یک ساختمان برای سر پا بودن به سازه نیاز دارد؛ اما توجه به طراحی اصولی سازه به تنهایی نمیتواند کافی باشد. اجزای غیر سازهای (عناصری که در ساختمان نقش باربری نداشته و توانایی تحمل نیرو ندارند) نیز در نحوه عملکرد ساختمان در رویارویی با حوادثی چون زلزله موثر واقع میشوند. از جمله مهمترین این اجزا میتوان به دیوارها اشاره کرد. دیوارها به خودی خود توانایی تاب آوردن زلزله را نداشته و برای این منظور به مهارسازی نیاز دارند. یکی از روش های مرسوم و شناخته شده به منظور مهار لرزه ای دیوارها و سایر اجزای غیر باربر در ساختمانهای امروزی، استفاده از سیستم وال پست است.
وال پست چیست؟
وال پست، سیستمی است که نقش محافظت از دیوار در برابر نیروهای ناشی از وقوع زمین لرزه را بر عهده دارد و با مهار این اجزا، خطر ریزش آنها در شرایط مذکور را کاهش میدهد. استفاده از وال پست، نه تنها در رویارویی با نیروهای لرزه‌ای ناشی از زلزله، بلکه در مقابله بنا با بادهای شدید نیز موثر واقع میشود و لزوم اجرای آن در ساختار دیوارهای غیر باربر موجود در ساختمان ها از چندی پیش مورد تاکید ویژه قرار گرفت.
وال پست که تنها یک دهه از زمان ورودش به عرصه ساخت و ساز ایران میگذرد، یکپارچه ساز عملکرد دیوار با سازه است و تناسب آن با شرایط پروژه روی این عملکرد تاثیر بسزایی دارد. این سیستم مهارسازی و سایر سیستم های مشابه تنها در صورت بهره مندی از طراحی و محاسبات صحیح و اصولی قادر خواهند بود عملکرد مناسبی از خود نشان دهند. با هدف کنترل کیفیت طراحی وال پست و مهار لرزه‌ای عناصر غیر باربر، استانداردها و دستورالعمل‌های گوناگونی تدوین و ارایه شدهاند. در این مقاله به محاسبات و ضوابط حاکم بر طراحی این سیستم خواهیم پرداخت. همراه ما باشید.
اهمیت طراحی مناسب وال پست بعد از زلزله کرمانشاه
وقوع زلزله‌های مکرر در ایران نیازمندی برای بهبود مهارسازی سازهها و استفاده از وال پست در ساختمانها را نشان داد. زلزله کرمانشاه تا حدودی نقاط ضعف اجزای غیرسازه‌ای را به وضوح نشان داد که تأثیر مستقیمی بر کارایی سازهها داشته است. این موضوع مهم نشان میدهد که علاوه بر طراحی درست و قوی برای سازهها، طراحی وال پست صحیح نیز بسیار حیاتی است.
نصب نادرست وال پست می‌تواند موجب ضعف در سازهها شود، اما اجرای صحیح وال پست بر اساس دستورالعمل‌های معتبر می‌تواند از این مشکلات جلوگیری کند. نقش اساسی وال پست در افزایش استحکام دیوارهای غیرسازه‌ای در برابر زلزله و ایجاد پایداری بیشتر در سازهها بسیار بزرگ است. در نتیجه مطالعه و رعایت ضوابط و آیین‌نامه‌های تعیین کننده توسط متخصصان در طراحی و نصب وال پست ضروری است. آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌ها باعث میشوند که طراحی وال پست منطبق با استانداردهای لازم صورت بگیرد و این امر می‌تواند موجب پیشگیری از تخریب و ایجاد سازه‌های مقاوم‌تر در برابر زلزله گردد.
چالش های طراحی وال پست در ساختمان
طراحی وال پست با توجه به اجزای مختلفی که این سیستم در بر میگیرد، چالش برانگیز به نظر میرسد. واقعیت این است که وال پست های مرسوم، چه در زمینه طراحی و محاسبات مربوط به آن و چه در زمینه اجرا، پیچیده اند. یک وال پست از اجزای زیر تشکیل میشود:
- وادارهای افقی و قائم
- نبشی یا ناودانی نگهدارنده
- میلگرد بستر
- بست
- مصالح تراکم پذیر
طراحی هر یک از موارد فوق به نوبه خود دارای پیچیدگی است؛ چرا که این اجزا جزییات تخصصی متعددی دارند. علاوه بر این، موارد دیگری نیز هستند که استفاده از وال پست را با چالش روبرو میسازند.
تعدادی از چالش های وال پست
- طراحی وال پست در بر گیرنده اتصالات گوناگون است. برخی از این اتصالات به روش خالجوش کردن صورت میگیرند و برای برخی نیز از نبشی یا ناودانی برای اتصال عنصر مورد نظر به سازه وصل گردد. اجرای این اتصالات دارای پیچیدگی زیادی است و امکان اجرای غیر اصولی بسیار بالا میباشد.
- به طور کلی، هر چقدر بار مرده یک ساختمان بیشتر شود، سازه آن ساختمان با فشار بیشتری مواجه خواهد بود. وال پست نیز از آنجا که سیستمی متشکل از اجزای فولادی متعدد است، وزن زیادی داشته و سبب افزایش بار مرده ساختمان میشود که مطلوب نیست.
- هزینه ای که پروژه با نصب وال پست متحمل میشود، هزینه ای قابل توجه و فولادی بودن اجزای مورد استفاده در ساختار وال پست، علت بالا بودن این هزینه است. وال پست مقرون به صرفه نیست؛ چرا که هزینه تهیه مصالح فولادی بالاست و بدون این مصالح هم امکان اجرای وال پست وجود ندارد.
- پروژه ای که مهارسازی با سیستم وال پست را در برنامه دارد، معمولا مدت زمان بیشتری نیاز خواهد داشت. اجرای وال پست با اجزای مختلف و پیچیدگی های مربوط به نصب هر کدام با توجه به جزییات طراحی ارایه شده، فرایند زمانبری است.
- با توجه به چالش برانگیز بودن نصب اجزای وال پست و پیچیدگی دیتیل‌های مربوطه طراحی، اجرای این سیستم از کارگران ساده انتظار نمیرود و باید برای این منظور از یک تیم متخصص کمک گرفت.
آیین نامه طراحی و محاسبه وال پست کدام است؟
طراحی و محاسبه وال پست باید توسط متخصصین با تجربه صورت گیرد. البته این تمام موضوع نیست. به جهت طراحی صحیح و اصولی این سیستم و جلوگیری از وقوع مجدد حوادثی مثل تبعات ناشی از زلزله کرمانشاه، آیین‌نامه‌ها و نشریات گوناگونی در زمینه طراحی وال پست به شکل استاندارد تدوین و تهیه شدهاند که تبعیت از ضوابط اجرایی آنها مهم و جهت کسب تاییدیه مهارسازی از سوی نهادهای مسئول مورد نیاز است.
قواعدی که به منظور طراحی صحیح وال پست وضع شدهاند، یکی از مهمترین موارد مرتبط با تسلیح ساختمان در برابر نیروهای لرزه‌ای به شمار میروند. در این راستا، تبصره‌ها و پیوست های زیادی نیز وضع شده که تمرکز را روی استفاده از همین سیستم گذاشته‌اند. برای بالا بردن عملکرد وال پست تا حد ممکن باید کلیه ضوابط وضع شده را رعایت کرد. سازمان نظام مهندسی تنها عملکرد وال پست را در صورتی مورد تایید قرار میدهد که نصب آن با رعایت نکات فنی انجام شده باشد. برای تامین استانداردهای مرتبط با طراحی وال پست منقطع، تنها متمرکز شدن بر یک نشریه یا آیین‌نامه کافی نیست. بلکه باید تمامی موارد و دستورالعمل‌های مرتبط مورد بررسی و مطالعه قرار گیرند. مراجع معتبری که برای طراحی و محاسبه وال پست در دسترس قرار دارند، در ادامه معرفی خواهند شد.
پیوست ششم آیین نامه 2800
پیوست ششم آیین نامه 2800 ( طراحی لرزه‌ای و اجرای اجزای غیر سازهای معماری ) این آیین نامه که با نام استاندارد 2800 نیز شناخته میشود، یکی از چندین مجموعه حاضر به جهت فراهم سازی امکان استفاده از راهنمای اصولی طراحی وال پست است. آیین‌نامه 2800 نحوه طراحی اجزای وال پست را به شکل تخصصی مشخص کرده و جزییات مورد نیاز در این زمینه را فراهم آورده است. یکی از چندین پیوست آیین‌نامه، که درباره مهارسازی لرزه‌ای اجزای غیر باربر اطلاعات مهمی ارائه میدهد، پیوست شماره شش است. پیوست ششم، دو بخش مجزا را در بر میگیرد:
- بخش اول: مربوط به دیوارهای غیر باربر و سایر عناصری است که از توانایی تحمل بار برخوردار نیستند.
- بخش دوم: به دیوارهای فاقد درز انقطاع و متصل به سازه میپردازد.
آیین نامه 2800، یکی از مهمترین مراجع طراحی وال پست میباشد. پیوست ششم این آیین نامه شامل نکاتی است که به اتصال نبشی ها با تیر اختصاص دارد. قبل از این که پیوست مذکور تنظیم و ارایه شود، نبشی‌های وال پست در مجاورت ستون قرار میگرفتند و نصب آنها به صورت سرتاسری اتفاق میافتاد. در ضمن، به جهت رویارویی با نیروهای خارج صفحه، نبشی به بخش زیرین تیر اتصال پیدا میکرد. ضمن انتشار ضابطه‌ی نشریه 819، دستورالعمل دیگری هم ارائه شد که توصیه میکرد اجزای موجود در ساختار وال پست با عناصر بتنی را از طریق میخ کاشت اتصال داد. اما پس از انتشار پیوست ششم، تغییرات دیگری در این رابطه اعمال شد که در ادامه خواهید خواند:
الف) اتصال نبشی‌های سراسری به زیر تیر:
نبشی ها تا پیش از وضع دستورالعمل جدید، در کنار ستون (5 سانتیمتری آن) جای میگرفتند. همچنین این عناصر در بخش بالایی به زیر تیر اتصال داشتند که در حال حاضر اصلا قابل قبول نیست. علت منع این اتصال، قاعدهای است که بر اساس آن امکان ایجاد هیچ گونه اتصال در ناحیه حفاظت شده تیر وجود ندارد. این امر سبب افزایش سختی سازه میشود که انتقال نیرو از سازه به نبشی و کمانش آن را به همراه خواهد داشت. بنابراین، استفاده از چنین اتصالی غیر مجاز است.
ب) استفاده از میخ تفنگی جهت اتصال المان والپست به اعضای بتنی:
استفاده از میخ تفنگی، با وجود امکان‌پذیری آن در نشریه 819، در این پیوست غیرمجاز تلقی شده و به جای آن، استفاده از پیچ و رول پلاک پیشنهاد شده است.
پ) مهر کردن دیوار به زیر سقف یا تیر:
این متد مخصوص ساختمان ها با مصالح بنایی است و نه سازه های فلزی و بتنی. طبق جزییات ارایه شده، باید برای خیز تیر فاصله مناسبی مد نظر داشت و از مصالح تراکم پذیر به جهت پر کردن بهره گرفت. همچنین اتصال مورد تایید برای دیوارها و وادارها از نوعی کشویی است.
نشریه 819
ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی ( راهنمای طراحی سازهای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیر سازهای) نشریه 819 که در بخش قبلی به آن اشاره شد نیز یک راهنما جهت طراحی دیوارهای غیر سازهای به شکل موثر در برابر نیروی لرزه‌ای است. نشریه 819 از سه بخش تشکیل شده که بخش اول آن به دستورالعمل ها اختصاص دارد. در این بخش، نحوه طراحی وال پست و جزییات محاسباتی مرتبط با دیوارها قابل دسترسی و برای ساختمانها تا سقف 10 طبقه مناسب است. در بخش دوم، جزییات و جداول راهنما در نظر گرفته شدهاند که به منظور مهار دیوار با کمک وال پست قابل استفاده هستند. میتوان اطلاعات مفیدی درباره وادارها و نیز تسلیح دیوارها یافت که طراح را در راستای طراحی اصولی وال پست یاری میکنند. بخش بعدی یا سوم نیز یک منبع کامل از جزییات مرتبط با دیوارهاست.
نشریه 714
نشریه 714 سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور ( دستورالعمل طراحی سازهای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمانها ) نمای خارجی ساختمان ها جزئی است که به نوبه خود در افزایش ایمنی سازه آن سهیم بوده و از این رو اهمیت دارد. این جزء نیز مانند دیوارها و سایر اجزای ساختمانی نیازمند توجه است. نشریه 714 به اهمیت همین موضوع پرداخته و روی تقویت نما تمرکز کرده است. بخش دیگر این نشریه به طراحی وال پست مربوط است که اصول و جزییات مورد نیاز را در بر دارد. مطالب مندرج در نشریه 714، توسط سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور آماده و جمع‌آوری شده است. این موارد باید در طراحی عناصر غیر باربر سیستم‌های مهار لرزه‌ای مورد توجه قرار گیرند.
مراحل طراحی و محاسبه وال پست در شرکت سازند
لزوم استفاده از تخصص و تجربیات کارشناسان خبره در زمینه طراحی و محاسبه وال پست، نکته‌ای نیست که نیاز به عنوان داشته باشد. دانش مورد نیاز برای تجهیز ساختمانها به سیستم مهار لرزه‌ای اجزای غیر سازهای طی سال‌ها پژوهش و کسب تجربه به دست می‌آید. شرکت سازند، مجموعه‌ای تخصصی در حیطه طراحی و اجرای وال پست بوده و استفاده از این سیستم را در ساختمانهای دارای سازه فلزی یا بتنی توصیه میکند. خدمات مربوط به طراحی و محاسبات وال پست در این شرکت طبق روندی مشخص و با ترتیب زیر صورت میگیرد:
دریافت مدارک ساختمان از کارفرما :
مدارک مربوط به ساختمان از جمله پلان‌های معماری و سازه از کارفرمای محترم دریافت میشوند. سپس به منظور انجام محاسبات و طراحی، این مدارک در اختیار مهندسین طراح قرار میگیرند. تعیین متراژ دیوارها بر اساس نقشه‌های دریافتی صورت میگیرد و محاسبات نیز با توجه به شرایط پروژه انجام میشود.
تهیه دفترچه محاسبات :
در مرحله بعدی، مسئولیت تهیه و ارائه یک دفترچه شامل تمام محاسبات مربوط به طراحی وال پست بر عهده مهندس طراح است. این دفترچه به دقت طبق ضوابط و آیین‌نامه‌های مربوطه تهیه شده و جهت تأمین مصالح لازم برای ساخت وال پست مورد استفاده قرار میگیرد. تمام محاسبات و جزئیات موردنیاز برای انجام فرآیند ساخت وال پست در این دفترچه به دقت ثبت و ارائه میشود.
ارائه نقشه جانمایی و جزییات مربوطه :
پس از انجام محاسبات، جانمایی در نقشه انجام میشود. با توجه به جانمایی، محل و جزییات اجرایی وال پست تعیین شده و نکات مورد نیاز برای اجرا نیز درج میشود. این نقشه بعدا در اختیار مجری سیستم قرار خواهد گرفت تا بر اساس آن به برنامه ریزی جهت اجرا بپردازد.
متره و برآورد مصالح مصرفی وال پست :
با توجه به جزییاتی که در نقشه جانمایی ارایه میشوند، میتوان جهت متره و برآورد مصالح مصرفی این سیستم اقدام نمود. انجام این کار به تخمین زدن مقدار هر یک از مصالح و نیز هزینه کل اجرای وال پست پیش از شروع کار کمک میکند. متره و برآورد با توجه به لیست مصالح مورد نیاز برای اجرا صورت میگیرد که شامل میلگرد بستر، نبشی، وادار و بست است.
انجام طراحی وال پست چقدر زمان میبرد؟
معمولاً زمان طراحی وال پست، به عوامل مختلف و ویژگی‌های هر پروژه بستگی دارد. به طور کلی، دو متغیر اصلی در تعیین زمان مورد نیاز برای طراحی وال پست مورد بررسی قرار میگیرند.
- متراژ پروژه
- پیچیدگی
طبعا به هر میزان که متراژ پروژه بالاتر و میزان پیچیدگی آن بیشتر باشد، مدت زمان طولانی‌تری نیز جهت طراحی وال پست مورد نیاز خواهد بود.
مشاوره با مهندسین طراح وال پست در شرکت سازند
در این مقاله، عملیات مربوط به طراحی و محاسبه وال پست مورد بررسی قرار گرفت و ضوابط موثر در طراحی اصولی این سیستم نیز معرفی شدند. با مراجعه به هر یک از نشریات مذکور میتوان اطلاعات کامل‌تری را در این رابطه به دست آورد. مسلما تجهیز ساختمان به سیستم مهار لرزه‌ای، امری است تخصصی و نیازمند دقت بسیار. شرکت سازند با برخورداری از دانش و تجربه لازم در حیطه مهارسازی عناصر غیر باربر با سیستم وال پست و نکات مربوطه، پیشگام در ارائه مشاوره، خدمات و محصولات در این راستاست. کارشناسان این شرکت آماده‌اند به سوالات شما در زمینه طراحی و محاسبات وال پست پاسخ دهند. همچنین، بر اساس نیاز شما و شرایط پروژه‌ای که مد نظر دارید، امکان بهره‌مندی از مشاوره تخصصی فراهم میشود.
در صورتی که پس از مطالعه این مقاله، تصمیم به کسب آگاهی بیشتر دارید و مایل هستید امر مهم و تخصصی طراحی وال پست را به کارشناسان خبره بسپارید، میتوانید با یکی از راههای ارتباطی (تماس، ارسال پیام یا ارسال ایمیل) جهت دریافت مشاوره اقدام فرمایید و از خدمات شرکت بهره‌مند شوید.