چرا مهار لرزهای دیوارها اهمیت پیدا کرد؟
در بسیاری از زلزلههای بزرگ ایران، از بم و رودبار گرفته تا کرمانشاه، بخش قابل توجهی از خسارات جانی و مالی ناشی از فروپاشی اسکلت ساختمان نبوده است. در بسیاری از موارد، ساختمان اصلی پابرجا مانده اما سقوط دیوارهای پیرامونی، تیغههای داخلی و نماها خسارتهای سنگینی ایجاد کرده است.
بررسیهای مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی نشان میدهد بخش مهمی از آسیبهای پس از زلزله به اجزایی مربوط میشود که در طراحی سازهای ساختمان نقشی ندارند اما در زمان وقوع زمینلرزه تحت تأثیر حرکت سازه قرار میگیرند.
همین موضوع باعث شد در ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰، ضوابط مشخصی برای طراحی و اجرای اجزای غیرسازهای تدوین شود و مهار لرزهای دیوارها به یکی از الزامات اصلی پروژههای ساختمانی تبدیل گردد.
دیوار غیرسازهای چیست و چرا در زلزله آسیب میبیند؟
دیوارهای غیرسازهای شامل دیوارهای پیرامونی و تیغههای داخلی هستند که وظیفه اصلی آنها جداسازی فضاها و پوشش ساختمان است. این دیوارها معمولاً برای تحمل بارهای ثقلی یا نیروهای جانبی سازه طراحی نمیشوند.
مشکل از جایی آغاز میشود که در هنگام زلزله، اسکلت ساختمان دچار جابهجایی میشود اما دیوار بنایی ذاتاً رفتاری ترد و شکننده دارد. اگر دیوار نتواند این تغییرشکلها را تحمل کند، ترک میخورد، از قاب جدا میشود یا در موارد شدید فرو میریزد.
به همین دلیل امروزه در مهندسی زلزله، دیوارهای غیرسازهای به عنوان یکی از مهمترین منابع خطر برای ساکنان ساختمان شناخته میشوند.
هدف پیوست ششم در مهار دیوارها چیست؟
برخلاف تصور رایج، پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰ الزام به استفاده از یک محصول یا روش خاص را مطرح نمیکند.
هدف اصلی این پیوست آن است که دیوار در هنگام زلزله:
- دچار ناپایداری نشود.
- فرو نریزد.
- خطر جانی برای ساکنان ایجاد نکند.
- بتواند تغییرمکانهای نسبی سازه را تحمل کند.
در واقع آییننامه عملکرد مورد انتظار را تعریف میکند و طراح یا مجری باید سیستمی را انتخاب کند که این الزامات را برآورده سازد.
مهمترین الزامات پیوست ششم برای مهار لرزهای دیوارها
برای دستیابی به عملکرد مطلوب، پیوست ششم چند اصل اساسی را مطرح میکند.
نخست آنکه دیوار باید بتواند نیروهای خارج از صفحه را تحمل کند. دوم آنکه نحوه اتصال دیوار به سازه نباید موجب تمرکز تنش و تخریب زودهنگام شود. همچنین طول و ارتفاع آزاد دیوار باید کنترل گردد تا احتمال واژگونی یا شکست کاهش یابد.
در کنار این موارد، اجرای صحیح جزئیات اتصال، رعایت درزهای حرکتی و کنترل کیفیت مصالح نیز بخش مهمی از الزامات اجرایی محسوب میشود.
مهار خارج از صفحه؛ مهمترین دغدغه مهندسان اجرا
اگر از مهندسان زلزله درباره مهمترین عامل خرابی دیوارهای غیرسازهای سؤال شود، بسیاری از آنها به خرابی خارج از صفحه اشاره میکنند.
در این حالت نیروهای زلزله عمود بر سطح دیوار عمل میکنند. دیوار مانند یک صفحه خمشی رفتار میکند و در صورت نداشتن مهاربندی مناسب، ممکن است از محل تکیهگاهها جدا شده و سقوط کند.
بخش مهمی از الزامات پیوست ششم نیز با هدف جلوگیری از همین نوع خرابی تدوین شده است.
به همین دلیل در سالهای اخیر توجه ویژهای به روشهای نوین مهار دیوارها معطوف شده است.
روشهای متداول مهار لرزهای دیوارها
برای کنترل رفتار خارج از صفحه دیوارها، روشهای مختلفی در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد.
در گذشته استفاده از والپست فلزی رایجترین راهکار محسوب میشد. در این روش با استفاده از اعضای فولادی، طول آزاد دیوار کاهش یافته و پایداری آن افزایش پیدا میکند.
با توسعه فناوریهای ساختمانی، روشهای جدیدتری نیز معرفی شدند که تلاش میکنند ضمن حفظ عملکرد لرزهای، سرعت اجرا را افزایش داده و محدودیتهای اجرایی روشهای سنتی را کاهش دهند.
امروزه انتخاب سیستم مناسب به عواملی مانند نوع پروژه، مشخصات دیوار، شرایط اجرایی و الزامات طراحی بستگی دارد.
نقش والمش در تأمین الزامات پیوست ششم
یکی از سیستمهایی که در سالهای اخیر مورد توجه مهندسان قرار گرفته، سیستم والمش است.
در این روش از شبکههای الیافی به همراه لایههای پوششی مخصوص برای کنترل رفتار خارج از صفحه دیوار استفاده میشود. هدف اصلی والمش افزایش یکپارچگی دیوار و جلوگیری از ناپایداری آن در هنگام زلزله است.
به دلیل کاهش عملیات فلزی، حذف بخشی از محدودیتهای اجرایی و سرعت بالاتر نصب، این روش در بسیاری از پروژههای ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته است.
البته همانند هر سیستم مهندسی دیگر، انتخاب و اجرای آن باید بر اساس ضوابط فنی، مستندات معتبر و الزامات پروژه انجام شود.
اشتباهات رایج در اجرای مهار لرزهای دیوارها
با وجود توسعه ضوابط اجرایی، هنوز در بسیاری از پروژهها خطاهای مشابهی مشاهده میشود.
یکی از رایجترین اشتباهات، تصور بیاهمیت بودن دیوارهای غیرسازهای است. برخی پروژهها همچنان دیوار را صرفاً یک جزء معماری در نظر میگیرند و الزامات لرزهای آن را نادیده میگیرند.
خطای رایج دیگر اجرای ناقص جزئیات مهاربندی است. در بسیاری از موارد، طراحی مناسب انجام شده اما اجرای نادرست باعث کاهش عملکرد سیستم میشود.
همچنین بیتوجهی به الزامات آییننامهای و استفاده از روشهای اجرایی فاقد پشتوانه فنی میتواند ایمنی ساختمان را با خطر مواجه کند.
جمعبندی
امروزه مهار لرزهای دیوارها یکی از مهمترین بخشهای طراحی و اجرای ساختمان در مناطق زلزلهخیز محسوب میشود. تجربه زلزلههای گذشته نشان داده است که حتی در ساختمانهایی که سازه اصلی آسیب جدی نمیبیند، خرابی دیوارهای غیرسازهای میتواند خسارات قابل توجهی ایجاد کند.
پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰ با هدف کاهش این خطرات تدوین شده و مجموعهای از الزامات فنی را برای افزایش ایمنی دیوارها ارائه میدهد. آشنایی مهندسان اجرا، ناظران و کارفرمایان با این الزامات نقش مهمی در ارتقای کیفیت ساختوساز و کاهش ریسکهای لرزهای خواهد داشت.
