دیوار مسلح چیست؟ اجرا، ضوابط و جزئیات دیوار مسلح
دیوار مسلح یک سازه مهندسی است که به منظور افزایش استحکام و پایداری سازههای ساختمانی و تقویت آنها در برابر نیروهای خارجی اجرا میشود. این سازه با استفاده از مصالح مسلح مانند بتن مسلح و فولاد، قابلیت مقابله با نیروهای فشاری، کششی و برشی را به سازهها میدهد. در این مقاله از پورتال جامع مهندسین ایران، به بررسی اجرا، ضوابط و جزئیات دیوار مسلح میپردازیم.
تعریف دیوار مسلح
از دهه ۱۹۵۰، دیوار تقویت شده با فولاد به یک روند مقاوم سازی ساختمانهای بنایی و سازههای معمول شهری تبدیل شده است. این نوع دیوار به شکل سنتی اجرا میشود، اما در دل دیوار از فولاد برای افزایش مقاومت آن در برابر بارهای ناشی از زمین لرزه، انفجار، آتش سوزی و سایر موارد، استفاده میشود.
دیوار معمولی که با استفاده از آجر یا سفال و ملات ساخته میشود، عنصری غیرسازهای است و با کوچکترین ضربهای فرو میریزد؛ اما دیوار مسلح با بهبود خواص مکانیکی ساختار به عنصر سازهای و باربر تبدیل میشود.
دیوار تقویت شده با فولاد میتواند به صورت افقی یا عمودی تقویت شود. شکل رایج تقویت دیوار استفاده از مفتولهای فلزی به شکل خرپا است که در بین رجهای آجر یا بلوک سفال قرار میگیرد و سپس با ملات آن را پوشانده میشود. همچنین، برای ساخت این دیوار از آرماتورهای افقی و عمودی در فواصل مختلف استفاده میشود.
در واقع، میزان استفاده از فولاد بستگی به شرایط دیوار، نوع ساختمان و موقعیت بنا دارد. به طور معمول، فرآیند مسلح کردن برای دیوارهای بیرونی ساختمان یا دیوارهای اطراف پنجره و درها استفاده میشود.
ساخت دیوار مسلح با تعیین موارد زیر انجام میشود
- تعیین هندسه ساختوساز و ضخامت دیوار: در این مرحله، هندسه ساختمان و شکل نقشه و جانمایی دیوارها تعیین میشود. همچنین، ضخامت دیوار براساس نیازهای مقاومت و استحکام سازه مشخص میشود.
- مکانیابی عناصر تقویتی: در این مرحله، عناصر تقویتی مانند آرماتورهای افقی و عمودی، لولهها و مجراها در دیوار مسلح مشخص میشوند. این عناصر برای افزایش مقاومت و استحکام دیوار در برابر بارهای خارجی مانند زلزله یا فشارهای ناشی از بارگذاری استفاده میشوند.
- محاسبه بار وارده و توزیع آن بر روی فونداسیون: در این مرحله، بارهای وارده به دیوار محاسبه میشود. این بارها ممکن است شامل بارهای استاتیکی و دینامیکی مانند وزن ساختمان، بار باد، بار زلزله و سایر بارهای ناشی از استفاده و عملکرد ساختمان باشد. سپس این بارها بر روی فونداسیون توزیع میشوند تا بارهای ناشی از دیوار به طور مناسب جابجا شوند.
- شناسایی مناطق نیازمند دوغاب ریزی سیمانی: در این مرحله، مناطق و حفرههایی که نیاز به دوغاب ریزی سیمانی برای تقویت و پر کردن آنها دارند، شناسایی میشوند. این عملیات باعث تقویت نقاط ضعف دیوار و افزایش استحکام آن میشود.
- ارزیابی شرایط بحرانی ساختار: در این مرحله، شرایط بحرانی ساختار مانند ترکها یا خُرد شدن دیوار بررسی میشود. این ارزیابی به منظور اطمینان از استحکام و پایداری دیوار مسلح انجام میشود و در صورت وجود نقاط ضعف، تدابیر لازم برای تقویت و بهبود آنها انجام میشود.
اهمیت دیوار مسلح
اهمیت تقویت دیوار با فولاد در دیوار مسلح به شرح زیر است:
- افزایش مقاومت در برابر نیروهای برشی افقی و خمشی: با تقویت دیوارها با استفاده از فولاد، آنها قادر به مقاومت در برابر نیروهای برشی افقی و خمشی میشوند که هنگام وقوع زلزله به آنها تحمیل میشود.
- کمک به یکپارچگی کلی ساختار: دیوار مسلح به یکپارچگی کلی ساختار کمک میکند و میتواند در سیستم تیر و ستون نقش تعیین کنندهای ایفا کند.
- رفتار مشابه عضو خمشی: وقتی دیوارهای تقویت شده تحت نیروهای جانبی قرار میگیرند، همانند اعضای خمشی عمودی بین سقفها و افقی بین ستونها عمل میکنند.
- شکل پذیری بالا: المانهای دیوار مسلح دارای شکل پذیری بالا هستند و هیچ شکست تردی در آنها مشاهده نمیشود.
- تقویت در دو جهت عمودی و افقی: برای ایجاد مقاومت در برابر پیچش، تقویت دیوارها در دو جهت عمودی و افقی ضروری است.
- ایجاد مقاومت کششی: استفاده از آرماتور در داخل دیوار باعث ایجاد مقاومت کششی میشود و با ترکیب با مقاومت فشاری مواد ساختمانی سنتی دیوار، یک ساختار قوی را شکل میدهند.
- افزایش شکل پذیری و جذب انرژی: دیوار مسلح به افزایش شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی دیوار کمک میکند.
- کاهش ترکها و تغییرات حرارتی: دیوار مسلح برای کاهش ترکهای ناشی از جمع شدگی و تغییرات شکل حرارتی بسیار مناسب است.
- جلوگیری از از هم پاشیدگی دیوار: در دیوارهای بنایی غیرمسلح، شکافها نشانه از از هم پاشیدگی دیوار هستند، اما در دیوارهای مسلح، این مشکل پیش نخواهد آمد.
روش ساخت دیوار مسلح
روش ساخت دیوار مسلح به شرح زیر است:
- قرار دادن آرماتورها و ریختن ملات: ابتدا آرماتورها در بین رجهای دیوار قرار داده میشوند و سپس ملات روی میلگردها ریخته میشود.
- آرماتورهای عمودی: آرماتورهای عمودی در بین اتصالات دو آجر یا بلوک سفالی قرار میگیرند و توسط دوغاب احاطه میشوند.
- تثبیت میلگردهای عمودی: بلوکهای سفالی یا سیمانی از نوع توخالی هستند و این امکان را فراهم میکنند که میلگردهای عمودی از بین رجهای بالاتر عبور کنند. با این حال، بهتر است اولین رج میلگردهای عمودی را با استفاده از مفتول به میلگردهای افقی متصل کرده و آنها را در محل خود محکم نگه دارید.
- استفاده از شبکه خرپایی مفتولها: برای ساخت دیوار مسلح، میتوان از شبکه خرپایی مفتولها به جای میلگردها استفاده کرد. این شبکه یکپارچگی کلی دیوار را در برابر نیروها افزایش میدهد و انسجام مصالح را بهبود میبخشد. در این روش، نیازی به دوغاب ریزی نیست و شبکه خرپایی به خوبی با ملات و مصالح ارتباط برقرار میکند.
- رعایت ضوابط ملی ساختمان: برای اجرای دیوار مسلح، باید طبق ضوابط و مقررات ملی ساختمان (مبحث هشتم) عمل شود. این ضوابط شامل استانداردها و راهنماهای مربوط به ساخت و تقویت دیوارهای مسلح است و باید به درستی رعایت شوند.
ضوابط و جزئیات دیوار مسلح برای مناطق با خطر لرزهای متوسط
میلگردهای قائم:
- حداقل مساحت مقطع میلگردهای قائم برابر با ۱۳۰ میلیمترمربع است. این میلگردها باید به طور متمرکز در هر تقاطع دو یا چند دیوار و همچنین در انتهای دیوارها قرار گیرند.
- حداقل ۱۳۰ میلیمترمربع از میلگردهای قائم باید در طول دیوار و در فاصله افقی حداکثر ۱۲۰۰ میلیمتر (در طول کل دیوار) قرار گیرند.
میلگردهای افقی:
حداقل میلگرد افقی با مساحت مقطع عرضی ۱۳۰ میلیمترمربع باید در موارد زیر در نظر گرفته شود:
- در بالای دیوار و در محل اتصال پیوسته سقف یا کف به دیوار.
- در پایین دیوار یا در بالای پیها در صورتی که پیها به دیوارها متصل شده باشند.
این میلگردها باید به صورت متمرکز در فواصل حداکثر ۳ متر یا به صورت یکنواخت در ارتفاع دیوار نصب شوند.
ضوابط و جزئیات دیوار مسلح برای مناطق با خطر لرزهای شدید
میلگردها:
- تمامی دیوارها باید به صورت افقی و قائم میلگرد گذاری شوند.
- مجموع مساحت میلگردهای افقی و عمودی باید حداقل ۰.۰۲ برابر مساحت کل مقطع عرضی دیوار باشد.
- حداقل مساحت میلگرد در هر جهت نباید کمتر از ۰.۰۰۷ برابر مساحت کل مقطع عرضی دیوار باشد.
- فواصل بین میلگردها نباید از ۲ متر بیشتر شود و قطر میلگرد نباید کمتر از ۱۰ میلیمتر باشد.
قرارگیری میلگردها:
- میلگردها باید در اطراف گوشههای دیوار و در محل تقاطع دیوارها به صورت پیوسته قرار داده شوند، مگر اینکه دیوارهای متقاطع از یکدیگر جدا باشند.
- فقط میلگردهای افقی که در دیوار یا عضو به صورت پیوسته قرار دارند، باید در محاسبه سطح میلگرد افقی مورد استفاده قرار گیرند.