ناودانی منقطع یا والپست منقطع در تسلیح دیوارهای غیر سازه ای:

۱. مقدمه: اهمیت والپست و رویکرد نوین پیوست ششم

عملکرد نامناسب دیوارهای غیرسازه‌ای در زلزله‌های گذشته، خسارات جانی و مالی قابل توجهی را به همراه داشته است.[1, 2] این تجارب تلخ، به ویژه پس از رویدادهایی مانند زلزله کرمانشاه، اهمیت بازنگری در ضوابط طراحی و اجرای این اجزا را بیش از پیش آشکار ساخت.[3] در پاسخ به این نیاز، “پیوست ششم: طراحی لرزه‌ای و اجرای اجزای غیرسازه‌ای معماری” به ویرایش چهارم آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد ۲۸۰۰) افزوده شد.[1, 4] این پیوست، با تغییر رویکرد نسبت به ضوابط پیشین، بر جداسازی دیوارهای غیرسازه‌ای از قاب اصلی سازه تأکید دارد تا از اندرکنش‌های مضر و انتقال نیروهای ناخواسته بین دیوار و سازه جلوگیری شود و در نتیجه، رفتار لرزه‌ای کل ساختمان بهبود یابد.[5, 6] این تغییر نگرش، از اتصال صلب دیوارها به سمت ایجاد امکان حرکت نسبی کنترل‌شده و کاهش آسیب‌پذیری گامی اساسی محسوب می‌شود.

۲. ناودانی منقطع یا والپست منقطع چیست؟

“والپست” یا “وادار”، عضوی است که برای مهار دیوار در برابر نیروهای جانبی، به ویژه نیروی خارج از صفحه ناشی از زلزله، و افزایش یکپارچگی آن به کار می‌رود.[7] “ناودانی منقطع” یا “والپست منقطع”، به پروفیل‌های فولادی، معمولاً U شکل، اطلاق می‌گردد که به صورت قطعات جداگانه (غیرپیوسته) برای اتصال دیوار به اعضای سازه‌ای (مانند ستون‌ها و تیرها) یا به وادارهای میانی مورد استفاده قرار می‌گیرند.[8, 9] هدف اصلی از به‌کارگیری ناودانی‌های منقطع یا والپست‌های منقطع، فراهم آوردن امکان حرکت آزاد دیوار در داخل صفحه خود (در راستای افقی و هم‌جهت با جابجایی نسبی طبقات) و در عین حال، تأمین مهار مطمئن آن در برابر حرکت خارج از صفحه (عمود بر سطح دیوار) است.[5, 8] این رویکرد با روش‌های سنتی‌تر مانند نبشی‌کشی ممتد که ممکن است حرکت داخل صفحه دیوار را محدود کرده و منجر به تمرکز تنش و شکست دیوار یا آسیب به سازه شوند، تفاوت اساسی دارد.[3, 6] ماهیت “منقطع” بودن این ناودانی‌ها یا والپست‌ها، کلید دستیابی به رفتار مطلوب لرزه‌ای مطابق با فلسفه پیوست ششم است، زیرا پیوستگی در المان‌های نگهدارنده می‌تواند مانع جداسازی مؤثر دیوار از قاب شود.

۳. الزامات کلیدی پیوست ششم آیین‌نامه ۲۸۰۰ (ویرایش چهارم) برای ناودانی منقطع یا والپست منقطع

پیوست ششم آیین‌نامه ۲۸۰۰، الزامات دقیقی را برای طراحی و اجرای وادارها، از جمله وادارهایی که با استفاده از ناودانی منقطع یا والپست منقطع اجرا می‌شوند، ارائه می‌دهد:

• جداسازی دیوار از قاب سازه‌ای: ایجاد درز انقطاع با عرض کافی (معمولاً حدود یک صدم ارتفاع طبقه) بین دیوار و اعضای سازه‌ای مجاور (ستون و سقف) الزامی است. این درز باید با مواد تراکم‌پذیر و انعطاف‌پذیر مانند پشم سنگ ضد رطوبت پر شود.[5, 6, 10]
• مهار خارج از صفحه: دیوار باید به نحو مطمئنی در برابر نیروهای خارج از صفحه مهار شود. ناودانی‌های منقطع (یا والپست‌های منقطع) یکی از راهکارهای اصلی برای تأمین این مهار هستند.[5]
• اتصال کشویی: اتصالات دیوار به وادارها و وادارها به سازه باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شوند که امکان جابجایی آزاد دیوار در صفحه خود را فراهم کنند. این مهم از طریق اتصالات کشویی تأمین می‌شود. به طور مشخص، جوشکاری مستقیم وادار (از جمله ناودانی یا والپست منقطع) به تیر فوقانی یا سقف ممنوع است.[5, 11, 12]
• محدودیت‌های ابعادی دیوار: برای کنترل رفتار دیوار، محدودیت‌هایی برای حداکثر طول و ارتفاع آزاد دیوارها در نظر گرفته شده است. به طور معمول، حداکثر طول آزاد دیوار بدون وادار قائم ۴ متر و حداکثر ارتفاع آزاد بدون وادار (تیرک) افقی ۳.۵ متر می‌باشد.[5, 11]
• مصالح و اتصالات: استفاده از ناودانی‌های سرد نورد شده توصیه می‌شود. اتصال این ناودانی‌ها به سازه باید با روش‌های مکانیکی مانند پیچ و رول‌پلاک (در سازه‌های بتنی) یا پیچ‌های خودکار (در سازه‌های فولادی) انجام شود. اتصال به سازه‌های بتنی با استفاده از تفنگ میخکوب مجاز نیست و باید از رول بولت‌های چرخشی استفاده گردد.[5, 13]

این الزامات نشان‌دهنده یک تغییر بنیادین در نگرش به اتصالات دیوار به سازه است، که هدف آن تبدیل دیوار از یک عضو صلب و بالقوه آسیب‌رسان، به یک عضو جدا شده با رفتار کنترل‌شده در هنگام زلزله می‌باشد.

۴. جزئیات اجرایی و اتصالات مهم ناودانی منقطع یا والپست منقطع

اجرای صحیح جزئیات اتصال ناودانی منقطع یا والپست منقطع برای دستیابی به عملکرد لرزه‌ای مطلوب بسیار حیاتی است:

• نصب ناودانی منقطع یا والپست منقطع به ستون/تیر: ناودانی‌های منقطع (یا والپست‌های منقطع) با طول مشخص (مثلاً مطابق شکل پ۶-۱۰ پیوست ششم [14]) با استفاده از پیچ و رول‌پلاک به اعضای بتنی و با پیچ به اعضای فولادی متصل می‌شوند.[5, 13] تعداد ناودانی‌های منقطع (یا والپست‌های منقطع) مورد نیاز به ارتفاع ستون و طول دهانه دیوار بستگی دارد؛ به عنوان مثال، برای ستون‌های به ارتفاع ۳ متر، سه عدد ناودانی منقطع و برای زیر تیرها در دهانه‌های ۳ متری نیز سه عدد ناودانی منقطع در نظر گرفته می‌شود، و به ازای هر متر افزایش طول دهانه دیوار، یک عدد ناودانی اضافه می‌گردد.[15] (توجه: این اعداد باید با محاسبات دقیق طراحی و الزامات خاص پروژه کنترل شوند).

• ایجاد فضای حرکت برای دیوار: لبه‌های دیوار (مانند بلوک‌ها) باید با فاصله مناسبی (درز انقطاع) از جان داخلی ناودانی یا والپست منقطع قرار گیرند تا امکان حرکت کشویی دیوار در داخل ناودانی/والپست فراهم شود. این فضا با مواد تراکم‌پذیر مانند پشم سنگ پر می‌شود.[6, 10]

• اتصال دیوار به ناودانی یا والپست منقطع (برای مهار خارج از صفحه): دیوار باید در جهت خارج از صفحه به ناودانی یا والپست منقطع مهار شود. این اتصال می‌تواند از طریق لبه‌های خود ناودانی/والپست (اگر دیوار کاملاً در بر گرفته شود) یا با استفاده از بست‌های فلزی مناسب یا شاخک‌های میلگرد بستر (در صورت استفاده از میلگرد بستر و اتصال صحیح شاخک‌ها به ناودانی/والپست از طریق سوراخ‌های لوبیایی) انجام شود، به گونه‌ای که حرکت داخل صفحه دیوار محدود نشود.[6, 14]
• پوشش وادار (ناودانی یا والپست منقطع): در دیوارهای خارجی، سطح وادار باید با پشم سنگ ضد رطوبت برای عایق‌بندی پوشانده شده و روی آن یک لایه توری مسلح‌کننده (مش الیافی یا رابیتس) برای جلوگیری از ترک‌خوردگی نازک‌کاری اجرا شود.[14]

دقت در اجرای این جزئیات، مانند ابعاد درزها و نوع اتصالات، برای اطمینان از جداسازی دینامیکی دیوار از قاب و عملکرد صحیح آن در زمان زلزله ضروری است.

۵. مزایای استفاده از والپست با ناودانی منقطع یا والپست منقطع (مطابق پیوست ششم)

به‌کارگیری ناودانی منقطع یا والپست منقطع برای اجرای والپست مطابق با ضوابط پیوست ششم آیین‌نامه ۲۸۰۰، مزایای متعددی را به همراه دارد:

• بهبود عملکرد لرزه‌ای دیوار: با فراهم آوردن امکان حرکت نسبی و جداسازی دیوار از سازه اصلی، آسیب و فروریزش دیوارهای غیرسازه‌ای در هنگام زلزله به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.[8]
• افزایش انعطاف‌پذیری دیوار: دیوار می‌تواند بدون تخریب، تا حدی جابجایی‌های داخل صفحه ناشی از حرکت سازه را تحمل کند.[8]
• کاهش آسیب به سازه اصلی: از انتقال نیروهای مخرب از دیوار به قاب سازه‌ای و بروز پدیده‌های نامطلوبی مانند تشکیل ستون کوتاه جلوگیری می‌شود.[5]
• سهولت و سرعت اجرا: نصب ناودانی‌های منقطع یا والپست‌های منقطع، به ویژه در صورت استفاده از قطعات پیش‌ساخته، می‌تواند نسبت به برخی روش‌های سنتی پیچیده، ساده‌تر و سریع‌تر انجام شود.[8, 9]
• کاهش مصرف مصالح و وزن سازه: در مقایسه با روش‌های سنگین‌تر مانند نبشی‌کشی‌های ممتد، استفاده از ناودانی منقطع یا والپست منقطع ممکن است منجر به کاهش مصرف فولاد و در نتیجه کاهش وزن مرده ساختمان شود.[8]
• صرفه‌جویی اقتصادی: با توجه به کاهش مصرف مصالح و سرعت بالاتر اجرا، این روش در برخی موارد می‌تواند مقرون به صرفه‌تر از روش‌های قدیمی باشد.[3, 8, 9]

این مزایا، به‌ویژه کاهش خسارات احتمالی در زمان زلزله، سرمایه‌گذاری اولیه برای اجرای دقیق این جزئیات را توجیه‌پذیر می‌سازد.

۶. نتیجه‌گیری

استفاده از ناودانی منقطع یا والپست منقطع به عنوان یکی از راهکارهای اجرای والپست دیوار، مطابق با الزامات پیوست ششم آیین‌نامه ۲۸۰۰ (ویرایش چهارم)، گامی مؤثر در جهت ارتقای ایمنی لرزه‌ای ساختمان‌ها است. نقش حیاتی جداسازی دیوار از قاب سازه‌ای و تأمین همزمان مهار خارج از صفحه و آزادی حرکت داخل صفحه، از اصول کلیدی این رویکرد است. دستیابی به عملکرد لرزه‌ای مطلوب، مستلزم توجه دقیق به جزئیات طراحی، انتخاب مصالح مناسب، اجرای صحیح توسط نیروهای ماهر و نظارت مستمر می‌باشد.[4] با توجه به تجارب گذشته و پیشرفت‌های علمی، انتظار می‌رود آیین‌نامه‌ها همچنان به سمت ارائه جزئیات دقیق‌تر و روش‌های اجرایی نوین‌تر برای بهبود عملکرد لرزه‌ای تمامی اجزای ساختمان، از جمله اجزای غیرسازه‌ای، تکامل یابند و ناودانی منقطع یا والپست منقطع نمونه‌ای از این پیشرفت است.