نعل درگاه؛ کاربرد، انواع، ضوابط اجرایی و نکات نظارتی

در ساختار هر ساختمان، بخشی حیاتی در بالای درب‌ها و پنجره‌ها وجود دارد که به آن نعل درگاه گفته می‌شود و وظیفه تحمل و انتقال بارهای دیوار فوقانی را دارد. پس باید به گونه‌ای طراحی شود که ضمن جلوگیری از ریزش یا ترک ‌خوردگی دیوار، بتواند فشار وزن بالاسری را به دو طرف دیوار منتقل کند. نعل درگاه نقشی کلیدی در افزایش استحکام و ایمنی دیوارها ایفا می‌کند و نقش مهمی در حفظ زیبایی و پایداری کلی سازه در طول زمان دارد. در این مقاله قصد داریم به بررسی انواع نعل درگاه، اهمیت و کاربرد های آنها بپردازیم و سپس اصول طراحی و اجرای آنها را بیان کنیم؛ پس با ما همراه باشید.

نعل درگاه چیست؟

در ساخت درب و پنجره‌ها از متریال هایی همچون چوب، شیشه و آلومینیوم استفاده می‌کنند. ولی این مواد قابلیت تحمل وزن سنگین دیوار هایی که عمدتاً از آهن، بتن یا آجر ساخته شده‌اند را ندارند. برای رفع این مشکل از انواع نعل درگاه استفاده می‌کنند که علاوه بر افزایش زیبایی فضای بازشوها، بتوانند استحکام کلی سازه را نیز تقویت کنند و دوام ساختمان را افزایش دهند. نعل درگاه، نوعی پروفیل محکم است که در قسمت فوقانی درب و پنجره نصب می‌شود تا از تأثیر منفی بازشوها، بر استحکام سازه جلوگیری کند. با تحمل وزن دیوار و توزیع یکنواخت آن، مانع از تغییر حالت درب و پنجره‌ها، تحت فشار شده و از ترک‌ خوردگی دیوار اطراف نیز جلوگیری می‌‌کند.

تقویت ناحیه بازشوها با استفاده از نعل درگاه، موجب افزایش مقاومت سازه در برابر نیرو های جانبی مانند زلزله و باد نیز می‌شود. چون بار های جانبی ابتدا به نعل درگاه با نبشی منتقل شده و سپس به دیوار های پیرامونی هدایت می‌شوند. همین امر باعث جلوگیری از تمرکز تنش در محل تقاطع دیوارها می‌گردد.

اجرای اینکار به دقت و مهارت بالایی نیاز دارد؛ زیرا دیوارها با فاصله از زمین احداث می‌شوند و هرگونه نقص در این فرآیند، ممکن است عواقب ناگواری به همراه داشته باشد. در مجموع ایمن سازی ساختمان‌ همواره باید اولویت اصلی در ساخت و ساز باشد. اگر شرایطی مانند شیب زمین، ناهمواری سطح یا مقاطع ضعیف مشاهده شود، لازم است برای اجرای نعل‌ درگاه، از تجهیزاتی که می‌توانند خطرات احتمالی را کاهش می‌دهد مانند کلاف کاذب استفاده کرد.

نعل درگاه در کدام قسمت های دیوار اجرا می شود؟

استفاده از نعل درگاه در اطراف بازشوها یا نواحی که احتمال ترک یا شکست را دارند، از اهمیت بالایی برخوردار است‌. بنابراین انواع مختلفی از این عناصر به وجود آمده‌اند تا با توزیع یکنواخت نیرو بتوانند مقاومت و دوام کلی سازه را افزایش دهند. در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم.

بالای پنجره

نعل های درگاهی مخصوص قسمت بالای پنجره، کمک می‌کنند تا بار های وارده به صورت یکپارچه بر روی پروفیل یا بتن نعل توزیع شود و از آسیب دیدن مصالح به‌کار رفته در ساخت پنجره جلوگیری شود. در واقع با استفاده از این نعل، دیگر وزن مصالحی مانند آجر و سیمان بر روی پنجره تحمیل نمی‌شود و آسیبی به آن وارد نخواهد شد.

بالای درب

در فرآیند ساخت و ساز استفاده از این نوع نعل در بالای چهارچوب درب ها اهمیت زیادی دارد و پس از تعیین محل درب، اولین بخشی که اجرا می‌شود، اتصال نعل درگاه به وال پست است؛ پس از آن است که مرحله دیوارچینی آغاز می‌گردد. در این زمان آجرچینی ها از کناره های کلاف شروع شده و به محل نصب نعل، ختم می‌شوند. این عنصر وظیفه حفظ تعادل و مقاومت دیواره بالای درب را بر عهده دارد و از وارد آمدن فشار به خود درب نیز جلوگیری می‌کند.

بالای بازشو های بزرگ در دیوار

این محصول، نقشی حیاتی در حفظ پایداری دیوار هایی که دارای بازشو هستند، ایفا می‌کند. زمانی که دیواری با یک درب یا پنجره قطع می‌شود، قسمت بالایی آن دیگر به طور مستقیم بر روی دیوار زیرین تکیه نمی‌کند و این موضوع می‌تواند منجر به ترک ‌خوردگی یا حتی فروریزی دیوار شود. نعل درگاه با توزیع یکنواخت بار های ثقلی سقف یا طبقات بالایی به دو طرف بازشوها، یکپارچگی و استحکام دیوار را حفظ می‌کنند. همچنین به دلیل برخورداری از سطحی صاف و مقاوم، امکان نصب دقیق چهارچوب درب یا پنجره را فراهم می‌آورند. با توجه به نحوه انتقال بارها و توزیع تنش ها، ناحیه اطراف بازشوها را از تمرکز کرنش و رطوبت محافظت کرده و احتمال ایجاد ترک یا نفوذ آب را نیز به حداقل می‌رسانند.

انواع نعل درگاه؛ معرفی 5 نوع رایج در ساختمان

نعل های درگاه‌ بر اساس جنس و متریال تشکیل دهنده به چند دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

نعل درگاه بتنی

نعل های بتنی که از یک تیر بتنی با میلگرد تشکیل شده‌‌اند، به روش قالب گیری ساخته شده و معمولاً وقتی که ساختمان از نوع بتنی یا آجری است، از آنها استفاده می‌شود. آماده سازی این نوع نعل ممکن است زمانبر باشد و برای انجام آن، ابتدا باید میلگرد ها برش داده شوند و سپس درون قالب قرار ‌گیرند تا عملیات بتن ریزی آغاز شود. در ضمن بر اساس مقررات ملی ساختمان، برای تعیین نبشی مناسب نعل درگاه باید عرض آن، برابر با عرض دیوار تعیین شود و طول آن در هر طرف نیز حداقل 35 سانتی متر باشد.

نعل درگاه فلزی

مواد تشکیل دهنده نعل فلزی، دو تیرآهن هستند که به اندازه های مورد نیاز برش داده شده و با جوشکاری به هم متصل می‌شوند. اندازه تیرآهن ها هم بستگی به وزنی که باید تحمل کنند و ابعاد پنجره‌ها دارد. اما طول نعل فلزی باید حداقل 25 سانتی متر از طرفین باشد و عرض آن بر اساس ضخامت دیوار تعیین شود. اتصال این نوع نعل به سازه فلزی معمولاً از طریق جوشکاری انجام می‌شود و برای اتصال ایمن آن به سازه بتنی باید از ستونک فلزی یا رول بولت استفاده کرد.

سهولت آماده سازی، نصب آسان، انعطاف پذیری طراحی، مقاومت بالا در برابر حوادث طبیعی و غیرطبیعی مانند زلزله و آتش ‌سوزی، وزن سبک و استحکام بیشتر نسبت به نعل بتنی از جمله مزایای نعل فلزی درگاهی به شمار می‌روند.

نعل درگاه چوبی

برای تقویت چارچوب درب‌ها، پنجره‌ها و جلوگیری از سقوط دیوار های بالایی، نعل درگاه چوبی مورد استفاده قرار می‌گرفت. اما در حال حاضر به دلیل ضعف در برابر رطوبت، آتش سوزی و آسیب های ناشی از حشرات، به ندرت از این نوع نعل استفاده می‌شود. اما اگر سازه مورد نظر چوبی باشد، در شرایطی که عرض درگاه کوتاه و بار های وارده کم باشند، می‌توان این نوع نعل ها را به‌کار برد. در غیر این صورت، برای افزایش استحکام این المان، باید از قوس آجری استفاده کرد تا بتوان دیوارچینی را به شیوه ای استاندارد انجام داد.

نعل درگاه سنگی

به رغم زیبایی و استحکام ظاهری‌، به ندرت در ساخت و ساز های مدرن و دیوارچینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دلیل این امر هم وزن بالای سنگ است که می‌تواند حمل بار های وارده را دشوار کند. اما اگر تصمیم به استفاده از این نوع نعل را دارید، باید برای محاسبه بار وارد بر نعل درگاه سنگی، به مصالح دیگری که در ساخت دیوار به‌کار می‌روند، توجه ویژه‌ای داشته باشید تا از ترک خوردن دیوار در طول زمان جلوگیری شود و سازه بتواند بار های مختلف را به خوبی تحمل کند.

نعل درگاه قوسی

با نگاهی به سازه های قدیمی، متوجه خواهید شد که اکثر بازشو ها به شکل قوسی طراحی شده‌اند. اگر شما هم مایل به ساخت ساختمان هایی با سبک قدیمی هستید، بدون شک باید نعل درگاه‌ قوسی را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از طرح خود در نظر بگیرید.

حذف نعل درگاه؛ در چه شرایطی مجاز است؟

مطابق ضوابط پیوست نشریه وال مش می توان نعل درگاه را حذف نموده و از روش وال مش جهت مهار دیوار استفاده نمود. روش اجرای این سیستم در دیوار هایی که دارای عناصر بازشو هستند، مشابه دیوار های ساده است، اما باید توجه داشت که در اطراف بازشوها، چه در بالا و چه در پایین، باید نوار های شبکه الیاف اجرا شوند. در دیوار هایی که دارای درب یا پنجره هستند، نصب قاب باید بر اساس جزئیات متداول انجام گیرد و لازم است مش الیاف، با پلاستر سیمانی از بیرون و اندود گچی از داخل ساختمان، پوشش داده شود. البته اگر از قاب پنجره فولادی با مقطع مناسب که توانایی تحمل بار های ثقلی را دارد، استفاده شده باشد، دیگر نیازی به اجرای نعل درگاه نیست و می‌توان بالا و پایین بازشو را با توری فایبرگلاس مسلح کرد.

مهم ترین نکات اجرایی نعل درگاه از نگاه مبحث هشت مقررات ملی ساختمان

مهم ترین نکات اجرایی نعل درگاه از نگاه مبحث هشت مقررات ملی ساختمان به شرح زیر هستند:

• به جز نعل هایی که در طبقه زیرزمین اجرای می‌شوند، برای اجرای این عنصر می‌توان از مصالحی مانند آجر مسلح، چوب، فولاد، بتن درجا و بتن پیش ساخته استفاده کرد.
• کلیه نعل های درگاه‌ در طبقه زیرزمین باید از بتن درجا ساخته شده باشند و توسط میلگرد های قائم یا كلاف های قائم به كلاف های افقی بالا و پایین متصل گردند.
• برای محاسبه پروفیل نعل درگاه و بار وارده به آن، باید به بخشی از دیوار مثلثی شكلی كه اضلاع جانبی آن، با افق زاویه 60 درجه می‌سازند، توجه نمایید.
• طول تكیه گاه تیر در نعل درگاه در هر طرف باید حداقل 350 میلی متر یا یک دهم طول دهانه هر کدام، در نظر گرفته شود.
• حداقل میلگرد افقی و قائم برای بالا و پایین و اطراف بازشو ها باید 130 میلی متر مربع باشد.
• میلگرد های افقی باید حداقل به طول كم ترین عدد از دو مقدار 600 میلی‌ متر و 40 برابر قطر میلگرد باشند و بعد از بازشو امتداد یابند.
• در صورت استفاده از كلاف‌ نیز باید اطراف بازشو را با تعبیه كلاف های قائمی كه به كلاف های افقی بالا و پایین آن طبقه متصل می‌شوند و با مهار نعل بازشو در كلاف های قائمی که در طرفین هستند، تقویت كرد.
• نعل های قرار گرفته روی بازشو های مجاور باید به صورت یکسره با دهان هایی برابر با مجموع طول بازشوها، به اضافه طول جرز بین آنها و به علاوه 200 میلی متر، در هر طرف منظور شوند.
• بازشو ها باید حتی الامكان كوچك بوده و در قسمت های مركزی دیوار قرار بگیرند.
• در دیوار های باربر همدر صورت امكان باید از تعبیه بازشو ها در یک راستای قائم اجتناب کرد. در غیر این صورت، باید پیرامون بازشو ها به نحو مناسبی مثلاً با میلگرد، یا نعل یا كلاف تقویت شوند.

شرایط نصب نعل درگاه در ساختمان های مختلف

شرایط نصب نعل درگاه در سازه‌های مختلف متفاوت بوده و به شرح زیر هستند:

• ساختمان های آجری

در صورت استفاده از كلاف های قائم در اطراف بازشو های ساختمان های آجری، باید نعل به نحو مناسبی به آنها متصل شود. عرض نعل‌ نیز باید مساوی ضخامت دیوار باشد.

• ضوابط نعل درگاه در ساختمان های خشتی و سنگی

در ساختمان های خشتی و سنگی نیز نعل می‌تواند از چوب یا خشت باشد. اما در صورتی که نعل چوبی انتخاب گردد، باید از چوب هایی به قطر یا ضخامت حداقل 50 میلی متر استفاده شود. مجموع قطر یا عرض چوب های بكار رفته نیز باید دو سوم ضخامت دیوار را بپوشانند. نعل ها باید از هر طرف حداقل به اندازه ضخامت دیوار ادامه یابند و در دیوار مهار شوند. نعل های خشتی نیز باید به صورت قوسی و با حداقل خیزی که برابر با یک سوم عرض دهانه درگاه است، ساخته شوند.

اجرای نعل درگاه و نصب پنجره مطابق ضوابط پیوست شش 2800

طبق پیوست ششم آیین نامه 2800، در زمان طراحی و ساخت دیوار هایی که به درب یا پنجره مجهز هستند، اجرای نعل درگاه و نصب صحیح این عناصر باید با دقت بالایی انجام شود و نکات مشخصی رعایت گردد. به طور مثال برای بازشو هایی که ارتفاع آنها بیشتر از 2.5 متر است، باید وادار و نعل درگاه بصورت همزمان در کنار این بازشو ها اجرا شوند.

اما در مورد بازشو های کوچکتر از این اندازه، اگر از چهارچوب فلزی مناسب و مقاوم در برابر بار های وارده استفاده شود و المان های مسلح کننده دیوار به این چهارچوب متصل گردند، دیگر نیازی به تعبیه وادار در کنار بازشو نخواهد بود. در غیر این صورت، برای حفظ ایمنی و پایداری سازه لازم است که برای این دهانه ها نیز وادار، قرار داده شود.

اصول طراحی و محاسبه نعل درگاه در ساختمان

برای طراحی و محاسبه نعل های درگاه در ساختمان، رعایت استانداردها و ضوابط موجود در ضابطه ۷۲۹، به ویژه چهار شرط اساسی که برای این منظور تعیین گردیده از اهمیت بالایی برخوردار است. چهار شرط اساسی مذکور نیز عبارتند از:

پهنای نعل

اولین شرط برای تعیین نبشی مناسب نعل درگاه و طراحی و اجرای اصولی آن، پهنای نعل است که نباید کمتر از ضخامت دیوار باشد. این مسئله به‌منظور اطمینان از پایداری و استحکام نعل بسیار حیاتی بوده و باید مورد توجه قرار بگیرد.

طول نشیمن نعل

طول نشیمن نعل باید از هر طرف حداقل 35 سانتی متر یا معادل یک و نیم بلوک در نظر گرفته شود. در واقع این طول نشیمن، به‌عنوان تکیه گاهی برای توزیع بارهای وارده عمل می‌کند.

مقاومت نعل

نعل درگاه باید به گونه ای طراحی شوند که قادر به تحمل وزن دیوار بالای خود باشند. در ضمن بار وارده بصورت یکنواخت و گسترده بر روی نعل توزیع می‌شود و استفاده از توزیع مثلثی با عملکرد قوسی، برای بارگذاری نعل مجاز نیست. در ضمن نعل های درگاه باید به‌عنوان یک تیر دو سر ساده، در نظر گرفته شوند.

سختی نعل

سختی نعل نیز باید به گونه ای باشد که حداکثر خیز وسط دهانه آن از 1/600 طول دهانه تجاوز نکند. این معیار بطور معمول از معیار مقاومت بحرانی تر است و مقطع نعل بر اساس سختی موردنیاز طراحی می‌شود. علاوه بر محاسبات ذکر شده، لازم است که در اولین و دومین رج بالای نعل، میلگرد بستر قرار داده شود تا ضمن تقویت ساختار نعل، از بروز مشکلات احتمالی در آینده جلوگیری گردد.

با وجود اینکه ضابطه ۷۲۹ چارچوب مشخصی برای طراحی و محاسبه نعل درگاه‌ ارائه می‌دهد، اما نکته‌ای که باید به آن اشاره کرد این است که برخلاف این ضابطه، در مبحث ۸ مقررات ملی ساختمان، بارگذاری به‌صورت مثلثی و با زاویه 60 درجه توزیع می‌شود.

چک لیست نظارت بر اجرای نعل درگاه در ساختمان

به منظور تسهیل نظارت بر اجرای نعل درگاه ها در ساختمان ها و تعیین شرایطی مثل ارتفاع نعل از کف، در جدول زیر چک لیستی شامل نکات و ضوابط ضروری را ارائه کرده‌ایم. لازم به ذکر است که این چک لیست به ناظرین کمک می‌کند تا با اطمینان خاطر تمامی مراحل را به‌درستی انجام دهند.

سخن آخر

نعل درگاه بعنوان یک عضو سازه‌ای حیاتی در بالای درب و پنجره، نقش مهمی در انتقال بار دیوار فوقانی به دو طرف دارند و از ریزش یا ترک خوردن دیوار جلوگیری می‌کنند. این عضو می‌تواند از مواد مختلفی نظیر فلز، بتن، چوب یا سنگ تشکیل شود و طراحی و نصب آن بسته به نوع سازه و محل استفاده متغیر است.

در ضمن برای نصب و اجرای صحیح آن، رعایت ضوابط ابعادی، حداقل ارتفاع، طول نشیمن، تراز بودن و مهار صحیح نعل، همراه با استفاده از کلاف های کاذب و پوشش های ضد زنگ یا حفاظ های مناسب، از اهمیت بالایی برخوردار است به طور کلی، اجرای صحیح این عنصر به دقت و مهارت بالایی نیاز دارد و باید طبق اصول و ضوابطی خاص انجام شود تا دیوار های بالایی بتوانند به کمک نعل درگاه به‌طور پایدار و ایمن باقی بمانند.