בלי טעם לפגם: כך עושים זאת נכון - תכן פיגומים בהתאם לתקן החדש

פיגום (scaffolding) הוא מבנה הנדסי זמני, שמטרתו לאפשר ביצוע עבודות בגובה. זהו מבנה עזר בעיקרו, שמחייב הרכבה ופירוק באופן קל ומהיר.

לא רק בתעשיית הבנייה נוכל לראות פיגומים - הם משמשים לעזר רב גם לתחזוקת קווי ייצור בתעשייה, בעבודות על אוניות במספנות וכד'. הפיגומים משמשים הן ליצירת משטחי עבודה לעובדים ולחומרים והן לתמיכת טפסות המיועדות ליציקת אלמנטי בטון כמו תקרות, קורות וכיו"ב.

קראו גם על השימוש ההנדסי בקשתות ועל השימוש במוטות מתיחה ועוגנים לחיזוק המבנה >>

לקטגוריה זאת של מבנים זמניים, הניתנים להרכבה ופירוק מהיר, ניתן לשייך גם מבנים המשרתים אירועים וטקסים כמו במות, יציעים, גשרי תאורה וכד'. את הפיגומים ניתן לסווג גם בהתאם לאופן תפקודם (פיגום תלוי, פיגום מגדל, פיגום נייד, פיגום עצמאי, פיגום זקפים וכד') וגם לחומרי הבנייה שמהם הוא מורכב (עץ, פלדה, אלומיניום, במבוק). יש לציין כי פיגום שכולו מעץ לא מקובל כיום עקב בעיות בקרה. פיגום במבוק, המקובל מאד במזרח אסיה, לא מקובל במדינות המערב בשל ריבוי תאונות.

מאמצים את התקן האירופי

כמות האלמנטים המרכיבים את הפיגומים, החיפזון שבהרכבתם, לצד המגוון הגדול של אפשרויות התצורה שלהם, מוליכים בהכרח לסיכונים שיכולים להוביל לקריסתם ולגרימת פגיעה באנשים העובדים עליהם, או לאלה הנמצאים בסביבתם.
העובדה כי מדובר במבני עזר זמניים, מסבירה את החשיבות המועטה ואת חוסר תשומת הלב כלפי הפיגומים. זה ניכר לגבי הציבור בכלל וגם בקרב העוסקים בעבודות בנייה בפרט.

עקב לחץ ציבורי שנבע מריבוי תאונות עבודה באתרי בנייה, תוקנו בסוף שנת 2018 תקנות שמטרתן היא לקבוע הסדרים שישפרו את רמת הבטיחות באתרי בנייה, תוך טיפול באחד מגורמי הסיכון העיקריים בענף - פיגומי הזקפים. התקנות המוצעות קובעות חובת שימוש בפיגומים העומדים בהוראות התקן הישראלי לפיגומים. בנוסף לכך, קובעות התקנות הוראות לעניין הגורם המורשה לתכנן הקמת הפיגום וכן לעניין הגורם המבצע את ההקמה והפירוק של הפיגום. כמו כן, נקבעו הוראות המגבירות את אחריות מבצע הבנייה לבטיחות הפיגומים השונים.  

מכון התקנים אימץ את התקן האירופאי EN 12811-1: DECEMBER 2003 ותרגם אותו לעברית: ת"י 1139 חלק 1. התקן מגדיר את תכונות חומרי המבנה, חוזק, קטרים של צינורות, עובי דופן וכיו"ב. פיגום הזקפים מאופיין הן על ידי דרגות רוחב של אזורי העבודה (החל מרוחב 60 ס"מ) וכן על פי דרגות עומס, החל מ 0.75 קילו-ניוטון למ"ר בדרגה הנמוכה וכלה ב-6.0 קילו-ניוטון למ"ר בדרגה הגבוהה.

הפיגום הנפוץ ביותר בישראל הוא פיגום החזית. מדובר בפיגום זקפים ברוחב של כ-80 ס"מ ומיועד לדרגת עומס של כ-2.0 קילו-ניוטון למ"ר. הפיגום משמש לביצוע עבודות טיח, חפוי אבן, צבע וכיו"ב, על חזיתות המבנים. בתקן מוגדרים עומסי התכן ושילוב העומסים שהפיגום חייב לעמוד בהם. החישוב הסטטי יכול להיות בהתאם לתקנים אירופאים מתאימים או על פי התקן המקומי (ת"י 1225 חלק 1 – חוקת מבני פלדה).

עומסי תכן על הפיגום

משקל עצמי כולל משקל החיפוי של משטחי העבודה ומשקל כסוי הפיגום במקרה של פיגום מחופה (ברשת או בכיסוי בד).
עומס עבודה- כאן יש להעמיס את משטח העבודה במפלס מסוים, בעומס העבודה על פי הקטגוריה של הפיגום, וכמו כן יש להעמיס את משטח העבודה במפלס מעל או מתחת בעומס של 50% מעומס העבודה. יש לבחור את המפלס שיועמס ככזה שיתן את מקסימום הכוחות הפנימיים, כשבדרך כלל יהיו אלה המפלסים העליונים.
עומס עבודה אופקי אקראי – יש להעמיס בכוח אופקי את משטח העבודה במפלס לעיל לכל שדה, 2.5% ממשקל העומס השימושי הורטיקלי או 0.3 קילו-ניוטון (הגדול מביניהם). הכוח יופעל בנפרד בכיוון ניצב לקיר המבנה והן בכיוון מקביל. כוח זה מייצג עומס אקראי אופקי כתוצאה מתנועה של עובדים וציוד על גבי משטח העבודה. אין צורך לחשב כוח זה בשילוב עם עומסי רוח. בתרשים למטה ניתן לראות דוגמא לסכימה סטטית של פיגום עם עומסי עבודה אופקיים, בשילוב עם עומסי עבודה אנכיים.

עומסי רוח – יש להבדיל בין עומסי רוח במצב של עבודה (כשנמצאים עובדים על הפיגום) לבין מצב של רוח חזקה, על פי דרישות תקן רוח (ת"י 414). יש להבהיר כי תקן רוח 414 מתייחס לרוח שנמדדת בממוצע של 10 דקות ומופיעה אחת ל-50 שנה. זה גם אורך החיים המתוכנן של מרבית המבנים. אלא שפיגום הוא מבנה זמני שנבנה לתקופה של כמה חודשים ולכן ראוי יהיה לקחת עומס רוח בעוצמה נמוכה יותר. התקן מתייחס גם לתקופות חזרה שונות (בין 10 ל-100 שנים) אבל אין התייחסות למשך הקצר מ-10 שנים. לפיכך מומלץ לבחון את התקן האירופאי EN 1991-1-4:2005  בו ניתן לקבל את המקדם לתקופת חזרה של מעל שנה. בנוסף לכך, נדרש המתכנן לבחון את מעקות הבטיחות (או בנפרד אזן יד, אזן תיכון ולוח רגל) על ידי הפעלת כוחות ורטיקלים ואופקיים ובדיקת עמידותם בעומסים וכן בדיקת השקיעות.

עקרונות החישוב הסטטי

החישוב הסטטי והסכימה הסטטית הנבחרת על ידי המהנדס, צריכים לשקף את המציאות ככל שניתן. התקן מאפשר חישוב של מערכת מישורית וגם של מרחבית. בחישוב של מערכת מישורית יש להוסיף קפיצים ש"יפצו" על הפעולה המרחבית.
מאחר והפיגום יכול להיות מערכת מורכבת עם אלמנטים דקים ומאחר וקיימות היום תוכנות טובות ומהירות לפתרון מבנים בשיטת האלמנטים הסופיים, מומלץ כי החישוב יהיה מרחבי. בחיבורים של פיגומים קיים משחק עקב ערכי הסיבולת ("שפיל"). עובדה זאת יכולה לגרום לתזוזות התחלתיות מצטברות של מערכת הפיגום במהלך ההרכבה. ברור כי תזוזות אלה עלולות להוסיף כוחות פנימיים ולהגביר את סכנת הקריסה. בהתאם לתקן האירופאי EN 1993-1-1: 2005 לתכנון מבני פלדה, קיימות דרכים להתגבר על בעיה זאת על ידי ייזום של הזזות התחלתיות, כמוצג בתרשים:

כאשר ערכי הזוית ניתנים בתקן בתלות של מספר גורמים. ניתן גם לבצע חישוב מסדר שני, כולל "אפקט פי-דלתא" כאשר החישוב, שאינו ליניארי, לוקח בחשבון את ההזזות שהתקבלו בחישוב מסדר ראשון ומפעיל את הכוחות על ההזזות שנוצרו, לקבלת כוחות פנימיים גדולים יותר.

אישור דגם של פיגום

יצרן הפיגום (או היבואן) נידרש לקבלת אישור דגם מטעם מכון התקנים. תהליך קבלת האישור מורכב - היצרן\יבואן נדרש לספק תכניות מפורטות של כל האלמנטים המרכיבים את הפיגום וכן גם דוגמאות לצורך ביצוע ניסויי חוזק, משיכות, עמיסה מחזורית וכיו"ב. כמו כן, יש לספק חישובים סטטיים חתומים בידי מהנדס רשוי ומסמכים המפרטים את השיטה, פירוט האלמנטים, אופן ההרכבה והפירוק. לבסוף נדרש היצרן לבצע ניסוי בקנה מידה של 1:1 של מקטע שלם של פיגום המכיל לפחות 3 שדות רוחב ו-5 משטחי עבודה לגובה. ניתן לראות דוגמה בתרשים המצורף:

 
פיגום הניסוי ייבחן בשני מצבים כאשר במצב הראשון יבדקו העומסים הסטטיים, כלומר הפיגום יועמס בכח אופקי בשני הכוונים הראשיים כוחות המייצגים את עומסי הרוח, כנראה בתרשים, וכן יועמסו על הזקפים עומסים ורטיקליים של משקל, עומסים שילכו ויגדלו עד לקבלת כשל. במצב השני יבחן הפיגום ללא עומסים אופקיים ויועמס עד לקבלת קריסה של אחד הזקפים וזאת מתוך מגמה לבחון את מקדם הבטיחות לקריסה ולהשוות עם המקדם שחושב בחישוב הסטטי. במהלך העמסת הפיגום ימדדו וירשמו הדפורמציות בנקודות באופן רציף לקבלת עקום דפורמציה מול עומס וייבדקו ויושוו עם תוצאות החישוב האנליטי שצריך להתבצע על מודל הניסוי.

מצמדים (COUPLERSׂ) - בפיגום זקפים נדרשים לבצע חיבורים מהירים של צינורות. אלה מתבצעים בעזרת מצמדים. קיימים מצמדים מסוגים שונים המאפשרים חיבורים בצורות שונות, כפי שניתן לראות בתמונה למטה. המצמדים מאפשרים העברת כוחות בין האלמנטים באמצעות כוחות לחיצה וחיכוך. בחישוב הסטטי צריך המהנדס לדמות את הכוחות המועברים דרך המצמדים באמצעות  מוטות או קפיצים ולוודא כי המצמדים אכן מסוגלים להעביר את הכוחות (מתיחה, לחיצה, מומנטי כפיפה ופיתול) בהתאם לנתוני היצרן.

מצמדים

עוגנים -  הפיגום עצמו נשען על המבנה שאותו הוא אמור לשרת. את נקודות החיבור יש לעגן עם מיתדים בהתאם להוראות היצרן, (עדיף לחבר לאלמנטי בטון מזוין), ולוודא כי הכוחות (במיוחד כוחות השליפה) מסוגלים להתקבל על ידי העוגן.

סיכום

הפיגום הינו מבנה עזר  הנדסי זמני שמחייב הרכבתו ופירוקו באופן קל ומהיר. ככזה, תשומת הלב כלפיו היתה מזערית. עם ריבוי התאונות הקשורות בקריסת פיגומים, לצד הלחץ הציבורי, תוקנו לאחרונה תקנות מתוך מטרה לשפר את הבטיחות וזאת במקביל להחמרת הענישה כלפי רשלנות מצד העוסקים בכך. תכנון וביצוע נכונים של פיגומים, בדיקת עמידותם בכוחות בהתאם לתקן, יבטיחו שיפור משמעותי בבטיחות באתרי הבנייה.

איורים: אריה בוימל