وال پست چیست؟ بررسی جامع ضوابط اجرایی و طراحی والپست

بر اساس تجربه زلزله های گذشته می توان گفت که دیوارهای یک ساختمان از مهم ترین قسمت های آن می باشند که باید در مراحل طراحی سازه و اجرای ساختمان توجه بسیار ویژه ای به آن ها شود. رفتار درون صفحه و برون صفحه دیوارهای پرکننده تاثیر بسیار مهمی بر عملکرد کلی و کارایی ساختمان در هنگام زلزله دارد. بسیار مشاهده شده است که در زلزله های اخیر مثل زلزله سرپل ذهاب در سال 1396  سازه ساختمان به تنهایی قابلیت تحمل بارهای زلزله را داشته است ولی به علت اثرات دیوار های پرکننده سازه در زلزله دچار آسیب هایی شده است. حال در این مقاله فصد داریم تا ببنیم برای محافظت از دیوار ها در حین وارد شدن بار جانبی به آن چه نمهیداتی باید اندیشیده شود؟

در این مقاله به تشریح اعضایی که منجر به یکپارچه سازی این دیوارها و درگیرکردن آنها با سازه اصلی می شوند می پردازیم، این اعضا که وال پست نامیده می شوند نقش اساسی در یکپارچه سازی و مهار دیوارهای ساختمان دارند. در ادامه به بررسی جامع وال پست به همراه یک ویدیو کاربردی خواهیم پرداخت.

سرفصل‌های این مقاله

1. وال پست چیست و انواع آن کدام است؟
2. ضوابط قرارگیری وال پست ­
3. مسئولیت اجرا
4. روش­ های اتصال
5. نکات محاسباتی و اجرایی وال پست­
6. مزیت­ها و معایب
7. اشتباهات رایج در اجرا
8. کنترل مقاومت دیوارهای بنایی و طراحی وال پست­

وال پست چیست؟

وال پست (wall post) از ترکیب دو کلمه wall و post که به ترتیب به معنی دیوار و نگه داشتن می باشند، تشکیل شده است. بنابراین در لغت به معنای نگه دارنده دیوار است. والپست ها المان هایی غیرسازه ای هستند که هدف از به کارگیری آن ها یکپارچه سازی عملکرد دیوارها و قاب های ساختمانی است. کارکرد کلی آن ها به این صورت است که دیوار را با اسکلت درگیر می سازد و آن را در برابر بارهای جانبی مثل زلزله و باد مهار می کند.

هدف از اجرای وال پست چیست؟

هدف از اجرای وال پست انتقال نیروی جانبی وارد بر میانقاب ها به سازه اصلی است. میانقاب ها که اعضایی غیرسازه ای هستند در صورت عدم اتصال به اسکلت سازه، در هنگام واردشدن نیروهای جانبی مانند زلزله دچار خرابی می شوند و فرو می ریزند و می توانند خسارت های جانی و مالی فراوانی را وارد نمایند حتی اگر اسکلت سازه دچار خرابی نشده باشد. از مثال هایی که در زمینه این خرابی می توان ذکر کرد، زلزله کرمانشاه در سال 1396 است که اینگونه خرابی بسیار مشهود بود.

انواع والپست کدام است؟

وال پست ها از نظر مصالح تشکیل دهنده آن ها و نحوه قرارگیری در ساختمان به انواع مختلفی تقسیم بندی میشوند. در یک دسته بندی کلی وال پست ها را می توان به دو دسته زیر تقسیم بندی کرد:

• تقسیم بندی به مصالح تشکیل دهنده
• تقسیم بندی از نظر نحوه قرار گیری

مصالح تشکیل دهنده وال پست چیست؟

از نظر مصالح تشکیل دهنده به دو دسته فلزی و بتنی تقسیم می شوند که وال پست فلزی در سازه های دارای اسکلت فولادی و بتنی و وال پست بتنی در سازه های با مصالح بنایی کاربرد دارند. وال پست های فلزی یا فولادی را به شکل های ناودانی، نبشی و قوطی می سازند.

نحوه قرارگیری والپست

وال پست ها را می توان به دو صورت عمودی و افقی اجرا کرد.

ضوابط قرارگیری وال پست

مطابق با بند 8-3-5 مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1398 و نیز بند 7-5-3 استاندارد 2800 ویرایش چهارم در خصوص اجرای وال پست ها و دیوارهای جداگر موارد زیر باید رعایت گردد:

1) حداکثر ارتفاع مجاز دیوار غیرسازه ای از تراز کف مجاور 3.5 متر یا 30 برابر عرض دیوار می باشد. در صورت تجاوز از این حد، باید با استفاده از مهارهای افقی مناسب، این الزام محقق شود. مهار افقی (وال پست افقی) باید در طول دیوار به طور پیوسته ادامه یافته و به نزدیک ترین عناصر قائم سازه ای مهار شود.

2) طول آزاد دیوار غیرسازه ای بین دو پشت بند یا کلاف نباید از 40 برابر عرض دیوار و یا 6 متر بیش تر باشد، درغیر این صورت، لازم است با تعبیه مهار قائم، این الزام محقق شود. مهار قائم (وال پست قائم ) باید در تمام ارتفاع دیوار به طور پیوسته ادامه یافته و به نزدیک ترین عناصر افقی سازه ای مهار شود. 

3) حداقل نسبت ضخامت به ارتفاع دیوار غیرسازه ای نباید از یک سی ام کمتر باشد. در صورت استفاده از آجر، حداقل ضخامت دیوار غیرسازه ای باید برابر با عرض آجر باشد .

4) دیوار غیرسازه ای که در تمام ارتفاع طبقه ادامه دارد، باید کاملا به زیر پوشش سقف مهار شود.

5) لبه فوقانی (افقی) دیوار غیرسازه ای که در تمام ارتفاع ادامه ندارد، باید با کلاف فولادی یا ناودانی نمره 6 یا معادل مقطع بتن مسلح یا چوبی که به دیوار سازه ای یا کلاف های احاطه کننده دیوار غیرسازه ای متصل باشد، مقید شود .

6) در صورتی که لبه قائم دیوار غیرسازه ای (تیغه) آزاد باشد، این لبه باید به یک تیغه دیگر، یا یک دیوار عمود بر آن، یا کلاف قائم و یا ستونک معادل (وال پست) یک ناودانی فولادی نمره 6 یا مقطع بتن آرمه یا چوبی، با اتصال کافی تکیه داشته باشد .

7) در طرفین تمامی بازشوها می بایست وال پست اجرا گردد.

همچنین در بند 4-9-1-3 مبحث چهارم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1392 بر رعایت ضوابط بالا تاکید شده است که در تمام دیوارهای ساختمان، جهت مقاومت در برابر زمین لرزه، ضوابط مبحث ششم مقررات ملّی ساختمان و آئین نامه طراحی ساختمان در برابر زلزله (استاندارد 2800) باید رعایت گردد.

مسئولیت اجرای والپست

مطابق با مبحث دوم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1384، بررسی نقشه های اجرایی برعهده مهندس ناظر و مجری است، بنابراین کنترل اجرای درست و دقیق وال پست ها بر عهده مهندس ناظر سازه و مهندس ناظر معمار می باشد. مهندس ناظر سازه وظیفه کنترل اجرای صحیح وال پست از نظر الزامات سازه ای و لرزه ای و مهندس ناظر معمار هم وظیفه کنترل اجرای دیوارهای داخلی وال پست ها را دارند. درصورتی که در یک سازه برای دیواری مطابق با ضوابط مطرح شده در قبل، نیاز به اجرای والپست باشد اما در نقشه های اجرایی نشان داده نشده باشد، مهندس ناظر باید دستور اصلاح نقشه های اجرایی را به مجری بدهد و اصلاح صورت گیرد. توصیه می‌شود مهندسان ناظر درصورتی‌ که مالک وال پست و نبشی کشی را انجام نداد، برگه پایان کار را مهر و امضا نکنند. در هرصورت اگر وال پست ها مطابق با نقشه های ساختمانی اجرا نگردند و در هنگام وقوع باد یا زلزله دیوارها ریزش کنند و آسیب جانی و مالی به ساکنین وارد گردد، یکی از افرادی که مقصر خواهد بود مهندس ناظر می باشد.

نکات محاسباتی وال پست ها

جزئیات وال پست ها باید مطابق با استاندارد 2800 ویرایش چهارم در نقشه های سازه ای درج شود که این جزئیات شامل موارد زیر می باشد:

1. جزئیات و اتصالات اعضای قائم و افقی لازم برای مهار دیوارهای بدون بازشو
2. جزئیات و اتصالات اعضای قاتم و افقی لازم برای مهار دیوارهای دارای بازشو
3. جزئیات و اتصالات اعضای قائم و افقی لازم برای مهار لبه تراس ها و جان پناه ها
4. جزئیات اجرایی دیوارهای زیرزمین که بار خاک به آن ها وارد می شود.

همچنین مطابق با مطالب ذکر شده در بندهای قبل موارد زیر نیز باید در نقشه های سازه ای درج شوند:

1. فاصله بین وال پست های افقی از هم و از کف ، حداقل 3.5 متر یا 30 برابر ضخامت دیوار لحاظ گردد.
2. فاصله بین وال پست های قائم از هم، حداقل 6 متر یا 40 برابر ضخامت دیوار لحاظ گردد.
3. آخرین ردیف دیوارچینی باید با فشار و ملات کافی زیر سقف جای داده شود.
4. لبه قائم دیوارها نباید به صورت آزاد رها شوند و باید به تیغه یا دیوار عمود مجاور متصل شوند یا کلاف قائم در لبه آنها اجرا گردد.
5. دیوارهایی که تا زیر سقف امتداد پیدا نمی کنند را باید با کلاف افقی به المان های پایدار مهار کرد.
6. درصورتی که آجر نما بعد از آجر پشت چیده شود، باید مفتول فلزی انتظار داخل ملات دیوار پشت به فواصل افقی و قائم 50 سانتی متری به کار برد تا از اتصال دو دیوار مطمئن شد یا دیوار نما را توسط نبشی مهار نمود.
7. در طبقه بام، ستون های کناری باید به اندازه ارتفاع جان پناه بلندتر اجرا شده تا از آن برای مهار جانبی جان پناه استفاده کرد.

نکات اجرایی وال پست ها

درهنگام اجرای وال پست ها باید به نکات زیر دقت شود:

1. جزئیات اجرایی وال پست توسط سازنده یا مجری ابلاغ شده باشد
2. از شاقول بودن وال پست ها مطمئن شویم.
3. در محل اتصال تیر بتنی و وال پست باید بیس پلیت کار گذاشته شود و یا میلگرد در تیر کاشته شود و وال پست ها به آن جوش شوند.
4. در وال پست های قائم باید در فواصل 1 متری میلگرد آجدار نمره 10 به قوطی یا نبشی های وال پست جوش شود تا گیرداری بین تیغه و وال پست ایجاد شود.
5. در وال پست های افقی باید در فواصل 1 تا 1.5  متری با استفاده از میلگرد نمره 14، وال پست را به سقف متصل نمود تا گیرداری لازم را داشته باشد.
6. حداقل اندازه نبشی مصرفی برای ساخت وال پست 5 است اما بهتر است از نبشی 6 استفاده شود. درصورتی که انتخاب طراح نبشی دوبل باشد، باید دهانه آن 1 سانتی متر بیشتر از ضخامت دیوار انتخاب شود تا تا تیغه کاملا داخل دیوار قرار گیرد.
7. وال پست هایی که کنار ستون قرار می گیرند باید یک فاصله 4 تا 5 سانتی متری با ستون داشته باشند تا در هنگام واردشدن بارهای جانبی، ستون به دیوار فشار جانبی وارد نکند و دیوار تخریب نگردد. همچنین این فاصله 4 تا 5 سانتی متری باید با مصالح نرمی همچون یونولیت پر شود.
8. به منظور اتصال بهتر وال پست ها با دیوار مجاور و نیز برای جلوگیری از ترک های ناشی از حرکات جانبی ساختمان در مرحله نازک کاری، روی وال پست ها رابیتس (توری) بکشیم و با سیم مفتول محکم کنیم.
9. پروفیل هایی که برای ساخت وال پست ها به کار می روند باید حتما ضد زنگ خورده باشند.
10. در چهارچوب پنجره ها باید وال پست گذاری صورت گیرد.
11. در قسمت بالای دیوارچینی و نزدیک تیغه باید مطابق با شکلی که نشان داده شد از آجر با وزن بالا و ملات با کیفیت استفاده نمود.
12. نبشی های افقی و قائم باید به صورت پشت به پشت اجرا شوند تا دیوار در بیش از یک طرف داخل نبشی ها اجرا شود.

اجرای وال پست

اجرای وال پست فلزی در اسکلت فولادی

اجرای وال پست فلزی در اسکلت فلزی، آسانترین نوع اجرای وال پست است که در آن وال پست های افقی و قائم فلزی به وسیله جوشکاری، به تیرها و ستون ها جوش می شوند و سپس دیوارچینی صورت می گیرد.

اجرای وال پست بتنی در اسکلت بتنی

در ابتدا محل قرارگیری وال پست ها مطابق با نقشه های سازه ای مشخص می شود. سپس ورق ها اتصال در کف و سقف روی تیرها و سقف نصب می شوند. فاصله نصب وال پست ها را در هنگام اجرای دیوار خالی می گذاریم. سپس در هنگام چیدن ردیف های بلوک ها در هر دو ردیف از یک بست استفاده می کنیم و دو دیوار مجزا را به هم متصل می کنیم. در ادامه بعد از ساخت دیوار 4 میلگرد را به ورق های اتصال شده به کف ها و سقف ها جوش می دهیم و سپس با استفاده از سیم آرماتوربندی بست های میان ردیف ها را به میلگردها می بندیم. در آخر هم دو طرف دیوار را قالب می بندیم و داخل قالب ها بتن می ریزیم. پس از باز کردن قالب ها در میان دیوارها، وال پست هایی با ضخامتی منطبق بر ضخامت دیوار خواهیم داشت.

اجرای وال پست فلزی در اسکلت بتنی

برای اجرای این وال پست ها، پلیت ها قبل از بتن ریزی داخل قالب ها جاگذاری می شوند و بعد از اتمام بتن ریزی و باز کردن قالب ها، پلیت ها برای جوشکاری وال پست ها استفاده می شوند. در صورتی که پلیت ها قبل از بتن ریزی تعبیه نشوند، می توان با انکر بولت پلیت ها را در تیرها و ستون ها جای داد و سپس وال پست ها را به آن جوش کرد.

اجرای وال پست فلزی در بلوک سبک

در این روش همانند روش قبل ابتدا محل قرارگیری وال پست ها را مطابق با نقشه روی کف و سقف مشخص می کنیم و سپس ورق های اتصال را به کف و سقف متصل می کنیم. در ادامه وال پست ها را به ورق ها جوش می دهیم و در یک طرف بلوک ها را به صورت کامل و در سمت دیگر وال پست را از داخل بلوک با اره ایجاد می کنیم.

مزایا و معایب استفاده از وال پست

استفاده از وال پست در مزایایی دارد که در ادامه به بررسی آن ها خواهیم پرداخت:

1. خسارات جانی و مالی ناشی از ریختن دیوارها را در مواقع واردشدن بار جانبی کاهش می دهد.
2. استفاده از وال پست فولادی موجب افزایش ظرفیت استهلاک در سازه می شود که این خود منجر به افزایش پایداری در قاب ها می گردد.
3. به کارگیری وال پست ها می تواند از آسیب رسانی به اعضای اصلی سازه جلوگیری کند و عملکرد سازه را مناسب تر سازد.

از جمله معایب وال پست هم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1. به طور کلی وال پست ها سختی سازه را افزایش می دهند. از طرفی معماران با فضابندی سازه، دیوارهای غیرسازه ای را به طور نامنظم در پلان پخش می کنند. در نتیجه این دو امر، مرکز سختی واقعی سازه متفاوت از مرکز سختی خواهد بود که در محاسبات منظور شده است ( با توجه به این که دیوارهای غیرسازه ای در محاسبات منظور نمی شوند) بنابراین فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی طبقات افزایش می یابد و ممان پیچشی ناشی از بار جانبی وارده که در طراحی برای آن اثری لحاظ نشده است ، افزایش می یابد.
2. از آنجایی که نبشی های وال پست از دو طرف به کف و سقف جوش می شوند، امکان انبساط طولی نبشی در گرما وجود ندارد. بنابراین افزایش طول در نبشی دو سر مهار و جوش شده موجب کمانش می شود که خروج از محوری حدود 3-4 سانتی متر را در نبشی ها ایجاد می کند که موجب ایجاد تنش در دیوار و ترک خوردگی نازک کاری آن می شود.

اشتباهات رایج در اجرای وال پست

تا به این جای کار به بررسی ویژگی های وال پست در سازه های فولادی و بتنی پرداختیم. در اجرای وال پست ها اشتباهاتی نیز وجود دارد که متاسفانه بسیار رایج است و لازم است تا در این مقاله به بررسی این اشتباهات رایج بپردازیم. این اشتباهات رایج شامل موارد زیر است:

• به کارگیری میلگرد به جای نبشی در اجرای کلاف های افقی به دلیل کمتر بودن هزینه آن
• عدم اجرای پشت به پشت نبشی های افقی و قائم که موجب می شود دیوار فقط در یک سمت داخل نبشی ها قرار گیرد و درگیری لازم را پیدا نکند. 

کنترل مقاومت دیوارهای بنایی و طراحی وال پست

مطابق با مطالب بیان شده در بند پ6-1-4-2 پیوست ششم استاندارد 2800 در مورد دیوارها، دیوارهای بلوکی با توجه به عملکرد دو طرفه آنها در جهت افقی باید با استفاده از ابزار مناسب مسلح شوند. در شکل زیر نحوه قرارگیری میلگردهای بستر نشان داده شده است.

با توجه به مطالبی که تا اینجا مطرح شد، ما برای دیوارهای غیرسازه ای نیاز به اجرای وال پست ها داریم. در ادامه نحوه طراحی وال پست ها را شرح می دهیم.

گام اول: طول و ارتفاع دیوار را مطابق با ضوابط مطرح شده در بند 3 این مقاله کنترل می کنیم تا تشخیص دهیم آیا دیوار نیاز به وال پست دارد یا خیر.
گام دوم: جنس مصالح به کار رفته در دیوار (جنس بلوک ها و نوع ملات) و نیز ضخامت دیوار را مشخص میکنیم.
گام سوم: مقاومت خمشی طراحی دیوار در واحد طول را در دو راستای مسلح و غیرمسلح آن مطابق با بند 1-11-1-2 ضابطه 729 از روابط زیر محاسبه می کنیم.

مقاومت خمشی طراحی دیوار غیرمسلح با بلوک رسی ، سیمانی و AAC:

که در آن
Md1: مقاومت خمشی طراحی دیوار غیرمسلح برحسب N.mm
0.6: ضریب کاهش مقاومت برای دیوارهای غیرمسلح
fr: مدول گسختگی دیوار بر حسب MPa که از جدول زیر از ضابطه 729 بر اساس نوع ملات و نوع سیمان مصرفی به دست می آید.

Ig: ممان اینرسی مقطع موثر ترک نخورده دیوار در جهت خارج از صفحه برحسب mm^4
C: فاصله مرکز سطح مقطع موثر دیوار تا دورترین تار کششی برحسب mm

مقاومت خمشی طراحی دیوار غیرمسلح با بلوک توخالی و فاقد دوغاب:

مقاومت خمشی طراحی دیوار مسلح:

که در آن
Md1 : مقاومت خمشی طراحی دیوار مسلح برحسب N.mm
0.9: ضریب کاهش مقاومت برای دیوارهای مسلح
As: سطح مقطع فولاد تحت کشش (میلگردهاي بستر واقع در یک رج) بر حسب mm2
Fy: مقاومت تسلیم فولاد تحت کشش برحسب MPa
f'm: مقاومت فشاری دیوار برحسب MPa که از جداول های زیر از ضابطه 729 بر اساس مقاومت فشاری واحدهای بنایی رسی و سیمانی به دست می آید.

d: برای دیوارهای با واحد بنایی توپر برابر با نصف ضخامت دیوار و برای دیوارهای بنایی با واحد بنایی توخالی برابر با فاصله دورترین تار فشاری تا میانه ضخامت پوسته کششی بلوك توخالی است.
B: فاصله میلگردهای بستر از یکدیگر در ارتفاع  دیوار بر حسب mm
β: مطابق با شکل زیر از ضابطه 729 تعیین می شود.

گام چهارم: تقاضای خمشی نهایی در واحد طول در هر جهت را مطابق با روابط زیر از نشریه 729 محاسبه می کنیم.

تقاضای خمشی افقی در دیوارهای بنایی دارای میلگرد بستر افقی:

تقاضای خمشی قائم در دیوارهای بنایی دارای میلگرد بستر افقی:

که در آن:
Mu2: تقاضای خمشی افقی
Mu1: تقاضای خمشی قائم
L: طول دیوار
α2: ضریب خمش افقی که مطابق با جداول 4-2 تا 4-13 از بند 4-5-3 ضابطه 729 به دست می آید.
Wu: فشار طراحی دیوار
μ: نسبت اورتوگنال مطابق با رابطه زیر:

Mn2: ظرفیت خمشی اسمی دیوار در جهت افقی
Mn1: ظرفیت خمشی اسمی دیوار در جهت قائم

انواع عملکرد دیوارها با توجه به شکل 19 و جدول 4 که از ضابطه 729 برداشت شده است، نشان داده شده اند. از آنجایی که میانقاب های مدنظر ما در این مقاله جداسازی شده اند، لذا وضعیت چهار طرف مفصلی را خواهند داشت که مطابق با شکل و جدول زیر مشمول حالت E خواهند بود. در جدول بعد هم مقادیر α2 برای حالت E از ضابطه 729 آورده شده است. سایر حالات را می توان از جداول شماره 4-2 تا 4-13 این ضابطه برداشت نمود.

سوالات متداول

وال پست چیست؟

وال پست (wall post) در لغت به معنای نگه دارنده دیوار است. والپست ها المان هایی غیرسازه ای هستند که هدف از به کارگیری آن ها یکپارچه سازی عملکرد دیوارها و قاب های ساختمانی است. کارکرد کلی آن ها به این صورت است که دیوار را با اسکلت درگیر می سازد و آن را در برابر بارهای جانبی مثل زلزله و باد مهار می کند.

ضوابط قرارگیری والپست در دیوار چیست؟

همان طور که در این مقاله گفتیم مطابق ضوابط آیین نامه در صورتی که ارتفاع دیوار بیش تر از 3.5 متر یا 30 برابر عرض دیوار باشد و یا طول آن بیش از 6 متر و یا بیشتر از 40 برابر عرض دیوار باشد نیاز به وال پست داریم.

مسئولیت اجرای وال پست در ساختمان با کیست؟

 اجرای درست و دقیق وال پست ها بر عهده مهندس مجری بوده و کنترل اجرای آن با مهندس ناظر سازه که وظیفه کنترل اجرای صحیح وال پست از نظر الزامات سازه ای و لرزه ای و مهندس ناظر معمار هم وظیفه کنترل اجرای دیوارهای داخلی وال پست ها را دارند.

پیشنهاد مقالات دیگر

ضریب زلزله؛فلسفه و پارامترهای موثر بر آن

زلزله چیست؟، آشنایی با زمین لرزه و نیروی زلزله وارد بر سازه

مولفه قائم زلزله چیست و چگونه محاسبه می شود؟

معرفی اثر P-Delta و نحوه اِعمال آن در طراحی سازه