پیش‌بینی و انتظارات از رفتار لرزه‌ای ساختمان در زمان وقوع زمین‌لرزه و حوادث مشابه آن گاهی با واقعیت متفاوت و از آن دور است. مشابه این وضع، شرایطی بود که زلزه شدید کرمانشاه در سال 96 به وجود آورد. زلزله 7.3 ریشتری، با خسارت غیرقابل جبران به جان و مال مردم، نشان داد که ساختمان‌ها به‌درستی برای مهار لرزه طراحی نشده‌اند. در واقع، نه اجزای سازه‌ای، بلکه اجزای غیر سازه‌ای مثل وال مش که نقشی در باربری ساختمان ایفا نمی‌کنند، مورد غفلت واقع شده بودند.
در پی مواجه شدن بناها و زیرساخت‌ها با خسارات ناشی از زلزله، رویکرد دیگری در رابطه با مقاوم‌سازی ساختمان‌ها پیش گرفته شد. در این راهبرد، تقویت عناصر غیرسازه‌ای با دستور کار طراحان و مجریان صنعت ساخت و ساز گسترش یافته و مقررات مربوطه تدوین شده است. طی این تغییر رویکرد،اجرای وال مش به عنوان گزینه‌ای مطلوب جهت مهار لرزه‌ای دیوارهای غیر باربر معرفی گشت. در ادامه به این موضوع بیش‌تر خواهیم پرداخت.
وال مش جایگزین نوین وال پست‌های سنتی و مرسوم در ساختمان
زلزله نشان داد پایداری ساختمان تنها با استحکام سازه کافی نیست؛ نبود وال پست مناسب عواقب جانی و مالی گسترده دارد. بر این اساس، مستحکم‌سازی دیوارهای غیر باربر به کمک وال پست مجددا مورد بررسی قرار گرفت و ضوابط مختلفی نیز در این راستا تدوین و ارایه شد.
وال مش، نسل دیگری از وال پست‌های شناخته شده است که این روزها به عنوان جایگزین آن کاربرد دارد. اگر از لحاظ مقایسه عملکرد به این دو سیستم نگاه شود، تفاوتی ندارند؛ چون هر دو یک نقش را عهده‌دار هستند و دیوارهای مورد نظر را به اسکلت متصل می‌کنند. با به وجود آوردن این اتصال، دیوارها استحکام بیش‌تری پیدا کرده و در برابر نیروهای لرزه‌ای مقاومت بالاتری از خود بروز می‌دهند. تفاوتی که بین وال پست سنتی و وال مش دیده میشود، بهره‌مندی از نقاط ضعف کمتر و مزایای قابل توجه در نوع دوم است که دلیل ارجحیت پیدا کردن این سیستم به سیستم سنتی است.
از وال مش در جهت مستحکم‌سازی اسکلت‌های بتنی و فولادی استفاده میشود تا اقدامات لازم برای مهار لرزه‌ای دیوار صورت گیرد. به‌کارگیری سیستم وال مش را میتوان یک راهکار مناسب برای بالا بردن مقاومت بنا در برابر زلزله دانست؛ چرا که طی اجرای این سیستم و با جایگذاری نوارهای مش فایبرگلاس روی دیوارها در کنار افزودن پلاستر معدنی به سطح مش مذکور، یک کامپوزیت قوی حاصل میشود که استحکام بخش مورد نظر را تضمین میکند. در واقع، اعمال این روش، دیوار را در برابر لنگر ناشی از وقوع زمین‌لرزه مصون نگه می‌دارد.
وال مش دیوار مورد تایید استاندارد 2800 و سازمان نظام مهندسی ساختمان
پیش‌تر ذکر شد که پس از رخداد زلزله کرمانشاه، ضوابطی در راستای تمرکز بیش‌تر روی مهار لرزه عناصر غیر سازه-ای تهیه و ارایه گشت. در میان این ضوابط که طرح‌ها و تبصره‌های گوناگونی را در بر می‌گیرند و همه بر استفاده از وال پست یا وال مش در جهت مقاوم‌سازی ساختمان‌ها تاکید دارند، استاندارد 2800 یکی از مهمترین موارد است. البته باید گفت که سازمان نظام مهندسی با توجه به پیچیدگی‌های چالش‌برانگیزی که اجرای سیستم وال پست (سنتی) دارد، جایگزینی آن با سیستم وال مش را توصیه کرده است.
سیستم وال مش با استناد به پیوست ششم استاندارد مذکور، کاملا مورد تایید سازمان نظام مهندسی است و برتری آن به سیستم پیشین (وال پست فلزی) به طور واضح بیان شده است. طبق مطالب بیان شده در این پیوست، تسلیح دیوارهای ساختمان با استفاده از شبکه الیاف که با نام تجاری وال مش شناخته میشود، راهکار مناسبی برای مقاوم‌سازی آن‌ها از نظر عملکرد لرزه‌ای است.
عملکرد سیستم وال مش
سیستم وال مش به گونه‌ای عمل میکند که خمش دیوار تنها به شکل یک طرفه و در امتداد عمودی رخ می‌دهد. با توجه به این رفتار میتوان سیستم فوق را از نصب وادار بی‌نیاز فرض کرد. در عین حال، این روش برای طول دیوار محدودیتی ایجاد نمی‌کند. در صورت استفاده از سیستم مذکور، نصب نوار شبکه الیاف در نزدیکی بازشوهای تعبیه شده و نیز در لبه دیوار ضرورت دارد.
نوار شبکه الیاف که از آن سخن گفته شد، نواری است تشکیل شده از الیاف شیشه یا کربن که محل قرارگیری آن، سطح دیوار است. پس از نصب این نوار روی دیوار، نیاز به اجرای پلاستر وجود دارد که در دو لایه اعمال میشود. لایه اول دقیقا روی شبکه مذکور جای گرفته و اما پاشش لایه دوم پس از نصب نبشی‌ها صورت می‌پذیرد. نقش نبشی، مهار خارج صفحه دیوار است و نصب آن در دو قسمت بالایی و پایینی لازم است. نکته قابل توجه در این رابطه، توجه به عدم پاشش لایه دوم پلاستر روی نبشی است. البته در رابطه با نصب نبشی در بخش پایینی، یک استثنا وجود دارد و آن این است که اگر کف‌سازی دارای حداقل 50 میلی‌متر ضخامت بوده و بخش پایینی دیوار داخل آن باشد، میتوان از نصب نبشی مذکور صرف نظر کرد.
انتخاب الیاف شیشه
در رابطه با انتخاب الیاف شیشه باید به نوع نازککاری توجه کرد. در صورتی که نوع نازککاری سطح دیوار، سیمانی در نظر گرفته شود، الیاف شیشه باید از نوع مقاوم به قلیا AR-Glassمش فایبرگلاس انتخاب شوند و حتما مقاومت تسلیم بیش‌تر از 1000 MPa داشته باشند. علت اهمیت این امر (انتخاب الیاف مقاوم به قلیا)، جلوگیری از کاهش مقاومت آن‌ها در روبرویی با محیط سیمانی است؛ چرا که این گونه محیط‌ها خاصیت قلیایی دارند و موجب خوردگی الیاف می‌شوند.
الیافی که در معرض شرایط مذکور قرار بگیرند، ماندگاری زیادی نداشته و در نهایت تخریب می‌شوند. هر چند امکان پایین آوردن خاصیت قلیایی سیمان و ایجاد لایه محافظ روی الیاف هست؛ اما این راهکار به طور کامل نتیجه نداده و در نتیجه، استفاده از الیاف پیشنهاد شده ضروری است. حال در صورتی که پلاستر مورد استفاده برای نازککاری روی سطح شبکه الیاف از نوع گچی باشد، الیاف شیشه E-Glass توری فایبرگلاس نیز قابل قبول هستند و مقاومت تسلیم مورد نیازشان نیز دقیقا مشابه مورد قبلی است.
شبکه الیافی
شبکه الیافی که در سیستم وال مش نصب میشود، ساختاری شبکه‌ای دارد. این ساختار از کنار هم قرار گرفتن نخ‌های متعدد به وجود می‌آید و معمولا یک یا دو جهت را شامل میشود. منظور از یک جهته بودن شبکه، برخورداری نخ‌های آن از مقاومت کششی مناسب در یک راستاست. این یعنی نخ‌ها در راستای عنوان شده از لحاظ کششی مقاوم هستند؛ اما در راستای دیگر خیر. مسلما طراحی و نصب شبکه الیاف یک جهته به شرطی صحیح است که جهت قوی ملاک قرار داده شود. حال اگر شبکه‌ای دوجهته باشد، نخ‌های به کار رفته در آن در هر دو جهت موجود از نظر کششی مقاوم هستند.
در شبکه الیاف، فاصله‌ای که بین دو نخ مجاور وجود دارد، بسته به نوع طراحی تعیین میشود؛ اما طبق استانداردها نباید میزان این فاصله را کمتر از 5 میلی‌متر لحاظ کرد. در زمان تهیه ملات نیز باید به انتخاب سنگدانه‌ها توجه نمود؛ چرا که ابعاد آن‌ها در کیفیت اجرای وال مش تاثیرگذار است. ابعاد سنگدانه‌های موجود در ملات مصرفی برای اتصال شبکه الیاف در بیش‌ترین حالت خود باید همچنان از نصف فاصله‌ای که بین دو نخ مجاور وجود دارد، کمتر باشد.
اگر شبکه الیاف به صورت نواری نصب شود، مقدار الیاف به کار رفته در آن باید بیش‌تر از 100 گرم به ازای هر متر مربع باشد. در صورتی که نصب شبکه به شکل سرتاسری صورت گیرد، مقدار این الیاف باید به ازای هر طرف و هر متر مربع، 50 گرم باشد.
استفاده از پارچه‌های الیافی به کار رفته در ساختار FRP و نیز ژئوگریدهای دارای ساختار پلیمری به منظور ایجاد وال مش صحیح نیست.
کاهش 30 تا 60 درصدی هزینه اجرای وال پست به روش اجرای وال مش در ساختمان
یکی از مزایای بسیار مهم وال مش نسبت به وال پست فلزی، مقرون به صرفه بودن آن است. اجرای وال مش به خاطر عدم نیاز به اجرای بسیاری از عناصر حیاتی در وال پست فلزی، ارزان‌تر تمام میشود. در این سیستم، مواد و مصالح فولادی حذف می‌شوند. وال مش ذاتا به میلگرد بستر و وادارها نیازی ندارد و حذف این موارد به کاهش هزینه‌های پروژه می‌انجامد. مورد دیگری که روی هزینه‌های پروژه اثر می‌گذارد؛ بالا رفتن سرعت کار است.
وال مش نسبت به وال پست فلزی در مدت زمان کوتاه‌تری قابل اجراست و در نتیجه، دستمزدی که اکیپ اجرایی برای نصب این سیستم دریافت می‌کنند، به مراتب کمتر است. این اکیپ اجرایی، برخلاف اکیپی که به منظور نصب وال پست فلزی استخدام می‌شوند، هزینه کم‌تری نیز می‌گیرند؛ چرا که اصولا نیازی نیست از تخصص ویژه‌ای بهره‌مند باشند و بر این اساس، هزینه کم‌تری بابت کارشان پرداخت خواهد شد. عوامل گفته شده، مجموعا قادرند هزینه پروژه را چیزی حدود 30 تا 60 درصد کاهش دهند که میزان قابل توجهی است.
در اجرای وال مش از چه مصالحی استفاده میشود؟
وال مش از چهار بخش با مصالح مختلف تشکیل میشود که عبارتند از:
- توری وال مش (توری فایبرگلاس و مش فایبرگلاس مقاوم به قلیا): با توجه به نوع پلاستر مصرفی، نوع توری مورد استفاده برای اجرای وال مش تعیین میشود. پیش‌تر عنوان شد که در صورت استفاده از پلاستر گچی، لزومی به استفاده از نوع مقاوم به قلیا نیست؛ اما در صورتی که پلاستر سیمانی باشد؛ توری باید حتما از نوع مقاوم به قلیا انتخاب شود.
پلاستر وال مش (سیمانی و گچی): هر دو برای اجرای وال مش قابل قبول هستند و انتخابشان - بستگی به شرایط دارد. نوع گچی دوره پخت و به عمل آمدن کوتاه‌تری دارد و ارزان‌تر است؛ اما در مقابل، نوع سیمانی در برابر رطوبت مقاوم‌تر بوده و عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد.
پروفیل (نبشی و ناودانی): کاری که پروفیل‌ها در سیستم وال مش انجام می‌دهند، مهار کردن لبه - آزاد دیوارهای اطراف است.
چسب پایه اپوکسی: نام دیگر آن، چسب رزینی است. این چسب بر استحکام مش فایبرگلاس افزوده - و از حرکت آن در زمان جایگذاری روی سطح دیوار ممانعت به عمل می‌آورد. در صورت کسب مجوز لازم از طراح امکان استفاده از این چسب به جای میخ تفنگی در جهت نصب پروفیلهای مذکور وجود دارد.
اجرای وال مش بدون نیاز به نصب و اجرای میلگرد بستر در روی دیوار
میلگرد بستر، جزیی از وال پست با اهمیت غیر قابل انکار است که دیوار را از خطر ریزش و تخریب در امان نگه می‌دارد. ضرورت استفاده از این میلگرد به قدری است که اجرای وال پست بدون آن عملا بی‌فایده خواهد بود. این شرایط اما فقط در مورد وال پست صدق میکند و در رابطه با وال مش این‌طور نیست. میلگرد بستر، تقویت‌کننده استحکام دیوار است و ساختارش از مفتول‌های طولی و عرضی شکل می‌گیرد. اتصال میان مفتول‌های به کار رفته در میلگرد بستر به یکی از دو روش خرپایی یا نردبانی است. مسلما نصب چنین عنصری زمان‌بر بوده و فولادی بودن آن هزینه پروژه را بالا می‌برد؛ اما وال مش بدون نصب میلگرد بستر قابل اجراست و عملکردی کامل دارد. این مزیت به پایین آمدن هزینه و مدت زمان لازم برای تکمیل پروژه کمک میکند.
اجرای وال مش بدون نیاز به نصب وادار قائم و تیرک افقی
وال مش نه تنها به میلگرد بستر نیازی ندارد؛ که بدون استفاده از وادارهای قائم و تیرکهای افقی نیز کار خود را به خوبی انجام می‌دهد. این عناصر که حضورشان در وال پست فلزی ضروری بوده و در عملیات نصبشان نیازمند ایجاد حفره، جوشکاری، ایجاد لایه ضد زنگ و دیگر موارد مشابه بودند؛ چالشهای بسیاری را پیش روی اکیپ اجرایی قرار می‌دادند. چالشهای مذکور اما در اجرای سیستم وال مش وجود ندارند؛ چرا که اجرای وال مش به نصب این عناصر وابسته نیست. به این شکل، در عین برخورداری دیوار از طول مورد نظر بدون محدودیت، میتوان هزینه و همچنین مدت زمان مورد نیاز برای مهار لرزه‌ای دیوارها را کاهش داد.
مرور عمومی اجرای وال مش + شرایط خاص اجرا
اجرای وال مش به طور اصولی نیازمند تبعیت از ترتیب و جزییات مراحل زیر است:
1. دیوارچینی و دیوارکشی ساختمان: در این مرحله، عملیات دیوارچینی انجام میشود که اصول خاص خود را دارد. به طور کلی، اجرای وال مش تاثیری روی روند دیوارچینی ندارد و اجرای دیوار به صورت عادی قابل قبول است.
2. اجرای لایه اول پلاستر وال مش بر روی دیوارچینی ساختمان: با توجه به محلی که جهت نصب توری در نظر گرفته شده، باید اولین لایه پلاستر بر روی دیوار اعمال شود. پلاستر مصرفی میتواند گچی یا سیمانی باشد. در صورت لزوم گچ‌کاری روی دیوار، پلاستر نیز بهتر است از نوع گچی منظور گردد. در فضاهای مرطوب، پلاستر سیمانی بهتر عمل میکند. گفتنی است که نوع پلاستر انتخابی بر نوع توری مورد استفاده اثر دارد.
3. نصب توری فایبرگلاس بر روی دیوار: برای اجرای توری فایبرگلاس روی دیوار باید بر حسب طراحی عمل نمود. این عمل به دو صورت امکان‌پذیر است: نواری یا سرتاسری. اگر نصب به شکل نواری انجام شود، باید فواصل مشخصی در نظر گرفت؛ اما اگر به شکل سرتاسری باشد؛ باید بر روی کل دیوار اعمال گردد.
4. نصب پروفیل نبشی یا ناودانی جهت مهار لبه‌های دیوار با استفاده از چسب اپوکسی یا میخ تفنگی: در این مرحله از کار، لبه‌های آزاد دیوار به کمک پروفیلهای استاندارد مهار می‌شوند. بنا به صلاحدید طراح میتوان اجرای این مرحله را با کمک چسب یا میخ انجام داد.
5. اجرای لایه دوم پلاستر وال مش بر روی دیوارچینی ساختمان: در آخرین مرحله نیز به منظور افزایش گیرایی توری فایبرگلاس روی دیوار تا حد امکان، یک لایه دیگر پلاستر بر روی توری نصب شده و پروفیل‌ها اعمال میشود که جنسش باید مشابه جنس لایه اول باشد.
نکات آیین‌نامه‌ای اتصال دیوارهای غیر سازه‌ای به یکدیگر به روش وال مش
طبق ضوابط تعیین شده در آیین‌نامه 714 به منطور اتصال دیوارهای غیر سازه‌ای به هم در سیستم وال مش باید موارد زیر را مورد توجه قرار داد:
- با توجه به احتمال بروز تنش کششی داخل صفحه دیوارهای متقاطع، بهتر است اتصال دیوارها با کمک بست‌های فلزی صورت گیرد.
در چنین شرایطی لزوم تفکیک دیوارها از هم در محل اتصالشان با کمک وادار وجود دارد. - برای اجرای دیوارهای متعامد میتوان از شبکه الیاف به منظور مسلح‌سازی دیوار مورد نظر بهره
- برد. به این منظور، دو دیوار باید به طور مجزا توسط شبکه الیاف تسلیح گردند.
به منظور پیشگیری از ترکخوردگی نازککاری در محل تقاطع، استفاده از یک لایه شبکه الیاف به شکل ال مانند ضروری است که نازککاری روی سطح آن اعمال خواهد شد.
نکات آیین‌نامه‌ای اجرای وال مش در اطراف بازشو ساختمان
اجرای وال مش در اطراف بازشوها با توجه به ضوابط آیین‌نامه 714 نیازمند در نظر گرفتن موارد زیر است:
- اگر دیواری دارای بازشو باشد، نصب نعل درگاه و درب یا پنجره بر اساس جزییات اجرایی ارایه شده ضروری است.
اگر بازشو بزرگ‌تر از 2.5 متر باشد، باید در مجاورت آن از وادار و نعل درگاه بهره گرفت. - اگر بازشو از این اندازه کوچک‌تر باشد، باز هم در نظر گرفتن وادار لازم است و تنها با فرض استفاده
- از چارچوب فلزی استاندارد در کنار اتصال عناصر مسلح‌کننده دیوار به قاب، میتوان از نصب وادار صرف نظر کرد.
شبکه الیاف میتواند در مجاورت بازشو جایگزین وادار شود. در این صورت باید در بیرون از ملات - سیمانی و در درون از اندود گچی استفاده نمود. با اعمال شبکه الیاف، نیاز به اجرای نعل درگاه در صورت اجرای قاب پنجره برطرف خواهد شد و امکان تسلیح دیوار در بخش بالایی و پایینی دیوار به کمک شبکه الیاف فراهم است.
نکات آیین‌نامه‌ای مهار جان‌پناه به روش اجرای وال مش
- مهار جان‌پناه با استفاده از سیستم وال مش باید با رعایت موارد زیر انجام شود:
بر اساس ضوابط ارایه شده توسط سازمان آتش‌نشانی، ارتفاع استاندارد برای جان‌پناه باید حداقل 1.2 متر در نظر گرفته شود. در چنین شرایطی، امکان ادامه ستون‌های اطراف بام تا ارتفاع 1.35 متر وجود دارد. این ارتفاع به منظور مهار جان‌پناه از لحاظ لرزه‌ای منظور میشود.
در فاصله میان ستون‌ها در فواصل 4 متر، باید از وادار استفاده نمود. - تسلیح دیوار جان‌پناه میان وادارها به کمک تسمه یا میلگرد بستر ضروری است؛ چرا که لزوم تامین پایداری خارج از صفحه جان‌پناه وجود دارد.
نبود جابجایی نسبی در جان‌پناه، نیاز به تفکیک وال پست از دیوار یا ادامه ستون را برطرف می‌سازد. - از آن‌جا که وال پست‌ها در چنین شرایطی طره هستند، اتصالشان به کف تنها از نوع گیردار قابل قبول خواهد بود. اگر تراز بام دارای پیش‌آمدگی بوده یا ادامه دادن ستون‌های اطراف بام میسر نباشد، امکان پایداری جان‌پناه طبق دیوار و به کمک وال پست در فواصل 4 متر و نیز مسلح‌سازی دیوار وجود دارد.
- به منظور مهار جان‌پناه از لحاظ لرزه‌ای میتوان از وادار بتنی نیز استفاده کرد. برای پایداری دیوار جان‌پناه، استفاده از ملات تسلیح شده با شبکه الیاف به شکل نوارهای عمودی پیوسته نیز قابل قبول است. تراکم و عرض این نوارها بستگی به طراحی و محاسبات مربوطه داشته و با توجه به جنس و خصوصیات الیاف و نیز مشخصات و ضخامت دیوار تعیین میشود.
- ملات مورد استفاده روی شبکه الیاف باید دارای نسبت سیمان به ماسه بادی 1 به 2 و مقاومت فشاری آن از 30MPa بیش‌تر باشد. مهار الیاف باید در دو سمت با استفاده از تسمه به دال سقف و وجه خارجی تیر صورت گیرد.
- تسمه مورد استفاده جهت اتصال بایستی از عرض الیاف مصرفی 100 میلی‌متر بیش‌تر باشد.
- تامین پایداری دیوار بالکن‌ها نیز مشابه روش مذکور برای جان‌پناه است. در صورت قرارگیری دیوار
- بالکن در میان وال پست‌ها، لزومی به تفکیک دیوار از وال پست نخواهد بود؛ اما در صورت تماس دیوار با ستون، تفکیک بین دیوار و ستون ضرورت دارد.
آیا میتوان وال مش را در دهانههای بدون وال پست اجرا کرد؟
استفاده از وال پست فلزی در شرایطی که ساخت ساختمان بدون اجرای وال پست انجام شده، ممکن نیست. همچنین در مواردی که ساختمان‌های بدون وال پست مورد بازسازی قرار می‌گیرند، این روش کارساز نخواهد بود. در مواجهه با این‌گونه ساختمان‌ها تنها یک راه جهت مهار لرزه‌ای دیوارهای غیر سازه‌ای موجود است: استفاده از وال مش.
وال مش با بهره‌مندی از یک مزیت دیگر، جایگاه خود را به عنوان سیستم جایگزین وال پست فلزی تثبیت کرده است. این سیستم در ساختمان‌های غیر مجهز به وال پست، قابل اجراست و اجرای آن با حداقل تخریب صورت می‌گیرد. برخلاف وال پست که امکان اجرا در ساختمان‌های تجهیز نشده را ندارد و نصب آن در صورت عملی بودن به تخریب شدید منجر میشود، وال مش به سادگی پس از به پایان رسیدن ساخت دیوارها نیز قابل نصب است. به این منظور، لایه رویی دیوار کنار رفته و شبکه الیاف نصب می‌گردد. سپس جهت مهار شبکه و ایجاد پوشش برای تکمیل فرایند اقدام شده و عملیات به اتمام می‌رسد.
کلام پایانی
وال مش، سیستم لرزه‌ای نوین، با هزینه و زمان کمتر نسبت به وال پست فلزی است و با کیفیت اجرا میشود. بی‌نیازی این سیستم از میلگرد بستر، وادارها و اکیپ اجرایی متخصص، تنها بخشی از مزایای ویژه آن است. وال مش با عملکرد فوق‌العاده در برابر زلزله، مورد تایید آیین‌نامه 2800، مقررات ملی ساختمان و ضوابط مربوطه بوده و از این رو به عنوان جایگزینی مناسب برای وال پست معرفی شده است.
