وال پست الیافی چیست؟

وال پست یکی از جدیدترین مصالح ساختمانی است که انواع مختلفی دارد. وال پست الیافی یا وال پست FRP یکی از معروف ترین آن ها است. همانطور که از نام وال پست مشخص است یک نوع نگهدارنده می باشد. از این محصول برای تقویت دیوارهای غیر سازه ای ساختمان ها استفاده می گردد. به این صورت که از طریق آن دیوار ساختمان را به تیر و ستون متصل می کنند.

هدف از اجرای وال پست در ساختمان ها این است که دیوارها در برابر نیروهای خارجی نظیر زلزله، باد و طوفان مستحکم باشند. در واقع وال پست نیروی حاصل از باد، زلزله و … را به قاب سازه ای منتقل می کند و سبب یکپارچه سازی دیوار با نیروهای خارج صفحه ای و برون صفحه ای می گردد. این عکس العمل مانع از تخریب و آسیب دیدگی دیوار می شود. به همین دلیل این سازه را به عنوان نگهدارنده دیوار می شناسند.

با توجه به این موضوع امروزه از این مصالح ساختمانی برای افزایش مقاومت دیوار ساختمان در برابر زلزله و … استفاده می کنند. البته نصب و اجرای وال پست نیازمند رعایت قوانینی است که به همین دلیل در چند سال اخیر اجرای وال پست در کشور با اشکالاتی همراه بود. این اشکالات سبب شدند هدف اصلی اجرای وال پست که افزایش مقاومت و استحکام دیوارها در برابر زلزله بود میسر نشود. از همه بدتر این که این اشکالات بر روی سایر بخش های سازه هم تاثیر گذاشت و سبب ایجاد اختلال در عملکرد آن ها شد. این عامل یکی از مهمترین دلایل ایجاد خسارت در زلزله های اخیر کشور بود.

اهمیت وال پست در زلزله

بسیاری از مهندسین بر این باورند که استحکام بخش های اصلی ساختمان مثل تیر و ستون برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله کفایت می کند. در صورتی که در زلزله های اخیر ثابت شد بیشترین عاملی که سبب ایجاد ضرر جانی و مالی بود تخریب و ریزش دیوار ساختمان ها بود. به غیر از ساختمان های بنایی در سازه های فولادی و بتنی دیوار یک المان غیر سازه ای محسوب می شود. یعنی نمی تواند باربر باشد. بنابراین اتصال یک المان غیر سازه ای نظیر دیوار به سایر المان های سازه ای ساختمان یک مبحث بسیار مهم تلقی می شود.

فرض کنید دیواری به دو ستون متصل است. در صورت بروز زلزله ستون ها تغییر شکل می دهند. اما دیوار قابلیت جابجایی و تغییر شکل ندارد. در چنین مواقعی دیوار تخریب می شود. بنابراین اگر بخواهیم نیروی زلزله بر روی دیوار تاثیر نگذارد باید آن را از ستون ها و سایر سازه های اطراف جدا کرد. شرح کامل این قانون در پیوست ششم استاندارد 2800 قرار دارد.

وال پست الیافی چیست؟

وال پست FRP یا وال پست الیافی یکی از جدیدترین مهارکننده های دیوارهای غیر سازه ای است. این محصول از الیاف کربن یا الیاف شیشه ای تولید می گردد. اگر به پیوست ششم آیین نامه 2800 صفحه 28 مراجعه کنید مشاهده می کنید بعد از توضیح جزئیات وال پست قدیمی یا همان وال پست فلزی به یک مهارکننده دیوار غیر سازه ای مدرن و جدید اشاره می کند. این مهارکننده با نام مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف یا همان وال پست الیافی یا وال پست FRP معرفی می گردد. در حال حاضر از این وال پست به عنوان جدیدترین روش برای مسلح کردن دیوار در برابر لرزه استفاده می گردد. مهمترین ویژگی این وال پست این است که می تواند تمام دیوارهای غیر سازه ای چه آن هایی که آسیب دیده اند و چه از قبل مهار نشده اند را ترمیم و تقویت کند.

برای نصب وال پست الیافی نیاز به نصب وادار یا وال پست فلزی نیست. چرا که خمش دیوار یک طرفه و به صورت قائم می باشد. به عبارت دیگر در این نگهدارنده هیچ محدودیت طولی وجود ندارد. این نگهدارنده با کنترل حرکت خارج از صفحه ای دیوار سبب مهار دیوارهای غیر سازه ای می گردد. از دیگر قابلیت های وال پست ‎ FRPمی توان به ایجاد همبستگی بین اجزای تشکیل دهنده دیوار و یکپارچه سازی آن ها اشاره کرد. این قابلیت مانع از ترک خوردگی و از فروپاشی دیوار در زمان وقوع زلزله می گردد. روش نصب وال پست ‎ FRPبه این صورت است که بعد از احداث دیوار باید آن را در هر دو طرف دیوار قرار داد. این وال پست را می توان هم به صورت نواری و هم سرتاسری نصب نمود.

مصالح مصرفی در سیستم وال پست الیافی چیست؟

مصالح مصرفی در سیستم وال پست الیافی عبارتند از:

• الیاف کربن: الیاف کربن یکی از متریال های تشکیل دهنده وال پست می باشند. وال پست هایی که دارای الیاف کربن هستند نصب راحت تری نسبت به سایر وال پست ها دارند. حداقل مقاومت کششی وال پست ‌های FRP کربنی باید 3000 مگا پاسکال است. در صورتی که این وال پست به صورت سراسری اجرا شود باید دارای حداقل دانسیته 25 گرم بر متربع باشد. در زمان استفاده از وال پست ‌های FRP کربنی هیچگونه محدودیتی در پلاستر وجود ندارد.
• الیاف شیشه: از دیگر الیافی که در وال پست ‌های FRP مورد استفاده قرار می گیرد الیاف شیشه است. وال پست های شیشه ای به مانند وال پست های کربنی دارای الیاف پارچه ای و به صورت پارچه هستند. حداقل مقاومت کششی این وال پست باید 1000 مگا پاسکال است. در صورتی که به صورت سراسری اجرا گردد حداقل دانسیته آن باید 50 گرم بر متر مربع باشد. اما در زمان اجرای نواری این دانسیته به 100 گرم بر متر مربع افزایش می یابد. پست ‌های FRP شیشه برعکس کربن دارای محدودیت پلاستر هستند. به این صورت که در زمان استفاده از این وال پست فقط باید از پلاسترهای گچی استفاده کنید.
• چسب و رزین اپوکسی: یکی از مهمترین اجزای تشکیل دهنده وال پست الیافی چسب و رزین اپوکسی (Epoxy Resin) است. این چسب متشکل از دو ماده شیمیایی به نام های رزین اپوکسی و هاردنر بتن می باشد. در حال حاضر برای مقاوم سازی بتن به روش FRP یا همان الیاف پلیمری از این چسب رزین استفاده می گردد.
• نبشی یا ناودانی: بر اساس قوانین پس از اجرای وال پست الیافی باید لبه دیوار را مطابق سیستم وال مش از طریق نبشی یا ناودانی وال مش مهار نمود.

مزایای وال پست الیافی نسبت به وال ‌پست های مرسوم چیست؟

وال پست الیافی به مانند سایر وال پست ها به عنوان نگهدارنده در ساختمان ها به منظور مهار نیروهای خارج از صفحه وارد شده بر دیوارهای غیر سازه ای در زمان وقوع زلزله استفاده می شود. اما وال پست های الیافی از نظر اجرا و اجزای تشکیل دهنده کمی متفاوت تر از وال پست های مرسوم هستند. به عنوان مثال در وال پست های مرسوم از مصالحی نظیر وادارهای قائم و تیرک یا همان وادارهای افقی، ناودانی های منقطع، میلگرد بستر، پیچ و مهره، بست های فلزی و … استفاده می شود. در صورتی که اجزای تشکیل دهنده وال پست FRP الیاف کربنی یا شیشه ای، چسب و رزین اپوکسی، نبشی و ناودانی منقطع و پلاسترهای گچی و پلاسترهای سیمانی می باشند.

وال پست FRP پس از دیوارچینی اجرا می شود و هیچگونه محدودیت طولی در طول دیوار ندارد. در این روش نیازی به بست‌ های U شکل، میلگرد بستر و … نیست و دیوارها با نوارهای وال پست یکپارچه می شوند. سهولت در اجرا، سرعت نصب و اجرای بالا، اشغال نکردن فضا و محیط کاری، سازگار بودن با اغلب اجزای تشکیل دهنده دیوار، افزایش استحکام دیوار در برابر ترک خوردگی، قابلیت اجرا در دیوارهایی که قبلا مهار نشده اند، ایجاد پیوستگی بین اجزای تشکیل دهنده دیوار و عدم نیاز به وادارهای افقی از دیگر مزایای وال پست الیافی نسبت به وال پست های مرسوم است. این مهارکننده نسبت به سایر مهارکننده ها سبک وزن تر است و نیاز به تسلیح دیوار ندارد. کاهش 30 تا 40 درصد هزینه ‌ها، حذف انواع عملیات های جوشکاری، نصب پلیت در بتن، اجرای لایه ضد زنگ و .. از دیگر مزایای وال پست الیافی است.

آیا وال پست الیافی مورد تأیید نظام مهندسی و آیین نامه های ساختمان است؟

همانطور که اشاره نمودیم وال پست الیافی یا FRP به منظور افزایش مقاومت و ایمنی دیوار و جلوگیری از تخریب و ریزش آن استفاده می گردد. از ظرف دیگر این مصالح ساختمانی کمک می کند دیوارهای غیر سازه ای نیروهای حاصل از زلزله و باد و طوفان را به قاب های سازه منتقل کنند. این ویژگی و مزایا سبب شد وال پست الیافی مورد تایید نظام مهندسی و آیین نامه های ساختمان باشد.

در نشریه 691 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، پیوست ششم استاندارد 2800 به جزئیات این فناوری پرداخته شده است. بر اساس پیوست ششم استاندارد 2800 مسلح کردن دیوار با استفاده از شبکه الیاف یا همان وال پست FRP یکی از جدیدترین راهکارهای تقویت و مهار دیوار در برابر عوامل محیطی معرفی شده است. یکی از مهمترین شاخصه های این وال پست نوین سبک وزن بودن و حجم کم می باشد. به همین دلیل به یکی از وال پست های مطلوب ساختمان سازی تبدیل شده است.

وال پست FRP کمترین فضای ممکن را اشغال و هیچ مزاحمتی برای کارگران ایجاد نمی کند. از طرف دیگر در زمان اجرا کمترین دستکاری و تخریب را بر روی دیوار می گذارد. این وال پست با استفاده از چسب و رزین اپوکسی نصب و مقاومت کششی و فشاری دیوار را افزایش می دهد. از دیگر شاخصه های این مهارکننده جلوگیری از ترک خوردگی دیوار و جابجایی خارج از صفحه دیوار می باشد.

بر همین اساس در پیوست ششم استاندارد 2800 آمده دیوارهایی که با این وال پست مهار شده اند نیازی به تسلیح ندارند. به همین دلیل نصب وال پست FRP هزینه کمتری نسبت به سایر وال پست های مرسوم دارد.

مراحل اجرای روش وال پست الیافی در ساختمان کدام است؟

مراحل اجرای روش وال پست الیافی در ساختمان عبارتند از:

• دیوارچینی ساختمان

همانطور که اشاره نمودیم اجرای وال پست FRP بعد از دیوارچینی ساختمان امکانپذیر است. بنابراین می توان گفت دیوارچینی اولین گام برای اجرای این مهارکننده می باشد. البته قبل از شروع دیوارچینی باید نبشی های کنترل کننده حرکت خارج از صفحه دیوار را اجرا نمود. این نبشی ها بر روی ستون، تیرها و کف قابی که قرار است دیوار بر روی آن تعبیه شود اجرا می گردد. سپس نوارهای الیاف در جایگاه مخصوص قرار می گیرند. از طریق پشم سنگ یا پلی استایرن دیوار از ستون یا تیرها جدا می گردد. پس از این مراحل دیوارچینی آغاز می شود.

• اجرای نوار وال پست الیافی با رزین اپوکسی

در ابتدا محل نصب نوارهای وال پست الیافی بر اساس مشخصات درج شده در نقشه طرح تعیین می گردد. بر اساس ابعاد مد نظر پارچه تک و یا دو جهته الیاف کربن یا الیاف شیشه برش داده می شود. بر اساس اصول دیتاشیت محصول اجزای تشکیل دهنده چسب و رزین اپوکسی با هم ترکیب می شوند. این وال پست از طریق چسباندن تر نصب می شود. لذا با استفاده از غلتک، قلمو و سایر ابزارهای مخصوص سطح آغشته به چسب می شود. سپس پارچه های الیاف شیشه یا کربن برش داده بر روی این سطوح قرار می گیرند. مجددا بر روی سطح و الیاف FRP لایه ای از رزین اپوکسی قرار می گیرد.

• مهار لبه های دیوار در وال پست الیافی توسط پروفیل نبشی یا ناودانی

پروفیل های نبشی یا ناودانی در فاصله مشخص از دیوار قرار می گیرند. هدف از بکارگیری نبشی مهار لبه آزاد دیوار است. این ورق های فولادی در انتهای دیوار و در قسمت بالایی نصب می شوند.

آیا اجرای وال پست الیافی نیازمند نیروهای متخصص است؟

با توجه به مطالب بالا دریافتیم که نحوه نصب و اجرای وال پست الیافی بسیار آسان تر از وال پست های مرسوم است. برای نصب این وال پست به اتصالات پیچی و جوشی یا بست های فلزی و میلگردهای بستر نیازی نیست. تنها با یک چسب و رزین اپوکسی و نوارهای الیاف شیشه و کربن و با استفاده از نبشی می توان این مهارکننده را اجرا کرد. به همین دلیل حتما نیاز از نیروهای متخصص برای نصب این وال پست استفاده نمود. نیروهای نیمه حرفه ای هم می توانند وال پست FRP را نصب نمایند. چرا که تنها فاکتور لازم در زمان اجرای این نگهدارنده قرارگیری درست نوارهای الیاف کربن و شیشه در جای خود است.