وال پست چیست + انواع والپست
وال پستها (Wall Post) عناصری هستند که توسط آنها دیوارهای غیرسازهای مقاوم سازی میشوند تا در مقابل نیروهای جانبی (نیروهای وارده به ساختمان در هنگام وقوع زلزله، باد شدید یا حوادث مشابه) استحکام لازم را داشته باشند. این عناصر در زمان وقوع حوادث مختلف که ممکن است باعث وارد شدن نیروهای جانبی به ساختمان باشند نگه دارنده دیوارها یا عناصر غیرسازهای دیگر هستند و از تخریب آنها جلوگیری میکنند.
تاریخچه استفاده از وال پست
در دهههای اخیر در کشور ایران زلزلههای فراوانی رخ داده است. در بسیاری از این زلزلهها بسیاری از تلفات جانی و مالی وابسته به تخریب اجزای غیرسازهای بوده است. در یک ساختمان حدودا 30 درصد هزینه ساخت مربوط به سازه اصلی و 70 درصد آن مرتبط با اجزای غیرسازهای میباشد. طبق تحقیقات انجام شده در زلزلههای اخیر نیز حدود 70 درصد تخریب ساختمانها مرتبط با اجزای غیرسازهای و حدود 30 درصد آن وابسته به سازه اصلی بوده است. در نتیجه نیاز به مقاومسازی اجزای غیرسازهای به شدت احساس میشده است. البته والپست که در واقع المان نگهدارنده دیوارهای غیرسازهای به شمار میرود المان جدیدی نیست و در قبل نیز در ساختمانها به کار میرفته است. اما تلفات زلزلههای اخیر نشان داد که نوع استفاده از این المان صحیح نیست و کارایی لازم را ندارد. زلزلهای که در کرمانشاه در سال 1396 رخ داد نمونهای محرز از عملکرد نامناسب وال پستها در ساختمان بود. در نتیجه در سال 1396 پژوهش و تحقیقات در رابطه با روش اجرای صحیح وال پست شدت گرفت و نتیجه این تحقیقات منجر به انتشار پیوست ششم استاندارد 2800 توسط دفتر مقررات ملی و کنترل ساختمان و مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی شد. در این پیوست نکات تکمیلی و جزئیات اجرایی درباره چگونگی صحیح اجرای والپست آمده است. امروزه استفاده از وال پستها در ساختمانهایی که بنا میشوند اجباری است و دیتیل اجرایی آنها باید مطابق آیین نامههای مقررات ملی ساختمان ایران صورت گیرد. در این مقاله به طور خلاصه اطلاعات لازم درباره والپست و نکات لازم برای اجرای صحیح آنها طبق آیین نامههای مقررات ملی ساختمان را بیان کرده ایم.
هدف اجرای وال پست
در زمان وقوع زلزله یا باد شدید به یک ساختمان نیروهای جانبی (نیروهایی که در راستای موازی سطح زمین قرار دارند) وارد میشوند. این نیروها باعث میشوند که سازه اصلی و اجزای غیرسازهای در اثر آنها به حرکت وادار گردند. این در حالی است که اگر هر جزء را به تنهایی در نظر بگیریم، سختی و نوع مصالح به کار رفته در سازه اصلی و اجزای غیرسازهای با هم متفاوت هستند. در نتیجه رفتار هر یک از این دو جزء در مقابل اعمال نیرویهای جانبی رفتار یکسانی نخواهد بود. در صورتی که اجزای غیرسازهای و سازه اصلی به صورت مقید به هم دیگر پیوسته باشند (مسألهای که در اجرای وال پستها به صورت سنتی ایجاد میشد) نیروهای مختلفی که از سازه اصلی مستقیما به اجزای غیرسازهای وارد میشد، باعث تخریب آنها میگشت. علاوه بر این به واسطه اتصال یکپارچه اجزای غیرسازهای و سازه اصلی در زمان اعمال نیروهای جانبی بار و سنگینی اجزای غیرسازهای باعث میشد که سازه اصلی آسیبپذیرتر شده و امکان تخریب بیشتری داشته باشد. برای رفع این مشکل از والپست با دیتیل اجرایی جدید استفاده میکنیم. میتوان به طور خلاصه گفت که اجرای وال پست به روش جدید دو اثر مهم و سودمند زیر را دارد:
- وال پستها اتصال دیوار غیرسازهای را به سازه اصلی را فراهم میکنند. به عبارت دیگر اکثر دیوارهای غیرسازهای از طریق والپستها به سازه اصلی متصل میشوند (به غیر از کف دیوار که مستقیما بر روی سازه اصلی ساخته میشود). این اتصال به صورت مقید و غیرقابل انعطاف نیست. در نتیجه آزادی حرکتی کوچکی برای حرکت به طور مستقل برای دیوار فراهم میشود که این آزادی حرکت نقش بزرگی در حفظ ثبات دیوار دارد. ضمنا عدم اتصال یکپارچه و مقید دیوار غیرسازهای با سازه اصلی باعث جلوگیری از وارد شدن نیروهای لحظهای شدید از طرف دیوار به سازه اصلی و یا بالعکس در زمان وقوع حوادث میگردد. این نیروهای لحظهای که ناشی از بار و لختی دیوار است میتواند باعث تخریب سازه اصلی باشد.
- در زمان وقوع حوادث در جهات مختلف به اجزای غیرسازهای نیرو وارد میشود. نیروهایی که در صورت عدم مهار میتوانند باعث تخریب دیوار گردند. استفاده از وال پست با دیتیل جدید باعث میشود که این نیروهای به نوعی مهار شوند که دیوار تخریب نشود. نیروهای اصلی وارد بر دیوار نیروهای درون صفحه و خارج از صفحه هستند. در صورت عدم مقابله، هر دوی این نیروها میتوانند باعث فرو ریختن دیوار شوند. سیستم والپست به دیوار اجازه میدهد در جهت داخل صفحه آزادی حرکتی کمی داشته باشد. این آزادی حرکتی اندک باعث میشود که از وارد شدن نیروهای شدید بین دیوار و سازه اصلی جلوگیری کند. در نتیجه امکان پایداری هم سازه اصلی و هم دیوار غیرسازهای بسیار افزایش یابد. البته این آزادی حرکتی کم در زمان وقوع حوادث مختلف ممکن است باعث ایجاد ترکهای کوچک بر روی دیوار شود اما سیستم وال پست به دلیل متصل بودن به سازه اصلی اجازه حرکت بیش از اندازه به دیوار در جهت داخل صفحه را نمیدهد و از تخریب آن جلوگیری میکند. دیوارهای غیرسازهای در مقابل نیروهای خارج از صفحه نیز آسیبپذیر هستند. سیستم وال پست (استفاده از وال پستهای مختلف و میلگرد بستر یا بستهای فولادی طبق دیتل اجرایی مجاز) دیوار را تا حد بسیار زیادی در مقابل این نیروها نیز حفظ میکند.
انواع وال پست
بر اساس روش به کارگیری، وال پستها به دو نوع عمودی و افقی مورد استفاده قرار میگیرند. وال پستهای عمودی طول دیوار و والپستهای افقی ارتفاع دیوار را در مقابل نیروهای خارج صفحه محافظت میکنند. در عین حال اجازه حرکت اندک در جهت داخل صفحه را به دیوار میدهند. برای اجرای مناسب سیستم وال پست برای یک دیوار غیرسازهای باید از انواع مختلف والپست استفاده کرد. انواع مورد نیاز و تعداد مورد نیاز در هر مکان طبق ضوابط بیان شده در آیین نامهها مشخص میگردد. به طور کلی انواع مختلف وال پست به صورت زیر هستند:
وال پست کناری یا وادار کناری
وال پست کناری یا وادار کناری یک ناودانی به شکل U است که میتواند دیوار را از یک سمت در جهت داخل و خارج از صفحه حفظ نماید. عرض این وال پست کمی بیشتر از ضخامت دیوار غیرسازهای است، چرا که دیوار باید از هر دو طرف در بین لبههای ناودانی والپست کناری قرار بگیرد. در نتیجه بسته به دیوارهای مختلف وال پستهای کناری با عرضهای مختلف ساخته میشوند. طول والپست کناری تقریبا به اندازه طول دیوار غیرسازهای است. بنابراین بیشتر این نوع وال پستها طولی تا حدود سه متر دارند. لبههای ناودانی وال پستهای کناری که بال والپست نام دارند، با طول معمولا 5 سانتی متر ساخته میشوند (بعضی از تولید کنندگان اقدام به تهیه والپست کناری با طول بال کمتر میکنند. در نتیجه والپست کارایی لازم را نخواهد داشت). بر روی ناودانی وال پستهای کناری سوراخهایی لوبیایی شکل برای اتصال میلگردهای بستر به آنها وجود دارد. اتصال والپست کناری از بالا و پایین به سازه اصلی انجام میشود. این نوع وال پستها هم در سازه فولادی و هم در سازه بتنی قابل استفاده هستند. اتصال وال پست کناری به سازه اصلی باید طبق دیتیل اجرایی مشخص شده در آیین نامهها به صورت دقیق صورت گیرد وگرنه ممکن است به هیچ وجه کارایی مناسب را نداشته باشد. در تمام دیوارهای غیرسازهای از وال پست کناری استفاده نمیشود، بلکه تنها در دیوارهایی که شرایط مشخصی دارند این وال پست به کار میرود.
وال پست میانی یا وادار میانی
وال پست میانی مقطعی به شکل H دارد. این والپست شکلی شبیه یک تیرآهن نازک دارد و با جوشکاری سه صفحه مستطیلی شکل به هم تولید میشود. این نوع وال پست در میان یک دیوار غیرسازهای به کار میرود. در دیوارهایی که طول یا ارتفاع زیادی دارند والپست میانی در داخل دیوار قرار میگیرد و دیوار را در مقابل نیروهای خارج صفحه حفظ میکند. در اثر نیروهای خارج از صفحه دیوار مستعد شکم پیدا کردن و سپس ریزش است که این وال پست از این امر جلوگیری میکند. عرض وال پست میانی بر اساس ضخامت دیوار غیرسازهای تعیین میشود، چرا که دیوار باید در هر دو طرف بین دو لبه والپست میانی قرار گیرد. لبههای وال پست میانی در در دو طرف دیوارهای هر دو طرف قرار میگیرند و استحکام دیوار را در مقابل نیروهای خارج صفحه افزایش میدهند. لبههای والپست میانی در هر طرف حدود 5 سانتی متر است. وال پست میانی هم ممکن است به صورت افقی و هم به صورت عمودی استفاده شوند. بر روی وال پست میانی که به صورت عمودی به کار میروند سوراخهای لوبیایی وجود دارند که برای قرار گرفتن انتهای مفتول میلگردهای بستر به کار میروند. دو انتهای والپست میانی اگر به صورت عمودی به کار رود در پایین و بالا و اگر به صورت افقی به کار رود در سمت چپ و راست باید دقیقا مطابق دیتل آیین نامههای ساختمانی به سازه اصلی متصل شوند. این نوع والپست نیز هم در اسکلتهای بتنی و هم در اسکلتهای فلزی قابل استفاده هستند. در تمام دیوارهای غیرسازهای نیاز به استفاده از وال پست میانی نیست و تنها در دیوارهایی به کار میروند که طول یا ارتفاع زیادی دارند. در یک دیوار غیرسازهای ممکن است نیاز به استفاده از بیش از یک والپست میانی نیز باشد.
وال پست منقطع
وال پست منقطع یا ناودانی منقطع شبیه وال پست کناری است با این تفاوت که طول کوتاهتری دارد. این نوع والپست معمولا طولی بین 10 تا 50 سانتی متر دارند. اما معمولترین آنها وال پستهای منقطع 20 و 40 سانتی متری هستند. طول لبهها یا بال این نوع والپست حدود 7 سانتی متر است ساخته میشود. والپستهای منقطع در لبههای طرفین و بالایی دیوارهای غیرسازهای استفاده میشوند. والپست منقطع در طرفی از دیوار غیرسازهای به کار میرود که دیوار باید به سازه اصلی متصل شود (در چپ یا راست به ستون و در بالا به زیر تیر فوقانی). در اسکلتهای بتنی وال پستهای منقطع توسط پیچ و رول بولت به سازه متصل میشوند. در اسکلتهای فلزی این قطعات ناودانی شکل به اسکلت جوش میشوند. در اتصال دیوارهای غیرسازهای به سازه اصلی طول والپستهای منقطع، تعداد و حتی ضخامت آنها بسته به اهمیت ساختمان تعیین میگردد اما در ساختمانهای مسکونی عادی در طرفین دیوار معمولا از وال پستهای منقطع با طول 40 سانتی متر استفاده میکنند و در بالای دیوار از وال پستهای منقطع 20 سانتی متری استفاده میشود. بر روی این نوع وال پست نیز سوراخهای لوبیایی برای قرار گرفتن انتهای مفتولهای میلگردهای بستر تعبیه شده است. طول وال پستهای منقطع، تعداد وال پستهای منقطع و ضخامت آنها در هر طرف و مکان استفاده از آنها توسط طراح و محاسب طبق دیتیل بیان شده در آیین نامههای ساختمانی تعیین میشوند. وال پستهای منقطع باید در هر طرف دیواری که به سازه اصلی متصل میشود به کار رود و در این مسأله استثنائی وجود ندارد. والپست منقطع هم در سازه بتنی و هم در سازه فولادی قابل استفاده است.
نبشی منقطع
نبشی منقطع نبشیهایی از جنس ورق گالوانیزه هستند که هر کدام از آنها میتوانند در یک طرف یک دیوار قرار گیرند. این نبشیها نیز در اتصال دیوار غیرسازهای با سازه اصلی به کار میروند. هر دو نبشی منقطع میتوانند عملکردی مانند یک وال پست منقطع را داشته باشند. در فرآیند ساخت نبشیهای منقطع بر روی آن شیارها یا برآمدگیهایی ایجاد میشوند. این شیارها باعث افزایش استحکام نبشی منقطع در مقابل خم شدن است. به واسطه وجود این شیارها با وجودی که معمولا ورقی که نبشی منقطع از آن ساخته میشود ضخامت کمتری نسبت به ورق استفاده شده در وال پست منقطع دارد، استحکام نبشی منقطع کاملا قابل قبول بوده و آیین نامههای مقررات ساختمان استفاده از آنها را منع نمیکنند. لبههای نبشی منقطع معمولا 10 و 7 سانتی متر هستند که لبه 7 سانتی متری به سازه اصلی و لبه 10 سانتی متری برای نگه داشتن دیوار در یک طرف آن استفاده میشود. از آنجایی که هر نبشی منقطع نگه دارنده دیوار در یک سمت آن است و نیاز ندارد که مانند وال پست منقطع کناره دیوار بین دو لبه آن قرار گیرد، در بعضی ساختمانها امکان به کارگیری آن پس از اجرای دیوار نیز میباشد. حتی در بعضی ساختمانهایی که در زمان ساخت دیوار مقاوم سازی دیوارهای غیرسازهای در زمان ساخت انجام نشده است، ممکن است بتوان از نبشی منقطع برای مقاوم سازی استفاده کرد.
الزامات آیین نامهای استفاده از وال پست
در آیین نامههای مقررات ملی ساختمان اجرای وال پست برای تمام ساختمانهای با اسکلت بتنی و فولادی با هر تعداد طبقه الزامی اعلام شده است و هیچ نوع ساختمانی از این قاعده مستثنی نشده است. ضمنا برای ساختمانهای مسکونی (ساختمانهای دارای اهمیت متوسط) عملکرد دیوارهای غیرسازهای باید به گونهای باشد که تخریب شدید یا ریزش نداشته باشد. البته در هنگام اعمال نیروهای جانبی به ساختمان ایجاد شدن ترکهای ریز که موجب آسیب جدی به دیوار نمیشوند بلامانع دانسته شده است. در مباحث مقررات ملی ساختمان در قسمتهای مختلفی استفاده از ادواتی چون وال پست بیان شده است و برای چگونگی استفاده از آن ضوابط و قواعدی ذکر گردیده است. در اینجا به چند قسمت مهم مرتبط با کاربرد والپست در مقاوم سازی اجزای غیرسازهای که در آیین نامهها آمده است اشاره میکنیم:
در مبحث چهارم در بخش 4-9-1-3 آمده است که در تمام دیوارهای ساختمان به ویژه در دیوارهای نما، جهت مقاومت در برابر زمین لرزه، ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و آیین نامه طراحی ساختمان در برابر زلزله (استاندارد 2800) باید رعایت شود.
در مبحث هشتم در بخش 8-3-5 درباره اجزای غیرسازهای صحبت شده است. در این قسمت درباره دیوارهای جداکننده به تفصیل صحبت شده و ضوابط و الزامات مختلفی بیان شده است. در این قسمت همچنین درباره اجزای غیرسازهای دیگر مانند سقف کاذب، پلکان، نما و جان پناه نیز مطالبی بیان شده است که باید در ساختمانها اجرا گردد.
نشریه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی راهنمای طراحی سازهای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازهای میباشد. در این نشریه چگونگی محاسبات و طراحی لازم برای اجزای غیرسازهای آمده است. دیوارهای غیرسازهای بر اساس این نشریه قابل طراحی میباشد.
استاندارد 2800 مقررات ملی ساختمان به طراحی لرزهای اجزای غیرسازهای میپردازد. در این استاندارد در ابتدا به تعاریف و مفاهیم اولیه پرداخته میشود و سپس ضوابط طراحی لرزهای برای ساختمانهای مختلف و مطالب مرتبط با آن بیان میگردد. استاندارد 2800 مرجع اصلی محاسبات طراحی ساختمان در برابر لرزه است که هر طراح ملزم به اجرای موارد ذکر شده در آن است. به طور مثال در مورد استفاده از وال پست در این استاندارد در بخش 4-5-3 چنین بیان میشود که دیوارهای خارجی باید توانایی پذیرش تغییر مکانهای نسبی مشخص شده در بند 4-3 یا تغییر شکلهای ناشی از دمای محیط را داشته باشند. به عبارت دیگر دیوارهای خارجی باید از سازه اصلی جداسازی شود و با اتصالات مناسب به گونهای با سازه اصلی مرتبط باشد که بتواند تغییر مکانهای ناشی از زلزله و همچنین تغییر دمای محیط را بدون مشکل تحمل کند.
پیوست ششم استاندارد 2800 در سال 1396 ارائه شد. این پیوست به واسطه مشاهده عدم کارایی روشهای مقاوم سازی سنتی در زلزلههای اخیر علی الخصوص زلزله کرمانشاه به استاندارد 2800 ضمیمه شد. در این پیوست با جزئیات فراوان روش اجرای انواع وال پست یا ادوات دیگر مقاوم سازی برای اجزای غیرسازهای بیان شده است. طبق پیوست ششم استاندارد 2800 استفاده از وال پست در دیوارهای غیرسازهای متشکل از بلوکهای سفالی، بلوکهای سیمانی، بلوکهای هبلکس، AAC و … ضروری است. برای اجزای غیرسازهای ساخته شده از هر یک از این مصالح، در این پیوست چگونگی روشهای اجرای وال پست آمده است.
اجرای وال پست
در پیوست ششم استاندارد 2800 که به جزئیات طراحی لرزهای و اجرای اجزای غیرسازهای میپردازد، ضوابط طراحی مهار لرزهای اجزای غیرسازهای یک ساختمان بیان شده است. در این آیین نامه برای این امر راهکارهایی ارائه شده است. البته در این پیوست آمده است که رعایت مو به موی این جزئیات اجباری نمیباشد و مهندس طراح در صورتی که محاسبات طراحی و مهار لرزهای خود را بر اساس ضوابط بیان شده انجام دهد و اهداف در نظر گرفته شده را برآورده نماید، میتواند از هر نوع راهکاری که صلاح میداند استفاده کند.
انواع دیوارها
به طور کلی طراحی دیوارها به دو صورت قابل انجام است:
1. دیوارهای پیوسته یا چسبانده شده به سازه اصلی (میانقابی)
این دیوارها به صورت مقید به سازه اصلی متصل میشوند. این دیوارها در سختی سازه اصلی تاثیرگذار هستند و باید اثر آنها در طراحی لحاظ کرد. در این دیوارها باید رفتار و عملکرد میانقابی دیوار و نیروهای وارد بر ستون و تیر طبق ضوابط بیان شده در محاسبات دخالت داده شوند.
2. دیوارهای غیر پیوسته (جداسازی شده از سازه اصلی)
این دیوارها، دیوارهایی هستند که به جز در کف از سازه اصلی جداسازی شدهاند. این جداسازی با در نظر گرفتن فاصلهای به نام درز انقطاع صورت میگیرد. در رفتار لرزه ای، این دیوارها در سختی سازه دخالتی ندارند و مشکلی برای رفتار سازه ایجاد نمیکنند. دیوارهای خارجی و همچنین تیغههای داخلی هر دو میتوانند به صورت دیوارهای غیر پیوسته طراحی شوند. اتصالات مابین این دیوارها و سازه اصلی باید به گونهای باشد که قابلیت آزادی اندک داخل صفحه و مهار خارج صفحه را برای آنها فراهم کنند. درزهای انقطاع مابین دیوارهای غیر پیوسته و سازه اصلی با مواد ارتجاعپذیری مانند یونولیت و پشم سنگ ضد رطوبت پر میشوند. علاوه بر در نظر گرفتن درز انقطاع بین طرفین دیوار غیرسازهای و سازه اصلی باید بین بالای دیوار و تیر فوقانی نیز فاصلهای در نظر گفته شود. فاصله جداسازی دیوار از ستونها به اندازه 0.01 ارتفاع دیوار (برای یک دیوار 3 متری حدود 3 سانتی متر) و فاصله جداسازی بالای دیوار تا زیر تیر فوقانی بیشترین مقدار بین 2.5 سانتی متر یا حداکثر خیز دراز مدت تیر منظور میشود. درز انقطاع در نظر گرفته شده در طرفین دیوار که با مواد قابل ارتجاع پر شده است باعث میشود دیوار بتواند در جهت داخل صفحه در زمان وقوع حوادث کمی حرکت داشته باشد و نیروهای لحظهای شدید که باعث تخریب دیوار میشود به آن وارد نشود. فاصله در نظر گرفته شده در بالای دیوار باعث میشود که بعد از ساخت ساختمان و نشست آن بار تیر فوقانی به صورت مستقیم بر روی دیوار غیرسازهای زیرین وارد نشود. در روشهای قدیمی بین بالای دیوار و تیر فوقانی با آجر یا مصالح دیگر پر میشد. این عمل باعث میشد که بعد از نشست ساختمان در اثر بار تیر فوقانی، بر روی دیوار ترکی ایجاد شود. این مساله باعث آسیبپذیری دیوار در زمان وارد شدن نیروهای جانبی نیز میشود. با جداسازی تیر فوقانی و دیوار زیرین از رخداد چنین مواردی جلوگیری میشود. توجه شود برای طراحی دیوارهای خارجی که تمام ارتفاع طبقه را پوشش نمیدهند مخصوصا در ساختمانهای بتنی، این دیوارها باید به صورت دیوار غیر پیوسته طراحی گردند. در صورت عدم جداسازی این نوع دیوار از قاب سازه ای، این دیوار میتواند تشکیل ستون کوتاه دهد و باعث آسیبپذیری سازه در این قسمت در هنگام وارد شدن نیروهای جانبی گردد.
در زمان وارد شدن نیروهای جانبی مانند زلزله به سازه در طبقات یک سازه تغییر مکان نسبی یک طبقه نسبت به طبقه زیرین ایجاد میشود. در صورتی که بین دیوار و ستونهای دو طرف قاب اتصال گیردار و مقید وجود داشته باشد در اثر این تغییر مکانی نسبی طبقات انتهای دیوار از ستون جدا شده و در تکانهای بعدی با کوچکترین نیروی خارج صفحه دیوار احتمال ریزش دارد. علاوه بر این در زمان اعمال نیروهای جانبی قابهای خمشی به صورت آ با کلاه در میآیند (به خاطر این که قابهای خمشی به گونهای ساخته میشود که کنجها 90 درجه باقی بمانند). در نتیجه این انحنای قابهای خمشی موجب اعمال نیروی عمودی از بالا به لبه انتهایی دیوار و تخریب آن میشود. نیروی عکسالعمل دیوار نیز باعث جلوگیری از انعطاف لازم سازه اصلی در مقابل نیروهای جانبی وارد شده به ساختمان است که خود به تخریب سازه اصلی کمک میکند. بنابراین برای حفاظت یک ساختمان در مقابل زلزله جداسازی دیوارهای غیرسازهای راه حلی بسیار منطقی به نظر میرسد. برای ساخت علی الخصوص ساختمانهای با طبقات زیاد نیاز به جداسازی دیوارهای غیرسازهای از سازه اصلی است. در این حالت استفاده از وال پست و دیگر ادوات مقاوم سازی دیوار غیرسازهای اهمیت بسیار بالایی پیدا میکند.
اجرای والپست در دیوارهای بلوکی
اکثر دیوارهای غیرسازهای از انواع مختلف بلوک ساخته میشود. در نتیجه بررسی نکات اجرایی وال پست در این نوع دیوارها بسیار اهمیت دارد. مطابق پیوست ششم استاندارد 2800 برای تمامی دیوارهای بلوکی ساخته شده از بلوکهای سفالی، بلوکهای سیمانی، بلوکهای هبلکس، AAC و غیره باید از والپست استفاده کرد. در دیوارهای بلوکی جداسازی در جهت داخل صفحه و مهار در جهت خارج صفحه میتواند توسط وال پستهای U شکل در طرفین دیوار بین دیوار و ستونهای کناری سازه و بالای دیوار بین دیوار و تیرفوقانی سازه انجام شود. وال پستهای U شکل میتوانند به صورت منقطع یا پیوسته طراحی شوند. توجه شود که استفاده از نبشیهای سرتاسری کنار ستون باعث افزایش سختی سازه میشود و این افزایش سختی مطابق با محاسبات انجام شده طبق طراحی نباشد. همچنین المانهای نبشی ذاتا سختی قابل توجهی دارند و در این حالت انتقال نیرو از سازه به این نبشیها میتواند باعث کمانش نبشیها شوند. در پیوست ششم استاندارد 2800 تنها در مورد سازههای بیمارستانی استفاده از نبشیهای سرتاسری بیان شده است که البته این نبشیهای سرتاسری نیز در پایین به کف و در بالا به تیر فوقانی متصل نیستند. به طور خلاصه استفاده از نبشیهای سرتاسری میتواند تغییرات زیادی در طراحی ایجاد کند و استفاده از آن باید بسیار با ملاحظه و احتیاط صورت گیرد. به همین دلیل در اکثر مواقع ترجیح استفاده از والپستهای منقطع یا نبشیهای منقطع است.
معمولا در دو طرف دیوار بین دیوار و ستون از وال پستهای منقطع 40 سانتی متر استفاده میکنند به نوعی که فاصله بین هر دو وال پست منقطع حدود یک متر در نظر گرفته میشود. در بالای دیوار بین دیوار و تیر فوقانی نیز معمولا از والپستهای منقطع 20 سانتی متری استفاده میشود. عرض والپستهای منقطع به گونهای در نظر گرفته میشود که بالهای وال پست در دو طرف دیوار قرار بگیرند. وال پستهای منقطع به سازه اصلی متصل میشوند. این اتصال در سازههای بتنی توسط رول بولت انجام میشود و در اسکلتهای فلزی توسط جوشکاری صورت میگیرد. فاصله بین والپستهای منقطع و دیوار چه در طرفین و چه در بالای دیوار توسط مواد ارتجاعپذیر مانند پشم سنگ ضد رطوبت یا یونولیت پر میشوند. ضخامت این ماده ارتجاعپذیر مطابق میزان درز انقطاع مناسب که در بالا توضیح داده شد در نظر گرفته میشود.
در اجرای سیستم وال پست نباید اتصالات وال پست به سازه در قسمتهای حساس سازهای انجام شود. به طور مثال وادارهای عمودی نباید در ناحیه حفاظت شده تیر به تیر متصل شوند. این مطلب در آیین نامه صراحتا بیان شده است که در صورت اتصال وادار در ناحیه حفاظت شده تیر استحکام سازه در زمان اعمال نیروهای جانبی دچار مشکل خواهد شد. به طور تقریبی طول ناحیه حفاظت شده تیر از لبه ستون حدود 2 برابر ارتفاع تیر میباشد. باید دقت شود در این محدوده اتصال واداری به تیر متصل نشود.
در دیوارهای بلوکی علاوه بر والپست باید از میلگردهای بستر یا بستهای فولادی نیز استفاده شود. میلگردهای بستر مفتولهای فولادی هستند که به شکل مورب یا نردبانی ساخته میشوند. بستهای فولادی تسمههای فلزی فولادی هستند که روی آنها سوراخهای برای پیچ شدن وجود دارد. در دیوارهایی که برای ساخت آنها از ملات ماسه سیمان استفاده میشود از میلگردهای بستر بین رجهای بلوکهای چیده شده استفاده میشود. در هر چند رج بلوک چیده شده (بستگی به درجه اهمیت ساختمان دارد، اما معمولا برای ساختمانهای معمولی یک رج در میان از میلگردهای بستر استفاده میکنند) یک میلگرد بستر قرار داده میشود و مفتولهای دو انتهایی میلگردهای بستر را در سوراخهای لوبیایی موجود در بالهای وال پستهای منقطع یا وال پست میانی قلاب میشوند. سوراخ لوبیایی بر روی وال پستها به این دلیل به شکل لوبیایی ساخته شدهاند که در هنگام اعمال نیروهای جانبی به ساختمان برای دیوار آزادی حرکتی اندکی در جهت داخل صفحه وجود داشته باشد.
بستهای فولادی که بستهای دوخت هم نام دارند برای دیوارهایی که در آنها از ملات بستر نازک (ضخامت ملات کمتر از 3 میلی متر) یا چسبهای پلی یورتان استفاده شده است، به کار میروند. بستههای دوخت روی هر دو بلوک قرار میگیرد و به آنها پیچ میشوند. بنابراین هر دو بلوک کنار هم به طور محکمی به هم متصل میشوند. بستهای فولادی برای دیوارهای ساخته شده از بلوکهای هبلکس و AAC مورد استفاده قرار میگیرند.
توصیه میشود از آنجایی که انتهای بالایی دیوار غیرسازهای به زیر تیر فوقانی مهر نمیشود در رج بالایی دیوار از میلگرد بستر یا بست فولادی استفاده شود تا جلوی حرکات خارج صفحه انتهای بالایی دیوار در زمان اعمال نیروهای جانبی به سازه را بگیرد. مطابق مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان در مواردی که نیاز است میلگردهای بستر و بستهای فولادی باید از جنس فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه و یا میلگرد آج دار سرد نورد شده ساخته شده باشند. استفاده از میلگرد بستر و بستهای فولادی هر دو در مهار دیوار در راستای خارج صفحه تاثیر مثبت بسیار زیادی دارند.
اجرای وال پست میانی یا وادار میانی عمودی
وال پست میانی یا وادار میانی همان طور که گفته شد المانی H شکل است که در میان دیوار به کار میرود. والپست میانی در هر طرف دو بال دارد که در بالهای آن مانند وال پست U شکل سوراخهای لوبیایی برای قرار گرفتن انتهای میلگردهای بستر تعبیه شده است. در صورتی که طول دیوار غیرسازهای از مقدار مجاز بر اساس طراحی (طبق آیین نامه حداکثر طول آزاد دیوار غیرسازهای 4 متر است) بیشتر باشد، از وال پست میانی یا وادار میانی برای حفظ و نگهداری دیوار استفاده میشود. این والپست میانی باید به گونهای متصل شود که جلوی آزادی حرکت اندک دیوار در جهت داخل صفحه را نگیرد اما دیوار را کاملا در جهت خارج صفحه مهار کند. برای رسیدن به این مقصود و کسب عملکرد مناسب اتصالهای بالا و پایین وال پست میانی بسیار مهم هستند و باید با دقت اجرا شوند. طبق این ضابطه دیوارهای با طول اندک مانند دیوارهای سرویسهای بهداشتی و حمام و … نیازی به استفاده از والپست میانی یا وادار میانی ندارند.
اتصال والپست میانی در پایین به کف سازه باید به صورت اتصال مفصلی باشد. در اسکلتهای بتنی اتصال مفصلی در پایین وال پست را به پلیت کاشته شده در بتن کف متصل میکند. در اسکلتهای بتنی اتصال مفصلی بین وال پست و اسکلت فلزی پایین انجام میشود. اتصال مفصلی به گونهای است که انتهای وال پست میانی به هیچ وجه در داخل صفحه کف سازه (در جهات X و Y) نمیتواند جابجا شود. اما این اتصال اجازه انحراف اندک انتهای دیگر والپست میانی را حول محل اتصال وال پست به کف سازه را میدهد (دوران اندک وال پست حول محل اتصال وال پست میانی و کف سازه). اصطلاحا این اتصال، اتصال گیردار نمیباشد (اتصال گیر دار اتصالی است که کاملا به صورت صلب بوده و اجازه حرکت در هیچ جهت X، Y و Z و همچنین اجازه دوران در هیچ جهتی را نمیدهد).
اتصال والپست میانی در انتهای بالایی آن در زیر تیر باید به صورت کشویی باشد. اتصال کشویی اجازه حرکت وال پست میانی در درون خود را در جهت داخل صفحه میدهد. اما هیچ گونه حرکت خارج صفحه برای وال پست میانی امکانپذیر نیست، چرا که بالهای اتصال کشویی دو طرف والپست میانی را گرفتهاند و از رخ دادن این مساله جلوگیری میکنند. اتصال کشویی معمولا از دو نبشی یا از یک المان U شکل شبیه وال پست منقطع ساخته میشود. دو نبشی یا المان U شکل در اسکلتهای بتنی به زیر تیر رول بولت میشود و در اسکلتهای فلزی به تیر فلزی بالایی جوش میشوند. انتهای بالایی وال پست میانی درون اتصال کشویی قرار میگیرد.
تعداد وال پستهای میانی بستگی به طول دیوار دارد. تعداد والپستهای میانی باید اندازهای باشد که هیچ قسمت آزاد دیوار طولی بیشتر از 4 متر نداشته باشد. در دیوارهای خارجی روی سطح وال پست میانی یا وادار میانی باید به وسیله پشم سنگ ضد رطوبت پوشانده شود. این مساله کمک بسیار زیادی در عایق بندی و جلوگیری از انتقال حرارت بین داخل خانه و خارج خانه میکند و در نتیجه از هدر رفت انرژی جلوگیری میشود. اتصال میلگردهای بستر به والپست میانی کاملا شبیه اتصال آنها به والپستهای منقطع دو طرف دیوار از طریق سوراخهای لوبیایی روی وال پست میانی است.
اجرای والپست انتهایی یا وادار
در دیوارهای بلوکی خارج از قاب سازهای در طرفی که دیوار به تیر ختم نمیشود نیاز به استفاده از وال پست کناری یا وادار است. در غیر این صورت با کوچکترین نیروی لرزهای دیوار میتوان دچار فروریزش شود. البته لازم به ذکر است که در دیوارهای داخلی که یک طرف آنها آزاد است و طول آنها از 1.5 متر بیشتر نیست، به دلیل طول کم دیوار نیاز به اجرای وادار انتهایی نمیباشد. اما برای دیوارهای یک طرف آزاد که طولی بیش از 1.5 متر دارد حتما باید وادار انتهایی اجرا گردد. در این حالت وادار نقشی مشابه ستون ایفا میکند. در این حالت وال پست کناری یا وادار نباید آزادی حرکتی در هر دو جهت خارج و داخل صفحه داشته باشد. اتصال انتهای وادار در بالا به صورت اتصال تلسکوپی و در پایین به صورت اتصال مفصلی است.
در اتصال تلسکوپی از 4 نبشی استفاده میشود. این 4 نبشی بر روی پلیتی که به اسکلت فلزی جوش شده است یا در اسکلت بتنی کاشته شده است، جوش میشوند به طوری که در داخل خود یک فضای مستطیلی شکل برای قرار گرفتن وادار ایجاد میکنند. والپست کناری یا وادار زمانی که داخل این فضای مستطیلی شکل ساخته شده با این 4 نبشی قرار میگیرد در هیچ کدام از جهات X و Y اجازه حرکت نخواهد داشت. باید دقت شود که وال پست کناری در اتصال تلسکوپی به نبشیها جوش نمیشود. عدم جوشکاری نبشیها در اتصال تلسکوپی باعث میشود که تیر بالایی و والپست انتهایی به هم مقید نباشند. در این حالت معمولا طول وال پست کناری یا وادار را حدود 2.5 سانتی متر کمتر از ارتفاع کف طبقه تا تیر بالایی میگیرند. در این صورت در صورت نشست ساختمان و خیز برداشتن تیر فوقانی بار بر روی وادار وارد نمیشود. در حالت استفاده از وال پست کناری جزئیات اتصال دیوار غیرسازهای مشابه جزئیات اتصال دیوار به ستون است. در این حالت نیز باید بین دیوار و والپست کناری یا وادار درز انقطاع با ضخامت مناسب در نظر گرفته شود و درز انقطاع با مواد ارتجاعپذیر مناسب پر شوند. در این حالت نیز از میلگردهای بستر یا بستهای فولادی استفاده میشود.
اجرای وال پست میانی افقی یا وادار افقی
طبق آیین نامه در دیوارهای بلوکی با ارتفاع بیشتر از 3.5 متر باید با استفاده از یک المان افقی فولادی ارتفاع آزاد دیوار را کاهش داد. در این حالت باید از وال پست افقی یا وادار افقی استفاده کرد که به آن تیرک نیز گفته میشود. وادار افقی در ارتفاعی (ارتفاع اجرای والپست بستگی به طراحی دارد) به صورت افقی بین رجهای بلوکهای چیده شده دیوار قرار میگیرد و دیوار را به دو قسمت بالای خود و پایین خود تقسیم میکند. وادار افقی در بالا و پایین خود بالهایی دارد که بلوکهای دیوار قسمت بالایی و پایینی در آن قرار میگیرند. به عبارت دیگر وادار افقی نیز مانند وادار میانی از ساختاری H شکل تشکیل شده است. به همین دلیل برای اجرای وادار میانی میتوان از المان H شکل استفاده کرد.
در این حالت برای این که عمل جداسازی دیوار از قاب سازهای به نحوی کارآمد انجام شود، نیاز است که در دو طرف تیرک، وادار افقی به وادارهای عمودی متصل شود. طبق آیین نامه اتصال مقید وادار افقی به ستون ممنوع میباشد. دلیل این امر این است که نباید هیچ گونه قیدی که باعث وارد شدن نیروی شدید و سختی به وسط ستون است وجود داشته باشد. چون در این صورتی در هنگام زلزله ممکن است وضعیتی مشابه وضعیت ستون کوتاه پیش بیاید و در این صورت ستون بسیار آسیبپذیر شده و امکان فرو ریختن آن بسیار زیاد است. بنابراین طبق پیوست ششم استاندارد 2800، وادارهای میانی در دو طرف مقید به وادارهای عمودی میشوند. این وادارهای عمودی باید از طرفین قاب یک متر فاصله داشته باشند (دلیل این مساله این است که اتصالهای بالایی و پایینی وادارهای میانی متصل به وادار افقی در ناحیه حفاظت شده تیر انجام نشود).
اتصال دو انتهای وادار میانی یا تیرک با ستون به صورت اتصال نشیمن میباشد. برای ایجاد اتصال نشیمن ابتدا نبشیها یا ناودانیهایی در اسکلت بتنی به ستون رول بولت میشوند یا در اسکلت فلزی به ستون جوش میشوند. سپس دو انتهای وادار افقی درون این نبشیها یا ناودانیها مینشیند. این نبشیها یا ناودانیهای نشیمن به وادار افقی جوش نمیشوند و وادار افقی آزادی حرکت افقی اندکی روی آنها خواهد داشت. باید دقت شود که طول وادار افقی حدود 6 (3 سانتی متر برای هر طرف) سانتی متر از عرض قاب کمتر گرفته شود و انتهای هر وادار افقی با ستون قاب همان فاصله حدود 3 سانتی متری درز انقطاع را داشته باشد. در این صورت در زمان زلزله یا نیروهای جانبی دیگر وارد شده به سازه، در حالی که وادار افقی از حرکت ارتفاع دیوار در جهت خارج صفحه جلوگیری میکند، مانعی در مقابل آزادی حرکتی افقی که برای دیوار داخل صفحه به حساب میآید، ایجاد نمیکند.
نکته دیگری که در اجرای وادارهای افقی بسیار مهم است این است که وادار افقی وظیفه تحمل سنگینی قسمتی از دیوار که بالای آن ساخته میشود را ندارد. در نتیجه در زمان اجرای وادار میانی ابتدا باید قسمتی از دیوار که در زیر وادار افقی قرار میگیرد ساخته شود و سپس وادار افقی به طور کامل بر روی دیوار قرار بگیرد و بعد قسمت بالایی دیوار اجرا شود. در این حالت وزن قسمت بالایی دیوار که به وادار میانی وارد میشود به قسمت پایینی دیوار انتقال پیدا میکند و وادار افقی تحمل کننده وزن قسمت بالایی دیوار نخواهد بود.
تولید وال پست
با توجه به مطالب گفته شده در این مقاله اهمیت جزء ساختمانی به نظر ساده وال پست قابل درک است. با وجودی که ساختار این قطعات پیش پا افتاده به نظر میآیند نکات فنی و تکنیکی فراوانی در ساخت و به کارگیری آنها در یک ساختمان وجود دارند. به همین دلیل تولید وال پست کاملا مطابق با استانداردهای بیان شده در آیین نامههای ساختمانی امری ضروری میباشد. هزینه تهیه والپست و ادوات مشابه با کیفیت شاید در زمانی که هیچ رخدادی صورت نگرفته است حتی به عنوان هزینه اضافی تلقی شود اما در زمانی که متاسفانه حوادثی مانند زلزله یا مشابه آن رخ میدهد دیگر این طور برداشت نمیشود. متاسفانه عدم دقت به کیفیت ساخت این ادوات و همچنین اشتباهات و سهل انگاریها در به کارگیری آنها در طی حوادث طبیعی سالهای اخیر خسارات جبران ناپذیری به هموطنان کشور عزیزمان ایران وارد کرده است. هنوز زمان زیادی از وقوع زلزلههایی مانند زلزله کرمانشاه، زلزله بم و زلزله آذربایجان شرقی و … نگذشته است و حتما افرادی در ایران هستند که هنوز داغ دار از دست دادن اعضای خانواده خود یا عزیزانشان هستند. البته مطمئنا تکرار این حوادث طبیعی برای کشور زلزله خیزی مثل ایران غیرطبیعی و دور از انتظار نیست. بنابراین شرط عقل و همچنین اخلاق حرفهای حکم میکند که همواره این نکات ایمنی را جدی بگیریم. حال چه در مورد ساختمانی که خود در آن زندگی میکنیم باشد، چه در مورد ساختمانی که احیانا در ساخت آن نقش داریم و یا طراح یا سازنده آن هستیم.
شرکت پوکاسازه از سالها پیش به وجود نیاز کشور به محصولات با کیفیت در امر مقاوم سازی ساختمان پی برده است. بنابراین تمام تلاش خود را در جهت تولید محصولات با کیفیت و کاملا مطابق استانداردهای موجود در آیین نامههای ساختمانی ایران به کار برده است. در حال حاضر شرکت پوکاسازه تمامی قطعات مختلف والپست، میلگرد بستر، بستهای فولادی و قطعات مشابه دیگر که برای مقاوم سازی ساختمان مورد نیاز است را با بالاترین کیفیت تولید و به مشتریان عزیز ارائه میکند. علاوه بر کیفیت بالای محصولات تلاش ما همواره این بوده است که رضایت مشتریان را چه به لحاظ مشاوره خرید و نصب و چه به لحاظ آماده سازی به موقع سفارش و خدمات بعد از فروش جلب نماییم. خداوند را شاکر هستیم که تا این موقع نسبت به تعهدات خود پایبند بوده ایم و توانسته ایم رضایت کامل مشتریان خود را به دست آوریم. امیدواریم که در آینده نزدیک دیگر شاید حوادث تلخ ناشی از حوادث طبیعی این سالهای اخیر، در کشورمان نباشیم.
