امروزه در طراحی نوین ساختمان روش‌های مختلفی برای مهار نیروی زلزله و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از آن وجود دارد، برای مثال در مباحث مقررات ملی ساختمان (مبحث نهم و دهم) در بخش ضوابط لرزه‌ای فرمول‌ها و الزامات خاصی برای مقابله با تنش‌های ناشی از زلزله ارائه شده است؛ بعلاوه در انواع نرم افزارهای تحلیل و طراحی ساختمان با انتخاب ضرایب و پارامترهای لرزه‌ای می‌توان ضوابط لرزه‌ای را برای ساختمان اعمال نمود. اما نکته اینجاست ! موارد گفته شده در بالا مربوط به بخش‌های سازه‌ای ساختمان می باشد که شامل تیرها، ستون‌ها، شالوده و دیوارهای برشی است در مورد اجزای غیر سازه‌ای ساختمان چطور؟ چطور از این اجزا در برابر نیروی مهیب زلزله محافظت کنیم؟ اصلا ! اجزای غیر سازه‌ای در ساختمان شامل چه قسمت‌هایی است؟ و ….
اجزای غیر سازه‌ای ساختمان
هر ساختمان به طور کلی از دو بخشِ اجزای سازه‌ای و غیر سازه‌ای ساخته شده است، اجزای غیرسازهای ساختمان به اجزایی گفته می‌شود که با اتصالات استاندارد به قسمت‌های سازه‌ای ساختمان متصل شده‌اند و با هم به صورت هماهنگ عمل می‌نمایند و سیستم کلی ساختمان را تشکیل می‌دهند. اجزای غیر سازه‌ای ساختمان شامل در و پنجره‌ها، نما، تاسیسات ساختمان، سقف‌های کاذب، دیوار کاذب، پارتیشن‌ها و دیوارهای غیر سازه‌ای می‌باشند.
مقاوم سازی اجزای غیر سازه‌ای
به منظور مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله علاوه بر اسکلت ساختمان اجزای غیر سازه‌ای نیز باید مقاوم سازی و مهار شوند، در بسیاری از موارد دیده شده است که پس از زلزله اسکلت ساختمان سالم بوده و مقاومت کافی داشته است اما این اجزای غیر سازه‌ای بوده‌اند که به خاطر مهار و اتصال نامناسب تخریب شده‌اند و آسیب فراوانی به بار آورده‌اند. برای مثال سقوط نمای ساختمان به سمت بیرون، اتصالی سیم برق و آتش سوزی، ترکیدگی لوله گاز و آب و ریزش دیوارهای غیرسازهای. بیشترین سهم این آسیب‌ها نصیب دیوارهای غیر سازه‌ای است. دیوارهای غیر سازه‌ای به دیوارهایی گفته می‌شود که داخل قاب خمشی قرار دارند و با اتصالات مناسب به قاب مهار می‌شوند و نباید با دیوارهای باربر و یا دیوارهای جداگر اشتباه گرفته شوند. همچنین در دیوارهای غیر سازه‌ای امکان تعبیه انواع بازشوها مانند در، پنجره و کانال وجود دارد که برای مقاوم سازی این نوع دیوارها چالش به وجود می‌آورد.
مقاوم سازی دیوارهای غیر سازه‌ای
به منظور مقاوم سازی دیوارهای غیر سازه‌ای در برابر تنش‌های ناشی از زلزله روش های گوناگونی وجود دارد این روش‌ها در برگیرنده نصب وال پست‌های فلزی و نصب سیستم وال مش می باشد که در ادامه پیرامون هریک و مزایا و معایب آنها به گفتگو می‌نشینیم.
آشنایی با وال پست و سازوکار آن
امروزه در هر ساختمانی برای مهار دیوارها از وال پست استفاده می‌گردد. وال پست‌ها برای دیوارهای درون قابی و همچنین دیوارهایی که به نما متصل هستند (که دیوار غیر سازه‌ای محسوب می‌گردند) به کار می‌روند و از ریزش آنها جلوگیری به عمل می‌آورند. وال پست‌ها در واقع نقش نگه دارنده دیوارها را ایفا می‌کنند و در برابر وارد آمدن نیروهای خارج از صفحه از دیوار محافظت می‌نمایند. در پیوست ششم نشریه 2800 مربوط به الزامات طراحی لرزه‌ای ساختمان درباره الزامات طراحی و اجرای وال پست‌ها توضیحات کاملی ارائه شده است. طبق این پیوست باید دقت نمود در هنگام طراحی و نصب وال پست‌ها اتصال آنها به قاب خمشی باید به گونه‌ای باشد که در جهت موازی با صفحه قاب به صورت کشویی عمل نموده و فقط مهار در جهت خارج از صفحه قاب را تامین نماید. وال پست در واقع نقش واسط بین دیوار و قاب خمشی را ایفا می‌نماید.
وال پست از چه جنسی ساخته شده؟
وال پست فلزی
در طی یک دهه اخیر در ایران وال پست‌ها تماما از جنس پروفیل‌های فولادی نظیر نبشی، ناودانی، مقاطع شکل و … استفاده می‌گردید، وال پست‌های فولادی به شکل تیرک و وادار روی صفحه دیوار به وسیله اتصالات جوشی نصب می‌گردند و به وسیله قطعات ناودانی و فوم پلی استایرن به قاب سازه‌ای متصل می‌شوند. اتصالات درونی آنها نیز به کمک جوش انجام می‌گیرد.
وال مش
یکی دیگر از سیستم‌هایی که امروزه کاربرد فراوانی پیدا کرده‌اند و به عنوان جایگزینی برای وال پست‌های سنتی به کار می‌روند و از مش فایبرگلاس دیوار ساخته شده است سیستم وال مش است که بسیار سبک‌تر از وال پست‌های سنتی است و قابلیت نصب بسیار آسانی دارد. الزامات اجرای وال مش‌ها نیز همانند وال پست فولادی در ضابطه 819 مقررات ملی ساختمان و پیوست ششم نشریه 2800 مربوط به الزامات طراحی لرزه‌ای ساختمان آمده است در ادامه همراه ما باشید تا بیشتر در رابطه با این سیستم نوین بدانید.
الزامات اجرایی و طراحی وال پست برای دیوار غیر سازه‌ای
طبق مطالب گفته شده در بند بالا وال پست‌ها از جنس پروفیل‌های فولادی هستند و هنگام نصب در سر و انتها بین سطوح دال کف و تیر افقی قاب سازه ای که چارچوب اصلی ساختمان را تشکیل می‌دهند، به کمک انواع تکیه گاهها مهار می‌شوند که هر کدام از آنها ابعاد مقطع و الزامات مخصوص به خود را دارند برای مثال برای ساختمان‌های سه طبقه و کمتر در دیوارهای خارجی از نبشی با مشخصات زیر استفاده می‌شود: (وال پست نبشی به صورت 4 نبشی چسبیده به هم که یک باکس را می‌سازند ساخته می‌شود.)
| نوع دیوارها | فاصله بین المان نگهدارنده قائم (wallpost) به متر | ||
| 1 الی 2 متر | 2 الی 3 متر | 3 الی 4 متر | |
| دیوار ساخته شده از بلوک AAC | 4L30 H150 | 4L40 H150 | 4L40 H150 |
| دیوار ساخته شده از بلوک لیکا | 4L30 H150 | 4L40 H150 | 4L40 H150 |
| دیوار آجری | 4L40 H150 | 4L40 H150 | 4L50 H150 |
همچنین برای وال پست ساخته شده از باکس فولادی در ساختمان‌های سه طبقه و کمتر برای دیوارهای خارجی از این الزامات استفاده شده:
| نوع دیوارها | فاصله بین المان نگهدارنده قائم (wallpost) به متر | ||
| 1 الی 2 متر | 2 الی 3 متر | 3 الی 4 متر | |
| دیوار ساخته شده از بلوک AAC | BOX 80*4 | BOX 100*4 | BOX 100*4 |
| دیوار ساخته شده از بلوک لیکا | BOX 80*4 | BOX 100*4 | BOX 100*4 |
| دیوار آجری | BOX 80*4 | BOX 100*4 | BOX 120*4 |
به همین ترتیب انواع پروفیل‌های فولادی دیگر با الزامات خاصی در دیوارهای نما و داخلی استفاده می‌شوند. در مورد دیوارهای بلوک سیمانی و یا سفالی، وال پست‌ها معمولاً به‌وسیله بست‌ها و میلگرد بستر در فواصل طولی معین در امتداد وال پست به لایه داخلی و خارجی دیوار ثابت می‌شود. این ابعاد توسط مهندس طراح و متناسب با بارهای وارده، مورد محاسبه قرار خواهند گرفت. برای کسب اطلاعات جامع‌تر می‌توانید به ضابطه 819 مقررات ملی ساختمان در مورد الزامات اجزای غیر سازه‌ای ساختمان مراجعه نمایید. اما امروزه با پیشرفت علوم مهندسی و ورود مصالح جدید در حوزه ساخت و ساز استفاده از پروفیل‌های فولادی با چالش‌های اجرایی فراوان و وزن بسیار سنگین دیگر منسوخ شده و به جای آن استفاده از انواع مش FRP ، مش الیاف کربن و مش فایبرگلاس فراگیر شده است.
چرا استفاده از وال پست پروفیل فولادی به صرفه نیست؟
یکی از مهمترین دلایلی که روشن میسازد چرا وال پست‌های فولادی به صرفه نیستند نحوه اتصال آنها است! تقریبا برای هر سازنده‌ای مشخص است که اتصال سازه‌های فلزی با جوش همواره با چالش‌هایی همراه است و علت آن کمبود نیروی متخصص در زمینه اتصالات جوشی و عدم اجرای صحیح آن در کشور ایران است، با وجود قوانین و الزامات استاندارد در زمینه جوش و اتصال اعضای فولادی همچنان در زمینه اجرا معایب و ایراداتی در کشور وجود دارد که همواره اتصالات جوشکاری را با مشکلاتی روبه رو میسازد. علاوه بر مسائل اجرایی طراحی مقاطع فلزی برای وال پست‌ها نیز چالش‌هایی به همراه دارد و باید انواع قوانین و الزامات را برای آن به کار گرفت؛ برای مثال برای تشخیص اینکه از کدام مقطع برای دیوار با چه ابعادی استفاده شود مستلزم مراجعه به الزامات و استانداردهای موجود در ضوابط مقررات ملی ساختمان از جمله ضابطه 819 مقررات ملی ساختمان است. مسئله دیگری که هنگام اجرا بسیار چالش بر انگیز است و نسبت به وال مش بسیار دست و پا گیر تر است این است که وال پست‌های پروفیل فولادی اعم از نبشی، ناودانی و باکس فولادی یک المان بزرگ و بسیار سنگین است که اغلب می تواند بیش از 400 کیلوگرم وزن داشته باشد. ساخت و تحویل وال پست‌های پروفیل فولادی دارای معضلات قابل توجه زیست محیطی است و همچنین پس از تحویل به سایت، ذخیره سازی آنها مستلزم کنار گذاشتن فضای وسیعی است. تهیه وال پست با پروفیل فولادی، از جمله فرآیند طراحی و ساخت، اغلب به زمان چهار تا پنج هفته نیاز دارد. طول و وزن وال پست پروفیل فولادی، مانور دادن آنها را در مکان‌های محدود دشوار می‌کند. هنگامی که به عنوان بخشی از دیوار داخلی نصب می شود، خطرات بهداشتی و ایمنی قابل توجهی برای نصب کنندگان در بالا بردن ستون باد به موقعیت عمودی آن وجود دارد. هیچ روش بلند کردن مکانیکی شناخته شده ای برای نصب ایمن ستون های باد وجود ندارد. وال پست فولادی دچار عدم مقاومت در برابر آتش و رطوبت است و مسائل حرکت حرارتی است که همگی به اقدامات اضافی برای دستیابی به انطباق با مشخصات با هزینه اضافی نیاز دارند.
حذف وال پست و مهار دیوارهای ساختمان با روش وال مش
با روی کار آمدن متریال نوین ساخت و ساز نظیر مش فایبرگلاس و ویژگی‌های بی‌نظیری که از نظر مکانیکی دارند (مانند مقاومت کششی بالا) باعث شده از این متریال در ساختمان سازی نیز استفاده شود. مش فایبرگلاس محصولی نوین است که به صورت یک شبکه شطرنجی مثل تار و پود پارچه از جنس شیشه به هم بافته شده هه به صورت رول‌های با عرض و طول مشخص به فروش میرسند. وال مش کاربردهای فراوانی داشته از جمله آن می‌توان به عنوان جایگزینی برای وال پست اشاره نمود. وال مش با قطر چشمه و گرماژ مختلف تولید می‌شود و می‌تواند در دیوار به صورت عمودی نصب شوند. این محصولات جایگزینی خوبی برای انواع وال پست های فولادی هستند. برای نصب وال مش روی دیوارهای غیر سازه‌ای مورد نظر یا هر سطح دلخواه دیگری باید از متریال دیگری به عنوان نگهدارنده و پوشاننده استفاده نمود و این متریال پلاستر سیمانی یا گچی با در صد اختلاط مشخص است که ممولا درصد سنگدانه کمتری دارد و سطح آن صاف تر و کارایی بیشتر دارد و به راحتی قابلیت پرداخت دارد، علاوه بر این به منظور گیر دار نمودن ورق وال مش روی سطح دیوار می‌توان از انکر و اسپایک مخصوص وال مش استفاده نمود.
چرا سیستم وال مش بهترین گزینه برای حذف وال پست ساختمان می باشد؟
وال مش‌ها (wallmesh)، بهترین گزینه به عنوان وال پست یا همان وادارهای عمودی و میانی است. چرا که سبب محافظت و افزایش استحکام دیوارهای غیر سازه ای در برابر نیروی باد و زلزله می شود. مقرون به صرفه بودن نیز از مهمترین قابلیت های آن است همچنین وال مش، احتمال آسیب و تخریب این دیوارها در برابر عوامل محیطی را به شدت، کاهش می دهد. در ادامه مزایای وال مش ها به صورت موردی آورده شده است:
مزایای وال مش چیست؟
مزایای وال مش عبارتند از:
- نصب آسان و سریع
- قیمت به صرفه و ارزان نسبت به وال پست پروفیل فولادی
- مقاومت بالا در برابر رطوبت و عدم آسیب دیدگی (بر عکس پروفیل‌های فولادی که به راحتی زنگ می‌زنند)
- مقاومت کششی بالا
- عدم آسیب دیدگی در محیط قلیایی سیمانی و بتنی
- مقاومت در برابر سولفات و کربنات
- دوام و ماندگاری بالا در طول زمان
- قابلیت حمل آسان
- سازگاری با انواع مصالح ساختمانی
- کاهش وزن ساختمان در مقایسه با وال پست فلزی
مراحل اجرای وال مش جایگزین وال پست فلزی
اجرای وال مش به راحتی و با کمک افراد ماهر تا نیمه ماهر اجرا می‌شود. بطور کلی مراحل اجرای وال مش را می‌توان در 4 مرحله به شکل زیر خلاصه نمود
نصب ناودانی یا نبشی منقطع: ابتدا نبشی یا ناودانی را داخل قابی که قرار است دیوار چیده شود، نصب می کنند. البته در زمان نصب این نبشی باید دقت کرد که ضاخامت دیوار تامین شود تا دیوار آزادی افقی خود را داشته باشد. نصب نبشی با استفاده از اتصالات جوشی یا پیچی، میخ، چاشنی و یا چسب های اپوکسی دو جزئی انجام می گیرد.
دیوار چینی: در مرحله بعدی، دیوار چینی شروع می شود که به صورت متعارف، انجام می گیرد. البته برای اینکه این دیوار، در باربری جانبی، مشارکت نکند باید از اتصال گیردار آن با ناودانی و نبشی های نصب شده جلوگییری به عمل آورد و به این منظور از مصالح جداکننده ای مثل پشم سنگ یا پلی استایرن یا یونولیت استفاده می شود. این مصالح سبب می شوند دیوار از قاب، تیرها و ستون جدا شود.
اجرای نوار وال مش: نوارهای وال مش که از جنس توری فایبرگلاس می باشد، دارای عرض های از پیش تعیین شده ای هستند به صورت عمودی بر روی دیوار، قرار می گیرند. نوار وال در کف و در سطح زیر سری تیر به زیر ناودانی‌های منقطع از پیش تعبیه شده چسبانده می‌شوند به طوری که سر آنها معلوم نباشد و در کف سازه‌ای با استفاده از انکر بولت ها گیر دار می‌شوند
اجرای پلاسترهای ویژه وال مش: در مرحله نهایی، این الیاف های توری شیشه ای یا همان وال پست مش فایبرگلاس، از طریق پلاسترهای گچی یا پلاستر سیمانی سیمانی، پوشیده می شود.
جمع بندی و پایان
امروزه اولویت در ساخت و ساز با سازه هایی است که:
- با سرعت بیشتری به مرحله بهره برداری می رسند
- با کمترین قیمت بیشترین کارایی را ارائه می‌دهند
- و وزن آنها نسبت به سازه‌های دیگر به مراتب پایین تر است
با کمک مصالح نوینی مانند وال مش می‌توان به تمام پارامترهای گفته شده در بالا دست یافت و می‌توان استفاده از پروفیل‌های فولادی با وزن سنگین را فراموش نمود.
سلام وقت بخیر
با توجه به ویژگی‌های وال مش، چگونه می‌توانید از این سیستم در طراحی خود استفاده کنیم؟
سلام
می‌توانم از وال مش به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر نیروی زلزله استفاده کنم. با نصب وال مش بر روی دیوارهای غیرسازهای، می‌توانم استحکام دیوارها را افزایش دهم و خطر ریزش آنها در اثر زلزله را کاهش دهم. همچنین، وزن سبک وال مش به کاهش بار کلی ساختمان کمک می‌کند.