وال پست و کاربرد آن در اعضا سازه ای

وال پست و کاربرد آن در اعضا سازه ای
اخیرا با مطالعاتی که بر روی رفتار سازه انجام شده، ثابت شده که پس از وقوع زلزلههای شدید علاوه بر اهمیت رفتار المانهای سازه ای، رفتار المانهای غیر سازهای مانند تیغه ها، سقفهای کاذب و… هم از اهمیت زیادی برخوردار است. در بسیاری از سازهها عملکرد نامناسب اجزای غیر سازهای هنگام وقوع زلزله میتواند آسیبهای مال و جانی زیادی را به وجود آورد. یکی از مهم ترین اجزای غیر سازهای تیغهها هستند، در صورتی که یکپارچگی مناسب بین دیوار و سازه وجود نداشته باشد، هنگام زلزله منجر به آسیبهای زیادی خواهد شد.
بعد از زلزله کرمانشاه در سال 1396، توجه زیادی به بحث وال پستها شده است. طبق پیوست ششم آئین نامه ۲۸۰۰ مقررات ملی ساختمان، اجرای وال پست و کاربرد آن در اعضا سازه ای الزامی شد؛ مهندسین ساختمان با مطالعاتی که بر روی ساختمانهای ویران شده انجام دادهاند، متوجه شدند که استفاده از وال پست میتواند اجزای غیرسازهای را در ساختمان مهار کرده و میزان خسارت را بسیار کاهش دهد. قبلا تصور میشد که با سالم ماندن المانهای اصلی سازه در حین زلزله میتوان از خرابی المانهای غیرسازهای مانند دیوارها و کاهش خسارات پیشگیری کرد. اما با زلزله کرمانشاه به مهندسان ثابت شد که این تصور کاملا اشتباه است! در این زلزله ساختمانهایی مشاهده شدند که المانهای اصلی آن مانند ستونها و سقف سالم بودند اما نتوانستند از وارد شدن آسیب به کل سازه جلوگیری کنند و عملکرد کلی سازه را زیر سوال برده و به المانهای غیر سازهای مانند دیوارها، تاسیسات و تیغهها آسیب زده و منجر به خسارات جانی و مالی زیادی شدند.
(وال پست یا وادار به انگلیسی (Wall Post) به معنای نگهدارنده دیوار و از جمله تجهیزات ساختمانی است که به کمک پروفیل فولادی ساخته میشود. وال پست و کاربرد آن در اعضا سازه ای، سبب درگیری دیوار و اسکلت شده و در نهایت موجب افزایش مقاومت و استحکام سازه میشود. وظیفهی نگهداری دیوارها در برابر نیروهای عمود بر صفحه و نیروهای خمشی و کمانشی که در اثر لرزش و زلزله به ساختمانها وارد میشود را به عهده دارد).
وال پست یک المان نیست، بلکه مجموعهای است از (وادار عمودی، وادار افقی، میلگرد بستر و اتصالات) که وظیفه مهار دیوارهای غیرسازهای را برعهده دارد. شکل 1 نمایی از آسیب پذیری دیوارها و المانهای غیر سازهای در زلزله کرمانشاه را نشان میدهد، که منجر به آسیبهای عمدهای شده است.


2. مقایسه وال پستهای قدیمی و جدید طبق پ6 آیین نامه 2800
1-2 اقتصادی:
هزینه اجرای وال پست مطابق پیوست 6 استاندارد 2800، 20 الی 30 درصد کمتر از روش قدیمی (مرسوم نبشیکشی سراسری) است.
2-2 استفاده از میخ تفنگی جهت اتصال المان وال پست و کاربرد آن در اعضا سازه ای:
(طبق بند پ6-1-4-2-12) پیوست 6 استاندارد 2800 بر خلاف روش قدیمی استفاده از میخهای کاشت به صورت ضربهای (میخ تفنگی) را ممنوع اعلام کرده، یک پیشنهاد مناسب برای رعایت این ضابطه، بکار بردن پیچ و رول پلاک میباشد.
3-2 اتصال نبشیهای سراسری به تیر:
در گذشته از نبشیهای سراسری در کنار ستون با فاصله حدوداً 5 سانتیمتر از آن استفاده میشد و در قسمت بالایی به زیر تیر بهصورت مستقیم یا غیرمستقیم متصل میشد. اما این اتصال در نزدیکی ستون، اتصال در ناحیه حفاظت شده تیر است که در مباحث لرزهای، هرگونه اتصال در این ناحیه توسط آییننامهها منع شده است. همچنین استفاده از نبشیکشیهای سرتاسری کنار ستون باعث افزایش سختی سازه شده و با فرضیات اولیه طراحی سازه مغایرت دارد. باتوجه به سختی این المانها و اتصال آنها به سازه، نیرو از سازه به نبشیها منتقل شده و موجب کمانش نبشیها میشوند.
3. سه روش اتصال دیوار خارجی به ستون
1-3 نوارهای شبکهای یا الیاف شیشهای:
یک روش مهار لرزهای دیوارها مسلح کردن آن با شبکه الیاف میباشد. در این روش خمش دیوار، یکطرفه و در راستای قائم میباشد؛ بنابراین دیوار نیازی به وادار ندارد و محدودیتی در طول دیوار وجود ندارد. توجه شود که در این حالت در لبههای دیوار و کنار بازشوها باید بر روی دیوار از نوار شبکه الیاف استفاده نمود. در این روش نوارهای شبکه ساخته شده از الیاف کربن یا شیشه بر روی دیوار قرار داده شده و نازک کاری بر روی آن به صورت دستی پاشیده میشود.

2-3 اتصال ناودانی منقطع در طول ستون:

وال پستهای کنار ستون در روش جدید به صورت منقطع مطابق پیوست ششم آیین نامه ۲۸۰۰ و نقشههای طراحی شده توسط محاسب معمولا قطعهای ناودانی شکل به ارتفاع ۴۰ الی ۵۰ سانتی متر با عرض جان به ضخامت تیغه چینی با در نظر گرفتن بادخور بین تیغه و وال پست و بال ۷ سانتی متر که به صورت منقطع به ستونهای سازه در سازههای بتنی بولت یا پیچ و رولپلاک و در سازههای فلزی جوش میشود.
در وال پست و کاربرد آن در اعضا سازه ای سقفی نیز از همان المان ناودانی شکل به طول ۲۰ الی ۳۰ سانتی متر و بال ۷ سانتی متر و عرض جان نیز به ضخامت دیوار با در نظر گرفتن بادخور به زیر تیرها متصل میگردد. این نکته برای اجرا حائز اهمیت است که فاصلهی بحرانی تیر باید رعایت شود و در این فاصله ناودانی نصب نگردد (مطابق شکل4)
آیین نامه اتصال ضربهای (میخ، چاشنی و تفنگی) به ستون را به علت آسیبهای سازهای و ترکهای ایجاد شده در سازههای بتنی ممنوع کرده است.
3-3 اتصال قلاب یا گیره به ستون:

روش دیگر اتصال دیوار به ستون استفاده از گیره یا قلاب به جای ناودانیهای منقطع میباشد. میلگردهای بستر بر روی این قلابها overlap میشوند. در این حالت هم دیوار باید با رعایت فاصلهای به ستون متصل گردد و اتصال دیوار به ستون بصورت مفصلی میباشد. طول این قلابها حداقل برابر 75 برابر قطر آنها میباشد.
4. میلگرد بستر چیست؟
میلگرد بستر، اِلمانی فولادی است که در بند افقی دیوار قرار میگیرد و با مسلح کردن دیوار در برابر نیروهای زلزله باعث جلوگیری از فروریزش آن میشود. اگرچه میلگردهای بستر میتوانند میلگرد آجدار معمولی باشند، اما معمولا این محصول به صورت دو مفتول ساده و یا آجدار استفاده میشوند. این محصول از دو مفتول طولی و میانی ساخته شده است. با توجه به نوع آرایش مفتول میانی، میلگردهای بستر دارای دو نوع خرپایی و نردبانی میباشند.

1-4 انواع میلگرد بستر
اگر مفتول میانی به صورت زیگزاگ به مفتول طولی متصل باشد، به آن میلگرد بستر خرپایی گفته میشود. اگر مفتول میانی عمود بر مفتول طولی باشد، آنرا میلگرد نردبانی مینامند. میلگردهای بستر خرپایی از سختی بیشتری برخوردار بوده و استفاده از آن نسبت به میلگردهای بستر نردبانی اولویت دارد. فواصل بین اتصال مفتول طولی و عرضی بایستی حداکثر ۴۰۰ میلیمتر باشد.

5. سه روش اتصال دیوار داخلی به زیر سقف
1-5 دیوار در راستای موازی و زیر تیرچه

در این حالت دیوار توسط قطعات ناودانی منقطع به زیر تیرچهها متصل شده است. عرض ناودانی بالا برابر عرض پاشنه تیرچهها و عرض ناودانی پایین برابر عرض دیوار است و بال ناودانیها حداقل 10 سانتی متر است، باید فاصله 25 میلی متر بین تیرچه و دیوار رعایت شود که توسط پلی استایرن یا پشم سنگ پوشیده میشود.
2-5 دیوار در راستای موازی تیرچه و زیر فوم

در حالتی که دیوار موازی تیرچه و بین دو تیرچه و زیر یونولیت قرار داشته باشد، باید یونولیت تراشیده شود و دیوار تا زیر سقف سازهای ادامه پیدا کند و دیوار با استفاده از ناودانیها به زیر سقف سازهای اتصال یابد. در این حالت نیز پلی استایرن یا پشم سنگ به ضخامت 25 میلی متر است.
3-5 دیوار در راستای عمود بر تیرچه

در حالتی که دیوار عمود بر تیرچه قرار دارد، ناودانیها به هر یک از تیرچهها متصل میشوند. دو ناودانی عمود بر هم قرار میگیرند که به هم جوش شده و عرض ناودانی بالایی به اندازه عرض بتن پاشنه تیرچهها میباشد و عرض ناودانی پایینی به اندازه عرض دیوار است. در این حالت نیز پلی استایرن یا پشم سنگ به ضخامت 25 میلی متر میباشد.
6. وادار میانی و اتصالات آن
✅ استفاده از وادارهای میانی در دیوارها برای کاهش طول مهار نشده دیوار به کار میرود.
✅ وادارهای میانی عمودی نباید در ناحیه حفاظت شده ( 2 برابر ارتفاع تیر از بر تکیه گاه) نصب شوند.
✅ اگر طول دیوار بیشتر از 4 متر باشد باید از وادار میانی عمودی، و اگر ارتفاع دیوار بیشتر از 3.5 متر باشد از وادار میانی افقی یا تیرک استفاده میشود.

اتصال وادارهای میانی به کف سازه بایستی به صورت مفصلی باشد که بدین منظور، وادار را به صفحه فلزی تعبیه شده در المان بتنی یا پیچ شده به آن جوش میکنیم (مطابق شکل 12).

اتصال وادارهای میانی عمودی به زیر تیر یا سقف بایستی به نحوی باشد که در جهت داخل صفحه، دیوار بتواند آزادانه حرکت کند و در جهت خارج از صفحه مهار شود. به این اتصال اصطلاحاً «اتصال کشویی» گفته میشود. اتصال میتواند در دیوارهای داخلی و پیرامونی کاربرد داشته باشد. این اتصال در میانه دیوار بکار میرود و در مواردی که دیوار یکسر آزاد است، بایستی از «اتصال تلسکوپی» استفاده کرد (مطابق اشکال 13 و 14).
در اتصال تلسکوپی در هر چهار سمت وادار از نبشی گونیا استفاده میشود و این نبشیها نباید به وادار جوش داده شوند فقط از چهار سمت به پلیت بالایی جوش داده میشوند.


1-6 پنج روش برای ساخت وادار میانی

7. 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. انتخاب نوع اتصال بستگی به وضعیت دیواری دارد که بین اعضا قائم ستون، دیوار و یا وادار مهار شده است. در سازههای بتنی چنانچه بر اساس نوع سقف امکان پیش بینی اتصالات مناسب لغزشی در زمان ساخت عضو سازهای برای بالای دیوار نباشد، میتوان این اتصال را با کاشت میل مهار پس از اجرای تیر انجام داد. باید توجه شود که در این صورت کاشت میل مهار باید در هسته تیر بتنی انجام شود و کاشت و اتصال به پوشش بتن مجاز نمی باشد.
حداقل فاصله بالای دیوار تا زیر سقف برابر بیشترین دو مقدار 25 میلی متر و حداکثر خیز دراز مدت سقف در امتداد دیوار در نظر گرفته شود.

8. اتصال دیوارهای غیر سازهای به یکدیگر
در اتصال دیوارها توصیه میشود که به دلیل امکان بروز تنشهای کششی در درون صفحه دیوارهای متقاطع، از بستهای فلزی رادیکالی مشابه آنچه در مورد اتصال به ستون به کار برده شد استفاده میشود و یا برای جداسازی دیوارها از یک دیگر در محل اتصال دو دیوار متقاطع از وادار استفاده شود.

9. دیوارهای دارای بازشو
برای بازشوهای بزرگتر از 2.5 متر، نیاز به اجرای وادار و نعل درگاه در کنار بازشو میباشد. در بازشوهای کوچکتر از این اندازه، در صورتی که از چهارچوب فلزی مناسب که پاسخگوی بارهای وارده باشد استفاده شود و المانهای مسلح کننده دیوار به قاب متصل شوند، احتیاجی به تعبیه وادار در کنار بازشو نمی باشد، در غیر این صورت باید برای این دهانهها نیز وادار تعبیه نمود.
10. اجرای دیوار در دهانههای مهاربندی
در دهانههای مهاربندی در تمام ساختمان ها، دیوار باید در جهت داخل صفحه از قاب سازهای جداسازی شود. اجرای دیوار در محور مهاربند یا با هرگونه تماس یا اتصال به مهاربند با توجه به اینکه مانع از عملکرد صحیح و رفتار مناسب مهاربند میشود ممنوع میباشد. دیوار باید خارج از محور مهاربند اجرا گردد.
11. اجرای دیوار بیمارستان ها
در بیمارستانها جهت جلوگیری از ایجاد هرگونه ترک در دیوار در هنگام زلزله و خارج نشدن فضاهای استریل از سرویس دهی ضروری است که در مجاورت تیر و ستون از قطعات ناودانی سراسری، که داخل آن به اندازه یک درصد ارتفاع طبقه از مواد تراکم پذیر نظیر پشم سنگ ضد رطوبت پر شده است، مطابق شکل 17 استفاده شود. این جزئیات برای هر دو نوع دیوارهای بلوکی و پانلی لازم الاجراست.

12. نتیجه گیری وال پست :
اجرای پیوسته دیوار با قابهای سازهای سختی و مقاومت سازه را افزایش میدهد اما بدین معنانمی باشد که عملکرد سازه را مطلوب میکند زیرا هر المان که سختی بیشتری داشته باشد جذب انرژی و آسیب پذیری بیشتری هنگام اعمال نیروهای جانبی خواهد داشت، بنابراین اجرای وال پست و کاربرد آن در اعضا سازه ای به همراه وادارهای عمودی و افقی و میلگردهای بستر دیوارها را در برابر نیرو خارج از صفحه مقاوم سازی میکند.
منابع:
- پیوست ششم آییننامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله (استاندارد 2800)
- دستورالعمل مقاومسازی اجزای غیرسازهای ساختمانها (نشریه 628)، سازمان برنامه و بودجه کشور
- ضوابط طراحی و اجرایی والپست، مهندس حسین ذوالفقاریان
- راهنمای طراحی لرزهای دیوارهای بنایی غیرسازهای مسلح به میلگرد بستر (ضابطه 729)، سازمان برنامه و بودجه کشور
گردآورندگان



دیدگاهتان را بنویسید