پس از صدمات مالی و جانی فراوانی که خرابی اجزای غیرسازه‌ای ساختمان‌ها در زلزله‌های چند سال اخیر ایران به وجود آورد، اهمیت مهار لرزه‌ای دیوارها بیش از پیش مورد توجه قرار گرفت. یکی از روش‌های مرسوم برای مهار لرزه‌ای دیوارها در برابر نیروهای جانبی ناشی از باد و زلزله، استفاده از وال پست است. در این مقاله پس از تعریف وال پست و بررسی کاربرد، انواع و ویژگی‌های آن، به نوع اتصال و اجرای وال پست و همچنین تفاوت بین وال پست و نبشی‌کشی اشاره می‌شود. در انتها نیز آیین‌نامه‌های طراحی و اجرای وال پست ذکر می‌گردد.
وال پست چیست؟
وال پست (WallPost) همان گونه که از نامش پیداست، به معنی نگهدارنده (Post) دیوار (Wall) در برابر نیروهای وارد به دیوار است. به طور کلی وال پست به عنوان المانی در نظر گرفته می‌شود که موجب اتصال دیوار به سازه با شرایط پیش‌بینی شده در آیین‌نامه می‌شود. مطابق بند 4-4-1 آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله ایران (استاندارد 2800)، اجزای غیرسازه‌ای و تکیه‌گاه‌های آن‌ها باید به گونه‌ای به سازه مهار شوند که بتوانند نیروهای جزء غیرسازه‌ای را در جهت خارج از صفحه به سازه منتقل کنند و تغییرشکل‌های ایجاد شده در آن‌ها را پذیرا باشند.
بنابراین دیوارهای داخلی و تیغه‌ها باید به نحو مناسبی از نظر جانبی به سازه مهار شوند. وال پست یک راهکار مرسوم در صنعت ساخت و ساز ایران برای مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای در برابر نیروهای جانبی زلزله می‌باشد. یکی از سوالات مرسوم هم این است، که وال مش چیست؟ وال مش یک سیستم نوین برای مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای است.
کاربرد وال پست چیست؟
فصل چهارم از استاندارد 2800 که ضوابط طراحی اجزای غیرسازه‌ای را بیان می‌کند، بر این موضوع تأکید می‌کند که دیوارهای خارجی باید علاوه بر پذیرش نیروها، توانایی تغییر مکان‌های نسبی را با توجه به اتصالات مشخصی که اجازه تغییر مکان را به دیوار می‌دهند داشته باشد. دیوارهای داخلی یا تیغه‌های با ارتفاع بیش از 180 سانتی‌متر نیز باید به نحو مناسبی (مانند استفاده از وادارها و غیره) از نظر جانبی به سازه مهار شوند.
مطابق موارد فوق، استفاده از وال پست موضوع جدیدی نبوده و از سالیان پیش نیز در آیین‌نامه‌ها مطرح بوده است اما طی سال‌های اخیر توجه بیشتری به اجرای 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. البته معایب وال پست هم باید در آغاز پروژه در نظر گرفته شود.
معرفی انواع وال پست و نحوه اتصال آن‌ها
وال پست‌ها بسته به نوع اجرای آن‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:
وال پست قائم یا وادار
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 عایق‌بندي پوشانده شود و بر روي آن یک لایه مش الیافی یا رابیتس براي جلوگیري از ترك خوردگی نازك کاري اجرا شود.
وال پست افقی یا تیرک
مطابق پیوست ششم استاندارد 2800 در دیوارهاي با ارتفاع بیش از 3.5 متر باید با استفاده از عضو افقی با مقطع فولادي یا بتنی (تیرك) 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 انتهای تیرك به ستون نیز باید به صورت نشیمن با قابلیت جابجایی در راستاي دیوار باشد.
مهم‌ترین ویژگی‌های وال پست چیست؟
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. 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. 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.
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 طراحی و اجرا گردد. که امروزه در بیشتر پروژه‌ها، حذف وال پست با توجه به ویژگی‌های آن پروژه صورت می‌گیرد و روش نوین وال مش جایگزین آن می‌شود.
نوع اتصال و اجرای وال پست چگونه است؟
اتصال 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 آن جایی 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. جزئیات اتصال کشویی و تلسکوپی در شکل‌های زیر قابل مشاهده است.
شکل 1- جزئیات اتصال کشویی
شکل 2- جزئیات اتصال تلسکوپی
اتصال تیرک:
در صورتی که ارتفاع دیوار از 3.5 متر بیشتر شود باید ارتفاع آزاد دیوار را به کمک تیرک‌ها (وال پست افقی) 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.
شکل 3- جزئیات اتصال تیرک به ستون بتنی
اتصال دیوار به اعضای قائم سازه‌ای:
اتصال دیوار به ستون یا دیوار برشی باید به گونه‌ای باشد که ممانعتی برای جابجایی نسبی ایجاد نکند. اتصال دیوار به ستون می‌تواند با استفاده از نبشی یا ناودانی منقطع (وال پست منقطع) یا پیوسته، بست‌های انعطاف‌پذیر U شکل و یا شاخک انتهایی باشد. (در دیوارهای پانلی نیازی به اتصال بین دیوار و ستون وجود ندارد و فقط جداسازی به کمک مواد تراکم‌پذیر باید انجام گیرد)
اتصال دیوار به زیر سقف:
اتصال دیوار به زیر سقف باید به صورت لغزشی و بدون اتصال مستقیم دیوار به سقف باشد و همچنین دیوار باید به کمک نبشی یا ناودانی در راستای خارج از صفحه مهار شود. نبشی یا ناودانی نباید با پیچ، میخ یا هر چیز دیگری به دیوار یا وادار متصل شوند و دیوار امکان حرکت آزادانه درون صفحه خودش را داشته باشد. فاصله بالای دیوار تا سقف باید به اندازه‌ای باشد که پس از خیز تیر نیز اتصالی بین آن‌ها به وجود نیاید. (بیشترین مقدار 25 میلی‌متر یا حداکثر خیز درازمدت تیر)
اتصال دیوارهای غیرسازه‌ای به یکدیگر:
اتصال دیوارها به یکدیگر می‌تواند باعث بروز تنش‌های کششی در درون صفحه آن‌ها شود. به همین دلیل لازم است برای جداسازی دیوارها در محل این اتصال از وادار استفاده شود.
تفاوت وال پست و نبشی‌کشی چیست؟
به طور کلی در برخی از مراحل اجرای ساختمان نیاز به استفاده و نصب مقاطع فولادی (نبشی، ناودانی، قوطی و …) است. این مقاطع معمولاً برای استحکام بخشیدن به اجزای ساختمان، فراهم کردن فضای نگهدارنده اجزا و یا انتقال بار اجزا به سازه اصلی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال در اجرای نمای ساختمان نیاز به استفاده از شاسی‌کشی برای ایجاد تکیه‌گاه مناسب برای نما و انتقال بارهای وارد به نما به سازه اصلی است. این عملیات شاسی‌کشی نامیده می‌شود. از آنجایی که در شاسی‌کشی بیشتر از مقطع نبشی استفاده می‌شود این عملیات به نام نبشی‌کشی نیز شناخته می‌شود.
وال پست همانطور که گفته شد نگهدارنده دیوار است و نقش مهار طول آزاد دیوار و انتقال بار توزیع شده در راستای افقی به تیر‌ها را دارد. در ساخت و اجرای وال پست از مقاطع فولادی مختلفی از جمله نبشی، ناودانی، قوطی، پلیت و … استفاده می‌شود. از آنجا که مقطع نبشی کاربرد فراوانی در اجرای وال پست دارد به همین دلیل در ادبیات کارگاهی به این عملیات نیز نبشی‌کشی یا وال پست با نبشی نیز گفته می‌شود.
آیین‌نامه اجرای وال پست چیست؟
فصل چهارم از آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (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 انقال 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، استفاده از وال پست موضوع جدیدی نبوده و از سالیان پیش نیز در آیین‌نامه‌ها مطرح بوده است اما طی سال‌های اخیر توجه بیشتری به اجرای 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.
همین مسئله سبب شد تا مهندسین و مدیران دستگاه‌های دست‌اندرکار صنعت ساختمان اقدام به تدوین و ابلاغ پیوست ششم استاندارد 2800 تحت عنوان طراحی لرزه‌ای و اجرای اجزای غیرسازه‌ای معماری نمایند. این پیوست به طور کامل و با جزئیات لازم به موضوع وال پست پرداخته است. به طور کلی از جمله آیین‌نامه‌هایی که ضوابط اجرایی دیوارهای غیرسازه‌ای را مورد بحث قرار داده‌اند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پیوست ششم آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800)
- راهنمای طراحی سازه‌ای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازه‌ای (نشریه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی)
- راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح به میلگرد بستر (نشریه شماره ۷۲۹ سازمان برنامه و بودجه کشور)
- دستورالعمل طراحی سازه‌اي و الزامات و ضوابط عملکردي و اجرایی نماي خارجی ساختمان‌ها (نشریه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی)
سخن پایانی
مهار لرزه‌ای دیوارها و سایر اجزای غیرسازه‌ای ساختمان‌ها بسیار مهم است چرا که در صورت اجرای نامناسب این اجزا، احتمال وقوع آسیب‌های جانی و مالی در هنگام زلزله زیاد است. وال پست به عنوان روشی مرسوم در مهار لرزه‌ای دیوارها باید به طور صحیح و مطابق ضوابط فنی موجود در آیین‌نامه‌ها طراحی و اجرا شود. با این وجود صنعت ساختمان به سرعت در حال پیشرفت بوده و فناوری و روش‌های ساخت نوین روز به روز ارائه می‌شوند. روش وال پست نیز با وجود اینکه در صورت اجرای صحیح و دقیق آن موجب عملکرد مناسب دیوارها در هنگام زلزله می‌شود، اما به زودی باید برای رقابت با روش‌های نوین که ارزان‌تر و سریع‌تر هستند آماده شود.
یکی از این روش‌های نوین استفاده از سیستم وال مش برای مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای است. مقایسه وال مش و وال پست نشان می‌دهد که وال مش با سرعت و دقت اجرای بالاتر و هزینه پایین‌تر نسبت به وال پست روشی بهینه در این زمینه به حساب می‌آید.
