جانپناه، به عنوان عضوی که مستقیماً در معرض سقوط به معابر عمومی است، یکی از خطرناکترین اجزای غیرسازهای در هنگام زلزله محسوب میشود. در پیشنویس ویرایش پنجم پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰، روشی برای تسلیح جانپناه با مش الیاف ارائه شده که مبتنی بر رفتار طرهای (کنسولی) است. اما آیا این تنها راه و یا بهترین راه است؟
واحد تحقیق و توسعه وال مش در این مقاله، ضمن بررسی دقیق روش پیشنهادی آییننامه، یک روش جایگزین (عملکرد دوطرفه با استفاده از وادار) را معرفی کرده و این دو روش را در قالب یک مثال واقعی مقایسه میکند.
چالشهای روش متعارف (رفتار طرهای)
در روش متعارف، جانپناه تنها در پای خود (روی دال و تیر) مهار میشود و مانند یک ستون طرهای عمل میکند. محاسبات و تحلیلهای این مقاله نشان میدهد که این روش دارای چالشهای جدی است:
- وابستگی شدید به کیفیت اجرا: ایمنی جانپناه کاملاً وابسته به عملکرد صحیح پیچها و چسبندگی الیاف در پای دیوار است. هرگونه نقص در اجرا میتواند منجر به فاجعه شود.
- عملکرد ضعیف پیچها در کشش: در روش طرهای، پیچهای اتصال تحت نیروی کششی بسیار زیادی قرار میگیرند. تجربه نشان داده است که پیچهای خودکار بتن در برابر این نیروها عملکرد مطمئنی ندارند و ممکن است قلوهکن شوند.
- مصرف بالای مش: برای تامین مقاومت لازم در رفتار طرهای، نیاز به پوشش ۱۰۰٪ (فول مش) دیوار است که هزینه را افزایش میدهد.
روش پیشنهادی: عملکرد دوطرفه با استفاده از وادار
در روش پیشنهادی وال مش، به جای رها کردن لبههای جانپناه، از ستونهای امتداد یافته یا وادارهای میانی (به فواصل حداکثر ۴ متر) برای مهار دیوار استفاده میشود. این تغییر کوچک، رفتار سازهای دیوار را از “طرهای یکطرفه” به “دوطرفه” تغییر میدهد.
مزایای کلیدی روش پیشنهادی:
1) کاهش ۲.۵ برابری نیروی زلزله: چون مهار دیوار در ترازی بالاتر از مرکز جرم آن انجام میشود، ضریب بزرگنمایی زلزله (ap) از ۲.۵ به ۱ کاهش مییابد. این یعنی نیروی زلزله طراحی به شدت کم میشود و معمولاً بار باد بر طراحی حاکم میشود.
2) کاهش ۶۶ درصدی مصرف مش: در روش پیشنهادی، به جای پوشش سراسری (۱۰۰٪)، تنها نیاز به استفاده از نوارهای افقی با پوشش حدود ۴۱٪ است. در یک مثال محاسباتی برای دیوار ۴ متری، مصرف مش از ۱۲.۶ متر مربع (در روش طرهای) به ۴.۳۳ متر مربع (در روش پیشنهادی) کاهش یافت.
3) ایمنی بسیار بالاتر: در این روش، دیوار از سه طرف (کف و دو طرف جانبی) مهار شده است. این افزایش “درجه نامعینی”، خطوط دفاعی در برابر واژگونی را افزایش داده و ایمنی را به طرز چشمگیری بالا میبرد.
4) اتصالات مطمئنتر: در روش پیشنهادی، نیروی وارد بر پیچها به شدت کاهش مییابد. محاسبات نشان داد که حتی یک پیچ خودکار معمولی هم برای مهار دیوار کافی است (در حالی که روش طرهای نیاز به رولبولتهای پروانهای قوی دارد).
خلاصه مقایسه دو روش در یک پروژه واقعی
برای درک بهتر تفاوتها، یک ساختمان ۲۰ طبقه در تهران با جانپناهی به ارتفاع ۱.۲۵ متر مدلسازی شد. نتایج مقایسه به شرح زیر است:
| پارامتر مقایسه | روش طرهای (پیشنویس ۲۸۰۰) | روش پیشنهادی (دوطرفه با وادار) |
| نوع رفتار سازهای | طرهای (یکطرفه قائم) | دوطرفه (افقی و قائم) |
| نیروی زلزله طراحی | ۳۰۵۰ نیوتن/متر مربع | ۱۲۲۰ نیوتن/متر مربع |
| بار حاکم بر طراحی | زلزله | باد |
| مصرف مش (برای ۴ متر) | ۱۲.۶ متر مربع (پوشش ۱۰۰٪) | ۴.۳۳ متر مربع (پوشش ۴۱٪) |
| نوع پیچ مورد نیاز | رولبولت پروانهای (قطر ۶mm) | پیچ خودکار معمولی یا پیچ و رولپلاک |
| تعداد پیچ (برای ۴ متر) | ۲۴ عدد | ۲۴ عدد (اما با نیروی بسیار کمتر) |
| هزینه پروفیل فولادی | کمتر (فقط تسمه در پای کار) | بیشتر (ناودانی + وادار در صورت نبود ستون) |
| ایمنی و اطمینان | پایین (وابسته به عملکرد پای دیوار) | بسیار بالا (مهار از ۳ جهت) |
نتیجهگیری نهایی
اگرچه روش طرهای از نظر تئوری صحیح است، اما به دلیل ریسکهای اجرایی و هزینه بالای مش، گزینه بهینهای نیست. روش پیشنهادی (استفاده از وادار و عملکرد دوطرفه)، با وجود هزینه اندک پروفیلهای وادار، به دلیل کاهش چشمگیر مصرف مش و افزایش قابل توجه ایمنی، گزینهی مهندسیتر و منطقیتری برای طراحی جانپناه محسوب میشود.
برای دسترسی به محاسبات کامل، دتایلهای اجرایی دقیق و نقشههای اتصالات، فایل کامل مقاله را دانلود کنید.