وال پست چيست؟
وال پست بمعنی نگهدارنده ديوار است و اتصال ديوارهای ميانقاب به اسكلت سازه يا به عبارتی قاب‌های سازه ميبايست بطريقی از ديوار در برابر نيروهای باد و زلزله و بطور كلی هر نوع نيروی افقی يا عمود بر سطح ديوار محافظت نمايد.
در پیوست ششم ایین نامه ۲۸۰۰ ویرایش چهارم با عنوان طراحی لرزه ای و اجرای اجزای غیر سازه ای معماری در خصوص مهار لرزه ای اجزای غیر سازه ای استاندارد ضوابط آن امده است.
در گذشته ديوارهای ميانقاب توسط ملات و يا نازك كاری به قاب سازه كه همان ستونها و تيرها هستند بطور مستقيم متصل ميشد ولی تجربه زلزله های اخير نشان داد كه اين روش جوابگو نيست به اين معني كه اندر كنش سازه و ديوارها باعث وارد شدن نيروهای متقابلی به هردو ميشود .
رفتار یک قاب سازه ای(جهت نمایش فیلم کلیک کنید) در زمان وقوع زلزله یکی از نکات اصلی و تعیین کننده در طراحی سازه است. نوع تغییر شکل و میزان آن قابل پیش بینی و محاسبه بوده و عاملی تعیین کننده در پروسه طراحی سازه است.
تغییر شکل یک قاب بسته به نوع قاب یا میتواند در گره ها اتفاق بیفتد ویا در تیر و ستونها به این معنی که در قاب های صلب که گره ها در برابر نیروهای وارده صلب در نظر گرفته میشود این تغییر شکل قاب میبایست در تیر و ستون اتفاق میافتد .بطور کلی این تغییر شکل قاب است که باعث ایجاد این اندر کنش میگردد به اين ترتيب كه در اثر نيروهای زلزله يا باد دريفت ايجاد شده در اعضای سازه باعث ايجاد تنش در ديوارهای ميانقاب ميگردد و متقابلا عكس العمل اين نيروها باعث ايجاد تنش در سازه ميگردد كه اولين اثر آن جابجايي مركز سختی سازه ميباشد كه اين جابجايي مركز سختی باعث رفتار غير قابل پيش بينی در سازه خصوصا در زمان وقوع زلزله ميگردد.
ازطرف ديگر تنشهای وارد شده از طرف سازه به ديوارها ممكن است از مقاومت ديوار بيشتر بوده و به ديوار آسيب ميزند بطوريكه مؤلفه موازی با سطح نيروی زلزله باعث اسیب وايجاد ترك قطری در ديوار شده و مولفه عمود بر سطح آن باعث تخريب و فرو ريزش ديوار ميگردد.
🔹 میانقاب چیست؟
🔹 عملکرد سازه و دیوارهای میانقاب را در مقابله با نیروی زلزله چگونه است؟
میانقاب ها در حقیقت دیوارها و اعضای غیر سازه ای ساخته شده در قاب های سازه هستند که به طریقی برای مهارشان از طرف قاب سازه حمایت میشوند ولی بطور مستقیم میتوانند تاثیرات قابل ملاحظه ای بر قاب سازه ای و بطریق اولی بر سازه اعمال کنند.
والپست چیست و کارکرد آن چگونه است؟
بطور کلی والپست که واژه جدیدی در بحث سازه در جامعه مهندسی کشورمان است و مراد ما از والپست با ان چیزی که در دائره المعارف کمی متفاوت است.
واژه والپست به چه معناست؟
انچه در دیکشنری webster dicstionary برای کلمه والپست امده است را میتوان در دو بخش wall و post جستجو کرد:
در webster distionary لغت post در معانی مختلفی آمده که انچه مربوط به بحث ما میشود بدین صورت است:
“A long & sturdy piece of timber or metal set upright in the ground and used to support something or as a marker”
“قطعه ای بلند و محکم از چوب یا فلز که در زمین قرارداده میشود جهت نگهداری چیزی یا بعنوان نشانه”
حال میتوان به معنای کلمه والپست رسید.
در واقع والپست در بحث سازه ای پارادوکسی است که در فضای سه بعدی قابل تصور است به این معنی که دیوار را باید توسط قاب یا سازه نگهداشت بدون اینکه به ان تکیه کند و با آن اندرکنشی داشته باشد این درست به این معنیست که شما بدون دست زدن به چیزی باید آن را با دست نگهدارید. مسلما این اتفاق غیر ممکن است تا زمانی که متوجه شویم این مساله در دو جهت عمود بر هم مطرح است. بله میانقاب میبایست در جهت موازی با سطح خود اندر کنشی با قاب نداشته باشد ولی در جهت عمود بر سطح خود از قاب ساپورت شود.
اولین چیزی که در بحث والپست در خصوص عدم وجود اندر کنش بین قاب و میانقاب به ذهن میرسد جداسازی آنهاست و به این ترتیب نقش والپست در سازه بصورت زیر مشخص میشود:
۱- والپست بعنوان جداکننده قاب از میانقاب
۲- والپست بعنوان نگهدارنده میانقاب
جداسازی ديوار ميانقاب از قاب و نقش والپست
همانطور که اشاره شد جهت ازبين بردن اندركنش ديوار و سازه بهترين راه جدایی انها از يكديگر است و وقتی صحبت از یک جهت مشخص میشود مثلا راستای موازی با سطح قاب یا میانقاب ، از بین بردن هرگونه مانع در برابر حرکت و بطور کلی تماس یا وارد شدن نیرو یا هرگونه تاثیر بین انهاست به اين ترتيب كه بين ديوار و سازه يعني ستونها و تير فاصله ای در نظر گرفته شود اين فاصله بر حسب ارتفاع سازه وميزان نيروهای وارده محاسبه ميگردد كه اندازه آن بطور معمول ٢/٥ تا ٥ سانتيمتر در نظر گرفته ميشود.
اين فاصله ميبايست با مصالح نرم و قابل ارتجاع پر شود تا اولا نيروهای متقابل سازه و ديوار راجذب نمايد ثانيا امكان اجرای نازك كاری را بوجود آورد.
نگهداری و مهار میانقاب توسط والپست
اولین چیزی که در خصوص مهار یک عضو بذهن میرسد جلوگیری از حرکت وجابجایی آن است . حال صورت مساله به این صورت در میاید:
والپست قاب را در جهت موازی باسطح خود آزاد میگذارد.
والپست میانقاب را در جهت عمود بر سطح خود مهار میکند.
حال با فرض در نظرگرفتن فاصله مابین قاب و میانقاب و لزوم وجود اين فاصله نحوه اتصال ديوار به سازه بايد طوری طراحی شود تا ديوار را در برابر نيروهای عمود بر سطح محافظت نموده ولی در راستای موازی با سطح ازاد بگذارد بطوريكه هيچ اندر كنشی در راستای موازی با سطح با هم نداشته باشند.
والپست چگونه عمل میکند؟
حال که نقش والپست را در یک سازه مشخص کردیم میتوان دریافت که در حقیقت تمام موضوع والپست خلاصه میشود در یک نوع اتصال یعنی تعریف نوعی اتصال که بتواند وظیفه یک والپست را بخوبی به انجام برساند.
وقتی صحبت از اتصالی میشود که در یک جهت آزاد و در جهت دیگر محدود است یک اتصال كشویی در اجرای والپست ميتواند راه حل اين مشكل باشد بطوريكه در راستای حركت كشویی ، والپست هيچ مانعی در برابرقاب یا ديوار ایجاد نکند ولی درهمان حال این والپست در راستاهای دیگر محدوديت حركتي ایجاد نماید و به اين صورت والپست باعث مهارمیانقاب یا ديوار ميگردد.
آنچه در اکثر زلزله ها خصوصا زلزله کرمانشاه اتفاق افتاده و باعث آسیب گردیده است لزوما در نتیجه ایراد و نقص در محاسبات سازه نبوده ، بلکه بیشترین آسیب مربوط به عدم توجه به جزئیات اجرای دیوارهای میانقاب یا در حقیقت اجرای صحیح والپست ها می باشد و این مشکل به اکثر ساختمانها آسیب های جانی و مالی فراوانی در زلزله وارد ساخته است.
معرفی نویـــن وال پست
چرا نوین وال پست ؟
- مطابق با آیین نامه های معتبر داخلی و خارجی
- عدم ایجاد ترک در نازک کاری
- سهولت اجرا سرعت بالای اجرا
- کاهش ۲۰ درصد هزینه
- کاهش بار مرده ساختمان
- عدم نیاز به ضد زنگ
- بدون نیاز به نصب فوم در کارگاه
- قابل استفاده برای مهار دیوارهای اکسپوز و نمایان
- عدم نیاز به کار گذاشتن پلیت و صفحه در بتن هنگام اجرای اسکلت
معرفی سیستم نوین وال پست و اجزای آن
طراحی لرزه ای این سیستم وال پست به نحوی انجام شده است که ناودانی های والپست بصورت کشویی با امکان آزادی حرکت در بست ها قرار میگیرد. در هنگام وقوع زلزله با تغییر مکان ستونها و تغییر شکل تیرها, المان های والپست در داخل بست امکان جابجایی داشته و نیرویی به دیوار وارد نمیگردد که موجب شکست دیوار شود.همزمان عملکرد این بست ها بنحوی است که والپست را در جهت عمود بر صفحه دیوار مهار می کند. از این مقاطع میتوان در دیوار پشت بام, مهار تیغه های داخلی و دیوارهای منحنی , ساخت استراکچر فایرباکس و مخزن والهنگ توکار استفاده کرد.
نحوه اجرای سیستم نوین وال پست
در سیستم نوین وال پست ابتدا بست ها بصورت شاقولی بفاصله ۱ متر به ستون و زیر تیر بوسیله تپانچه هیلتی توسط میخ ۳ سانتی نصب گردیده و سپس ناودانی به همراه فوم تعبیه شده روی آن بصورت کلیکی داخل بست ها قرار میگیرد.
در ساختمانهای فلزی این بست ها را میتوان به ستون جوش داد, دیوار کشی با مهار ریسمان به این ناودانی ها بدون نیاز به نصب شمشه اجرا میگردد.
علت ترک در نازک کاری
یکی معضلات که هم در زیبایی و هم در دوام ساختمانها باعث آزار سازندگان و بهره برداران است ایجاد ترک در نازک کاری است . یکی از علل اساسی در بروز این مشکل در حال حاضر بدلیل جوش دادن نبشی های وال پست در دوسر آن (کف و سقف) بوده که امکان انبساط طولی نبشی در تغیر دما را از بین برده وناگزیر این تنش های حرارتی موجب کمانش در نبشی شده و این کمانش علت اصلی ترک در نازک کاری در محل اجرای والپست ها یا در کنار دربها و پنجره ها درساختمان می باشد.
نکته عجیبی که باعث شگفتی است تغییر شکل غیر قابل باور والپست در اثر تغییر طول بسیار اندک آن است طبق محاسبات فنی مهندسین ما ممانعت از تغییر طول در حدود چند دهم میلیمتر در طول والپست باعث ایجاد کمانش در والپست وبه تبع آن باعث ایجاد خروج از محوری حدود ۳ الی ۴ سانتی متر در والپست می شود که این تنش حرارتی حاصل از آن باعث ایجاد ترک در نازک کاری می گردد بطوریکه والپست به جهت این تغییر شکل از دیوار جداشده و به پوسته نازک کاری آسیب میرساند که گاها این تنش ایجاد شده در والپست بقدری زیاد است که رابیتس هایی که برای ترمیم آن استفاده میشود را پاره میکند . بنابراین جهت جلوگیری از این امربا آزاد کردن دو سر والپست از این اتفاق جلوگیری می شود.
فرمول محاسبه خروج از محور والپست در تغییر درجه حرارت
اگرطراحی سازه با فرض عدم مشارکت دیوارهای جداکننده و پیرامونی در سختی سازه انجام شود، بر این اساس اتصال لبه قائم دیوارها به ستون و دیوارهای برشی و تیرهای قاب خمشی سقف باید به گونه ای باشد که ممانعتی در برابر این جابه جایی نسبی ایجاد نکند و دیوار در برابر نیروی عمود بر صفحه مهار گردد.
برخی از مزایای جداسازی دیوار میانقاب از سازه
- جلوگیری از تشکیل ستون کوتاه در دیوارهایی که در تمام ارتفاع طبقه را پوشش نمی دهند
- عدم پیچش در سازه در صورتی که دیوارهای میانقاب بدلیل طرح معماری متقارن تقسیم نشده باشند
- عدم ایجاد طبقه نرم در آرایش متفاوت میانقابها در طبقات ، تغییر ارتفاع طبقات یا بازشوها
- بهینه تر شدن طراحی سازه بدلیل عدم نیاز به کاهش زمان تناوب در نتیجه کاهش نیروی زلزله اعمالی به سازه