مهار لرزه ای دیوار با مش الیاف
پیدا کردن یک راهکار برای مقاوم سازی یک سازه در برابر نیروهای جانبی و زلزله همراه دغدغه اصلی مهندسین عمران و فعالان حوزه مقاوم سازی ساختمان بوده است. دیوارهای پیرامونی و داخلی مانند دیگر عناصر سازه‌ای نیاز به مهار در برابر نیروهای جانبی دارند.
پس از وقوع زلزله سال 1396در کرمانشاه، بررسی‌های انجام شده نشان داد که اکثر سازه‌های اسکلتی نسبتا جدید در این حادثه پایدار باقی ماندند یا کمی آسیب دیده بودند، اما بیشتر دیوارهای غیرسازه‌ای ساختمان دچار ترک، فروپاشی جزئی و کلی شده بودند.
به همین دلیل برای مهار دیوارهای غیر سازه‌ای ضوابط و مقررات جدید تحت عنوان پیوست ششم استاندارد 2800[۱] و نشریه 819[۲] مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی به منظور اجرا و مهار دیوارهای غیرسازه‌ایی معرفی شد. طبق این مقررات، وال پست‌ها امکان مهار دیوار و همچنین حرکت درون صفحه دیوار در هنگام زلزله را فراهم می‌کنند. همچنین، دیوارها مقاوم‌تر شده، در جای خود جابه‌جا می‌شوند و در عین حال نیروی زلزله را به قاب سازه‌ای انتقال می‌دهند، به طوری که دیوارها پس از زلزله در محل خود باقی می‌مانند و آسیب‌های جزئی را تحمل می‌کنند. مهار لرزه‌ای دیوارها با استفاده از مش الیاف (وال مش) یکی از انواع وال پست و جایگزین وال پست سنتی و فلزی می‌باشد که استفاده از آن امروزه رایج شده است.
سیستم وال پست[ویرایش]
وال پست (WallPost) یا نگهدارنده دیوار از قوطی و نبشی ساخته می‌شود که ابعاد خاصی برای آن در نظر گرفته می‌شود. این نگهدارنده، به نام "وادار" نیز شناخته می‌شود و به دو صورت افقی و عمودی بکار می‌رود. نقش وال پست مهار دیوارهای غیرسازه‌ای و جداسازی آن از تیر، ستون و سایر المان‌های سازه‌ای می‌باشد تا سختی ناشی از وزن آن به این المان‌ها وارد نشود و نیروهای جانبی و ضربه‌های ناشی از زلزله، باد و طوفان را تحمل نماید. به عبارتی این نگهدارنده موجب انتقال نیروها از دیوار به چارچوب سازه یا فریم می‌شود و از تخریب، واژگونی و ترک خوردگی دیوار جلوگیری می‌کند.
برای ساخت وال پست از میلگرد، نبشی، قوطی پروفیل، کربن IPE استفاده‌می‌شود. مسلح نمودن دیوار با مش الیاف یکی از انواع ول پست‌ها می‌باشد که از مش فایبرگلاس و توری فیبر کربن برای ساخت آن به جای وادارهای افقی و قائم استفاده می‌شوند.[۳]
سیستم مسلح سازی دیوارها با شبکه الیاف[ویرایش]
این سیستم مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای (وال مش:WallMesh) جدیدترین نوع وال پست می‌باشد که امروزه جایگزین وال پست سنتی و فلزی شده است. شبکه مش الیافی ترکیبی از نوارهای مش فایبرگلاس و پلاستر می‌باشد. مش فایبرگلاس از جنس الیاف شیشه می‌باشد که از دسته مش‌های FRP است که در جهت مسلح کردن سازه‌ها استفاده می‌شود. مش فایبرگلاس در ابعاد چشمه و گرماژ متفاوت وجود دارد.
شبکه مش الیافی محصولی با دوام، مقاوم و کارآمد است که انعطاف‌پذیری بسیار بالا، تراکم خوب و مقاومت بالا در برابر کشش دارد و به‌عنوان یک پیشرانه جدید در بهبود استحکام و مهار دیواره‌های غیرسازه‌ای به کار گرفته می‌شود.
با بهره‌گیری از این تکنولوژی جدید، عملکرد و پایداری سازه‌ها به‌طور چشمگیری بهبود می‌یابد.
اجزای سیستم شبکه مش الیافی[ویرایش]
شبکه مش شامل مش فایبرگلاس AR و یا توری فیبر کربن، پلاستر گچی یا سیمانی، مصالح جداکننده دیوار از قاب مانند یونولیت و پشم سنگ، نبشی منقطع یا ناودانی برای اتصال به عضو قائم و چسب اپوکسی می‌باشد.[۴]
مش فایبرگلاس[ویرایش]
فایبرگلاس ماده‌ای می‌باشد که از تعداد زیادی الیاف نازک شیشه‌ای ساخته شده است. استفاده از کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف فایبر گلاس به علت مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی، ضربه پذیری بالا، مقاومت مکانیکی و استحکام بالا باعث شده که در صنایع مختلف از جمله ساختمان سازی رواج یابد.[۵] همچنین استفاده از از الیاف فایبر گلاس در بتن‌های تقویت شده با الیاف کاربرد دارد. استفاده از این الیاف در بتن سبب کنترل ترک خوردگی به دلیل انقباضات ناشی از خشک شدن و جلوگیری از آب انداختن بتن می‌شود. [۶]
مش فایبرگلاس یک شبکه بافته شده از الیاف فایبرگلاس و مواد پلیمری می‌باشد. رزین‌های پلیمری باعث افزایش مقاومت مش در برابر تهاجم شیمیایی، خوردگی و افزایش مقاومت در دمای بالا نیز می‌شود. مش فایبرگلاس به عنوان یک لایه تقویتی بر روی سطح قرار می‌گیرد و برای سیستم FRCM، اجرای مش‌های الیافی و به طور کلی برای مسلح نمودن دیوار برای مهار لرزه‌ای به کار می‌رود.[۷]
مزایای مش الیافی نسبت به وال پست سنتی و فلزی[ویرایش]
برخلاف وال پست‌های سنتی و فلزی که وزن بالای آن‌ها باعث اضافه شدن بار قابل توجهی به وزن کل ساختمان می‌شود، مش‌های الیافی سبک وزن هستند و فرآیند طراحی و اجرای آن‌ها آسان می‌باشد. در واقع عملکرد دیوار غیر سازه‌ای را بدون تغییر وزن سازه بهبود می‌بخشد. برای نصب آن نیاز به نیروی تخصصی و ماهر نمی‌باشد و هزینه تهیه و اجرای مش الیافی (وال مش) به دلیل عدم بکارگیری وادارهای قائم و افقی، بست‌های فلزی، میلگرد بستر و دیگر جزئیات بسیار پایین تر است. از آنجایی که مش‌های الیافی، در برابر شرایط محیطی مخرب، رطوبت، حرارت و... از مقاومت بالایی برخوردارند، سالیان سال با دوام بالا و بدون تغییر شکل، پایدار باقی می‌مانند. همچنین با انواع پلاستر سیمانی و گچی سازگار است. علاوه بر کنترل و مهار دیوار در برابر ارتعاشات ناشی از نیروهای جانبی، از وقوع هرگونه ترک در دیوارهای غیرسازه‌ای نیز جلوگیری می‌کند.
با توجه به مزایای گفته شده مانند انعطاف پذیری و مقاومت بالا، کاهش هزینه‌ها، سهولت در نصب و اجرا و همچنین دوام و عمر طولانی منجر به جایگزینی وال پست فلزی با سیستم مش الیافی شده است.
روش اجرای مش الیافی[ویرایش]
برای اجرای مش الیافی (وال مش) نیاز است که مراحل زیر طی شود:
دیوارچینی[ویرایش]
دیوار چینی یکی از مراحل نصب است که به شیوه متعارف انجام می‌شود. می‌توان از مصالح جدا کننده مثل یونولیت، پشم سنگ و پلی استایرن برای جدایی از قاب، تیرها و ستون‌ها استفاده نمود.
اجرای لایه اول پلاستر[ویرایش]
یک لایه پلاستر گچی یا سیمانی بر روی دیوار اعمال می‌شود.
اجرای نوار مش[ویرایش]
نوارهای مش در اندازه دلخواه برش داده می‌شود و به صورت عمودی در فاصله تعیین شده بر روی دیوار اجرا می‌شود. برای اتصال و عدم جابه‌جایی بهتر مش‌ها با میخ به دیوار متصل می‌شوند.
اجرای لایه دوم پلاستر[ویرایش]
مش‌ها توسط یک لایه پلاستر گچی یا سیمانی پوشیده می‌شوند.[۸]
نصب ناودانی یا نبشی منقطع[ویرایش]
هنگام نصب نبشی یا ناودانی منقطع به علت عملکرد آزادانه نباید ساق‌های نبشی به‌طور کامل به دیوار متصل شوند. نصب نبشی معمولاً با استفاده از اتصالات جوشی، پیچی و یا چسب‌های اپوکسی انجام می‌شود.
در حین اجرا باید به این نکته توجه نمود که در صورت وجود بازشو در سطح مورد نظر باید اطراف آن کاملا با مش پوشانده شود و الیاف ها در دو سمت دیوار و مقابل هم اجرا شون. همچنین لبه‌های بالایی الیاف مش فایبرگلاس روی دیوار و لبه‌های پایینی نیز روی کف برگردانده شوند.[۹]
کاهش هزینه‌های اجرایی مش الیافی نسبت به وال پست سنتی و فلزی[ویرایش]
در ساختمان سازی قیمت مصالح مورد استفاده و هزینه اجرایی از اهمیت بالایی برخوردار است و کاهش هزینه‌ها در پروژه‌های عمرانی قابل توجه است. از مزیت‌های سیستم مش الیافی نسبت به سیستم وال پست فلزی در کنار مقاوم سازی، پایداری سازه و مهار دیوارهای غیرسازه‌ای کاهش هزینه‌های ناشی از اجرای شبکه الیافی است
در سیستم شبکه مش الیافی به علت استفاده از نوارهای مش فایبرگلاس، پلاستر پایه‌گچی یا سیمانی، چسب اپوکسی و نبشی‌های گالوانیزه این سیستم را ارزان‌تر از نبشی‌ها، ناودانی‌ها، قوطی‌ها، مقاطع H، میلگرد بستر، ضدزنگ‌ها، پلیت‌ها، بولت‌ها و چسب‌های کاشت در بتن می‌کند.
عامل دیگر هزینه دستمزد اجرا می‌باشد. با حذف جزئیات پیچیده، نصب و اجرای شبکه الیاف شیشه به سادگی و با سرعت بیشتری انجام می‌شود. به عبارت دیگر، مراحل پیچیده‌تر مانند نصب پلیت بر روی تیر و دال بتنی، ساخت مقاطع فولادی، اجرای لایه ضد زنگ بر روی قطعات و غیره، در مش الیافی مورد نیاز نیست. این عوامل باعث می‌شوند که دستمزد اجرا و نیاز به نیروی تخصصی کمتر شود.[۸]
منابع و آیین‌نامه‌های مورد نیاز برای طراحی و اجرای مش الیافی[ویرایش]
طبق ضوابط بند 3-2-7 از آیین‌نامه 819 "راهنمای طراحی سازه‌ای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازه‌ای" و بخش‌های مختلف پیوست ششم نشریه 2800 طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها اشاره می‌شود که می‌توان از مش الیاف فایبرگلاس (وال مش) به عنوان جایگزینی برای وال پست‌های با پروفیل فولادی استفاده کرد.
در نشریه 714 سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور به مقاوم سازی نما با مش فایبرگلاس پرداخته است:
- در اجرای نمای EIFS[۱۰]، یک لایه مش الیاف شیشه به همراه لایه‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- در نمای سیمانی دیوارهای LSF و در پشت‌بند نمای سرامیکی، مش فلزی گالوانیزه جهت تسلیح نما به‌کار می‌رود.[۱۱]
همچنین در بند 12-3-7 در مورد مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف ذکر شده است.[۸]
در بخش 3-2-7 نشریه 819، درباره مسلح کردن دیوار با مش فایبرگلاس:
- برای پلاستر سیمانی باید از الیافی با تنش تسلیم حداقل 1000MPa، از نوع AR-Glass استفاده شود.
- برای پلاستر گچی، از الیاف E-Glass با همان تنش تسلیم قبلی استفاده می‌شود.[۲]
در پیوست ششم آیین‌نامه 2800 در مورد روش‌های مهار دیوار با استفاده از الیاف مش فایبرگلاس ذکر شده است.
- نیازی به نصب نبشی قائم یا وادار قائم در وال مش نمی‌باشد و در هیچگونه محدودیتی در طول دیوار وجود ندارد.
- عدم نیاز به نبشی پایین در صورتیکه فاصله کف سازی از پایین دیوار حداقل 50 میلی‌متر باشد.[۱۲]
شبکه مش الیاف جزئی از سیستم FRCM است که به عنوان یکی از روش‌های تقویت دیوارهای غیر سازه‌ای، مانند سیستم ملات تقویت شده با الیاف (TRM)، از مش‌های FRP در پلاستر سیمانی یا پلاستر گچی تشکیل می‌شود. مش الیاف برای تقویت، مهار و استحکام‌بخشی به دیوارهای غیرسازه‌ای در ساختمان در مقابل نیروهای جانبی مانند زلزله، باد و ارتعاشات ناشی از آن‌ها به‌کار می‌رود. استفاده از وال مش، یک ایده مقرون به صرفه‌ای است که در مقایسه با وال پست‌های فلزی معمول، عملکرد بهتری دارد و از جمله روش‌های محبوب تقویت دیوارها محسوب می‌شود. به همین دلیل در آیین‌نامه ACI 549 در مورد مقاوم سازی با کامپوزیت FRCM به‌صورت مفصل بیان شده است:
- لایه‌های مش الیاف شیشه باید از نوع AR (ضدقلیا) باشند تا به دلیل همجوار بودن با بتن، در طی زمان دچار آسیب و خوردگی نشوند.[۱۳]
جمع بندی[ویرایش]
در صنعت ساخت و ساز همواره به دنبال بهترین و به روزترین روش‌های مقاوم سازی با مقاومت بالاتر، سرعت اجرایی بیشتر و کاهش هزینه‌های اجرا و ساخت هستیم. شبکه مش الیافی یک نسل جدید از مهارکننده‌های دیوارهای غیرسازه‌ای است که از مش‌های FRP مدفون در پلاستر سیمانی یا پلاستر گچی ساخته می‌شود. این مهارکننده‌ها برای تقویت دیوارهای جداکننده داخلی و پیرامونی ساختمان و جلوگیری از شکستگی و سرنگونی استفاده می‌شود. مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف نسبت به وال‌پست‌های فلزی سبک‌تر و بسیار قوی‌تر است و یک روش نوین و کارآمد برای تقویت و افزایش ایمنی ساختمان‌ها در مقابل زلزله و نیروهای خارجی توصیه می‌شود.
جستارهای وابسطه[ویرایش]
منابع[ویرایش]
- ↑ آيين نامه طراحي ساختمان ها در برابر زلزله،استاندارد 2800،مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (ویراست ۴).صفحه پودمان:Citation/CS1/fa/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ راهنمای طراحی سازه ای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیر سازه ای، ضابطه-819، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، 1397
- ↑ پیوست 6 استاندارد 2800، آیین نامه ظراحی ساختمان ها در برابر زلزله (ویراست ۴). پ 6-1-4-2-1 - وادارها. ص. ۸.صفحه پودمان:Citation/CS1/fa/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ سازمان برنامه و بودجه کشور، دستورالعمل طراحی سازه‌ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان‌ها، معاونت فنی و توسعه امور زیربنایی، امور نظام فنی و اجرایی، ضابطه شماره 714، 1395. شکل 12-19- مسلح کردن دیوارها با استفاده از نوارهاي شبکه اي الیاف شیشه (سطح خارجی دیوار)، ص. 234
- ↑ Sathishkumar, Tp; Satheeshkumar, S; Naveen, J (July 2014). "Glass fiber-reinforced polymer composites – a review". Journal of Reinforced Plastics and Composites. 33 (13): 1258–1275
- ↑ "PP Fibres | India | XETEX INDUSTRIES PRIVATE LIMITED". Archived from the original on February 27, 2021.
- ↑ Zhao J, Zhang S, Ke X, Pan A, Zhou Q, Zeng S, Chen P, Xu Y, Nie W, Zhou Y. Simultaneously tuning interfacial and interlaminar properties of glass fiber fabric/epoxy laminated composites via modifying fibers with graphene oxide. Composites Science and Technology. 2023 Apr 12;235:109970.
- ↑ ۸٫۰ ۸٫۱ ۸٫۲ سازمان برنامه و بودجه کشور، دستورالعمل طراحی سازه‌ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان‌ها، معاونت فنی و توسعه امور زیربنایی، امور نظام فنی و اجرایی، ضابطه شماره 714، 1395، 12-3-7-مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف
- ↑ سازمان برنامه و بودجه کشور، دستورالعمل طراحی سازه‌ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان‌ها، معاونت فنی و توسعه امور زیربنایی، امور نظام فنی و اجرایی، ضابطه شماره 714، 1395. شکل 12-26- تسلیح دیوار در مجاورت بازشو با استفاده از مش الیاف- وجه خارجی دیوار، ص. 239
- ↑ سازمان برنامه و بودجه کشور، دستورالعمل طراحی سازه‌ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان‌ها، معاونت فنی و توسعه امور زیربنایی، امور نظام فنی و اجرایی، ضابطه شماره 714، 1395، بند 11-2- سیستم نمای دارای عایق حرارتی خارجی (نمای EIFS)، ص.180
- ↑ سازمان برنامه و بودجه کشور، دستورالعمل طراحی سازه‌ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان‌ها، معاونت فنی و توسعه امور زیربنایی، امور نظام فنی و اجرایی، ضابطه شماره 714، 1395.
- ↑ پیوست 6 استاندارد 2800 ویرایش چهارم، طراحی لرزه ای و اجرای غیر سازه‌ای معماری، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، پ6-1-4-2-11-1-مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف، ص.23
- ↑ American Concrete Institute (ACI), “Design and construction guide of externally bonded FRCM systems for concrete and masonry repair and strengthening,” ACI 549, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich, USA, 2013 (به English).صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
This article "مهار لرزه ای دیوار با مش الیاف" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:مهار لرزه ای دیوار با مش الیاف. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
