وادار ها (وال پست)
وادار یا وال‌پست، به منظور افزایش استحکام اجزای غیرسازه ای در برابر بارهای جانبی مانند بار زلزله اجرا می شود. این اجزا عموماً در راستای اعضای قائم سازه قرار می گیرند و به دو دسته وادار میانی و کناری تقسیم می شوند. در گذشته، این اجزا به صورت کلی و با استفاده از نبشی اجرا می‌شدند، اما امروزه اغلب پروفیل های ناودانی استفاده می شود.
اهمیت صحیح اجرای وادارها و وال پست ها به خصوص در مواجهه با زلزله آشکار است. زلزله کرمانشاه نشان داد که خسارات اصلی به دلیل فرو ریختن اجزای غیرسازه ای و دیوارهای ساختمان بوده که یا وادار نداشتند یا وال پست آن ها به درستی اجرا نشده بود. این واقعه باعث شد که ضوابط اجرای وادارها و وال پست ها بازنگری شود و آیین‌نامه های جدیدی مانند پیوست ششم آیین نامه ۲۸۰۰ ارائه شود.
بنابراین، اجرای صحیح وادارها و وال‌پست‌ها بسیار حائز اهمیت است. این کارها در صورت صحیح اجرا نشدن، نمی‌توانند آسیب‌های زلزله جلوگیری کنند و کارایی لازم را ارائه نمی‌دهند. رعایت ضوابط و استانداردهای مربوط به اجرای این اجزا امری ضروری است تا امنیت و پایداری سازه‌ها در مواجهه با بارهای جانبی تضمین شود.
در صورتی طول دیوار از مقادیر مجاز براساس طراحی (حداکثر ۴ متر) بیشتر شود از عضو قائم با مقطع فولادی یا بتنی (وادار) به عنوان تکیه گاه جهت مهار خارج صفحه دیوار و اجزای مسلح کننده (میلگرد بستر) آن استفاده می شود.
وادار (وال پست) باید به نحو مناسبی به کف سازه با اتصال به صورت مفصلی متصل شود ولی اتصال آن در زیر تراز سقف باید در راستای داخل صفحه به صورت کشویی باشد تا امکان جابجایی درون صفحه دیوار فراهم شود.
در دیوارهای خارجی روی سطح وادار(وال پست) باید به وسیله پشم سنگ ضد رطوبت برای عایق بندی پوشانده شود و بر روی آن یک لایه مش الیافی یا رابیتس برای جلوگیری ترک خوردگی نازک کاری اجرا شود. (شکل ۱)
اجرای عایق پشم سنگ و مش الیاف یا رابیتس بر روی وادار (وال پست به همراه میلگرد بستر) (شکل ۱)
وادار میانی
وال‌پست های قائم و وادار میانی اساسی ترین عناصر ساختاری در ساخت و ساز دیوارهای بتنی و سازه های مشابه می باشند. برای اطمینان مقاومت آنها در برابر زنگ زدگی، استفاده از وادار میانی گالوانیزه توصیه می شود. تعداد وال پست های مورد نیاز برای هر دیوار بستگی به عواملی ازجمله طول دیوار، نوع بارگیری، و وجود پنجره ها دارد. به عنوان مثال، برای یک دیوار با طول ۴ تا ۵ متر بدون وجود پنجره، استفاده از یک وادار میانی می تواند کافی باشد. اما برای دیوارهای بلند تر یا دارای پنجره های بیشتر، تعداد وال پست های بیشتری ممکن است لازم باشد تا استحکام و پایداری سازه تضمین شود.
لزوم نصب وادار میانی چیست؟
برای اطمینان از پایداری و استحکام دیوارهای خارجی و داخلی، در صورتی که طول دیوار بیشتر از ۴ متر باشد، استفاده از وادار میانی عمودی ضروری است. این وادارها باید به گونه ای طراحی و اجرا شوند که به دیوار آزادی حرکت جانبی در داخل صفحه دیوار را فراهم کنند. اتصال وادار میانی عمودی به زیر تیر نیز باید به گونه ای باشد که این آزادی حرکت تضمین شود. در مورد دیوارهای خارجی، باید از اتصالات کشویی برای وادارهای عمودی استفاده شود، به طوری که هیچگونه اتصال جوشی به نبشی ها یا ناودانی های متصل به زیر تیر انجام نشود. این اتصالات باید از نظر استحکام و پایداری به دیوار اعتمادی داشته باشند.
همچنین، اگر ارتفاع دیوار از ۳.۵ متر بیشتر شود، حتماً باید یک وادار میانی افقی در طول دیوار نصب شود، تا پایداری و استحکام دیوار افزایش یابد. این وادار ها نیز باید به نحوی طراحی و اجرا شوند که عملکرد دیوار را تضمین کنند.
اتصال دیوار به وادار
در دیوارهای غیرسازه، به منظور مهار خارج از صفحه دیوار، وادارها در فواصل بین ستون ها نصب می شوند. برای انتقال بار به وادار، از اتصالات جوشی یا پیچی استفاده می شود، با این حال باید مقاومت اصطکاکی ناشی از بارهای ثقلی خودداری شود. حال برای محاسبه حداقل طول دیوار که نیاز به مهار با استفاده از وادار دارد، شرایط مرزی دیوار (زیر سقف، دو لبه قائم دو طرف و روی کف) و بارهای وارده بر دیوار در نظر گرفته می شود. این محاسبات بر اساس ضوابط و استانداردهای مرتبط، به ویژه ضابطه شماره ۸۱۹ مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، انجام می شود. دیوارهای بلوکی در فواصل بین وادارها با استفاده میلگرد بستر یا تسمه‌های فولادی مسلح می شوند. این اقدام به منظور افزایش مقاومت و پایداری دیوار در مقابل بارهای خارجی اعمال می شود.
اتصال وادار به قاب سازه ای
برای دیوارهای بلوکی که نیاز به وادار دارند تا حرکت جانبی داخل صفحه دیوارها را تامین کنند، می توان روش اتصال تلسکوپی استفاده کرد. در این روش، وادار ها به دیوارها به صورت مقید می شوند، به این معنا که حرکت جانبی در هر دو جهت برای آنها ممکن باشد، اما حرکت خارج از صفحه جلوگیری می شود.
برای دیوارهایی که در خارج قاب قرار دارند، وادارهای دو انتهای دیوار باید به صورت مقید به دیوارها متصل شوند. در این حالت، اتصال تلسکوپی به کار می رود تا اجازه حرکت دیوارها را در هر دو جهت دهد، اما از حرکت آزادانه در جهت خروج از صفحه جلوگیری می کند. در اینجا، فاصله جداسازی ۱% بین وادار و دیوار باید رعایت شود تا اتصال به ستونها و سایر جزئیات اتصال دیوار به وادارها ممکن باشد و حرکت مقید به دیوار فراهم شود.
مزایا نصب وادار
برای ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله و با رویکرد کاهش هزینه و سرعت اجرا، از روش ها و مصالح متنوعی استفاده می شود که توانایی تأمین نیازهای امنیتی، استحکام، و سرعت اجرا را دارند. این شامل استفاده از سیستم‌های اسکلتی فولادی و مصالح نوین مانند بتن مسلح با فیبرهای پلیمری (FRP) و استفاده سیستم های سازه‌ای خاصی است که بتوانند این نیازها را برآورده کنند.
استفاده از بتن مسلح با فیبرهای پلیمری (FRP) این روش هاست که می‌تواند به صورت موثر در برابر زلزله ها عمل کند. این نوع بتن، علاوه بر اینکه مقاومت به فشار و کشش بالایی دارد، از ترک ها جلوگیری می کند و نیاز به ضد زنگ ندارد. همچنین، باعث کاهش بار مرده ساختمان و سهولت اجرا نیز می شود.
استفاده سیستم های سازه ای خاصی مانند سیستم های تسمه ای (Shear Wall)، استفاده از سیستم های تقویت شده با FRP، و یا حتی سیستم های تقویت دیوار پیش ساخته نیز می تواند از جمله راهکارهای مؤثر برای مقاومت در برابر زلزله باشد. این سیستم ها، علاوه بر اینکه باعث افزایش استحکام ساختمان در برابر نیروهای زلزله می‌شوند، باعث کاهش بار مرده ساختمان و سهولت اجرا نیز می شوند.
به طور کلی، استفاده مصالح نوین و سیستم های سازه ای خاصی که با آیین نامه های سازه ای داخلی و بین المللی سازگاری دارند، می تواند به عنوان راهکارهایی مؤثر برای ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله با رویکرد کاهش هزینه و سرعت اجرا مطرح شود.
اتصال به وادارها (وال پست و میلگرد بستر)
در دیوارهای غیرسازه ای در فواصل بین ستون ها برای مهار خارج از صفحه دیوارها بسته به نوع و طول دیوار، ممکن است نیاز به وادار (وال پست) باشد.
برای انتقال بار به وادار (وال پست) استفاده اتصالات جوشی یا پیچی و نظایر آنها به وادار (وال پست) مجاز است ولی نباید از مقاومت اصطکاکی ناشی از بارهای ثقلی استفاده شود.
دیوار با توجه به بارهای وارده و شرایط لبه های آن در بالا (زیر سقف ) و دو لبه قائم دو طرف دیوار و شرایط مرزی زیر (روی کف ) کنترل شوند و بر این اساس حداقل طول دیوار که نیاز به مهار با استفاده از وادار (وال پست) دارد محاسبه شود.
فواصل وادارها (وال پست) را می توان بر پایه محاسبه ظرفیت خمشی پانل دیوار با فرض شرایط تکیه گاهی لبه ها و با اعمال بار وارد بر دیوار تعیین نمود.
باید توجه نمود که جزییات ارایه شده در این پیوست شرایط مفصلی را تأمین می کند.
این کنترل برای دیوارهای بلوکی به صورت دال دو طرفه براساس ضابطه شماره ۸۱۹ مرکز تحقیقات راه، مسکن وشهرسازی انجام می شود.
دیوار بلوکی در فاصله بین وادارها (وال پست) با میلگرد بستر یا تسمه های فولادی مسلح می شود.
(شکل ۲)
میلگرد بستر در فاصله بین وادارها (وال پست) و اتصال (گیره و قلاب) آن به وادار (شکل ۲)
اتصال وادار به قاب سازه ای به وسیله گیره و قلاب (قطعات اتصالی)
در دیوارهای بلوکی که نیاز به وادار (وال پست) دارند به منظور تامین حرکت جانبی داخل صفحه دیوارها، مجموعه دیوار و وادار همزمان از آزادی در حرکت جانبی برخوردارند.
وادارها (وال پست) نباید به نبشی های تعبیه شده در تیرها که تنها جهت جلوگیری حرکت خارج صفحه نصب شده اند جوش شوند (شکل ۳).
با توجه به اتصال کشویی(ناودانی منقطع) وادار نیازی به رعایت فاصله جداسازی دیواردرمجاورت وادارها نمی باشد و دیوار می تواند بر وادار چیده شود.
تبصره :در دیوارهای واقع در خارج قاب، وادارهای دو انتهای دیوار باید در برابر حرکت جانبی در هر دو جهت مقید (به صورت اتصال تلسکوپی) شوند و به دیوار اجازه حرکت داده شود.
در این حالت جزییات اتصال دیوار به این وادارها مانند اتصال به ستون ها می باشد در این فاصله جداسازی ۱% بین وادار و دیوار باید رعایت شود.
به صورت اتصال کشویی با استفاده از نبشی(شکل ۳)
تیرک ها
دردیوارهای با ارتفاع بیش از۳.۵متر باید با استفاده از عضو افقی با مقطع فولادی یا بتنی (تیرک) ارتفاع آزاد دیوار را کاهش داد.
دراین حالت برای اینکه جداسازی دیوار قاب سازه ای به نحو مناسب انجام شود، نیاز به اجرای وادار (وال پست) انتهایی برای نگه داشتن تیرک می باشد (جهت عدم ایجاد مانع برای تغییر شکل تیر در ناحیه مفصل پلاستیک وادارانتهایی باید حداقل یک متری از ستون طبق شکل ۴ باشد) نحوه اجرای تیرک به این صورت است که تیرک باید به صورت کامل بر روی دیوار بنشیند و بار ثقلی دیوار فوقانی نباید به تیرک منتقل شود.
اتصال انتهای تیرک به ستون نیز باید به صورت نشیمن با قابلیت جابجایی در راستای دیوارمطابق شکل ۵ باشد.
شکل ۴- دیوارهای بلوکی با ارتفاع بیش از۳.۵ متر دارای تیرک و وادار(وال پست به همراه میلگرد بستر) (به عنوان نمونه یک دیوار با ارتفاع ۶ متری)
شکل ۵- جزییات اجرایی اتصال تیرک و وادار در دیوار با ارتفاع بیش از ۳.۵ متر(قلاب وگیره و ناودانی منقطع)
روش های اتصال دیوار(به وسیله قلاب و گیره) به اعضای قائم سازه ای
اتصال لبه قائم دیوارها به ستون ها و دیوارهای برشی ساختمان یا هر عضو قائم سازه ای دیگر در سازه باید به گونه ای باشد که ممانعتی در برابر جابجایی نسبی ایجاد نکند.
در دیوارهای پانلی نیازی به اتصال بین دیوار و ستون وجود ندارد و فواصل بین این دو باید با مواد تراکم پذیر مانند پشم سنگ ضد رطوبت پر شود و بر روی آن در نازک کاری از یک لایه شبکه الیاف یا رابیتس استفاده شود.
اتصال کشویی با استفاده از دو نبشی یا ناودانی منقطع
روش های مناسب برای اتصال دیوار به عضو قائم سازه ای، استفاده از اتصال کشویی (ناودانی منقطع) در محل تماس، به وسیله نبشی یا ناودانی منقطع یا پیوسته می باشد.
در این حالت استفاده از نبشی و یا ناودانی های گرم نورد یا سرد نورد شده فولادی در طرفین دیوار که به نحو مناسبی به عضو قائم سازه ای اتصال داده می شود، توصیه می شود.(شکل ۶)
شکل ۶- مهار دیوار خارجی ساخته شده بلوک به ستون با استفاده از نبشی یا ناودانی منقطع
اتصال با بست های انعطاف پذیر U شکل
اتصالات U شکل لغزشی برای مهار خارج صفحه و در عین حال تامین آزادی حرکت در درون صفحه دیوار می توان استفاده کرد. (شکل ۷)
شاخک انتهایی
در صورت استفاده میلگرد بستر از شاخک انتهایی آن جهت اتصال دیوار به ستون در جهت خارج می توان استفاده نمود و نیازی به استفاده نبشی یا ناودانی نمی باشد. (شکل ۸)
اتصال دیوار خارجی ساخته شده از بلوک به ستون با استفاده از بست ارتجاعی Uشکل
استفاده از شاخک انتهایی به همراه میلگرد بستر
شکل۸- روش های مهار دیوار به ستون جهت نیروی خارج صفحه (به وسیله قلاب و گیره یا قطعات اتصالی)