دیوار غیرسازه ای چیست؟

در سطح جوامع مهندسی معمولا چنین فرض می شود که دیوارهای ساخته شده از واحدهای بنایی ضعيف و سست که جزو مصالح ترد و شکننده محسوب مي شوند، مانند بلوک های سفالی، بلوک هاي پوکه ی سيماني و دیوار خشک؛ حتي در صورت داشتن اتصال کامل با اعضای قاب سازه ای پیرامونی خود یعنی ستون ها و تيرها، اثرات ميانقابي بسيار ناچيزي دارند که می تواند نادیده گرفته شوند. درصورتی که این تصور کاملا اشتباه است، درواقع دیوارها از اعضای جدایی ناپذیر سازه ها محسوب می شوند که بسته به اینکه به قاب پیرامونی خود اتصال داشته باشند یا خیر مورد بررسی قرار می گیرند به طورکلی دیوارها را در دو دسته، تقسیم بندی می نمایند، دیوارهای سازه ای و دیوارهای غیرسازه ای. البته لازم به ذکر است که در این نوشتار منظور از دیوار، دیوارهایی به غیر از دیوارهای باربر و یا برشی و حائل است. در ادامه به طور مفصل در مورد تقسیم بندی های مربوط به دیوارها توضیح داده خواهد شد.

موقعیت قرارگیری دیوار در ساختمان از نظر سازه ای

1- داخل قاب سازه ای که (میانقاب) نامیده می شود؛
2- خارج از قاب سازه که دیوار غیر سازه ای نامیده می شود.

دیوار سازه ای (میانقاب)

دیوارها در صورتی که به علت نحوه ی اجرا، با اعضای اسکلت سازه ای (تیر، ستون و یا دال) پیرامون خود در تماس کامل قرار بگیرد، به صورت ناخواسته در تغییر رفتار و ظرفیت باربری جانبی سازه مؤثر واقع می شوند و به عضو سازه ای (میانقاب) تبدیل می گردند، که اگر درمدل تحلیلی این موضوع در نظر گرفته نشده باشد، سبب تغییر در زمان تناوب ساختمان اجرا شده نسبت به زمان تناوب سازه مدل شده آن ساختمان، تغییر مسیر انتقال نیرو در طبقه و در ارتفاع ساختمان، ایجاد مکانیزم های شکست متفاوت و پیش بینی نشده و کاهش شکل پذیری ساختمان خواهد شد.

از اینجا است که تفاوت بین رفتار مدل و سازه واقعی سبب بروز اشکالات متعدد برای سازه ی اجرا شده و دیوارها خواهد شد. توجه به این نکته ی بسیار ظریف که دیوار صرف نظر از وزن و ضخامت آن (چه دیوار به اصطلاح سنگین ساخته شده از مصالح بنایی و چه دیوار سبک ساخته شده از وادارهای سبک فولادی و یا آلومینیومی با پوشش سبک گچی و یا هر نوع مصالح سبک دیگر) در صورت درگیر شدن با اسکلت سازه ( نه الزاما قاب پیرامونی دیوار، بلکه حتی تماس با زیر سقف)، بر رفتار سازه اثر گذار خواهد بود و باید در مدل سازی ها لحاظ گردد.

دیوار غیرسازه ای (برون قاب)

اما موضوعی که امروز قرار است روی آن تمرکز شود دیوارهای غیر سازه ای اند که در اجرای آن ها به نحوی دیوار از قاب جدا شده است و در باربری جانبی مشارکتی ندارد. نکته حائز اهمیت در مورد دیوارهای غیر سازه‌ای این است که در هر صورت پایداری باید این نوع دیوارها نیز به عنوان یک المان غیر سازه ای در زمان وقوع زلزله کنترل گردند . این پایداری باید در برابر نیروهای خارج از صفحه کنترل گردند . دیوار‌های غیر سازه‌ای موسوم در کشور بر اساس مصالح به دو دسته تقسیم می‌شود.

دیوارهای غیر سازه ای براساس جنس و ابعاد مصالح سازنده

جنس و ابعاد مواد دیوار از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در رفتار دیوارهاست که لازم است مورد توجه قرار گیرند؛

دیوار غیر سازه ای گسسته : دیوارها ممکن است از واحدهای کوچک و مجزا از هم تشکیل شده باشند که با هم عملکرد مطلوبی دارند. به عبارت دیگر واحدهای تشکیل دهنده برونقابی از مصالح گسسته شکل گرفته است. روند سنتی ساخت آن در کشور بیشتر در این دسته قرار دارد که البته در سال‌های اخیر در کیفیت واحدهای تشکیل دهنده تغییراتی پدید آمده که منجر به سبک سازی شدن ساختمان‌ها گردیده است. مصالح گسسته غیرسازه ای میتوان به مصالح آجری (آجر توپر یا مخوف) و بلوکی (سفالی، سیمانی معمولی، توپر سبک) اشاره کرد.

دیوار غیر سازه ای پیوسته : این دیوارها با مصالح پیوسته حاصل صنعتی سازی روند ساختمان سازی است. استفاده از این دیوارها باید اصول زیر را محقق نماید.

مقاومت مورد نیاز قاب را در برابر نیروهای خارج و داخل صفحه تعمین نماید
– صرفه جویی در مصرف انرژی در زمان تولید و بهره برداری از ساختمان
– افزایش سرعت اجرا
– قابلیت استفاده در شرایط اقلیمی مختلف را مهیا کند
– هزینه تمام شده پایینی داشته باشد

این اعضای غیرسازه ای پیوسته با توجه به نحوه اجرا و منسجم بودن آن ها در هنگام اعمال بار جانبی عملکرد مطلوبی را به نمایش می‌گذارد. ولی قاب‌های با مصالح گسسته تا این اندازه منسجم نبوده و در هنگام اعمال بار جانبی ممکن است به صورت قطعات بزرگ و کوچک از محل خود جدا شده و ریزش نمایند.
میانقاب‌های پیوسته از تنوع بسیار زیادی برخوردار هستند و همچنان ابداعات جدیدی در این زمینه وجود دارد‌. نمونه هایی از آن ها شامل : پانل پیش ساخته تری دی ، دیوارهای گچی و درای وال (دیوار خشک)

تأثیر دیوار بر رفتار سازه چگونه است؟

براساس وزن دیوارهای ساخته شده با مصالح بنایی، نیروی زلزله ی اعمالی به آن ها نیز متغییر خواهد بود. اگر دیوارهای نسبتا سنگین در باربری لرزه ای ساختمان نقشی نداشته باشند، می توانند نیروهای لرزه ای اعمال شده بر سازه را افزایش دهند

بطور کلی میانقاب سختی و مقاومت سازه را افزایش می دهد، اما به طور همزمان از میزان شکل پذیری قاب می تواند بکاهد. در نتیجه، میانقاب ها بر رفتار سازه تحت اثر بارهای متناوب مانند زلزله، تأثیر منفی خواهند داشت. اندرکنش قاب و میانقاب بسیار مهم بوده و در مواردی نه تنها به مقاومت لرزه ای سازه کمکی نمی کند؛ بلکه می تواند نقش تخریبی را نیز داشته باشد؛

میانقاب ها رفتار خمشی ستون ها را به رفتار برشی تبدیل می کنند (انتقال برش از میانقاب به قاب) در نتیجه، درصورتی که اثر ترکیبی قاب و میانقاب در نظر گرفته نشده باشد و ستون ها بدون حضور میانقاب تحلیل و طراحی شده باشند، برخی از ستون ها از لحاظ مقاومت برشی ضعیف بوده و دچار زوال خواهند شد

در سازه ها، براي آن‌كه میانقاب و دیوارهای برونقاب مانع رفتار سازه پیرامونی خود نشوند، می توان با اجرای جداگرهاي مناسب (با جزیيات لازم که در نقشه هاي سازه ای باید ارائه شوند) به این هدف دست یافت. در این صورت، میانقاب (سازه ای) به درونقاب (غیرسازه ای) تبدیل می شود. به نحوی که این جداگرها از درگیر شدن برونقاب ها با سازه نیز جلوگیری می کنند. بسیاری از جزییات اجرایی دیوارهای برونقابی و جداگرها که در سطح جامعه ی مهندسی کشور استفاده می شوند، دارای اشکالاتی هستند که نمی توانند به صورت کامل یک دیوار (میانقاب) را به دیوار غیرسازه ای (درونقاب) تبدیل کنند.

بدین منظور باید توجه خاصی به نحوه اجرا و سیستم جداکننده داشت، در واقع دیوارهای غیرسازه ای می باید به صورتی اجرا شوند که در برابر آسیب برون صفحه ای مقاوم و درمقابل واژگونی پایدار بمانند و سبب تغییر مسیر نیروها در اسکلت سازه، ایجاد مکانیرم های خرابی بررسی نشده، ایجاد تنش های درون صفحه ای و تنش های برون صفحه ای قابل ملاحظه نشوند؛ به عبارت دیگر، هیچ گونه اندرکنشی با سازه نداشته باشند.
برای حل این موضوع آیین نامه سیستم هایی را الزام و معرفی داشته است که برای دیوارهای غیرسازه ای اجرا گردند که شامل وال پست و وال مش می شود، در ادامه به آن ها خواهیم پرداخت؛

سیستم وال پست برای دیوارهای غیر سازه ای

در واقع وال پست به معنای نگهدارنده دیوار در مقابل نیروهای وارد بر دیوار می باشد. مهم ترین هدف از اجرای وال پست همانطور که توضح داده شد، پیشگیری از تغییر شکل بیرون از صفحه دیوارهای غیر سازه ای است. وال پست شبیه به تیر یا ستون است و جزو سازه های عمودی یا افقی محسوب می شود. از این محصول برای متصل کردن دیوارها به تیرها، ستون ها، دال ها و… استفاده می کنند.

زلزله کرمانشاه باعث شد که از وال پست در طراحی ساختمان ها الزام گردد. زلزله ای که در سال 1396 در شهر کرمانشاه به وقوع پیوست به طراحان و معماران ثابت کرد که قدیمی یا نوساز بودن ساختمان نمی تواند به تنهایی در افزایش یا کاهش مقاومت ساختمان در مقابل زلزله و به طور کلی نیروهای جانبی وارد بر دیوار تاثیری داشته باشد. به همین دلیل به مرور زمان اجرای وال پست در ساختمان سازی در رده مهم ترین قوانین ساختمان سازی گردیده شد.

برای اجرای وال پست فلزی از وادارهای قائم و افقی استفاده می شود. وادارهای قائم جزو وادارهای موازی با ستون به شمار می روند و وادار افقی نیز همان وادارهای عمود بر ستون می باشند. از وادارها با توجه به نوع اتصالات مورد استفاده به شکل تلسکوپی، کشویی و پیوسته استفاده می شود.

وادار قائم که به وادار عمودی نیز معروف است جزو پروفیل هایی می باشد که می توان از آن به صورت موازی با ستون استفاده کرد. از این رو وادار به صورت موازی با سایر اجزای قائم که در میان دیوار هستند نیز استفاده می شود. وادار عمودی شبیه به H می باشد و برای طراحی آن از دو عدد ناودانی یا چهار عدد نبشی استفاده می شود.

وادار افقی که به تیرک نیز معروف است برای کاهش ارتفاع آزاد دیوارهای بلند کاربرد دارد. وادار افقی همراه با وال پست های انتهایی اجراء می گردد. شایان ذکر است یکی از مهم ترین انواع تفاوت وال پست و وال مش حذف وادارها در سیستم وال پست مش می باشد. برای اجرای وادارها نیاز به صرف هزینه و زمان زیادی است. استفاده از وادارها برای اجرای وال پست فلزی ضروری است به همین دلیل هزینه های ناشی از اجرای وال پست های فلزی بیشتر است. در سیستم وال مش وادارهای افقی یا عمودی حذف شده اند به همین دلیل هزینه های ناشی از اجرای وال پست مش مقرون به صرفه تر است

سیستم وال مش برای دیوارهای غیرسازه ای چگونه است؟

سیستم وال مش از انواع جدیدترین و نوین ترین سیستم هاست که برای مهار لرزه ای دیوارهای غیر سازه ای از آن استفاده می گردد. این سیستم با استفاده از توری و مش فایبر گلاس و قرار گیری در پلاستر سیمانی و یا پلاستر گچی اجرا می شود. در ادامه دلایل و ویژگی های برتر این سیستم نسبت به وال پست توضیح داده خواهد شد؛
1- وال پست فلزی با افزایش وزن ساختمان سبب افزایش بار مرده وارد بر ساختمان می شود.
2- نصب و اجرای وال پست های فلزی برای پروژه های بزرگ و کوچک زمانبر و پرهزینه می باشد.
3- نصب و اجرای وال پست فلزی دشوار و تخصصی است به همین دلیل اجرای این سیستم باید توسط تیم اجرایی انجام گیرد.
4- در ساختمان های پیش ساخته امکان اجرای وال پست های فلزی وجود ندارد.

از مهم ترین مزیت های اجرای وال مش در دیوارهای غیرسازه ای چیست؟

سیستم وال مش دارای وزن بسیار سبکی می باشد زیرا در این سیستم قطعات سنگین فولادی حذف شده اند و در عوض از توری و مش که بسیار سبک وزن هستند استفاده می شود.
سیستم وال مش در برابر رطوبت، حرارت، خوردگی و… دارای مقاومت بسیار بالایی می باشد.
اجرای و نصب وال مش نسبت به اجرای وال پست فلزی بسیار ساده تر است. در واقع می توان گفت اجرای آسان وال مش جزو مهم ترین تفاوت های موجود بین این دو سیستم محسوب می شود.
دوام و ماندگاری طولانی مدت وال
سیستم وال مش از ایجاد ترک روی دیوار و جمع شدگی و انقباض پلاستر و ملات ها روی دیوار پیشگیری می نماید
جهت پیشگیری از حرکت برون صفحه ای دیوار استفاده از وال مش استفاده می شود.
از مهمترین ویژگی های وال مش کاهش هزینه های ناشی از ساختمان سازی حدود 30 تا 50 درصد
برای اجرای وال مش نیازی برخلاف وال پست اجباری به استفاده از وادارهای افقی و قائم، تیرک، میلگرد بستر و سایر مقاطع فولادی نمی باشد.
استفاده از چسب اپوکسی در سیستم وال مش که سبب مطابقت و همخوانی با انواع سازه های مختلف نظیر سازه آجری، سازه گچی و سازه سیمانی و فلزی می شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد دیوارهای غیرسازه ای و سیستم وال پست و وال مش با متخصصان ما در شرکت وال مش تماس بگیرید.