وال پست چیست و چرا اجرای صحیح آن در ساختمان اهمیت دارد؟

وال پست چیست و چه وظیفه ای دارد؟

در ساختمان‌سازی، ایمنی در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد، فقط محدود به اجزای باربر یا سازه‌ای نیست. بخشی مهم از خسارات جانی و مالی که در زمان زلزله به وجود می‌آید، از آسیب به دیوارهای غیرسازه‌ای ناشی می‌شود. دیوارهایی که نقش سازه‌ای ندارند، اما در صورت نبود اتصالات مناسب، می‌توانند به شدت آسیب‌پذیر باشند. در همین راستا، «وال پست» به عنوان یک راهکار کلیدی برای تقویت این دیوارها و جلوگیری از تخریب آن‌ها در برابر نیروهای جانبی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

وال پست عنصری است فلزی یا بتنی که با هدف پشتیبانی و مهار دیوارهای غیرسازه‌ای به کار می‌رود. این سیستم کمک می‌کند تا دیوار در برابر نیروهای ناشی از حرکت سازه یا ارتعاشات شدید پایدار بماند و از خطر ریزش آن کاسته شود. با آنکه استفاده از وال پست در گذشته نیز مرسوم بوده، اما تجربه زلزله‌های اخیر در ایران نشان داد که اجرای سنتی و غیرمهندسی آن نه تنها مؤثر نیست، بلکه در مواردی حتی می‌تواند به افزایش آسیب منجر شود.

آمارهای رسمی نشان می‌دهند که بخش عمده‌ای از خسارات در زلزله‌ها، نه از ناحیه سازه اصلی، بلکه از تخریب اجزای غیرسازه‌ای رخ می‌دهد. این در حالی است که حدود ۷۰ درصد از هزینه ساخت ساختمان، به این اجزای غیرسازه‌ای اختصاص دارد. بنابراین توجه به مهار و تقویت این عناصر، نه‌تنها از نظر اقتصادی، بلکه از دید ایمنی و حفظ جان ساکنان، امری حیاتی محسوب می‌شود.

تخریب ساختمان ها در زلزله سال ۱۳۹۷ کرمانشاه به دلیل عدم استفاده از وال پست 

یکی از مشکلات اصلی در هنگام وقوع زلزله، تفاوت در نوع عملکرد سازه اصلی و دیوارهای غیرسازه‌ای در برابر نیروهای جانبی است. چرا که هر یک از این اجزا دارای مصالح، سختی، و رفتاری متفاوت در برابر ارتعاش و نیرو هستند. اتصال یکپارچه و سخت‌گیرانه دیوار غیرسازه‌ای به اسکلت اصلی، باعث می‌شود نیروهای زیادی بین آن‌ها رد و بدل شود که اغلب منجر به آسیب به دیوار یا حتی انتقال آسیب به خود سازه می‌شود.

راهکار مهندسی برای حل این معضل، استفاده از وال پست با جزئیات اجرایی جدید و استاندارد است. در این شیوه، وال پست به عنوان رابطی انعطاف‌پذیر بین دیوار و سازه عمل می‌کند. به عبارتی، اتصال دیوار به سازه دیگر اتصال خشک و کاملاً صلب نیست، بلکه به شکلی طراحی شده که آزادی حرکت محدودی برای دیوار فراهم شود. این آزادی اندک، اجازه می‌دهد که دیوار در زمان اعمال نیروهای شدید، مانند زلزله، تغییر مکان‌های جزئی داشته باشد بدون آنکه تخریب شود یا به سازه آسیب وارد کند.

از سوی دیگر، وال پست‌ها در برابر دو نوع نیروی عمده بر دیوارها نقش محافظتی دارند: نیروهای درون صفحه و نیروهای خارج از صفحه. در برابر نیروهای درون صفحه، اجازه‌ی جابجایی کنترل‌شده به دیوار داده می‌شود تا انرژی ناشی از ارتعاش بدون تمرکز تنش تخلیه شود. در برابر نیروهای خارج از صفحه نیز، وال پست به همراه میلگرد بستر یا بست‌های فلزی، دیوار را مهار می‌کند و مانع از واژگونی یا ترک‌خوردگی شدید آن می‌شود.

گرچه اجرای صحیح وال پست ممکن است در ظاهر موجب ایجاد ترک‌های سطحی بر دیوار شود، اما همین ویژگی نشانه عملکرد درست آن در کنترل حرکات شدید است. به عبارتی دیگر، هدف از اجرای وال پست، جلوگیری از ریزش یا تخریب کامل دیوار و همچنین کاستن از بار ناگهانی وارده به سازه در زمان بحران است.

در نهایت، باید توجه داشت که وال پست صرفاً یک عضو کمکی نیست، بلکه بخشی حیاتی از سیستم ایمنی ساختمان در برابر حوادث طبیعی محسوب می‌شود. با بهره‌گیری از دیتیل‌های اجرایی به‌روز و اصول مهندسی در نصب وال پست، می‌توان تا حد زیادی از خطرات ناشی از تخریب دیوارهای غیرسازه‌ای جلوگیری کرد و سطح ایمنی عمومی ساختمان را ارتقاء داد.

نگاهی به آیین‌نامه ۲۸۰۰ و پیوست ششم در رابطه با وال‌پست‌ها

در مقررات ملی ساختمان ایران، استفاده از وال‌پست‌ها به‌عنوان راهکاری الزامی برای پایدارسازی دیوارهای غیرسازه‌ای در تمامی ساختمان‌ها – چه با اسکلت فلزی و چه بتنی – بدون استثنا توصیه شده است. این الزام در راستای افزایش ایمنی در برابر زلزله و جلوگیری از ریزش دیوارها در هنگام وقوع زمین‌لرزه‌ها، به‌ویژه در ساختمان‌های مسکونی، تدوین شده است.

مطابق با این مقررات، دیوارهای غیرسازه‌ای نباید در اثر زلزله دچار ریزش یا تخریب شدید شوند. البته وجود ترک‌های سطحی که منجر به آسیب‌های جدی نمی‌شوند، بلامانع تلقی شده است. برای رسیدن به این هدف، آیین‌نامه‌های مختلف، از جمله مبحث چهارم، ششم و هشتم، به شکل مستقیم یا غیرمستقیم به نقش مهم وال‌پست‌ها در ایمنی ساختمان‌ها پرداخته‌اند.

مروری بر مفاد مهم مقررات ملی ساختمان

در مبحث چهارم (الزامات عمومی ساختمان‌ها)، بند ۴-۹-۱-۳ بر این نکته تأکید دارد که تمامی دیوارهای ساختمان، به‌ویژه دیوارهای نمای بیرونی، باید در برابر زلزله مقاوم‌سازی شده و ضوابط مربوط به مبحث ششم و استاندارد ۲۸۰۰ را رعایت کنند.

مبحث هشتم نیز در بخش ۸-۳-۵ به‌طور مفصل به اجزای غیرسازه‌ای پرداخته است. در این قسمت، مقررات دقیقی درخصوص دیوارهای جداکننده، سقف‌های کاذب، نما، جان‌پناه‌ها و سایر اجزای غیرسازه‌ای ارائه شده که رعایت آن‌ها برای تأمین ایمنی ساکنان حیاتی است.

در کنار این مباحث، نشریه شماره ۸۱۹ مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی به‌عنوان راهنمای طراحی دقیق اجزای غیرسازه‌ای، سازوکار طراحی و جزئیات اجرایی وال‌پست‌ها را نیز شرح می‌دهد. این نشریه به طراحان کمک می‌کند تا اجزای غیرسازه‌ای از جمله دیوارها را بر اساس اصول لرزه‌ای و مقاومت موردنیاز طراحی کنند.

جایگاه وال‌پست در استاندارد ۲۸۰۰

استاندارد ۲۸۰۰ که مرجع اصلی طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها برای اجزای غیرسازه ای در کشور است، در بخش‌های مختلف خود به نحوه عملکرد و اتصال دیوارهای خارجی به سازه اشاره دارد. طبق بند ۴-۵-۳ این استاندارد، دیوارهای بیرونی باید توانایی تحمل جابجایی‌های جانبی سازه در زمان زلزله یا تغییرات دمایی را داشته باشند. بنابراین، این دیوارها باید از اسکلت اصلی جدا بوده و تنها با اتصالات انعطاف‌پذیر و مطمئن به سازه متصل شوند تا بدون ترک‌خوردگی یا ریزش بتوانند نیروهای جانبی را تحمل کنند.

فلسفه تدوین پیوست ششم؛ نتیجه درس‌آموزی از زلزله‌های گذشته

پس از وقوع زلزله‌های ویرانگر مانند منجیل و رودبار، بم و کرمانشاه، جامعه مهندسی کشور به این نتیجه رسید که لازم است توجه ویژه‌ای به اجزای غیرسازه‌ای شود. هرچند سازه اصلی بسیاری از ساختمان‌ها پابرجا مانده بود، اما ریزش دیوارهای داخلی و خارجی منجر به خسارات مالی و تلفات انسانی شد. از دل این تجربیات، پیوست ششم آیین‌نامه ۲۸۰۰ با عنوان “طراحی لرزه‌ای و اجرای اجزای غیرسازه‌ای معماری” تدوین شد.

این پیوست، جزئیات کامل و الزامات سخت‌گیرانه‌ای را برای نصب و استفاده صحیح از وال‌پست‌ها ارائه می‌دهد. هدف از این مقررات، پیشگیری از ریزش دیوارهای غیرسازه‌ای در حین زلزله و کاهش تلفات ناشی از آن‌هاست.

الزامات اجرایی پیوست ششم برای وال‌پست‌ها

در پیوست ششم، موارد متعددی درباره شرایط استفاده از وال‌پست‌ها مشخص شده است. از جمله:

• الزام به استفاده از وال‌پست در دیوارهایی با طول یا ارتفاع بیش از مقدار مجاز
• کاربرد وال‌پست‌ها به‌صورت عمودی یا افقی با مقاطع فولادی یا بتنی بسته به محل قرارگیری دیوار
• لزوم استفاده از میلگرد بستر برای تقویت دیوارها و وال‌پست‌ها در برابر بارهای جانبی ناشی از زلزله
• تعیین فاصله مناسب دیوارها از تیرها، ستون‌ها و سقف
• نصب توری‌های فلزی مانند رابیتس یا توری مرغی بر روی وال‌پست‌ها جهت افزایش انسجام گچ یا اندود روی دیوار

با در نظر گرفتن زلزله‌خیز بودن کشور، توجه به ایمنی اجزای غیرسازه‌ای به‌اندازه خود اسکلت اصلی ساختمان اهمیت دارد. وال‌پست‌ها ابزارهای مهندسی شده‌ای هستند که در صورت اجرا طبق ضوابط آیین‌نامه ۲۸۰۰ و پیوست ششم آن، می‌توانند جان بسیاری از ساکنان را در هنگام وقوع زمین‌لرزه نجات دهند. عدم رعایت این موارد، مساوی است با افزایش خطر ریزش دیوارها حتی در زلزله‌هایی که سازه اصلی ساختمان در آن‌ها پابرجا می‌ماند.

انواع وال پست ها

وال پست منقطع یکی از پرکاربردترین وال پست ها در کشور ما می باشد.

وال پست کناری (وادار کناری)

وال پست کناری که اغلب در دو طرف دیوارهای غیرسازه‌ای قرار می‌گیرد، به شکل یک ناودانی U طراحی می‌شود. این عضو مهارکننده، دیوار را از دو طرف خود احاطه کرده و مانع از جابجایی آن در برابر نیروهای خارج از صفحه می‌شود. عرض این نوع وال پست معمولاً کمی بیشتر از ضخامت دیوار است تا دیوار به طور کامل در میان دو بال جانبی آن قرار گیرد. لبه‌های این ناودانی، که با نام “بال” شناخته می‌شوند، به طور استاندارد دارای طول ۵ سانتی‌متر هستند، هرچند برخی تولیدکنندگان اقدام به تولید وال‌پست‌هایی با بال کوتاه‌تر می‌کنند که کارایی مناسبی در مهار دیوار نخواهند داشت.

وال‌پست‌های کناری از بالا و پایین به سازه اصلی متصل می‌شوند. در اسکلت فلزی، این اتصال معمولاً از طریق جوش انجام می‌شود و در سازه‌های بتنی از طریق رول‌بولت یا سایر اتصالات مکانیکی صورت می‌گیرد. وجود سوراخ‌های لوبیایی در بدنه این وال‌پست امکان عبور میلگرد بستر و درگیر کردن آن با سیستم مهاربندی را فراهم می‌کند. طول این نوع وال‌پست معمولاً به اندازه ارتفاع دیوار بوده و تا حدود ۳ متر متداول است. استفاده از وال پست کناری تنها در شرایط خاص و طبق ضوابط آیین‌نامه‌ای الزامی است و در همه دیوارهای غیرسازه‌ای استفاده نمی‌شود. با این حال، اجرای دقیق و صحیح دیتیل‌های مربوط به این وال پست نقش مهمی در حفظ ایمنی و پایداری دیوار در برابر نیروهای زلزله دارد.

وال پست میانی (وادار میانی)

وال پست میانی با مقطع H یا شبیه به تیرآهن طراحی می‌شود و معمولاً از جوشکاری سه صفحه فولادی به یکدیگر تولید می‌گردد. این نوع وال‌پست به منظور مهار میان‌دیوارهای بلند یا با ارتفاع زیاد استفاده می‌شود تا مانع از خم شدن یا ریزش دیوار در اثر نیروهای خارج از صفحه شود. عملکرد آن در دیوارهایی که سطح وسیعی دارند بسیار کلیدی است، چرا که در اثر زلزله، دیوار مستعد خمش یا شکم‌دادگی است.

وال‌پست میانی می‌تواند به‌صورت عمودی یا افقی به کار رود. اگر به صورت عمودی استفاده شود، دو انتهای آن به کف و سقف (یا تیر فوقانی و پایین دیوار) متصل می‌شود و در صورت اجرای افقی، به ستون‌های طرفین دیوار متصل می‌گردد. در هر دو حالت، اتصال باید مطابق دیتیل‌های آیین‌نامه‌ای انجام گیرد. مانند نوع کناری، در این وال‌پست نیز سوراخ‌های لوبیایی برای اتصال میلگرد بستر تعبیه شده‌اند. لبه‌های بیرونی وال‌پست که دیوار را مهار می‌کنند معمولاً ۵ سانتی‌متر هستند و دیوار باید دقیقاً در بین این لبه‌ها قرار گیرد.

این نوع وال‌پست هم در سازه‌های بتنی و هم فلزی کاربرد دارد. در بسیاری از موارد، بسته به ابعاد دیوار، ممکن است نیاز به بیش از یک وال‌پست میانی باشد. انتخاب تعداد و محل نصب این وال‌پست‌ها بر عهده طراح سازه است و باید با توجه به الزامات مقاومت در برابر زلزله تعیین گردد.

وال پست منقطع (ناودانی منقطع)

وال پست منقطع که با عنوان ناودانی منقطع نیز شناخته می‌شود، در اصل مشابه وال پست کناری است اما با طول بسیار کوتاه‌تر. این نوع وال‌پست به طور معمول در اندازه‌های ۲۰ و ۴۰ سانتی‌متری تولید می‌شود و برای اتصال بخش‌هایی از دیوار غیرسازه‌ای به سازه اصلی در بالا، چپ و راست دیوار به کار می‌رود. بال‌های آن معمولاً حدود ۷ سانتی‌متر طول دارند تا قدرت مهاربندی لازم را فراهم کنند.

کاربرد اصلی این وال‌پست در ایجاد اتصال نقطه‌ای میان دیوار و اسکلت سازه است. در سازه‌های بتنی، این اتصال با پیچ و رول‌بولت انجام می‌شود و در سازه‌های فلزی، از جوشکاری مستقیم استفاده می‌شود. دیواری که در طرفین یا بالا به سازه اصلی محدود شده باشد، باید در محل اتصال به وال‌پست منقطع مجهز شود. استفاده از این نوع وال پست در ساختمان‌های مسکونی رایج است؛ به عنوان مثال، در طرفین دیوار از وال پست‌های ۴۰ سانتی‌متری و در بالای دیوار از وال‌پست‌های ۲۰ سانتی‌متری استفاده می‌شود.

همچنین، مانند سایر انواع، بر روی این وال‌پست نیز سوراخ‌های لوبیایی برای جای‌گذاری میلگرد بستر تعبیه شده است. نکته مهم آن است که استفاده از این نوع وال‌پست در محل اتصال دیوار به سازه اصلی الزامی است و هیچ استثنائی برای حذف آن وجود ندارد. در نتیجه، این عضو کوچک اما حیاتی نقش مهمی در ایمن‌سازی سازه در برابر بارهای لرزه‌ای ایفا می‌کند.

نبشی منقطع

نبشی منقطع، نوعی عضو مهاربند سبک از جنس ورق گالوانیزه است که در یک سمت دیوار قرار می‌گیرد و عملکردی مشابه وال پست منقطع دارد. این نبشی‌ها برخلاف وال‌پست‌های ناودانی‌شکل، فقط در یک طرف دیوار قرار می‌گیرند و نصب آن‌ها ساده‌تر است. لبه‌های این نبشی معمولاً دارای اندازه ۱۰ و ۷ سانتی‌متر هستند؛ لبه کوتاه‌تر به سازه اصلی متصل می‌شود و لبه بلندتر، دیوار را مهار می‌کند.

ویژگی خاص نبشی منقطع وجود شیارهای برجسته در سطح آن است. این شیارها موجب افزایش مقاومت خمشی نبشی در برابر بارهای جانبی می‌شود. به همین دلیل، با وجود آنکه ضخامت ورق آن معمولاً کمتر از وال پست منقطع است، اما مقاومت نهایی آن در محدوده مجاز قرار دارد و مطابق ضوابط آیین‌نامه‌ای، استفاده از آن در ساختمان مجاز است. یکی از مزیت‌های مهم نبشی منقطع، امکان نصب آن پس از ساخت دیوار است، به ویژه در پروژه‌هایی که در حین ساخت، مقاوم‌سازی دیوارهای غیرسازه‌ای انجام نشده باشد. در چنین مواردی، می‌توان از نبشی منقطع به عنوان یک راهکار مقاوم‌سازی پس از اجرا استفاده کرد

نتیجه‌گیری

وال پست یکی از اجزای کلیدی در ایمن‌سازی دیوارهای غیرسازه‌ای در ساختمان‌هاست که نقش مهمی در پایداری سازه، کاهش آسیب زلزله، و افزایش طول عمر دیوار دارد. انتخاب درست نوع وال پست، طراحی مطابق با استاندارد، خرید وال پست از تولیدکنندگان معتبر و اجرای دقیق آن، مجموعه‌ای از اقداماتی هستند که منجر به افزایش ایمنی و کیفیت ساخت‌وساز می‌شوند. اگرچه ممکن است هزینه اولیه وال پست برای برخی پروژه‌ها چالش‌برانگیز باشد، اما در بلندمدت و در مقایسه با خسارات احتمالی، بسیار مقرون‌به‌صرفه خواهد بود. با رعایت اصول طراحی و استفاده از وال پست‌های مناسب، می‌توان گامی مؤثر در راستای توسعه پایدار و ایمن‌سازی ساختمان‌ها برداشت.
منبع: وبسایت گروه تولیدی پوکاسازه