آیین‌نامه‌ها

مقاوم سازی ساختمان‌ها، یکی از اصول مهمی است که کارشناسان ساخت و ساز، اهمیت ویژه‌ای برای آن قائل هستند و ضوابط مشخصی را برای آن در نظر گرفته‌اند. چندین و چند آیین نامه وال پست که در قالب نشریه‌ها و دفاتر استاندارد آماده و تدوین شده‌اند، گواه همین موضوع هستند. شکی نیست ساختن یک بنا پیچیدگی‌های بسیاری دارد، اما یکی از این پیچیدگی‌های بسیار مهم، تقویت اجزاء سازه و خصوصاً استفاده از وال پست‌ها است. استفاده صحیح و اصولی از وادارها و نگهدارنده‌ها کمک می‌کند ساختمان در مواجهه با حوادثی مانند زلزله یا طوفان، استحکام کافی داشته باشد. به این ترتیب آشنایی با آیین نامه وال پست یکی از اصول اولیه برای تأمین مقاومت و استحکام ساختمان است.

اهمیت مهار مناسب دیوارها با وال پست بعد از زلزله کرمانشاه

بکارگیری وال پست‌ها برای مقاوم سازی ساختمان‌ها قدمتی چندین ساله دارد. وال پست‌های سنتی که تا همین چند سال پیش اولین گزینه برای تقویت دیوارهای سازه به شمار می‌رفتند، از نوع فلزی هستند. این نوع وال پست‌ها از وادارها و تیرک‌های افقی و قائم، نبشی‌ها، ناودانی‌ها و… تشکیل می‌شوند و به وسیله اتصالات جوشکاری، پیچی، کشویی و… به اسکلت اصلی و شالوده ساختمان متصل می‌گردند. هر چند در آیین نامه وال پست، به کاربرد و نحوه اجرای این نگهدارنده‌ها به طور دقیق اشاره شده است، با این حال حوادثی مانند زلزله کرمانشاه نشان داد که تلاش‌ها برای مقاوم سازی ساختمان‌ها، کافی نبوده است.

تجربه تلخ زلزله کرمانشاه در سال 1396، تجارب زیادی برای کارشناسان حوزه ساخت و ساز به همراه داشت. در این حادثه حتی ساختمان‌های جدید و نوسازی که در فرآیند ساخت آن‌ها از وال پست‌های فلزی (مطابق با آیین نامه وال پست) استفاده شده بود (مانند ساختمان‌های مسکن مهر)، به شدت آسیب دیدند. ریزش بسیاری از این ساختمان‌ها به خوبی نشان داد فرآیند مقاوم سازی باید بیشتر مورد توجه قرار بگیرد. تا قبل از آن گفته می‌شد که تنها برخی از دیوارهای سازه به مقاوم سازی نیاز دارند، اما بعد از زلزله سخت‌گیری‌ها در این خصوص بیشتر شد. همچنین مشاهده شد که اتصالات غیراصولی و استفاده نابجا از میلگردها و نبشی‌ها، چطور به آسانی موجب خسارت‌های بزرگ جانی و مالی شدند. از آن پس، پیروی دقیق از آیین نامه وال پست اهمیتی دوچندان پیدا کرد. حاصل این سخت‌گیری‌ها، ساختمان‌های جدیدی است که از استحکام، یکپارچگی و مقاومت بیشتری برخوردار هستند.

طراحی و محاسبه وال پست ها چگونه انجام می شود؟

والپست‌، نگهدارنده‌هایی هستند که با انسجام بخشی به دیوارها و انتقال نیرو از دیوارها به فریم اصلی ساختمان، موجب استحکام بیشتر بنا می‌شوند. طراحی وال پست‌ها و انجام محاسبات مربوط به آن (خصوصاً در مورد وال پست‌های فلزی) دارای جزئیات زیاد و پیچیده‌ای است که تماماً پراهمیت هستند. به همین دلیل توصیه می‌شود این کار حتماً توسط کارشناسانی باتجربه و متخصص انجام شود.

خبر خوب این است که بسیاری از نکات مربوط به طراحی و محاسبات اصولی وال پست‌ها، در آیین نامه وال پست به طور دقیق بیان شده‌اند. توجه به این نکات و پیروی جزء به جزء از تمام دستورالعمل‌های درج شده در دفاتر استاندارد، موجب می‌گردد کار طراحی و اجرای وال پست‌ در ساختمان‌ها به بهترین شکل و بدون نقص انجام شود. نتیجه این توجه مضاعف، ساخت بناهایی با مقاومت و استحکام بالا است. از جمله نکاتی که در این باره در آیین نامه‌ها مورد بحث قرار می‌گیرند، عبارتند از:

• جزئیات و اصول مربوط به اتصالات وادارهای قائم و افقی در دیوارهای دارای بازشو یا بدون بازشو
• اصول مربوط به اتصالات نگهدارنده‌های قائم و افقی در جان پناه‌ها و لبه تراس
• طراحی اختصاصی مهار دیوارهای زیرزمین مطابق با آیین نامه وال پست (این دیوارها بار و وزن بسیار زیادی را متحمل می‌شوند و از این جهت باید مورد توجه ویژه قرار بگیرند.)
• چگونگی مهار لبه آزاد دیوارها
• و…

اهداف طراحی و عملکردی در اجرای صحیح  وال‌پست‌

طراحی و اجرای وال پست باید به صورتی انجام شود که نتیجه آن مقاوم سازی سازه به بهترین شکل باشد. آیین نامه وال پست نیز دقیقاً همین هدف را دنبال می‌کند و به عنوان یک راهنما برای طراحی اصولی و اجرای صحیح، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای درک بهتر اهداف طراحی و عملکردی وال پست خوب است با اجزاء سازه بیشتر آشنا شوید. به طور کلی، اجزاء مورد استفاده در سازه به دو دسته اجزاء سازه‌ای و غیرسازه‌ای تقسیم می‌شوند. طراحی و اجرای اجزاء سازه‌ای به گونه‌ای است که بتوانند نیروهای جانبی وارد شده را به فریم اصلی ساختمان منتقل کنند. این در حالی است که چنین ارتباطی میان اجزاء غیرسازه‌ای و اسکلت اصلی وجود ندارد. از جمله اجزاء غیرسازه‌ای می‌توان به دیوارهای میان‌قاب اشاره کرد. به این ترتیب این دیوارها نیاز به مهاری مناسب برای جلوگیری از ریزش هنگام زلزله و در مواجهه با دیگر نیروهای وارد شده دارند.

آیین نامه وال پست مشخص می‌کند چگونه می‌توان این مهار را به کمک وادارهای قائم و افقی یا دیگر انواع وال پست‌ها، ایجاد کرد. حاصل طراحی صحیح و اجرای اصولی وال پست، جدا کردن دیوار از سازه و جلوگیری از اندرکنش میان این دو است، به طوری که هنگام بروز حوادثی مانند بادهای شدید یا زلزله، دیوار بتواند حرکتی جزئی در صفحه خود داشته باشد و نیروهای وارد شده را به شالوده ساختمان انتقال دهد. این انتقال از ایجاد آسیب و خسارت‌های بزرگ جلوگیری می‌کند. آنچه مسلم است اگر در طراحی وال پست، به نکات اجرایی توجه کافی شود و همچنین در مرحله اجرا، نکات قید شده در طراحی به طور دقیق مورد استفاده قرار گیرند، وال پست بهترین عملکرد را خواهد داشت.

آیین نامه طراحی وال پست کدام است؟

خوشبختانه با توجه به اهمیت بالای طراحی و اجرای نگهدارنده‌ها، آیین نامه‌ها و نشریات متعددی برای راهنمایی طراحان و مجریان، تدوین و ارائه شده‌اند. هر یک از این آیین نامه‌ها به بررسی جزء به جزء بخشی از فرآیند طراحی و اجرای وال پست می‌پردازند. به این ترتیب با در نظر گرفتن آن‌ها، می‌توان وال پست‌ها را به طور اصولی و بدون اشکال، طراحی و نصب کرد.

می‌توان گفت مهم‌ترین و اولین آیین نامه وال پست، پیوست ششم استاندارد 2800 است که بسیاری از نکات مربوط به طراحی لرزه‌ای دیوارها را مورد بررسی قرار داده است. علاوه بر این پیوست، ضابطه 729، ضابطه 819، ضابطه 714، نشریه 691 و آیین نامه ACI 549 از دیگر منابع مورد نیاز برای طراحی و اجرای اصولی وال پست‌ها به شمار می‌روند. در ادامه هر یک از این آیین نامه‌ها به طور کامل معرفی خواهند شد.

پیوست 6 استاندارد 2800، طراحی لرزه ای و اجرای اجزای غیرسازه‌ای معماری

پیوست ششم آیین نامه 2800، یکی از مهم‌ترین منابع موجود برای طراحی صحیح وال پست‌ها به شمار می‌رود. آیین نامه 2800، قبل از تدوین پیوست ششم نیز نکات زیادی را درباره نحوه اجرای اصولی اجزاء سازه‌ای ساختمان در بر گرفته بود، اما مشکل دقیقاً اینجا بود که در این آیین نامه وال پست، درباره اجزاء غیرسازه‌ای، اطلاعات چندانی نیامده بود. زلزله‌های سال‌های اخیر و خصوصاً زلزله کرمانشاه به خوبی نشان داد که بخش بزرگی از خسارت‌های جانی و مالی، حاصل مقاومت ناکافی اجزاء غیرسازه‌ای بوده است. به همین دلیل، بعد از بررسی‌های انجام شده، کارشناسان در مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، ضوابط وال پست در آیین نامه 2800 را تحت عنوان پیوست ششم تدوین و ارائه نمودند.

در حال حاضر ویرایش چهارم پیوست ششم آیین نامه 2800 با عنوان “طراحی لرزه ای و اجرای اجزای غیرسازه‌ای معماری”، آخرین ویرایش این آیین نامه وال پست است که به عنوان مطمئن‌ترین منبع برای طراحی و اجرای وال پست‌ها شناخته می‌شود. این پیوست شامل دو بخش کلی است:

• بخش اول مربوط به دیوارها و اجزائی است که بار ساختمان را متحمل نیستند و به عبارتی دیگر، نقش مؤثری در حفظ و استحکام ساختمان در مواجهه با زلزله ندارند.
• بخش دوم درباره دیوارهایی است که بدون درز انقطاع به سازه متصل شده‌اند و نقشی مهم در استحکام ساختمان دارند. (این دیوارها، دیوارهای میان‌قاب نیز خوانده می‌شوند.)

در مجموعه این بخش‌های آیین نامه وال پست، تمام جزئیات طراحی و عملکردی درباره وادارها و میلگرد بستر دیده می‌شود و پیروی از آن‌ها الزامی است.

ضابطه 729: راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح به میلگرد بستر

همان‌طور که پیش‌تر نیز اشاره کردیم، این روزها اهمیت دیوارهای غیرسازه‌ای در مقاومت لرزه‌ای ساختمان برای همه روشن شده است. یکی از نشریاتی که با ارائه اصولی دقیق، راهنمایی برای مقاوم سازی این دیوارها به حساب می‌آید، نشریه یا ضابطه 729 است. این نشریه که با الهام از منابع بین المللی و معتبر تهیه شده است، به عنوان آیین نامه وال پست، به طور خاص روی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای تمرکز دارد.

مصالح بنایی از جمله مصالحی هستند که در اغلب ساختمان‌ها به کار می‌روند. این مصالح دو اشکال همیشگی دارند: وزن بالا و عدم شکل پذیری. پیدا کردن مصالح جایگزین با وزن پایین‌تر، یکی از راه حل‌های موجود برای رفع یکی از این اشکالات است، اما در مورد عدم شکل پذیری، مشکل کمی پیچیده‌تر به نظر می‌رسد. این ویژگی موجب می‌شود دیوارهای غیرسازه‌ای در برابر نیروهای لرزه‌ای مقاومت کافی نداشته و دچار خسارت شوند. در ضابطه 729 آیین نامه وال پست، راه‌هایی برای حل این مشکل پیشنهاد شده که مهم‌ترین آن، تغییر در اتصال دیوارها به سازه است. در این نشریه توضیح داده می‌شود که چگونه می‌توان با عدم اتصال سخت و مستقیم دیوارهای غیرسازه‌ای به ساختمان، از فروریختن آن هنگام زمین لرزه جلوگیری کرد. ضابطه 729 مجموعاً در شش فصل ارائه شده است و مواردی از جمله رفتار لرزه‌ای دیوارهای بنایی، میلگرد بستر، الزامات اجرایی و… را در بر می‌گیرد.

ضابطه شماره 819: راهنمای طراحی سازه‌ای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازه‌ای

یکی دیگر از نشریاتی که تمرکز خود را روی دیوارهای غیرسازه‌ای و عملکرد آن در مواجهه با زلزله قرار داده، ضابطه 819: راهنمای طراحی سازه‌ای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازه‌ای است. این آیین نامه وال پست حاوی سه فصل کلی است:

• فصل اول: دستورالعمل طراحی

در فصل اول، جزئیات اجرایی و محاسباتی مربوط به دیوارهای میان‌قاب داخلی و خارجی، به طور مفصل بیان شده‌اند. دیتیل‌ها و محاسباتی که در این فصل آمده برای انواع ساختمان تا سقف 10 طبقه قابل استفاده هستند.

• فصل دوم: جداول راهنما

در این فصل اطلاعاتی از قبیل جزئیات مهار توسط وال پست، جزئیات تسلیح دیوارهای بیرونی و داخلی، مقاطع وادارها و… برای ساختمان‌هایی تا سقف ده طبقه، در قالب جدول بیان شده‌اند.

• فصل سوم (فصل آخر): جزئیات و دیتیل‌های اجرایی

در آخرین فصل از این آیین نامه وال پست، جزئیات مربوط به دیوارهای بلوکی به طور کامل آورده شده است.

مهندسان طراح می‌توانند با در نظر گرفتن موقعیت ساختمان، اطلاعاتی از قبیل شتاب پایه و سرعت باد مبنا را به دست آورند و سپس با مراجعه به جداول راهنما و موارد درج شده در نشریه 819، جزئیاتی از قبیل مشخصات وادارها و جزئیات اجرایی دیوارهای میان‌قاب را محاسبه نمایند.

ضابطه 714: دستورالعمل طراحی سازه‌ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان‌ها

نمای خارجی ساختمان نیز درست به اندازه دیوارهای داخلی پراهمیت است و نقش مهمی در ایمنی ساختمان دارد. از این رو لازم است طی فرآیند مقاوم سازی ساختمان، به تقویت نمای خارجی نیز توجهی ویژه داشت. از آن‌جایی که این روزها هیچ ساختمانی را نمی‌توان پیدا کرد که نمای خارجی نداشته باشد، کارشناسان مصمم شدند در آیین نامه وال پست، بخشی را نیز به این موضوع اختصاص دهند. در واقع لزوم پایدارسازی نما باید برای طراحان و مجریان ساختمان کاملاً روشن باشد و این امر جز با ارائه یک آیین نامه کامل و جامع، ممکن نیست.

از آن‌جایی که کشور ایران تا حد نسبتاً زیادی دستخوش حوادثی از جمله زلزله است، باید در ساخت تمام قسمت‌های بنا، تمهیدات لازم در این خصوص را در نظر گرفت. نمای خارجی از این قاعده مستثنی نخواهد بود. بر این اساس، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، نشریه یا ضابطه 714 را برای بیان جزئیات لازم جهت طراحی و اجرای اصولی انواع نمای ساختمان، ارائه داده است. این نشریه که یکی از چندین و چند آیین نامه وال پست به حساب می‌آید شامل 8 فصل مجزا است که به ترتیب موارد زیر را در بر می‌گیرند:

• بررسی انواع نمای ساختمان، لزوم پایدارسازی نما، افزایش ایمنی و…
• الزامات و معیارهای اجرایی در خصوص عملکرد نمای خارجی ساختمان و اتصالات آن
• بررسی انواع بارهای وارد شده بر ساختمان، چگونگی اثرگذاری و…
• بررسی نماهای سنگی
• بررسی نماهای آجری
• بررسی نماهای سیمانی
• بررسی نماهای سرامیکی
• بررسی نماهای کامپوزیتی

نشریه 691: دستورالعمل مقاوم سازی ساختمان‌ها با استفاده از FRP، شورای راهبردی مقاوم سازی

یکی از انواع جدید وال پست که برای مقاوم سازی ساختمان‌ها به کار می‌رود، وال پست الیافی یا FRP نام دارد که در نشریه 691 آیین نامه وال پست، به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است. در این نوع وال پست، الیاف شیشه یا کربن به منظور منسجم ساختن سطح دیوارها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اتصال این الیاف به دیوار با روش چسباندن تر انجام می‌شود و به این ترتیب نیازی به نصب وادارهای افقی و عمودی و همین‌طور نبشی‌ها و ناودانی‌های فلزی نیست. سادگی فرآیند اجرا و هزینه پایین آن موجب شده است استفاده از FRP برای تقویت دیوارها، روز به روز رواج بیشتری پیدا کند. هر چند طراحی و اجرای این نوع وال پست بسیار آسان‌تر از وال پست‌های قدیمی است، با این حال لازم است طبق دستورالعمل خاص و به شکلی اصولی انجام گردد.

یک آیین نامه وال پست که به طور اختصاصی به این نوع از وال پست‌های جدید پرداخته، نشریه 691 (چاپ سال 1392) است. در این نشریه تمام ضوابط و جزئیات مورد نیاز برای طراحی و اجرای صحیح FRP به طور کامل بیان شده است. این آیین نامه توسط مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی تهران و زیر نظر شورای راهبردی مقاوم سازی تهیه و ارائه شده است.

آیین نامه ACI 549

استفاده از سیستم کامپوزیت FRCM، یکی از روش‌های جدید و مطمئن برای پایدارسازی دیوارها است که یک آیین نامه وال پست نیز در خصوص آن نگارش شده است. در این روش از ملات تقویت شده برای بالا بردن استحکام دیوار یا ترمیم بناهای قدیمی کمک گرفته می‌شود. به عبارتی دیگر در سیستم کامپوزیت FRCM، شبکه مش شیشه یا کربن، توسط ملات سیمانی در بر گرفته می‌شود و روی سطح دیوار اجرا می‌گردد. می‌توان گفت اساس سیستم وال مش که این روزها یکی از پرطرفدارترین و ارزان ترین انواع وال پست به شمار می‌رود همین سیستم FRCM است. مطابق با این روش، شبکه مش در ابعاد مناسب روی دیوار نصب شده و با پلاستر سیمانی یا گچی به طور کامل پوشانده می‌شود. این عمل موجب حفظ یکپارچگی دیوار و جلوگیری از ترک خوردن یا ریزش آن می‌گردد.

یکی از ده‌ها آیین نامه وال پست، آیین نامه ACI 549.4R-13 است که درباره چگونگی استفاده از سیستم کامپوزیت FRCM برای تعمیر و مقاوم سازی سازه‌های سیمانی و بنایی نکات مهمی را ارائه می‌کند. این آیین نامه، در واقع یک دستورالعمل کامل برای بکارگیری این سیستم جهت مقاوم سازی ساختمان است و تمام اطلاعاتی را که در این خصوص مورد نیاز است، در دسترس قرار می‌دهد. آیین نامه ACI 549.4R-13 در سال 2013 و توسط انستیتو بتن آمریکا منتشر شده است.

با وجود هر یک از انواع آیین نامه وال پست که در بخش‌های قبل معرفی شدند، می‌توان به دستورالعمل‌های مورد نیاز برای تقویت سازه‌های مختلف، دسترسی آسان داشت. هر یک از این آیین نامه‌ها با ارائه جزئیات طراحی و اجرایی برای بخش‌های مختلف مقاوم سازی یک سازه، بهترین راهنما برای ایمن سازی بی‌نقص سازه‌های جدید و قدیمی هستند.