی دیوارهای داخلی و خارجی، برای اینکه آزادی حرکت جانبی در داخل صفحه برای دیوار فراهم باشد، وادار در زیر تراز سقف نباید به نبشی یا ناودانی متصل به زیر تیر جوش شود و به اصطلاح اتصال وادار باید در راستای داخل صفحه به صورت کشویی باشد (وال پست کشویی). با توجه به اتصال کشویی وادار نیازی به رعایت جداسازی دیوار از وادار به وسیله مواد تراکم‌پذیر نبوده و می‌توان دیوار را چسبیده به وادار چید. در دیوارهای خارج از قاب، وادارهای انتهایی دیوار باید در هر دو جهت مقید شوند و دیوار اجازه حرکت در صفحه خودش را داشته باشد.

بنابراین وادارهایی که در ابتدا و انتهای دیوارهای یکسر آزاد و یا در محل تقاطع دیوارها اجرا می‌گردند باید با استفاده از اتصال تلسکوپی به زیر تراز سقف متصل شوند (اتصال تلسکوپی به اتصالی گفته می‌شود که باعث مقید نمودن وادار در هر دو جهت می‌شود). از آنجایی که در این حالت وادار مقید شده و دیوار باید اجازه حرکت درون صفحه داشته باشد، لازم است دیوار به کمک مواد تراکم‌پذیر (یونولیت، فوم و…) از وادار جدا شود.

با استفاده از وادار طول آزاد دیوار کاهش یافته و نیروی خمشی در هر دو راستای افقی و قائم توزیع می‌گردد. دیوارهای بلوکی با توجه به عملکرد دوطرفه آن‌ها باید در راستای افقی به کمک ابزار مناسب تقویت شوند وگرنه با نیروی کمتری (نسبت به حالت بدون وادار) دچار آسیب می‌شوند. در دیوارهای بلوکی اجرا شده با ملات (دیوارهای با بلوک سیمانی و سفالی) می‌توان از میلگرد بستر خرپایی یا نردبانی برای تقویت دیوار در راستای افقی استفاده کرد.

در دیوارهای بلوکی که با ملات بستر نازک (ضخامت ملات کمتر از 3 میلی‌متر) یا چسب پلی‌یورتان اجرا می‌شوند (دیوار هبلکس) باید از بست نازک فولادی منقطع یا پیوسته بهره برد. میلگردها و بست‌های مورد استفاده، طبق ضوابط مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، باید از جنس فولاد ضدزنگ یا فولاده گالوانیزه یا میلگرد آجدار سردنورد باشند.

وال پست افقی (تیرک)

در صورتی که ارتفاع دیوار از 3.5 متر بیشتر شود باید ارتفاع آزاد دیوار را به کمک وال پست افقی (تیرک) کاهش داد. در این حالت برای نگه‌داشتن تیرک‌ها و جداسازی مناسب دیوار از قاب سازه‌ای باید دو وادار (وال پست قائم) در دو انتهای دیوار اجرا شود. توجه شود که در مجاورت ستون و در منطقه حفاظت شده تیر نباید هیچ گونه اتصالی انجام گیرد تا از ایجاد مفصل پلاستیک در آن ناحیه جلوگیری نکند.

بنابراین وادارهای انتهایی با فاصله یک متری از بر ستون اجرا می‌گردند. نحوه اجرای تیرک به گونه‌ای است که به طور کامل روی دیوار بنشیند و بار ثقلی دیوار فوقانی به تیرک منتقل نشود. اتصال تیرک به ستون نیز باید به صورت نشیمن و با قابلیت جابجایی در راستای دیوار باشد.

معرفی روش نوین وال مش 

در صورتی که از وال مش برای مهار لرزه‌ای دیوار استفاده شود نیازی به اجرای وال پست‌های افقی و قائم نبوده و محدودیتی در طول دیوار وجود ندارد. با حذف وال پست، در زمان اجرای وال مش ابتدا دیوارکشی به صورت متعارف و بدون نیاز به اجرای وال پست و بدون محدودیت در طول دیوار انجام می‌شود. جهت عدم مشارکت دیوار در باربری جانبی، استفاده از فوم تراکم‌پذیر (یونولیت) در محل اتصال دیوار به تیر و ستون‌ها ضروری است.

نوارهای استاندارد وال مش با عرض از پیش تعیین شده و فواصل تعیین شده در نقشه‌های محاسباتی به صورت قائم روی دیوار نصب می‌شوند و سپس یک لایه از پلاستر ویژه وال مش روی نوارها اجرا می‌گردد. بسته به لایه‌های بعدی که به عنوان روسازی دیوار قرار است اجرا شوند، می‌توان از پلاستر بر پایه سیمان یا گچ استفاده نمود. نبشی‌های منقطع نیز در فواصل مشخص و با استفاده از چسب اپوکسی وال مش روی تیرها نصب می‌شوند.

عدم اجرای وال پست چه عواقب حقوقی برای ناظر دارد؟

اجرای صحیح وال پست در ساختمان‌ها یکی از معدود مواردی است که باید هر دو ناظر سازه و معماری به صورت همزمان بر اجرای آن نظارت داشته باشند چرا که اجرای صحیح وال پست نیازمند همفکری هم در مباحث مربوط به سازه و هم فضاهای معماری است. با این حال مطابق قوانین نظام مهندسی، مهندس ناظر بازوی اجرایی در ساختمان‌ها نداشته و در ابتدا می‌تواند جزئیات اجرایی مطابق با پیوست ششم استاندارد 2800 را به صورت کتبی به مجری، کارفرما یا مشاور اعلام کند.

پس از آن در صورت عدم اجرای وال پست طبق ضوابط پیوست ششم استاندارد 2800، باید گزارش عدم اجرای جزئیات مذکور را به شهرداری اعلام کند و یک رونوشت نیز به نظام مهندسی ارسال کند. با توجه به اینکه وال پست نقش مهارکننده لرزه‌ای دیوار را دارد، در صورت عدم اجرای آن، دیوار در هنگام زلزله تخریب شده و صدمات مالی و جانی فراوانی به وجود می‌آورد. در صورتی که ناظر وظایف مربوط به خودش را در این زمینه به درستی انجام نداده باشد به عنوان یکی از مقصرین این حوادث شناخته می‌شود.

وال پست چگونه از تخریب دیوار در هنگام زلزله جلوگیری می‌کند؟

اجزای غیرسازه‌ای ساختمان (مانند دیوارهای خارجی و داخلی) باید در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله به خوبی مهار شوند. روش‌های مهار لرزه‌ای این اجزا باید دارای ویژگی‌های به خصوصی باشند. یکی از این روش‌ها استفاده از وال پست است. وال پست با کوتاه کردن طول آزاد دیوار و کنترل نسبت طول به ارتفاع دیوار موجب توزیع عکس‌العمل دیوار در هر دو راستا می‌شود تا قسمتی از بارهای عمود بر صفحه دیوار که در راستای قائم وارد می‌شدند، در راستای افقی توزیع شوند. طراحی و اجرای وال پست باید با توجه به بار خمشی گسترده خارج از صفحه وارد بر آن و با توجه به سهم بارگیر راستای افقی به صورت یک تیر دو سر مفصل انجام گیرد.

اشتباهات رایج در پیاده‌سازی وال پست

اجرای وال پست در ساختمان‌ها با توجه به اینکه ضوابط فنی و نکات اجرایی زیادی دارد با اشتباهات و معایبی نیز همراه است. از جمله این معایب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• در برخی موارد مهار المان‌های وال پست به اعضای سازه تنها با یک میلگرد و با خال‌جوش کردن آن صورت می‌گیرد. با توجه به وزن دیوار و نیروی زلزله این اتصال به هیچ عنوان جوابگو نبوده و بلافاصله شکسته خواهد شد.
• در بسیاری موارد به خصوص در سازه‌های بتنی تیر یا ستون را تخریب می‌کنند تا از میلگردهای داخل آن برای اتصال المان‌های وال پست استفاده کنند. این کار با توجه به از بین بردن کاور بتن و نمایان شدن میلگردهای آن باعث آسیب جدی به سازه اصلی خواهد شد.
• برای مهار دیوار در راستای خارج از صفحه باید از مقاطع بالداری استفاده شود که بلوک‌ها داخل آن قرار گیرند. به عنوان مثال زمانی که مقطع قوطی برای وادار میانی انتخاب شود باید ناودانی به صورت منقطع به قوطی جوش داد شود تا دیوار داخل بال ناودانی‌ها قرار گیرد. در برخی موارد این ناودانی‌ها اجرا نمی‌شود و دیوار بدون مهار برون صفحه اجرا می‌گردد.

سخن پایانی

استفاده از وال پست به عنوان نگهدارنده دیوار مطابق پیوست ششم استاندارد 2800 امری ضروریست. روش‌های مختلفی برای مهار دیوارها در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله وجود دارد که یکی از آن‌ها استفاده از راهکار وال پست مرسوم به کمک وادارها و تیرک‌ها است. این روش با توجه به ضوابط فنی و نکات اجرایی فراوانی که دارد اغلب با اشتباهاتی اجرا می‌شود که می‌تواند حتی به طور کلی عملکرد آن را از بین ببرد. همچنین به دلیل استفاده از مقاطع فولادی گران قیمت و نیاز به جوشکاری برای اجرای آن، هزینه و زمان قابل توجهی را به پروژه تحمیل می‌کند.

به همین دلیل صنعت ساختمان نیازمند حرکت به سمت فناوری‌های نوین در این زمینه است. خرید وال مش راهکاری نوین در زمینه مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای بوده که علاوه بر کاهش هزینه و زمان اجرا، رعایت دقیق و کامل ضوابط فنی و نکات اجرایی آن نیز امری راحت است. حال که می‌دانید وال مش چیست باید بگوییم که شرکت wallmesh با طراحی دقیق و مطابق آیین‌نامه‌های داخلی و بین‌المللی و همچنین آموزش کامل نکات اجرایی وال مش، آماده خدمت در جهت پیشرفت صنعت ساختمان ایران است.