میلگرد بستر و اجزای غیرسازه‌ای معماری

مقدمه

سرزمین ایران در طول تاریخ همواره با رخدادي طبیعی به نام زلزله مأنوس و عجین بوده است. زمین‌لرزه‌های اخیر همچون منجیل و رودبار در سال 1369، بم در سال 1382 و سرپل ذهاب در سال 1396 هر یک درس‌آموخته‌هایی را به دنبال داشته است. بعد از زلزله منجیل آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله تحت عنوان استاندارد 2800 که نخستین ویرایش آن یک سال قبل از این رویداد به چاپ رسیده بود، موردتوجه گسترده جامعه مهندسی قرار گرفت و اکنون استانداردی لازم‌الاجراست.

قبل از ارائه پیوست ششم آیین‌نامه 2800 بیشترین تمرکز مقررات و الزامات این آیین‌نامه بر اجزای سازه‌ای بود، اما در زمان بروز زلزله خسارت های مالی و جانی مرتبط با اجزای غیرسازه‌ای نیز اصلاً کم نبود و همیشه فقدان وجود الزاماتی برای اجزای غیرسازه‌ای احساس می شد.

در محاسبات سازه برای زلزله‌ای، تغییر شکل مجاز الاستیک به علت حرکت سقف یا تغییر مکان نسبی طبقه در محاسبات دیده می‌شود. اما دیوارها در این محاسبات دیده نمی‌شوند و اگر میان‌قاب از سه طرف (ستون‌ها و سقف) به سازه متصل شود، محاسبات لرزه‌ای را زیر سؤال می‌برد و امکان جداشدن دیوار از قاب در لرزه‌ها وجود دارد. بر اساس یافته‌های زلزله بجنورد و کرمانشاه، نتایج بررسی‌ها نشان داد اتصالات دیوارها و میان قاب‌ها سبب بروز بسیاری از خسارات است.

به‌طورکلی، موضوع پیوست ششم جداسازی میان‌قاب‌هاست، به عبارتی دیوارها یا تیغه‌های جداکننده نباید به ستون‌ها و زیر سقف اتصال داشته باشند تا اندرکنش متقابل با اجزای سازه‌ای نداشته باشند. دیوارها نباید مانع حرکت قاب‌های سازه (چه مفصلی و چه خمشی) بشوند. همچنین دیاگرام‌های صلب افقی یا همان سقف‌ها نیز نباید توسط المان‌های جوشی یا متصل (که سابقاً به اسم وال پست اجر می‌گردیدند) به هم متصل گردند. به‌عبارت‌دیگر در راستای جداسازی میان‌قاب، دیوارهای خارجی و داخلی توسط المان‌های عمودی نباید به زیر تیر و کف متصل شوند.

به‌طورکلی جزئیات اجرایی پیوست ششم، در راستای دستیابی به دو هدف زیر در اجرای اجزای غیرسازه‌ای است تا مانع  تغییر شکل الاستیک قاب‌های سازه‌ای نشود:

1. عدم اتصال دو دیافراگم سقف بالایی و پایینی به یکدیگر.
2. عدم اتصال لبه انتهایی دیوارها به قاب‌ها

نیروهایی که ممکن است سبب تخریب دیوار در قاب‌ها شوند یکی نیروهای موازی صفحه است که از تغییر شکل الاستیک ستون ناشی می‌شود و برای مهار آن از جداسازی میان‌قاب استفاده می‌شود. دیگری، نیروهای عمود بر صفحه است که با این که نسبت به نیروهای موازی صفحه کمتر هست، توصیه شده با استفاده از میلگرد بستر مهار شوند.

اجزای غیرسازه‌ای در پیوست ششم آیین‌نامه 2800

اعضاي غیرسازه‌ای معماري از جمله دیوارهاي داخلی و خارجی ساختمان‌ها در زلزله آسیب‌پذیر هستند و ممکن است سبب خسارت شوند. مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازي این موضوع را در دستور کارهاي خود قرار داده و با انجام آزمایش‌های استاتیکی و دینامیکی با شتاب‌های مختلف تا شدت‌های بیش از زلزله‌های معمول بر روي اجزاي غیرسازه‌ای معماري بخصوص دیوارهایی که در کشور ساخته می‌شود، سعی بر آن داشته تا ضوابطی براي ساخت این اجزا تدوین نماید.

پیوست ششم شامل دو بخش است:

بخش اول عمدتاً بر روي دیوارهایی متمرکز است که با پیش‌بینی درز انقطاع از سازه جدا اجرا می‌شوند و در سختی آن دخالتی ندارند و براي سازه مزاحمتی ایجاد نمی‌کنند. در این بخش جزئیات اجرایی سایر اجزاي غیرسازه‌ای از قبیل جان‌پناه، راه‌پله، سقف کاذب و نما نیز پوشش داده شده است.

 بخش دوم براي ساختمان‌های تا چهارطبقه بوده و به دیوارهایی اختصاص دارد که به سازه چسبانده می‌شود و در سختی آن مشارکت می‌کند. این دیوارها نقش میان‌قابی را بر عهده دارند. در این بخش نحوه طراحی این دیوارها و ضوابط اجرایی آنها پوشش داده می‌شود.

رعایت جزئیات پیوست ششم برای کدام ساختمان‌ها ضروری است؟

دیوارها را می‌توان به دو صورت غیرپیوسته (جداسازي شده از سازه اصلی) و یا چسبانده شده به دیوار (میان‌قابی) طراحی و اجرا نمود. دیوارهاي غیرپیوسته به دیواري اطلاق می‌شود که به‌جز در کف‌ها با پیش‌بینی درز انقطاع از سازه باربر جانبی جداشده و در سختی آن دخالت ندارند و مزاحمتی براي رفتار سازه ایجاد نمی‌کنند. در دیوارهاي غیرپیوسته لازم است دیوار و اتصالات آن صرفاً تحت اثر نیروهاي اینرسی خارج صفحه کنترل شوند. الزامات لازم براي جداسازي مطابق جزئیات ارائه شده در این پیوست باید در کلیه ساختمان‌های بلندتر از چهارطبقه و نیز در ساختمان‌های بااهمیت بسیار زیاد و با طبقات کمتر از چهارطبقه رعایت شود.

دیوارهاي چسبانده شده به سازه (میان‌قابی) در سختی آن دخالت دارند و باید در برآورد نیروهاي وارد بر آن دخالت داده شوند. در این صورت باید رفتار و عملکرد میان‌قابی دیوار و نیروهاي وارد بر تیر و ستون و – خود دیوار – بر اثر این رفتار – بر اساس ضوابط ارائه شده در آن بخش در محاسبات لحاظ شود.

بدین ترتیب رعایت این جزئیات برای تمامی گروه‌های ساختمانی با تمامی تعداد طبقات ضروری است. تنها برای برخی ساختمان‌های تا چهارطبقه می‌توان از دیوار چسبانده شده به ستون‌ها و زیر تیر استفاده کرد، اما بدین صورت که با استفاده از برخی میلگردهای طولی و عرضی دیوار نقش المان باربر جانبی (شبیه دیوار برشی) پیدا کند که جزئیات و روش محاسباتی و ضوابط خاصی برای آن ارائه شده است. باتوجه‌به پیچیدگی‌های محاسباتی و اجرایی و شروط متعدد استفاده از این نوع دیوارها، استفاده از دیوارهای غیرپیوسته (جداسازی میان‌قاب) برای ساختمان‌های زیر 4 طبقه نیز توصیه می‌شود.

ضوابط اجرای دیوارهای خارجی

دیوارهاي خارجی را می‌توان با ایجاد درز پیوسته بین آنها و سازه محیطی غیرپیوسته کرد. براي این دیوارها باید اتصالاتی در نظر گرفت که قابلیت حرکت داخل صفحه و مهار خارج از صفحه را به دیوار بدهند. فواصل جداسازي دیوارها از قاب باید توسط مواد تراکم‌پذیر مناسب از قبیل پشم سنگ ضد رطوبت پر شوند. توصیه می‌شود براي جلوگیري از ترک‌خوردگی در نازک‌کاری از یک لایه شبکه الیاف یا رابیتس بر روي مواد تراکم‌پذیر استفاده شود. در بیمارستان‌ها براي جلوگیري از ایجاد ترک‌خوردگی در نازک‌کاری، در گوشه‌های دیوار در هنگام زلزله لازم است از اتصالات کشویی سراسری در کناره‌ها و تراز سقف استفاده شود. در سایر ساختمان‌های بااهمیت بسیار زیاد استفاده از این ضابطه توصیه می‌شود.

طول آزاد دیوار خارجی در پلان نباید از 4 متر و ارتفاع آزاد آن نباید از 3.5 متر بیشتر در نظر گرفته شود. (از آنجا که ضخامت دیوار در آیین‌نامه ذکر نشده است، برای تمام ضخامت های دیوار الزامی است).

در دیوارهاي با طول بیشتر از 4 متر باید از عضو قائم با مقطع فولادي یا بتنی به‌عنوان تکیه‌گاه جهت مهار خارج از صفحه دیوار (وادار) و در دیوارهاي با ارتفاع بیش از 3.5 متر باید با استفاده از عضو افقی با مقطع فولادي یا بتنی (تیرك) ارتفاع آزاد را کاهش داد. به‌عنوان‌مثال اگر طول دیوار 7 متر بود در میانه دیوار (با تقسیم به دو قسمت 3.5 متری) باید از وادار میانی عمودی استفاده کرد. جزئیات وادارها و تیرک‌ها در بندهاي بعدی ارائه شده است.

در دیوارهاي پانلی کارخانه‌ای ارتفاع دیوار می‌تواند تاحدی‌که براي برش و خمش عمود بر صفحه طراحی شده، در نظر گرفته شود.

طراحی دیوارها

دیوارها باید براي بارهاي اینرسی ایجاد شده در آن‌ها، در جهت داخل صفحه و در جهت عمود بر صفحه طراحی شوند. در جهت داخل صفحه دیوار تحت‌تأثیر برش و خمش و در جهت عمود بر صفحه تحت‌تأثیر بار محوري ناشی از وزن دیوار و برش و خمش خارج از صفحه عمودي و افقی قرار می‌گیرد. روش طراحی این دیوارها در «راهنماي طراحی سازه‌ای و جزئیات اجرایی دیوارهاي غیرسازه‌ای – ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازي» ارائه شده است. شرایط مرزي تحت نیروهاي عمود بر صفحه باید به‌صورت مفصلی در نظر گرفته شود.

نکته: دیوارهاي خارجی که تمام ارتفاع طبقه را پوشش نمی‌دهند (دیوار کوتاه)، بخصوص در ساختمان‌های بتنی، همواره باید از قاب سازه‌ای جدا شوند. زیرا در غیر این صورت می‌تواند باعث تشکیل “ستون کوتاه” در سازه شود.

در کتابچه 819، دستورالعمل طراحی دیوار، محاسبات طراحی میلگرد بستر و جداول طراحی وال پست ها ارائه شده‌اند. برای دانلود این ضابطه از لینک زیر استفاده کنید:

از آن جایی که نیروهای خارج از صفحه در طبقات بالاتر و ارتفاع بیشتر افزایش پیدا می‌کند، طراحی میلگرد بستر و وادارها در طبقات مختلف ممکن است متفاوت باشند.

عرض درزهای انقطاع (فاصله جداسازي) دیوارهای خارجی

فاصله جداسازي دیوار از ستون‌ها به اندازه  0.01 ارتفاع کف تا کف طبقه و فاصله جداسازي از سقف برابر با بیشترین دو مقدار 25 میلی‌متر و حداکثر خیز درازمدت تیر است.

دیوارهاي پانلی

دیوارهاي پانلی کارخانه‌ای که به‌صورت نوارهاي قائم در طول دیوار نصب می‌شوند مجاز به استفاده در ساختمان‌ها به‌عنوان دیوار خارجی، هستند. در این حالت دیوار به‌صورت یک دال یک‌طرفه عمل می‌کند. دیوار باید با استفاده از نبشی یا المان مشابه در جهت خارج از صفحه، در تراز سقف و کف مهار شود. در این حالت باید اتصال پانل دیوار در تراز سقف با نبشی به‌صورت کشویی بوده و دیوار اجازه جابه‌جایی داخل صفحه را داشته باشد. در این نوع دیوارها نیازي به اجراي وادار نمی‌باشد.

درصورتی‌که ارتفاع دیوار به‌اندازه‌ای باشد که پانل، قابلیت تحمل بار خمشی وارد بر آن را نداشته باشد، باید از تیرك در تراز میانی و وادار انتهایی استفاده نمود. تیرك مورداستفاده به وادار متصل می‌شود و باید از اتصال آن به ستون‌ها پرهیز شود. دیوارهاي پانلی‌ای مجاز به استفاده در صنعت ساختمان هستند که داراي گواهی‌نامه فنی از مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازي باشند. استفاده از دیوارهاي خارجی پانلی در بیمارستان‌ها مؤکداً توصیه می‌شود.

دیوارهاي بلوکی

در دیوارهاي بلوکی، دیوار مشابه با یک پوسته و دال دوطرفه طراحی می‌شود. در این حالت جداسازي در جهت شکل U داخل صفحه و مهار در جهت خارج از صفحه می‌تواند توسط نبشی‌های فولادي و یا بست‌های متصل به شکل متصل به ستون‌ها در دو انتهاي (طرفین) دیوار و وادارهاي U دال سازه‌ای در تراز سقف و نبشی یا بست‌های میانی انجام گردد. نبشی‌های فولادي می‌توانند منقطع یا پیوسته باشند که باید براي نیروي خارج از صفحه طراحی شوند. در این دیوارها باید از المان مسلح کننده میلگرد بستر مورب یا نردبانی براي دیوارهاي داراي ملات ماسه سیمان و از بست‌های فولادي منقطع یا پیوسته براي دیوارهاي داراي ملات بستر نازك و یا محصولات جدید مانند نوارهاي مش الیاف، جهت یکپارچه‌سازی و حفظ پیوستگی دیوار استفاده نمود. در دیوارهاي با ارتفاع کمتر از 3.5 متر لزومی به اجراي وادار انتهایی در نزدیکی ستون نمی‌باشد.

ضوابط اجرایی دیوارهاي داخلی (تیغه‌ها)

خرابی تیغه‌ها در زلزله یکی از عوامل اصلی آسیب‌رسان بوده است. به‌علاوه در حالاتی که از تیغه‌ها به‌عنوان مهار جانبی براي لوله‌کشی، اتاقک‌های الکتریکی، قفسه‌ها یا دیگر اعضاي غیرسازه‌ای استفاده می‌شود، خرابی تیغه‌ها ممکن است باعث آسیب رساندن به این تأسیسات شود. تیغه‌های داخلی باید مانند دیوارهاي خارجی از سقف و ستون‌ها جداسازي شوند.

فواصل جداسازي دیوارها از قاب باید توسط مواد تراکم‌پذیر مناسب از قبیل پشم سنگ ضد رطوبت پر شود. مانند دیوارهاي خارجی در دیوارهاي داخلی نیز توصیه می‌شود براي جلوگیري از ترک‌خوردگی در نازک‌کاری از یک لایه شبکه الیاف یا رابیتس بر روي مواد تراکم‌پذیر استفاده شود. در بیمارستان‌ها براي جلوگیري از ایجاد ترک‌خوردگی در نازک‌کاری، در گوشه‌های دیوار در هنگام زلزله لازم است از اتصالات کشویی سراسری در کناره‌ها و تراز سقف استفاده شود. در سایر ساختمان‌های بااهمیت بسیار زیاد استفاده از این ضابطه توصیه می‌شود.

نکته: درصورتی‌که از تیغه به‌عنوان مهار جانبی دیگر اعضاي غیرسازه‌ای استفاده شود، تیغه و مهارهاي لازم باید براي بار وارده کنترل شوند.

نکته: تیغه‌هایی که تمام ارتفاع طبقه را پوشش نمی‌دهند (دیوار کوتاه) مانند دیوارهاي خارجی بخصوص در ساختمان‌های بتنی همواره باید از قاب سازه‌ای جدا شوند. (مانند دیوارهای تراس، یا دیوارهای کوتاه‌تر از ارتفاع کف تا سقف، دیوار زیر بازشو یا بالای نعل‌درگاه که مجاور ستون هستند)

فاصله جداسازي تیغه‌های داخلی

فاصله جداسازي دیوارهاي داخلی از ستون‌ها به اندازه  0.01 ارتفاع کف تا کف طبقه و فاصله جداسازي از سقف برابر با بیشترین دو مقدار 25 میلی‌متر و حداکثر خیز درازمدت تیر است.

تیغه پانلی

در تیغه‌های پانلی قائم، دیوار به‌صورت یک دال یک‌طرفه طراحی می‌شود و دیوار باید با استفاده از قطعات نبشی یا قطعه اتصال مشابه در جهت خارج از صفحه در تراز سقف و کف مهار شود. در این حالت باید اتصال پانل دیوار در تراز سقف با نبشی یا ناودانی به‌صورت کشویی بوده و دیوار اجازه جابه‌جایی داخل صفحه را داشته باشد. در این نوع دیوارها نیازي به وادار انتهایی یا میانی نمی‌باشد.

پوشش نما و یا پاشش سیمان بر روي سطوح تیغه‌های پانلی باید به نحوي اجرا شود که موجب چسبیدن و اتصال نبشی به تیغه پانلی نشود و از حرکت آن در داخل صفحه جلوگیري ننماید.

درصورتی‌که ارتفاع دیوار به‌اندازه‌ای باشد که پانل قابلیت تحمل بار خمشی وارد بر آن را نداشته باشد، باید از تیرك در تراز میانی و وادار انتهایی استفاده نمود. توجه شود که تیرك باید به وادار متصل شود و از اتصال آن به ستون‌ها پرهیز شود. استفاده از دیوارهاي داخلی پنلی در بیمارستان‌ها مؤکداً توصیه می‌شود.

در تیغه‌های ساخته شده از LSF باید توجه شود که تیرك پانل سرد نورد نباید به سقف متصل شود. در این حالت می‌توان از تیرك تغییر شکل‌دهنده (دو تیرك قرار گرفته در درون هم که به‌صورت کشویی امکان جابه‌جایی دارند و تیرك بالا به سقف متصل بوده و تیرك پایین به قاب سرد نورد متصل است) استفاده نمود براي جزئیات بیشتر می‌توان به نشریه 612 سازمان برنامه‌وبودجه (آیین‌نامه طراحی و اجرای سازه‌های فولادی سرد نورد) مراجعه نمود.

تیغه بلوکی

در تیغه‌های بلوکی، دیوار مشابه با یک پوسته و دال دوطرفه طراحی می‌شود. جداسازي در جهت داخل صفحه مهار در جهت خارج از صفحه می‌تواند توسط قطعات نبشی فولادي، بست‌های U شکل و یا قطعات مشابه آنها، متصل به سازه در تراز سقف و متصل به ستون‌ها در دو انتهاي (طرفین) دیوار و وادارهاي میانی، انجام شود. قطعات اتصال می‌توانند منقطع یا پیوسته باشند که باید براي نیروي خارج از صفحه طراحی شوند. در این دیوارها باید از المان مسلح کننده میلگرد بستر خرپایی یا نردبانی براي دیوارهاي داراي ملات ماسه سیمان و از بست‌های فولادي منقطع یا پیوسته براي دیوارهاي داراي ملات بستر نازك جهت یکپارچه‌سازی و حفظ پیوستگی دیوار استفاده کرد. در دیوارهاي با ارتفاع کمتر از 3.5 متر لزومی به اجراي وادار انتهایی در نزدیکی ستون نمی‌باشد.

جزئیات اجرایی دیوارهاي داخلی و خارجی

اتصال دیوارها به سازه باید به نحوي انجام شود که در اثر خیز تیرهاي زیر و بالاي دیوار، جابه‌جایی نسبی طبقات و یا عوامل وارد آورنده نیروي خارج از صفحه از جمله زلزله، باد و… قطعه دیوار پایدار بماند و عملکرد آن حفظ شود و از ایجاد ترك شدید در دیوار جلوگیري نماید. در این بند نمونه‌هایی از اتصالات مورد قبول ارائه شده است. جزئیات مشروح‌تر همراه با جداول مقاطع محاسبه شده در «راهنماي طراحی سازه‌ای و جزئیات اجرایی دیوارهاي غیرسازه‌ای» در ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازي» ارائه شده است.

دیوارهاي بلوکی باتوجه‌به عملکرد دوطرفه آنها در جهت افقی باید با استفاده از ابزار مناسب مسلح شوند. (تصویر 1)

این مسئله در دیوارهاي بلوکی اجرا شده با ملات می‌تواند با استفاده از میلگرد بستر خرپایی یا نرده بانی (تصویر 2) و دیوارهاي اجرا شده با ملات بستر نازك (ضخامت ملات کمتر از 3 میلی‌متر) یا چسب‌هاي پلی‌یورتان با استفاده از بست‌های نازك فولادي منقطع یا پیوسته انجام شود (تصویر 3). میلگردها و بست‌های مورداستفاده باید طبق ضوابط  مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان در مواردي که موردنیاز است از جنس فولاد ضدزنگ یا فولاد گالوانیزه و یا میلگرد آج‌دار سرد نورد باشند. حداقل سطح مقطع قطعه مسلح کننده 0.0003 سطح مقطع مؤثر دیوار در برش خارج از صفحه است. حداکثر فاصله قائم قطعات مسلح کننده در ارتفاع دیوار یک متر است که باید قطعه بر اساس آن طراحی و محاسبه شود.

نکته: ماده جداکننده از موارد منعطف متراکم شونده‌ای که تا 80 درصد عرض خود بتواند متراکم شود مانند پشم سنگ، فوم یا پلی استایرن.

نکته: جداسازی از سه طرف برای مهار نیروهای موازی صفحه دیوار (نیروهای برش پایه در اثر تغییر شکل الاستیک ستون بر اثر نیروهایی مانند زلزله) صورت می‌گیرد. اما برای مهار نیروهای خارج از صفحه استفاده از میلگرد بستر پیشنهاد شده است.

نکته: وادارهای افقی که در دیوارهای با ارتفاع بیشتر سه و نیم متر اجرا می‌گردند به ستون دو طرف جوش یا با اتصال گیردار نمی‌شود؛ بلکه به‌صورت اتصال کشویی روی زیرسری قرار می‌گیرد.

چنانچه در تصویر دیده می‌شود، برای دیوارهای از جنس بلوک‌های تو پری که با چسب کار می‌شوند و امکان قراردادن میلگرد بستر در رج‌های ملات نیست، باید از تسمه اتصال یا تسمه دوخت فولادی منقطع به ضخامت 2 میلی‌متر استفاده کرد که با میخ به بلوک‌ها متصل می‌شود.

نحوه اتصال دیوار و میلگرد بستر به اعضای عمودی سازه

اتصال لبه قائم دیوارها به ستون‌ها و دیوارهاي برشی ساختمان یا هر عضو قائم سازه‌ای دیگر در سازه باید به‌گونه‌ای باشد که ممانعتی در برابر جابه‌جایی نسبی ایجاد نکند. در دیوارهاي پانلی نیازي به اتصال بین دیوار و ستون وجود ندارد و فواصل بین این دو باید با مواد تراکم‌پذیر مانند پشم سنگ ضد رطوبت پر شود و بر روي آن در نازک‌کاری از یک لایه شبکه الیاف یا رابیتس استفاده شود.

در پیوست ششم، سه روش برای اتصال دیوارها به ستون‌ها و مهار نیروهای خارج از صفحه ذکر شده است:

1-    اتصال کشویی با استفاده از دو نبشی یا ناودانی

یکی از روش‌های مناسب براي اتصال دیوار به عضو قائم سازه‌ای، استفاده از اتصال کشویی در محل تماس، به‌وسیله نبشی یا ناودانی منقطع یا پیوسته است. در این حالت استفاده از نبشی و یا ناودانی‌های گرم نورد یا سرد نورد شده فولادي در طرفین دیوار که به نحو مناسبی به عضو قائم سازه‌ای اتصال داده می‌شود، توصیه می‌شود.

ناودانی‌ها به‌صورت منقطع با ضخامت ورق حداقل 2 میلی‌متر  به ستون پیچ و یا جوش می‌شوند و دیوار داخل ناودانی های منقطع قرار می‌گیرد. مصالح تراکم‌پذیر یا فوم سرتاسری نیز باید داخل ناودانی کار گذاشته شود.

2-     اتصال با بست‌های انعطاف‌پذیر U شکل

از اتصالات U شکل لغزشی براي مهار خارج از صفحه و درعین‌حال تأمین آزادي حرکت در درون صفحه دیوار می‌توان استفاده نمود.

بست‌های رادیکالی یا بست‌های ارتجاعی U شکل، بست‌های انعطاف‌پذیر با ضخامت 2 میلی‌متر و معمولاً عرض 3 سانتی متر هستند که روی آن سوراخ وجود دارد و با میخ به بلوک‌های توپر متصل می‌شود. حالت انعطاف پذیری آن سبب می‌شود نیروی موازی صفحه دیوار بر اثر زلزله مهار شود و مستهلک شود و درعین‌حال دیوار در برابر نیروهای بیرون از صفحه مقاوم شود.

3-    شاخک انتهایی

در صورت استفاده از میلگرد بستر از شاخک انتهایی آن جهت اتصال دیوار به ستون در جهت خارج می‌توان استفاده نمود و نیازي به استفاده از نبشی یا ناودانی نیست.

چنانچه در تصاویر نیز دیده می‌شود، میلگرد بستر را نباید به ستون‌ها جوش داد یا فیکس کرد، چون باعث صلبیت و مانع حرکت الاستیک قاب می‌شود، بلکه توسط بست اتصال به‌صورت مفصلی باید به ستون متصل شوند. استفاده از قلاب اتصال برای دیوارهایی که با ملات بنایی کار می‌شود، استفاده می‌گردد. قلاب اتصال با میلگرد بستر همپوشانی پیدا می‌کند و توسط گیره اتصال (ضخامت حداقل 2 میلی‌متر) به ستون پیچ می‌شود. شاخک انتهایی نباید به میلگرد بستر جوش شود، زیرا اتصال باید مفصلی و آزاد باشد.

اتصال دیوار به زیر سقف

اتصال دیوار به زیر سقف باید به‌صورت اتصال لغزشی بدون اتصال مستقیم دیوار به سقف و با استفاده از مهار خارج از صفحه دیوار با قطعاتی از قبیل نبشی یا ناودانی اجرا شود. انتخاب نوع اتصال بستگی به وضعیت دیواري دارد که بین اعضاي قائم شامل ستون، دیوار و یا وادار مهار شده است. در سازه‌های بتنی چنانچه بر اساس نوع سقف امکان پیش‌بینی اتصالات مناسب لغزشی در زمان ساخت عضو سازه‌ای براي بالاي دیوار نباشد می‌توان این اتصال را با کاشت میل‌مهار پس از اجراي تیر انجام داد. باید توجه شود که در این صورت کاشت میل‌مهار باید در هسته تیر بتنی انجام شود و کاشت و اتصال به پوشش بتن مجاز نمی‌باشد. حداقل فاصله بالاي دیوار تا زیر سقف برابر با بیشترین دو مقدار 25 میلی‌متر و حداکثر خیز درازمدت سقف در امتداد دیوار در نظر گرفته شود.

لبه بالایی دیوار را می‌توان با استفاده از دو نبشی و یا ناودانی که به طریق مناسب به سقف سازه متصل می‌شود مهار نمود. ناودانی و یا نبشی‌ها نباید به دیوار یا وادار پیچ، میخ و یا جوش شوند. با این اتصال امکان حرکت آزادانه دیوار در درون صفحه تأمین می‌شود. فاصله بالاي دیوار تا سقف باید در حدي باشد که تیر بتواند آزادانه خیز داده و اتصالی با دیوار پیدا ننماید. نبشی‌ها به ترتیب ابتدا در یک سمت اجرا و پس از دیوارچینی و قرارگیري بالاترین بلوك دیوار، نبشی دوم متصل می‌شود. نبشی می‌تواند به‌صورت سرد نورد یا گرم نورد و به شکل منقطع یا پیوسته باشد.

می‌توان به‌جای مهار خارج از صفحه دیوار در تراز سقف، آخرین ردیف دیوار را با جزئیات اتصال میلگرد بستر به ستون، توسط میلگرد یا بست مسلح نمود. در این صورت توجه شود که در محاسبات دیوار به‌صورت یک صفحه یک‌طرفه لحاظ شود و کل بار جانبی وارده به دیوار در طراحی وادارها و المان‌های مسلح کننده دیوار لحاظ شود. به‌عبارت‌دیگر در این روش می‌توان برای مهار دیوار در زیر تیر از میلگرد بستر در یک رج ماقبل آخر دیوار استفاده کرد.

در اجراي دیوارهاي داخلی به‌خصوص در انواع سقف‌های داراي تیرچه یا تیر یا هر نوع سقف مختلط که در آنها تیري در راستاي دیوار نباشد، مانند دیوارهاي خارجی می‌توان رج انتهایی دیوار یا رج ماقبل آن را با میلگرد بستر یا بست مسلح کرد. (مطابق شکل زیر)

اتصال دیوارهای غیرسازه‌ای به یکدیگر

در دیوار T شکل اتصال تیغه داخلی به خارجی باید جداسازی شود و هشت و گیر دو دیوار ممنوع است تا از بروز تنش های کششی و فشاری در محل اتصال جلوگیری شود.

در اتصال دیوارها توصیه می‌شود که به دلیل امکان بروز تنش‌های کششی در درون صفحه دیوارهاي متقاطع، از بست‌های فلزي مشابه آنچه در مورد اتصال به ستون به کار برده شد استفاده شود و یا براي جداسازي دیوارها از یکدیگر در محل اتصال دو دیوار متقاطع از وادار استفاده شود. تصویر 10 اجراي وادار مجزا در محل اجراي دو دیوار متقاطع و تصویر 11 نحوه اجراي بست در محل تقاطع را نمایش می‌دهد.

وادارها

درصورتی‌که طول دیوار از مقادیر مجاز بر اساس طراحی (حداکثر 4 متر) بیشتر شود، از عضو قائم با مقطع فولادي یا بتنی (وادار) به‌عنوان تکیه‌گاه جهت مهار خارج از صفحه دیوار و اجزاي مسلح کننده آن استفاده می‌شود. وادار باید به نحو مناسبی به کف سازه با اتصال به‌صورت مفصلی متصل شود ولی اتصال آن در زیر تراز سقف باید در راستاي داخل صفحه به‌صورت کشویی باشد تا امکان جابه‌جایی درون صفحه دیوار فراهم شود. در دیوارهاي خارجی روي سطح وادار باید به‌وسیله پشم سنگ ضد رطوبت براي عایق بندي پوشانده شود و بر روي آن یک لایه مش الیافی یا رابیتس براي جلوگیري از ترک‌خوردگی نازک‌کاری اجرا شود (تصویر 12)

اتصال به وادارها

در دیوارهاي غیرسازه‌ای در فواصل بین ستون‌ها براي مهار خارج از صفحه دیوارها بسته به نوع و طول دیوار، ممکن است نیاز به وادار باشد. براي انتقال بار به وادار استفاده از اتصالات جوشی یا پیچی و نظایر آنها به وادار مجاز است؛ ولی نباید از مقاومت اصطکاکی ناشی از بارهاي ثقلی استفاده شود. دیوار باتوجه‌به بارهاي وارده و شرایط لبه‌های آن در بالا (زیر سقف) و دو لبه قائم دو طرف دیوار و شرایط مرزي زیر (روي کف) کنترل شوند و براین‌اساس حداقل طول دیوار که نیاز به مهار با استفاده از وادار دارد محاسبه شود.

فواصل وادارها را می‌توان بر پایه محاسبه ظرفیت خمشی پانل دیوار با فرض شرایط تکیه‌گاهی لبه‌ها و با اعمال بار وارد بر دیوار تعیین نمود. باید توجه نمود که جزئیات ارائه شده در این پیوست شرایط مفصلی را تأمین می‌کند. این کنترل براي دیوارهاي بلوکی به‌صورت دال دوطرفه بر اساس ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازي انجام می‌شود. دیوار بلوکی در فاصله بین وادارها با میلگرد بستر یا تسمه‌های فولادي مسلح می‌شود. (تصویر 13)

اتصال وادار به قاب سازه‌ای

در دیوارهاي بلوکی که نیاز به وادار دارند به‌منظور تأمین حرکت جانبی داخل صفحه دیوارها، مجموعه دیوار و وادار هم‌زمان از آزادي در حرکت جانبی برخوردارند. وادارها نباید به نبشی‌های تعبیه شده در تیرها که تنها جهت جلوگیري از حرکت خارج از صفحه نصب شده‌اند جوش شوند باتوجه‌به اتصال کشویی وادار نیازي به رعایت فاصله جداسازي دیوار در مجاورت وادارها نمی‌باشد و دیوار می‌تواند از بر وادار چیده شود.

تبصره: در دیوارهاي واقع در خارج قاب، وادارهاي دو انتهاي دیوار باید در برابر حرکت جانبی در هر دو جهت مقید (به‌صورت اتصال تلسکوپی) شوند و به دیوار اجازه حرکت داده شود. در این حالت جزئیات اتصال دیوار به این وادارها مانند اتصال به ستون‌ها است در این فاصله جداسازي 1% بین وادار و دیوار باید رعایت شود.

تیرک‌ها (دیوارهاي با ارتفاع بیش از 3.5 متر)

در دیوارهاي با ارتفاع بیش از 3.5 متر باید با استفاده از عضو افقی با مقطع فولادي یا بتنی (تیرك) ارتفاع آزاد دیوار را کاهش داد. در این حالت براي اینکه جداسازي دیوار از قاب سازه‌ای به نحو مناسب انجام شود، نیاز به اجراي وادار انتهایی براي نگه‌داشتن تیرك است (جهت عدم ایجاد مانع براي تغییر شکل تیر در ناحیه مفصل پلاستیک وادار انتهایی باید حداقل در فاصله یک‌متری از بر ستون طبق شکل زیر باشد).

تصویر 17 دیوارهاي بلوکی با ارتفاع بیش از 3.5 متر داراي تیرك و وادار (به‌عنوان نمونه یک دیوار با ارتفاع 6 متري)

نحوه اجراي تیرك به این صورت است که تیرك باید به‌صورت کامل بر روي دیوار بنشیند و بار ثقلی دیوار فوقانی نباید به تیرك منتقل شود. به‌عنوان نمونه شکل بالا نحوه اجراي تیرك و وادارها در یک دیوار 6 متري و شکل زیر جزئیات اتصالات آن را نشان داده است. اتصال انتهاي تیرك به ستون نیز باید به‌صورت نشیمن با قابلیت جابه‌جایی در راستاي دیوار مطابق شکل‌های زیر باشد.

میلگرد بستر چیست؟

میلگرد بستر (Bed Joint Reinforcement)، المانی فولادی است که در بند افقی دیوار قرار می‌گیرد و با مسلح‌کردن دیوار در برابر نیروهای زلزله باعث جلوگیری از فروریزش آن می‌شود، اگرچه میلگرد بستر می‌تواند  میلگرد آج‌دار معمولی باشد، لیکن معمولاً میلگردهای بستر به‌صورت دو مفتول ساده و یا آج‌دار هستند که توسط یک مفتول میانی به‌صورت خرپایی یا نردبانی به یکدیگر متصل هستند.

قطر میلگرد بستر معمولاً از 4 تا 10 میلیمتر است، و انتخاب آن بر اساس جداول سازمان مرکز تحقیقات ساختمان و بر اساس آیین‌نامه مشخص می‌شود و در هر حداکثر یک متر ارتفاع باید از این قطعه مسلح استفاده شود.

 اگر مفتول میانی به شکل زیگزاگ باشد، میلگرد بستر از نوع خرپایی بوده و اگر به شکل عمود بر مفتول‌های طولی باشد،  از نوع نردبانی خواهد بود. میلگردهای بستر خرپایی از سختی بیش‌تری برخوردار بوده و استفاده از آن نسبت به میلگردهای بستر نردبانی اولویت دارد.

همان‌طور که در تصویر ملاحظه می‌شود لازم است در فواصل حداکثر برابر با ۴۰۰ میلیمتر مفتول‌های طولی  به مفتول میانی متصل شوند.

لازم است میلگرد های بستر به شکل کامل در داخل ملات بستر مدفون شود تا از طریق ملات، پیوستگی میان میلگرد بستر و واحدهای بنایی برقرار گردد. نمایی از مقطع دیوار مسلح شده در شکل زیر نمایش‌داده‌شده است:

 برای اتصال نمای آجری یا سنگی به دیوار پیرامونی نیز می‌توان از میلگردهای بستر استفاده کرد که در این صورت یکی از تدابیر نشان‌داده‌شده در تصویر زیر را می‌توان اتخاذ نمود:

دلیل استفاده از میلگرد بستر چیست؟

چنانچه قبلاً اشاره شد، جهت رفتار مناسب لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای (دیوار داخلی یا خارجی)، لازم است که از انتقال نیرو از سازه اصلی به دیوارها توسط جزئیات مناسب جلوگیری شود، این امر از طریق جداسازی دیوارها به‌وسیله یک ماده انعطاف‌پذیر و عایق صوت و رطوبت انجام می‌پذیرد (به‌عنوان‌مثال با استفاده از پشم سنگ). همچنین برای ایجاد پایداری دیوار تحت نیروهای داخل و خارج از صفحه به‌جای المان‌های قائم و افقی نگهدارنده دیوار که از آن تحت عنوان وال پست یاد می‌شود، از المان‌های مسلح کننده دیوار که از به‌عنوان میلگرد بستر نامبرده می‌شود و همچنین از  اتصالات کشویی در ناحیه اتصال دیوار به تیر یا ستون سازه استفاده می‌گردد. این جزئیات و نحوه محاسبه آنها، به‌صورت مشروح در پیوست ششم آیین‌نامه ۲۸۰۰ و همچنین نشریه ۷۲۹ (راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای) ارائه شده است.

جزئیات میلگرد بستر پیوست ششم ارائه شده توسط این مجموعه بر اساس نیروی زلزله و باد برای دیوارهای پیرامونی و ساختمان‌های متداول تا ۶ طبقه ارائه شده است، لیکن برای پروژه‌های خاص طراح سازه ساختمان باید نسبت به انجام محاسبات مربوط به آن پروژه اقدام نماید.

مزایای میلگرد بستر و موارد استفاده:

مزایای استفاده از میلگرد بستر را می‌توان به‌صورت زیر برشمرد:

• افزایش مقاومت خارج از صفحه دیوار
• افزایش شکل‌پذیری رفتار خارج از صفحه دیوار
• کنترل عرض و فواصل ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و تغییر شکل‌های حرارتی
• افزایش مقاومت برشی داخل  صفحه دیوار
• افزایش انسجام دیوار در حین زلزله و کاهش احتمال فروریزش موضعی دیوار
• برقراری اتصال مکانیکی برای نمای بنایی (آجری یا سنگی)
• عدم نیاز به استفاده از واحدهای بنایی با هندسه ویژه
• عدم نیاز به تزریق دوغاب
• عدم نیاز به تغییر روند ساخت دیوار
• اتصال دیوارهای دولایه به یکدیگر
• طول وصله و طول مهاری کم به دلیل کوچک بودن قطر مفتول و ساختار شبکه‌ای میلگرد بستر
• امکان برقراری اتصال در دیوارهای متقاطع با استفاده از میلگرد بستر

میلگرد بستر و بهبود مقاومت خمشی دیوار

لازم به توضیح است در دیوارهای با عملکرد دوطرفه و نیز دیوارهای دهانه افقی، میلگردهای بستر مستقیماً باعث بهبود مقاومت خمشی خواهند شد. در مورد دیوارهای دهانه قائم اگرچه میلگردهای بستر به شکل مستقیم در مقاومت خمشی تأثیری ندارند، اما به‌واسطه بهبود عملکرد داخل صفحه دیوار و کاهش ترکه‌ای احتمالی، به شکل غیرمستقیم منجر به بهبود عملکرد خارج از صفحه دیوارهای دهانه قائم نیز خواهند شد. یادآوری می‌شود رفتار خارج و داخل صفحه دیوارها دارای اندرکنش بوده، به‌طوری‌که آسیب‌دیدگی درون صفحه می‌تواند منجر به کاهش مقاومت خارج از صفحه شود و بالعکس.

در مورد بلوک‌ها AAC با بند بستر نازک (کمتر از ۳ میلی‌متر) مقطع مفتول‌های میلگرد بستر می‌تواند به‌صورت مستطیلی (کتابی) باشد. بدین ترتیب مفتول کاملاً در ملات بستر نازک مدفون خواهد شد. در این شرایط ضخامت مفتول‌های مستطیلی نباید از نصف ضخامت ملات بستر تجاوز کند.

فولاد مصرفی در ساخت مفتول‌ها لازم است دارای حداقل تنش تسلیم ۴۵۰ مگاپاسکال و حداقل تنش نهایی ۵۵۰ مگاپاسکال باشد. نسبت تنش نهایی به تنش تسلیم نباید کم‌تر از ۱٫۲ باشد. درصورتی‌که تنش تسلیم از مقدار فوق کمتر باشد، در صورت تأیید مهندس محاسب، استفاده از آن بلامانع خواهد بود به شرطی که نسبت تنش نهایی به تنش تسلیم همچنان از ۱٫۲ کمتر نباشد.

به‌منظور جلوگیری از خوردگی، لازم است میلگردهای بستر به‌صورت گالوانیزه تولید شده و یا دارای پوشش اپوکسی باشند.

متعلقات اجرای میلگرد بستر

گیره (Anchor)  

برای اتصال قلاب به ستون (فلزی یا بتنی) و یا وادار موردنیاز است، در اتصال به ستون بتنی می‌توان از تفنگ میخکوب یا پیچ و رول‌پلاک استفاده نمود برای این منظور دو عدد سوراخ در بالا و پایین گیره تعبیه شده است. در اتصال به ستون یا وادار فلزی باید آن را به ستون جوش داد. این قطعه فولادی برای جلوگیری از خوردگی گالوانیزه می‌گردد.

قلاب (Tie)  

این قطعه برای ایجاد اتصال بین گیره و میلگرد بستر مورداستفاده قرار می‌گیرد، و به‌راحتی در شکاف داخل گیرد قرار داده می‌شود و از طرف دیگر باتوجه‌به قابلیت تنظیم ارتفاع در روی بلوک قرار می‌گیرد. این قطعه نیز گالوانیزه است.

میلگرد بستر (Bed Joint Reinforcement) 

این محصول از مفتول‌های خاص  گالوانیزه با قطر حدود ۴ میلیمتر، طول ثابت ۳ متر و عرض‌های ۵٫۵ و ۱۱ و در دو نوع خرپایی و نردبانی سانتیمتر تولید می‌گردد، برای پوشش طول کامل دیوار باید در طول مشخصی با یکدیگر همپوشانی داشته باشند.

جزئیات اتوکد میلگرد بستر

دانلود جزئیات اتوکد میلگرد بستر و وال پست مطابق پیوست ششم ۲۸۰۰ – ویرایش 4 (فرمت اتوکد)

منابع

• سازمان نظام‌مهندسی کشور
• نشریات و آیین‌نامه‌های سازمان مسکن و شهرسازی
• پیوست 6 استاندارد 2800، ویرایش چهارم