وال مش چیست؟
وال مش
راهکار مهار لرزه ای دیوارهای غیر سازه ای
منطبق بر پیوست ششم استاندارد 2800
والمش یک سیستم مهندسی برای مهار دیوارهای غیرسازهای است که با استفاده از شبکه الیاف شیشه و پلاستر چسباننده، امکان تسلیح دیوار را فراهم میکند. این روش بهجای اتکا به مجموعهای از وادارها، میلگرد بستر و اجزای فولادی، با رویکردی متفاوت به مهار دیوار عمل میکند و میتواند فرایند اجرا را سادهتر، سریعتر و اقتصادیتر کند.
چرا دیوارهای غیرسازهای به مهار نیاز دارند؟
دیوارهای غیرسازهای بخشی از سیستم باربر اصلی ساختمان نیستند، اما در هنگام زلزله تحت تأثیر حرکت سازه و نیروهای وارد بر خود قرار میگیرند. اگر رفتار آنها بهدرستی کنترل نشود، امکان آسیبدیدگی، ترکخوردگی یا ناپایداری دیوار وجود دارد.
به همین دلیل، الزام به مهار دیوارهای غیرسازهای (پیرامونی و داخلی) برای جلوگیری از آسیبهای جانی و مالی در هنگام زلزله، یک ضرورت غیرقابل انکار است.
با این حال، مسئله فقط ساختن یک دیوار مقاوم نیست. دیوار باید بهگونهای طراحی و مهار شود که در برابر نیروهای وارد بر آن پایداری لازم را داشته باشد و در عین حال، حرکت نسبی اعضای سازه باعث ایجاد اندرکنش نامطلوب میان دیوار و سازه نشود.
اینجاست که راهکار مهار دیوار اهمیت پیدا میکند؛ سیستمی که باید مسیر انتقال نیرو را بهدرستی شکل دهد، پایداری دیوار را تأمین کند و جزئیات آن در شرایط واقعی کارگاه نیز قابل اجرا باشد.
3D View
بنابراین، در طراحی و اجرای اجزای غیرسازهای، باید به این سوال پاسخ دهیم:
چگونه میتوان دیوار را با یک راهکار فنی استاندارد، قابل اجرا و متناسب با رفتار سازه مهار کرد؟
والمش چگونه دیوار را مهار میکند؟
دیوارهای بنایی غیرسازهای، بسته به ابعاد و شرایط تکیهگاهی خود، میتوانند در برابر بار خارج از صفحه رفتار یکطرفه یا دوطرفه داشته باشند.
در سیستم والمش، مهار خارج از صفحه دیوار در تراز کف و سقف تأمین میشود. در نتیجه، دیوار در برابر بارهای خارج از صفحه مانند یک عضو با تکیهگاههای بالا و پایین عمل میکند و خمش آن بهصورت یکطرفه و در راستای قائم شکل میگیرد.
در سیستم والمش، دیوار تنها در تراز سقف و کف مهار میشود. این شرایط تکیهگاهی باعث میشود که رفتار خمشی برونصفحه دیوار، کاملاً قابل پیشبینی شده و صرفاً به صورت یکطرفه و در جهت قائم عمل کند.
اما در هنگام وقوع زلزله و اعمال بارهای شدید جانبی،
سیستم وال مش چگونه از فروپاشی دیوار جلوگیری میکند؟
مکانیزم مهار نیرو در والمش
طی سه مرحله مهندسیشده انجام میپذیرد:
مقاومت در برابر خمش قائم (عملکرد کششی شبکه)
هنگام اعمال بار جانبی زلزله، دیوار تمایل به خمش قائم پیدا میکند. مصالح بنایی در فشار عملکرد مناسبی دارند، اما ظرفیت کششی آنها محدود است. در اینجا شبکه الیاف شیشه (مش فایبرگلاس) از طریق درگیری با پلاستر وارد عمل شده و به عنوان یک المان کششی قدرتمند، تنشهای کششی را جذب میکند.
حفظ یکپارچگی و جلوگیری از فروپاشی
مقاومت کششی بالای این کامپوزیت (مش + پلاستر)، اجازه نمیدهد بلوکها تحت خمش قائم از یکدیگر جدا شوند. این غشای یکپارچه، از ایجاد ترکهای عمیق، جداشدن و پرتاب قطعات دیوار در اثر شتاب زلزله و در نهایت گسیختگی یا ریزش خارج از صفحه به طور کامل جلوگیری میکند.
انتقال ایمن و کنترلشده نیرو به قاب سازه
نیروهای جانبی مهارشده در سطح دیوار، در نهایت از طریق جزئیات مهار اجراشده در تراز سقف و کف، از جمله نبشیهای منقطع، دریافت شده و به قاب اصلی سازه منتقل میشوند.
3D View
چرا مهندسان
والمش را جایگزین والپست میکنند؟
مبنای طراحی در این مسئله همان مفهوم آشنای تقاضا (Demand) در برابر ظرفیت (Capacity) است. بر اثر نیروهای ناشی از زلزله و باد، یک تقاضای خمشی در دیوار ایجاد میشود و هنر طراح این است که با استفاده از سیستم مهار مناسب، ظرفیت خمشی دیوار را به اندازهای افزایش دهد که بتواند این تقاضا را با سطح ایمنی موردنظر پاسخ دهد.
واقعیت مهندسی این است که هر دو روش والپست و والمش، میتوانند به طور کامل پاسخگوی تقاضای لرزهای دیوار باشند و الزامات آییننامه را برآورده کنند.
تفاوت تنها در رویکرد طراحی است:
رویکرد والپست و میلگرد بستر:
در روش میلگرد بستر و والپست، دیوار به قطعات کوچکتری تقسیم میشود.
وادارهای قائم، طول آزاد پانلهای دیوار را محدود میکنند و شرایط تکیهگاهی در هر ۴ طرف دیوار ایجاد میشود. نتیجه این کار، ایجاد رفتار خمشی دوطرفه در دیوار است.
بنابراین بخشی از بار در راستای قائم و بخشی در راستای افقی منتقل میشود.
سپس برای تأمین ظرفیت خمشی در راستای افقی، بندهای بستر دیوار با میلگرد بستر تسلیح میشوند.
رویکرد والمش:
در والمش، رویکرد طراحی متفاوت است. در این راهکار، شرایط تکیهگاهی بهگونهای تعریف میشود که انتقال بار خارج از صفحه بین کف و سقف انجام شود. بنابراین دیوار دارای رفتار یکطرفه در راستای قائم خواهد بود.
از آنجا که جهت خمش از قبل مشخص شده است، تسلیح نیز در همان راستا انجام میشود.
نوارهای کامپوزیتی والمش شامل مش فایبرگلاس و پلاستر، در راستای قائم روی دیوار قرار میگیرند و ظرفیت کششی لازم برای پاسخ به خمش خارج از صفحه را ایجاد میکنند.
از این دیدگاه، والمش و سیستم والپست و میلگرد بستر الزاماً دو سطح متفاوت از ایمنی نیستند؛ بلکه دو مدل متفاوت برای تأمین ظرفیت مورد نیاز یک دیوار هستند.
اگر هر سیستم مطابق ضوابط، شرایط پروژه و محاسبات طراحی شود، هر دو میتوانند عملکرد مورد انتظار در برابر بار خارج از صفحه را تأمین کنند.
تفاوت اصلی از جایی آغاز میشود که طراح از خود میپرسد:
دیوار قرار است با چه مدل رفتاری این بار را تحمل کند؟
وقتی هر دو رویکرد پاسخگوی عملکرد هستند، معیار انتخاب چیست؟
پس از احراز الزامات فنی و عملکردی، معیارهای اجرایی و اقتصادی هستند که وارد تصمیم میشوند.
کدام سیستم برای اقتصاد پروژه بهصرفهتر است؟
هر سیستم چه مقدار مصالح، زمان، نیروی انسانی و عملیات اجرایی از پروژه میگیرد؟
روش سنتی وابستگی مطلقی به فولاد دارد. والمش با حذف کامل مقاطع سنگین فولادی، وادارها و میلگرد بستر، هزینه تامین مصالح مهار دیوار را به شکل چشمگیری کاهش میدهد.
مجموع این تغییرات هزینه اجرای مهار دیوار پروژه را حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهد.
والپست به مجموعهای از عملیات مانند آمادهسازی مقاطع، نصب و جوشکاری اعضای فلزی، اجرای اتصالات و هماهنگی آنها با دیوارچینی وابسته است.
در والمش، تسلیح پس از اجرای دیوار و با فرایندی سادهتر انجام میشود. در شرایط اجرایی مشابه، سرعت اجرای والمش دو برابر روش والپست است.
این سرعت فقط به معنی کاهش زمان یک فعالیت نیست؛ آزاد شدن سریعتر جبهه کاری و شروع زودتر عملیات بعدی نیز بخشی از ارزش اقتصادی آن است.
اجرای والپست به نیروی ماهر برای جوشکاری و نصب نیاز دارد.
در والمش، عملیات اجرایی (شامل اجرای شبکه الیاف و پلاستر روی سطح دیوار) به فعالیتهای معمول بنایی نزدیکتر است و اکیپ بنایی میتواند پس از یک آموزش کوتاه، اجرای سیستم را فرا بگیرد.
به این ترتیب، پروژه وابستگی کمتری به اکیپ تخصصی مجزا خواهد داشت.
در روش والپست، تکمیل دیوار وابسته به هماهنگی دو اکیپ کاملاً مجزاست: اکیپ دیوارچین و اکیپ جوشکار متخصص.
کمبود جوشکار ماهر اغلب باعث توقف کار میشود و تفکیک مسئولیت کیفیت نهایی بین دو اکیپ، چالشبرانگیز است. در والمش، دیوارچینی و اجرای سیستم مهار را میتوان به یک اکیپ بنایی سپرد.
نتیجه، هماهنگی کمتر، مسئولیت شفافتر و مدیریت سادهتر عملیات است.
والمش کنترل کیفیت را حذف نمیکند؛ بلکه موضوعات مورد کنترل را تغییر میدهد.
بهجای کنترل مجموعهای از اتصالات متعدد از انواع کشویی و تلسکوپی، مقاطع وادارها، میلگردهای بستر، کنترل اجرا عمدتاً بر مشخصات شبکه الیاف، آرایش نوارها، پلاستر و جزئیات مهار بالا و پایین متمرکز میشود.
کاهش تعداد اجزا و عملیات، فرایند کنترل کیفیت را نیز سادهتر و متمرکزتر میکند.
مقایسه وال مش و وال پست در یک نگاه
والپست و میلگرد بستر | والمش | |
|---|---|---|
مدل رفتاری دیوار | عمدتاً دوطرفه | یکطرفه قائم |
مسیر انتقال بار | قائم و افقی | عمدتاً قائم |
تسلیح اصلی | میلگرد بستر در راستای افقی | شبکه الیاف در راستای قائم |
وادار میانی | مورد نیاز | حذف میشود |
مقاطع فولادی | بیشتر | بهطور قابل توجه کمتر |
نیروی اجرایی | امکان نیاز به اکیپ تخصصی مجزا | قابل اجرا توسط اکیپ بنایی آموزشدیده |
هماهنگی بین اکیپها | بیشتر | کمتر |
سرعت اجرا | مبنای مقایسه | ۲ برابر سریعتر |
هزینه اجرای مهار | مبنای مقایسه | ۳۰ تا ۵۰ درصد کمتر |
عملکرد فنی | در صورت طراحی صحیح، پاسخگو | در صورت طراحی صحیح، پاسخگو |
آیا والمش همیشه انتخاب مناسبتری است؟
انتخاب هر سیستم باید بر اساس محدودیتهای پروژه انجام شود.
اما زمانی که هر دو روش از نظر فنی قابل استفاده باشند، تفاوت در مصالح، زمان، نیروی انسانی، هماهنگی و عملیات اجرایی میتواند تصمیم نهایی را تعیین کند.
والمش قرار نیست با کاهش عملکرد، هزینه را کم کند؛ هدف آن تأمین همان نیاز مهندسی با یک مدل رفتاری متفاوت و سیستم اجرایی سادهتر است.
این سادگی، زمانی ارزشمند است که عملکرد آن قابل اثبات باشد.
وال مش رو از نزدیک لمس کن!
یکی از پر تکرارترین سوالات مشتریان گرامی، آشنایی با اجزای تشکیل دهنده وال مش و نحوه اجرای آن در پروژه ها است.
شما می توانید با کلیک بر روی دکمه قرمز رنگ، پس از اسکن محیط با دوربین تلفن همراه خود، یک نمونه اجرا شده از وال مش به همراه مراحل و اجزای تشکیل دهنده آن را با استفاده از تکنولوژی واقعیت افزوده (AR) مشاهده کنید
وال مش بر چه پشتوانه فنی ای استوار است؟
خود روش، در ضوابط مهندسی تعریف شده است
مهار دیوار با شبکه الیاف یک روش صرفاً تجاری یا ابداعشده در کارگاه نیست.
در پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰، در بخش روشهای نوین مهار دیوار، روش مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف بهطور مشخص معرفی شده است.
در این روش، رفتار خارج از صفحه دیوار بهصورت خمش یکطرفه در راستای قائم در نظر گرفته میشود؛ به همین دلیل، در چارچوب این روش نیازی به وادار برای محدود کردن طول دیوار وجود ندارد. این استاندارد همچنین استفاده از شبکه الیاف شیشه، مهار خارج از صفحه در بالا و پایین دیوار و الزامات مربوط به مشخصات مش فایبرگلاس را تشریح میکند.
بنابراین، منطق رفتاری که در بخشهای قبل توضیح دادیم مستقیماً با مدل تعریفشده برای این روش در ضوابط فنی انطباق دارد.
این رویکرد در راهنمای طراحی سازهای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازهای، نشریه ۸۱۹ نیز مورد توجه قرار گرفته و ضابطه ۷۱۴ نیز مبانی طراحی اعضای بنایی تقویتشده با کامپوزیتهای سیمانی مسلح به الیاف را ارائه میکند.
در سطح بینالمللی نیز فناوری کامپوزیتهای سیمانی تسلیح شده با الیاف (FRCM — Fabric-Reinforced Cementitious Matrix) دارای مراجع فنی مستقلی است. ACI 549.6R-20 اصول طراحی و اجرای سیستمهای FRCM متصلشده به سطح سازههای بنایی را تشریح میکند و معیار ICC-ES AC434 چارچوب ارزیابی و پذیرش این سیستمهای کامپوزیتی را ارائه میدهد.
مبانی طراحی سیستم در ضوابط مشخص است
همانطور که در بخش مقایسه توضیح دادیم، طراحی وال مش بر مبنای رابطه تقاضا و ظرفیت انجام میشود.
بار خارج از صفحه دیوار تابع مشخصات پروژه از جمله نوع خاک، میزان خطرپذیری لرزهای منطقه، جنس دیوار، ارتفاع دیوار و ... است. ظرفیت سیستم نیز به عواملی مانند مشخصات مکانیکی شبکه الیاف، آرایش و فاصله نوارهای والمش و ضخامت بلوک وابسته است.
از مقایسه تقاضا و ظرفیت، سطح پوشش موردنیاز شبکه الیاف به دست میآید. بر اساس همین سطح پوشش، مشخصاتی مانند عرض نوار و فاصله میان نوارهای والمش تعیین میشود.
بنابراین جانمایی و فاصله نوارهای والمش برای هر پروژه و بر اساس مشخصات متریال مورد استفاده باید طراحی شود.
مبانی این محاسبات در فصل دوازدهم ضابطه ۷۱۴ ارائه شده است.
01 — تعیین تقاضا
بار خارج از صفحه با توجه به مشخصات پروژه و دیوار تعیین شده و لنگر طراحی دیوار محاسبه میشود.
02 — تعیین ظرفیت
ظرفیت خمشی دیوار مسلحشده با توجه به مشخصات شبکه الیاف و سیستم کامپوزیتی محاسبه میشود.
03 — تعیین میزان تسلیح
از مقایسه تقاضا و ظرفیت، سطح پوشش موردنیاز شبکه الیاف به دست میآید.
اما «مجاز بودن روش» به معنی مجاز بودن هر محصولی نیست
اینکه استفاده از شبکه الیاف بهعنوان یک روش مهار دیوار در ضوابط پذیرفته شده است، به این معنی نیست که هر مش فایبرگلاس با هر پلاستری، یک سیستم والمش قابل قبول محسوب میشود.
ضوابط آییننامه برای خود شبکه الیاف و نحوه استفاده از آن نیز مشخصات فنی تعیین میکند؛ از جمله جنس الیاف، مقاومت کششی، گرماژ مش، هندسه شبکه و مقاومت آن در محیط قلیایی. در پیوست ششم، برای کاربرد در محیط سیمانی بر ضرورت استفاده از الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیا و انجام آزمونهای مرتبط با مشخصات مکانیکی و آنالیز عنصری تأکید شده است.
البته عملکرد وال مش فقط به مشخصات شبکه الیاف وابسته نیست. مش و پلاستر در کنار یکدیگر یک سیستم کامپوزیتی را تشکیل میدهند و ضعف هرکدام میتواند ظرفیت واقعی سیستم را تحت تأثیر قرار دهد. شبکه الیاف وظیفه اصلی تحمل نیروهای کششی را بر عهده دارد؛ اما این نیرو زمانی میتواند بهدرستی وارد شبکه شود که پلاستر بتواند ارتباط مؤثری میان دیوار و شبکه الیاف ایجاد کند.
به همین دلیل، کیفیت پلاستر از جهت دربرگیری مناسب شبکه الیاف، ایجاد پیوند مؤثر میان پلاستر و شبکه و چسبندگی مناسب پلاستر به بستر دیوار، برای عملکرد سیستم حیاتی است.
گواهینامه فنی والمش چه معنایی برای پروژه دارد؟
با توجه به نقش مستقیم والمش در ایمنی دیوارهای غیرسازهای در برابر زلزله، انطباق فنی و اصالت مصالح مورد استفاده در این سیستم موضوعی قابل اغماض نیست. به همین دلیل، مطابق ابلاغیه دفتر مقررات ملی و کنترل ساختمان، استفاده از این روش تنها با مش فایبرگلاس دارای گواهینامه فنی معتبر مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی مجاز است.
گواهینامه فنی صرفاً یک تأیید کلی برای استفاده از والمش نیست؛ بلکه نشان میدهد یک محصول مشخص، با مشخصات فنی معین و برای دامنه کاربرد تعریفشده، مورد ارزیابی فنی قرار گرفته است.
به همین دلیل، علاوه بر وجود گواهینامه، دامنه کاربرد آن نیز باید با شرایط واقعی پروژه مطابقت داشته باشد. کاربرد شبکه الیاف شیشه در دیوارهای داخلی و خارجی الزامات یکسانی ندارد و گواهینامههای فنی متناسب با هر کاربرد صادر میشوند.
بنابراین، مهندس پروژه هنگام بررسی گواهینامه باید به چند سؤال مشخص پاسخ دهد:
- گواهینامه دقیقاً برای کدام محصول صادر شده است؟
- چه نوع و مشخصاتی از شبکه الیاف در آن ارزیابی شده است؟
- دامنه کاربرد آن چیست؛ دیوار داخلی یا خارجی؟
- آیا محصول تحویلشده به پروژه با همان محصول و مشخصات مندرج در گواهینامه مطابقت دارد؟
ضوابط امروز، نسبت به نسل اول والمش کاملتر شدهاند
نخستین چارچوب جامع برای دیوارهای غیرسازهای
در سال ۱۳۹۷، ضابطه ۸۱۹ با هدف تسهیل طراحی دیوارهای بنایی غیرسازهای و ارائه جزئیات اجرایی اتصالات آنها منتشر شد.
در این ضابطه، سه رویکرد اصلی برای تسلیح و مهار دیوار معرفی شدند:
میلگرد بستر، شبکه الیاف شیشه یا کربن، و بستهای منقطع یا پیوسته.
ضابطه ۸۱۹ و سپس پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰ که در ادامه این مسیر منتشر شد، نقش مهمی در بهرسمیتشناختن استفاده از شبکه الیاف برای مهار دیوارهای غیرسازهای داشتند.
رویکرد این نسل از ضوابط تا حد زیادی نیمهتجویزی بود؛ یعنی بخشی از مشخصات فیزیکی شبکه، نحوه قرارگیری آن و جزئیات اجرایی از قبل تعریف میشد، هرچند امکان استفاده از طراحی محاسباتی نیز به رسمیت شناخته شده بود.
ورود جدیتر محاسبات به طراحی والمش
با انتشار بازنگری ضابطه ۷۱۴ در سال ۱۴۰۱، گام مهم دیگری برداشته شد.
این ضابطه یک روش محاسباتی مشخص برای طراحی دیوارهای مسلحشده با شبکه الیاف ارائه کرد. در این مدل، دیوار دارای رفتار یکطرفه در راستای قائم است و شبکه الیاف نیز به صورت نوارهای قائم یا پوشش سرتاسری در همان جهت اجرا میشود.
مزیت این روش، سادگی آن است. طراح بدون درگیر شدن با روابط پیچیده میتواند مقدار شبکه موردنیاز دیوار را بر اساس شرایط واقعی پروژه تعیین کند.
اما این روش یک محدودیت مهم نیز دارد:
مدل محاسباتی ضابطه ۷۱۴ اساساً برای دیواری با رفتار یکطرفه قائم و استفاده از نوارهای قائم وال مش تعریف شده است.
حرکت به طراحی پروژهمحور
راهنمای طراحی و اجرای اجزای غیرسازهای که در سال ۱۴۰۵ توسط دفتر مقررات ملی و کنترل ساختمان ابلاغ شد، این مسیر را یک گام دیگر جلو برده است. این راهنما با رویکردی محاسباتی تدوین شده و ابزارهای محاسباتی آن نیز برای استفاده مهندسان منتشر شده است.
تفاوت اصلی این رویکرد را میتوان در یک جمله خلاصه کرد:
بهجای اینکه پروژه را مجبور کنیم با یک روش از پیش تعیینشده تطبیق پیدا کند، سیستم مهار را متناسب با رفتار واقعی همان دیوار طراحی میکنیم.
در نتیجه، استفاده از شبکه الیاف دیگر الزاماً به آرایش قائم متداول والمش محدود نمیشود و امکان طراحی آرایشهای دیگری مانند تسلیح افقی یا استفاده از شبکه الیاف در بند بستر نیز، متناسب با شرایط پروژه و بر اساس محاسبات، فراهم میشود.
والمش در آزمون واقعی چگونه رفتار میکند؟
روابط طراحی مشخص میکنند یک دیوار مسلحشده با شبکه الیاف چه ظرفیتی باید داشته باشد. اما برای ارزیابی یک سیستم مهندسی، یک سؤال مهمتر باقی میماند:
وقتی همین سیستم با مصالح و جزئیات واقعی ساخته و تحت بار قرار گیرد، چه رفتاری خواهد داشت؟
برای پاسخ به این سؤال، تیم تحقیق و توسعه والمش دو برنامه آزمایشگاهی اصلی را دنبال کرده است:
رفتار واقعی دیوار تحت بار خارج از صفحه
عملکرد کششی و دوام کامپوزیت شبکه الیاف در محیط قلیایی
رفتار خارج از صفحه دیوارهای مسلحشده با والمش
نخستین پژوهش با هدف بررسی رفتار چرخهای خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرسازهای در مرداد سال 1403 و با همکاری آزمایشگاه سازه دانشگاه علم و فرهنگ انجام شد.
در این برنامه، در مجموع ۲۱ نمونه دیوار بنایی با روشهای مختلف تسلیح ساخته و آزمایش شدند؛ از جمله:
• دیوار غیرمسلح
• دیوار مسلح به میلگرد بستر
• دیوار مسلح به نوارهای کامپوزیتی شبکه الیاف
• دیوار دارای شبکه الیاف در بند بستر
بارگذاری چرخهای
بسیاری از آزمایشهای متداول دیوار، بار خارج از صفحه را فقط در یک جهت اعمال میکنند.
اما بار ناشی از زلزله چنین رفتاری ندارد.
دیوار در هنگام زلزله تحت نیروی رفتوبرگشتی قرار میگیرد و جهت خمش آن میتواند بارها تغییر کند. به همین دلیل، در این پژوهش از پروتکل بارگذاری چرخهای مبتنی بر AC434 استفاده شد.
در هر دامنه بارگذاری، چرخه سه بار تکرار شد تا رفتار دیوار در شرایط بارگذاری تکرارشونده نیز قابل بررسی باشد.
بنابراین هدف فقط اندازهگیری حداکثر بار قابل تحمل نبود؛ بلکه رفتار سیستم در طول چرخههای متوالی بارگذاری مورد ارزیابی قرار گرفت.
تسلیح با والمش چه تأثیری داشت؟
افزایش ظرفیت خمش قائم با استفاده از کامپوزیت شبکه الیاف بررسی شد:
در حالت استفاده از نوارهای قائم والمش، ظرفیت خمش قائم دیوار مسلحشده به حدود ۷ برابر دیوار غیرمسلح رسید. این نتایج نشان میدهند که شبکه الیاف، بسته به نحوه طراحی و قرارگیری آن، میتواند افزایش قابل توجهی در ظرفیت خمشی قائم دیوار ایجاد کند.
همچنین با مقایسه ظرفیت خمش افقی دیوار تسلیح شده با میلگرد بستر و و دیوار تسلیح شده با نوارهای افقی وال مش، نشان میدهنده که:
هر دو روش تسلیح با میلگرد بستر و کامپوزیت شبکه الیاف، نتایج مشابهی در افزایش ظرفیت خمشی دیوار رقم میزنند.
آیا این عملکرد در طول زمان حفظ میشود؟
افزایش ظرفیت اولیه بهتنهایی کافی نیست.
شبکه الیاف والمش درون یک ماتریس سیمانی یا پلاستر قرار میگیرد؛ محیطی که ماهیت قلیایی دارد. بنابراین یکی از مهمترین پرسشهای فنی درباره سیستم این است:
آیا کامپوزیت شبکه الیاف میتواند خواص کششی خود را پس از مواجهه طولانیمدت با محیط قلیایی حفظ کند؟
برای پاسخ به این سؤال، برنامه دوم تحقیقاتی در دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شد.
برای بررسی این موضوع، آزمونهای کششی و دوام روی ۴۵ نمونه کامپوزیت شبکه الیاف شیشه در دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شد.
بررسی شرایط آزمایشگاهی
نمونهها مطابق الزامات AC434 در سه شرایط بررسی شدند:
• شرایط محیطی آزمایشگاهی (نمونه مرجع)
• ۱۰۰۰ ساعت قرارگیری در محیط قلیایی
• ۳۰۰۰ ساعت قرارگیری در محیط قلیایی
معیار پذیرش این بود که ظرفیت کششی کامپوزیت پس از ۱۰۰۰ ساعت حداقل 85% و پس از ۳۰۰۰ ساعت حداقل 80% ظرفیت نمونه مرجع باقی بماند.
نتایج آزمایش
نتایج نشان داد:
هر دو نوع کامپوزیت شبکه الیاف یکلایه و دولایه، معیارهای پذیرش دوام را برآورده کردند.
نکته مهم این است که در این آزمون، کامپوزیت کامل مش و پلاستر ارزیابی شده است، نه صرفاً مقاومت خود شبکه الیاف. زیرا آنچه در دیوار کار میکند، مجموعه مش و ماتریس است.
سیستم وال مش از چه اجزایی تشکیل شده است؟
شبکه الیاف — عضو کششی سیستم
شبکه الیاف، اصلیترین جزء مقاوم در برابر کشش ناشی از خمش خارج از صفحه دیوار است.
هنگامی که دیوار تحت بار باد یا زلزله خم میشود، بخشی از مقطع در کشش قرار میگیرد. شبکه الیاف که درون پلاستر قرار گرفته است، در این مرحله وارد عمل شده و نیروهای کششی را تحمل و توزیع میکند.
نوع و مقدار شبکه الیاف باید بخشی از طراحی سیستم باشد و محصول مورد استفاده نیز باید با مشخصات فنی و دامنه کاربرد گواهینامه مربوط مطابقت داشته باشد.
در یک جمله: شبکه الیاف، ظرفیت کششی موردنیاز برای کنترل خمش دیوار را فراهم میکند.
پلاستر — حلقه انتقال نیرو
اگر شبکه الیاف عضو کششی سیستم است، پلاستر چیزی است که امکان میدهد این ظرفیت واقعاً وارد مدار عملکرد دیوار شود.
پلاستر والمش فقط برای پوشاندن شبکه یا ایجاد یک سطح نهایی استفاده نمیشود؛ بلکه بخشی از مکانیزم انتقال نیرو است.
در یک جمله: پلاستر، شبکه الیاف را به دیوار متصل میکند و امکان انتقال مؤثر نیرو میان آنها را فراهم میسازد.
مهارهای مرزی — تکمیل مسیر انتقال نیرو
شبکه الیاف و پلاستر ظرفیت خمشی دیوار را افزایش میدهند، اما نیرو باید در نهایت از دیوار به سازه منتقل شود.
این انتقال از طریق جزئیات مهار در بالا و پایین دیوار انجام میشود.
اجزایی مانند نبشیها، تسمهها و اتصالات منقطع، بسته به دیتیل طراحی، وظیفه دارند:
جابهجایی خارج از صفحه دیوار را کنترل کنند؛
واکنشهای حاصل از خمش را دریافت کنند؛
و آنها را به کف و سقف یا اعضای سازهای منتقل کنند.
اجزای سیستم چگونه با هم کار میکنند؟
پاسخ کوتاه به پرسشهایی که مهندسان معمولاً پیش از انتخاب والمش مطرح میکنند.
بار باد یا زلزله
خمش خارج از صفحه دیوار
ایجاد تنش کششی
انتقال تنش از دیوار به پلاستر
فعال شدن شبکه الیاف
توزیع نیرو در نوار کامپوزیتی
تشکیل واکنش در بالا و پایین دیوار
انتقال نیرو از طریق مهارهای مرزی به سازه
هزینه والمش
برای پروژه شما چقدر است؟
همانطور که در بخش طراحی دیدیم، برای هر دیوار در هر طبقه از ساختمان، ابتدا تقاضای خارج از صفحه مشخص و سپس سطح تسلیح موردنیاز محاسبه میشود.
این محاسبات و سایر مشخصات پروژه در نهایت تعیین میکنند:
- چه نوع شبکه الیافی استفاده شود؛
- عرض نوارها چقدر باشد؛
- فاصله نوارها چقدر باشد؛
- چه تیپ نبشی و با چه فواصلی اجرا شوند؛
- چه میزان پلاستر موردنیاز است؛
- و چه جزئیات مهاری برای دیوار اجرا شود.
بنابراین دو پروژه با مساحت دیوار یکسان، الزاماً هزینه یکسانی برای اجرای والمش ندارند.
چه عواملی روی هزینه والمش اثر میگذارند؟
مساحت و مشخصات دیوارها
متراژ کل دیوار اولین عامل است، اما بهتنهایی برای تعیین هزینه کافی نیست.
ارتفاع، ضخامت، نوع بلوک و هندسه دیوار میتوانند بر تقاضای طراحی و میزان تسلیح موردنیاز اثر بگذارند.
مقدار شبکه الیاف موردنیاز
یکی از مهمترین عوامل هزینه، سطح پوشش شبکه الیاف است.
مقدار شبکه موردنیاز از طراحی به دست میآید و در اجرای نواری به عرض و فاصله نوارها تبدیل میشود.
نوع مش و پلاستر و شرایط کاربرد
نوع سیستم مورد استفاده در دیوار داخلی یا خارجی، رده مش فایبرگلاس، پلاستر و میزان مصرف آن نیز بر هزینه نهایی اثر دارند.
هندسه و جزئیات پروژه
بازشوها، تقاطع دیوارها، کنجها، شرایط خاص تکیهگاهی و سایر جزئیات میتوانند بر مقدار مصالح و عملیات اجرایی تأثیر بگذارند.
به همین دلیل، هرچه اطلاعات اولیه پروژه دقیقتر باشد، برآورد هزینه نیز به واقعیت نزدیکتر خواهد بود.
مزیت اقتصادی والمش از کجا ایجاد میشود؟
حذف بخش قابل توجهی از مقاطع فولادی
اجرای سریعتر
کاهش نیاز به اکیپ تخصصی مجزا
کاهش عملیات جانبی
کاهش هزینه چقدر است؟
بر اساس تجربه و مقایسههای اجرایی پروژهها، استفاده از والمش میتواند هزینه مهار دیوار را در حدود
۳۰ تا ۵۰ درصد
در مقایسه با والپست و میلگرد بستر کاهش دهد.
البته میزان صرفهجویی واقعی به مشخصات هر پروژه وابسته است. به همین دلیل، بهترین راه برای پاسخ به سؤال مقایسه اقتصادی این است که هزینه وال مش به صورت اختصاصی برای خود پروژه شما محاسبه شود.
هنوز درباره والمش سؤال فنی دارید؟
پاسخ کوتاه به پرسشهایی که مهندسان معمولاً پیش از انتخاب والمش مطرح میکنند.
آیا والمش از نظر ضوابط فنی مجاز است؟
بله. روش مسلح کردن دیوارهای بنایی غیرسازهای با شبکه الیاف در ضوابط فنی کشور به رسمیت شناخته شده است. پیوست ششم استاندارد 2800، ضابطه 819 دفتر مقررات ملی و کنترل کشور، ضابطه 714 سازمان برنامه و بودجه و راهنمای طراحی و اجرای اجزای غیرسازهای مرکز تحقیقات از جمله آییننامههای تایید کننده این راهکار هستند.
اما استفاده صحیح از این روش مشروط به طراحی مطابق ضوابط جاری، رعایت جزئیات اجرایی و استفاده از مصالح دارای مدارک و گواهینامههای فنی لازم است.
بنابراین مجاز بودن روش به این معنا نیست که هر نوع مش یا هر دیتیل اجرایی را بتوان بهعنوان والمش استفاده کرد.
آیا والمش برای دیوارهای پیرامونی مجاز است؟
بله. استفاده از شبکه الیاف برای مهار دیوارهای پیرامونی مجاز است، مشروط بر اینکه محصول مورد استفاده دارای گواهینامه فنی معتبر با دامنه کاربرد دیوارهای خارجی باشد و طراحی و اجرا مطابق ضوابط جاری پروژه انجام شود.
در ابلاغیه دفتر مقررات ملی و کنترل ساختمان نیز بر استفاده از شبکههای الیاف دارای گواهینامه فنی معتبر و متناسب با کاربرد داخلی یا خارجی تأکید شده است.
آیا با اجرای والمش، وادار و میلگرد بستر حذف میشوند؟
بله. با ایجاد رفتار یکطرفه قائم، ظرفیت موردنیاز دیوار از طریق تسلیح آن با شبکه الیاف و مهار در ترازهای بالا و پایین تأمین میشود؛ بنابراین وادار، تیرک افقی و میلگرد بستر مورد استفاده در روش متداول والپست حذف میشوند.
والمش چقدر از والپست ارزانتر است؟
در پروژههایی که هر دو راهکار از نظر فنی قابل استفاده هستند، حذف بخش قابل توجهی از مقاطع فولادی، کاهش عملیات اجرایی و افزایش سرعت میتواند هزینه مهار دیوار با والمش را کاهش دهد.
در تجربه پروژهها، این کاهش میتواند در حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد باشد؛ اما مقدار واقعی به مشخصات و شرایط همان پروژه بستگی دارد.
بهترین روش، مقایسه دو سیستم بر اساس متره و طراحی واقعی پروژه است.
فاصله نوارهای والمش چقدر است؟
فاصله نوارها یک عدد ثابت برای همه پروژهها نیست.
ابتدا تقاضای خمشی دیوار محاسبه و مقدار تسلیح موردنیاز تعیین میشود. سپس با توجه به مشخصات شبکه و عرض نوارها، فاصله مناسب میان نوارهای والمش به دست میآید.
فاصله نوارها باید خروجی طراحی باشد، نه یک عدد تجویزی ثابت.
در دیوار مجاور درز انقطاع که به پشت دیوار دسترسی نداریم، راهحل چیست؟
در دیوارهای مجاور ساختمان همسایه، معمولاً پس از اجرای دیوار امکان دسترسی به وجه خارجی آن وجود ندارد؛ بنابراین اجرای متداول شبکه الیاف روی دو سطح دیوار عملاً امکانپذیر نیست.
یکی از راهکارهای قابل استفاده در این شرایط، تسلیح بند بستر دیوار با شبکه الیاف شیشه است. در این روش، شبکه الیاف همزمان با دیوارچینی در بین رجها قرار میگیرد و بهجای وابستگی به دسترسی بعدی به سطح پشت دیوار، تسلیح موردنیاز در داخل دیوار ایجاد میشود. ابلاغیه دفتر مقررات نیز امکان استفاده از شبکه الیاف شیشه دارای گواهینامه فنی معتبر در بند بستر اینگونه دیوارها را مورد تایید قرار داده است.
آیا میتوان از هر مش فایبرگلاسی استفاده کرد؟
خیر.
عملکرد شبکه الیاف به مشخصاتی مانند مقاومت کششی، ساختار شبکه، وزن مش و بهویژه دوام در محیط قلیایی وابسته است.
علاوه بر این، محصول مورد استفاده باید دارای گواهینامه فنی معتبر و متناسب با دامنه کاربرد همان پروژه باشد.
شباهت ظاهری دو شبکه فایبرگلاس به معنای عملکرد مهندسی یکسان آنها نیست.
آیا ملات معمولی برای اجرای والمش کافی است؟
خیر.
پلاستر در والمش فقط یک پوشش نیست؛ بخشی از سیستم انتقال نیرو محسوب میشود.
پلاستر باید بتواند:
- اتصال مناسبی با بستر دیوار ایجاد کند؛
- شبکه الیاف را بهدرستی دربرگیرد؛
- و تنش را میان دیوار و شبکه منتقل کند.
بنابراین مشخصات و سازگاری پلاستر با شبکه الیاف و بستر دیوار، مستقیماً بر عملکرد سیستم اثر دارند.
آیا والمش فقط بهصورت نوارهای قائم اجرا میشود؟
نوارهای قائم، آرایش متداول والمش برای دیوارهایی با رفتار یکطرفه در راستای قائم هستند.
اما با رویکرد طراحی پروژهمحور، بسته به شرایط تکیهگاهی و رفتار واقعی دیوار، میتوان آرایشهای دیگری مانند تسلیح افقی یا استفاده از شبکه الیاف در بند بستر را نیز در صورت انطباق با ضوابط و محاسبات طراحی بررسی کرد.
بنابراین جهت شبکه باید از مدل رفتاری دیوار پیروی کند.
آیا والمش برای همه دیوارها قابل استفاده است؟
بله؛ وال مش برای انواع دیوارهای بلوکی از جنس سفال، سیمان و AAC (هبلکس) قابل استفاده است.
آیا برای دیوارهای داخلی و خارجی میتوان از یک نوع مش استفاده کرد؟
الزاماً خیر.
شرایط محیطی و الزامات دوام برای کاربردهای داخلی و خارجی یکسان نیستند و دامنه کاربرد گواهینامه فنی محصول باید با محل استفاده آن مطابقت داشته باشد.
بنابراین هنگام انتخاب شبکه الیاف، باید کاربرد موردنظر هر دیوار در پروژه بررسی شود.