سقف کوبیاکس : نحوه عملکرد و ضوابط اجرایی + برآورد هزینه اقتصادی و مزایا

مقدمه

سقف کوبیاکس (cobiax) یک نوع سقف جدید است که از نظر سازه ای بر مبنای سقف های دال بتنی دو طرفه است، با این تفاوت که هسته بتن مرکزی در محل هایی که کاربرد سازه ای ندارد با گوی های توخالی (جنس این گوی ها پلی اتیلن بازیافتی یا پلی پروپیلن می باشد) جایگزین می گردد. بدین صورت که این گوی ها در حد فاصل مش های میلگردی بالا و پایین قرار می گیرند.

انتخاب و استفاده از سازه های متناسب با رویکرد صنعتی  سازی در ساختمان می بایست با شناخت قابلیت های رفتاری، عملکردی و ساختاری آن ها و تکنیک های اجرایی هر یک از آن ها صورت پذیرد. هر یک از سیستم های سازه ای دارای شرایط فوق به لحاظ شاخص هایی همچون هماهنگی با اقتصاد پروژه، هماهنگی با سایر عناصر سازه ای و غیر سازه ای، محدودیت های اقلیمی اجرا، چگونگی نیاز به تجهیزات کارگاهی، نیروی انسانی و… می بایست بررسی و در نهایت بهترین گزینه برای هر پروژه انتخاب گردد.

در این مقاله سعی می کنیم تا شما را با سیستم سقف کوبیاکس آشنا سازیم.

ایده سقف کوبیاکس

یک پرنده چگونه پرواز می کند؟
یکی از اساسی ترین مشخصه هایی که پرندگان را قادر به پرواز می سازد ساختار استخوان های آنها است. استخوان های یک پرنده با ساختاری فوق العاده موثر رشد می یابد. غشایی مستحکم با جداره ها و حفره های تودر تو که به گونه ای مناسب و حساب شده در محل خود قرار گرفته و پایداری معادل استخوان های توپر را به استخوان های پرنده می بخشد. حاصل ساختاری موثر است که جرم کمتری داشته و مواد سازنده کمتری در آن مورد استفاده قرار می گیرد. این ساختار سبک و مستحکم پرنده را قادر به پرواز می کند.

5

استخوان پرنده

4

پرنده

نحوه عملکرد سقف کوباکس :

فن آوری سقف کوبیاکس (Cobiax) بر مبنای سقف های دال بتنی دو طرفه است که با حذف بار مرده غیرسازه ای خاصیت باربری ۲ محوره همچنان حفظ می گردد. همچنین با شکل گیری غشای بتنی مستحکم در قسمت فوقانی و تحتانی دال به همراه شکل گیری شبکه تیرچه های داخلی در ۲ امتداد در اثر قراردهی گوی ها در سرتا سر فضای میانی دال بتنی می توان باربری مناسبی را برای این دال متصور شد.

با توجه به اینکه در دال های بتنی ۲ طرفه مشکل تحمل نیروی برشی وجود ندارد، مشکل طراحی این نوع سقف بر مبنای حذف قسمتی از بتن میانی و ایفای عملکرد دال ۲ طرفه می باشد.

پیشینه ی سقف کوبیاکس

مطالعه در زمینه ی سبک سازی و حذف بتن نا کار آمد از سال ۱۹۸۵ در دانشگاه های آلمان و مجموعه شرکت های گروه فناوری های کوبیاکس در سال ۱۹۹۷ با همراهی مهندسین و متخصصینی از سوئیس و دیگر کشور های اتحادیه ی اروپا پایه ریزی و تأسیس شده است و هم اکنون تبدیل به یک مجموعه ی متخصص در مورد اسلب های تخت سبک با بتن مسلح شده است.

اجزای سیستم سقف کوبیاکس عبارتند از:

  • مدول قفسه ای(گوی های پلاستیکی به همراه خرپای فولادی)
  • دال بتن آرمه

انواع مدول های قفسه ای

مدول های قفسه ای در دو نوع slim-line , Eco-line بوده که به دو صورت اجرا در محل با قالب بندی سنتی و صنعتی(پیش ساخته) اجرا می گردند.مدول های نیمه پیش ساخته جهت انتقال به محل سایت مناسب می باشند که در این صورت مزایایی از قبیل سرعت ساخت و ساز و همچنین صرفه جویی اقتصادی را دارا خواهند بود.

  • Slim-line

قابل استفاده برای دال هایی با ضخامت ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر

توانایی تحمل نیرو  ۱٫۳تا ۲٫۵  ۲KN/m

  • Eco-line

قابل استفاده برای دال هایی با ضخامت ۳۵ تا ۶۰+ سانتیمتر

توانایی تحمل نیرو ۲٫۴ تا ۴٫۸  KN/m2

انواع کیل ماژول سقف کوبیاکس

انواع کیل ماژول سقف کوبیاکس

مقایسه سقف کوبیاکس با دال بتن توپر:

  1. در دهانه های یکسان ۳۰-۳۵% کاهش وزن و ۵-۱۰% کاهش ضخامت دال
  2. در ضخامت دال یکسان کاهش وزن۲۵-۳۰% و افزایش دهانه%۲-۵
  3. وزن یکسان دال ها ۳۵-۴۰%افزایش دهانه و ۴۰-۴۵%افزایش ضخامت

ضوابط اجرایی سقف کوبیاکس :

  1. استفاده از این نوع سقف به شرط رعایت ضوابط و محدودیت های ذکر شده در ذیل و مباحث ششم و نهم مقررات ملی ساختمان ایران، در ساختمانهای دارای دیوار برشی بتن مسلح مجاز است .
  2. این ضوابط تنها برای سقفهای کوبیاکس با گویهای کروی شکل کاربرد داشته و سقف با گوی با اشکال غیر کروی را شامل نمی شود.
  3. مجموع بار مرده روی این سقفها شامل پارتیشن، کفسازی و نازک کاری محدود۲۶۰کیلوگرم بر مترمربع بوده ضمن سقف تنها جهت پارکینگهایی که محل عبور اتومبیل سواری با حداکثر وزن ۵/۲ تن بابار متمرکز ۱ تن می باشد مجاز است.
  4. لازم است حداقل ضخامت بتن در اطراف گوی ها شامل بالا ، پائین و مابین دو گوی متوالی حداقل ۵ سانتیمتر درنظر گرفته شود.
  5. در طراحی از ظرفیت برشی فولاد مورد استفاده در قفسه گوی ها صرفنظر شود.با این حال میزان فولاد با امتداد قاوم در این قفسه بایستی مطابق بند۹-۱۲-۶-۳-۱ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران برار با حداقل فاصله بین دو گوی متوالی در هر جهت دال تامین شود.
  6. در طراحی برای برش در هر جهت دال مقاومت برشی نهایی بتن باید حداکثر ۵۰ درصدمقدار محاسبه شده طبقه رابطه۹-۱۲-۴ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران و با فرض مقطع تمام پر بتنی محاسبه شود. در تمام نقاط دال که نیروی برشی نهایی بیش از مقاومت برشی نهایی تامین شده توسط بتن باشد دال باید بصورت توپرو بدون گوی اجرا شود.
  7. در طراحی و کنترل برش درحالت حدی نهایی برای عملکرد دوطرفه در حوالی بارهای متمرکز و تکیه گاهها مقارمت برشی نهایی بتن نباید حداکثر از ۵۰درصد مقداری کهازبند۹-۱۲-۱۷-۲-۴مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران حاصل می شود بیشتر منظور شود.
  8. طراحی دال برای خمش در هر جهت بنا بر جزویات اجرایی و با منظور نمودن حفره ها با مقطع دایره در ضعیف ترین مقطع دال انجام گیرد.
  9. محاسبات تغییر شکل دال بر پایه بند ۹-۱۴-۲-۶-۱وبا محاسبه دقیق ممان اینرسی موثر دال سوراخدار انجام گیرد.اضافه افتادگی دراز مدت برپایه بند۹-۱۴-۲-۴-۴محاسبه شود.
  10. ایجاد هرگونه بازشو در این نوع دال تابع ضوابط بند ۹-۱۵-۳-۵ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران می باشد.
  11. در محل تقاطع دیوار های برشی و دال کوبیاکس انتقال برش ناشی از زلزله از دال به دیوار باید در ضعیف ترین سطح مقطع دیوار کنترل شده و در صورت نیاز از فولاد گذاری برای تسهیل انتقال برش درون صفحه دیافراگم به دیوار بهره برده شود.
  12. پیش بینی المان های مرزی در اطراف باز شو ها و لبه دال حسب مورد مطابق ضوابط طراحی ایین نامه ها و مقررات موجود انجام گیرد.
  13. حداکثر دهانه (مرکزستون به مرکز ستون)برای این نوع سقف در حالت کاربرد به صورت دال تخت به ۶/۵مترمحدود می شود.در صورت کاربرد این سقف در ترکیب با قاب خمشی بتن آرمه شامل تیروستون مجزا که به تفکیک از دال طرح شده باشد محدودیت فوق الذکر برای دهانه دال به ۸متر افزایش می یابد.
  14. استفاده از روش پیش دال تنها در حالتی که سقف و گوی ها در پیش دال درگیر بوده وفولادهای کششی در پیش دال پیش بینی شده باشد مجاز است.
  15. الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان(صرفه جویی در مصرف انرژی) رعایت شود.
  16. رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان(حفاظت ساختمانها در مقابل حریق)و همچنین الزامات نشریه شماره۴۴۴مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت اجزای ساختمان در مقابل حریق با درنظرگرفتن ابعاد ساختمان کاربری و وظیفهعملکردی اجزای ساختمانی الزامی است.تطابق شرایط و مشخصات مصالح و نحوه اجرا با مدرک فنی “P-SAC 02/III-187 General Test  نیز ضروری است.Certificate of Building Inspectorate-MFPA Leipzing Gmbh”
  17. در خصوص عایق بندی بام عایق پلی استایرن منبسط شده(پلاستوفوم)مورد استفاده لازم است تا از نوع کندسوز مطابق با استاندارد های معتبر باشد. این عایق پلی استایرن باید به وسیله حداقل۱/۵ سانتیمتر اندود یا تخته گچی محافظت شود. نقطه اتصال مکانیکی اندود یا تخته به سازه بام ضروری می باشد.
  18. صدا سقف بین طبقات باید مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان با عنوان (عایقبندی و تنظیم صدا)تامین شود.
  19. کلیه مصالح و اجزا در این سیستم اعم از معماری سازه ای از حیث دوام و مسائل باید بر مبنای مقررات ملی ملی ساختمان ایران و یا ایین نامه های معتبر بین المللی بکار گرفته شوند.
  20. در شرایط مختلف اقلیمی و محیطهای خورنده ایران.رعایت تمهیدات لازم از هر نظه دوام و پیایی اعضای بتنی ضروری است.
اجرای سقف کوبیاکس

اجرای سقف کوبیاکس

مزایای سقف کوبیاکس در مقایسه با سقف های دیگر :

در این سازه، سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی سازه شامل ترکیب دال و ستون (تقریباً قاب ساده) و دیوار برشی بتنی با شکل پذیری متوسط می باشد.


623fb24ce9


سقف کوبیاکس

مزایای فنی

  1. بار بری دو محوره
  2. بهینه سازی المان های عمودی مانند ستون ها و دیوارهای برشی.(ستون های لاغرتر .کاهش ۴۰ درصدی حجمی و عددی ستون ها)
  3. بهینه سازی دال و فنداسیون(کاهش بار های وارد بر پی،دال ها تا ۳۰ درصد سبک تر می شوند).
  4. بهینه سازی المان های سخت کننده (کاهش بارهای افقی).
  5. کاهش ارتفاع کلی ساختمان (بهینه سازی ارتفاع سقف).
  6. کنترل خیز بهتر
  7. مقاومت بهتر در برابر نیروهای زلزله (کاهش اثر آسیب های لرزه ای،کاهش ارتفاع و سبک سازی سازه).
  8. حذف تمام تیرهای اصلی

مزایای معماری

  1. انعطاف پذیری در پلان معماری (کاهش عددی ستون ها)
  2. قابلیت پذیرش کاربری های گوناگون
  3. سهولت تغییر کاربری افقی و عمودی
  4. امکان اجرای کنسول تا ۷ متر
  5. امکان ایجاد بازشو در هر شکل و اندازه در سقف
  6. افزایش فضای مفید (قابلیت اجرای دهانه تا ۱۸ متر بدون اجرای ستون)

مزایای اقتصادی

  1.     کاهش مصرف بتن
  2.     کاهش المان های سازه ای
  3.     کاهش مصرف آرماتور
  4.     کاهش زمان ساخت
  5.     کاهش هزینه های اجرای تأسیسات (حذف تیرها و مشکلات ناشی از آویز تیرها)
  6.     کاهش ارتفاع کلی سازه به دلیل بهینه سازی ارتفاع سقف

قابلیت های دیگر سقف کوبیاکس :

سقف کوبیاکس قابلیت انطباق با هر  گونه معماری را داراست. نحوه چیدمان گوی های توخالی، اندازه و شکل دال بتنی بر اساس مقتضیات پروژه تعیین می گردند.کوبیاکس را می توان همراه با تکنیک های ساختمانی از قبیل پس کشیدگی و یا سازه های مرب در دهانه بلندتر از ۱۸ متر مورد استفاده قرار داد.

اجرای تاسیسات الکترونیکی و  مکانیکی مشابه روش های سنتی و با قابلیت اجرا در ضخامت دال می باشد.

علاوه بر روش اجرای درجا، قابلیت اجرا به روش نیمه پیش ساخته نیز وجود دارد

سقف کوبیاکس در سازه

سقف کوبیاکس در سازه

دلایل استقبال و ورود تکنولوژی سقف کوبیاکس به کشور عبارتند از:

۱-صنعتی سازی

۲-عدم نیاز به سرمایه گذاری زیاد برای احداث کارخانجات مواد اولیه

۳-عدم نیاز به نیروی کار خیلی متخصص و امکان استفاده از نیروهای موجود

۴-امکان احداث کارخانجات تولیدی در اقصی نقاط کشور

۵-عدم وابستگی به خارج از کشور سازگاری با مباحث و مقررات ملی ساختمانی کشور

۶-اقتصادی بودن تکنولوژی و امکان رقابت با سیستم های رایج

۷-انعطاف پذیری سیستم در ارتباط با مسآله معماری و سازه ای

۸-تکنولوژی دوستدار محیط زیست

جدول برآورد قیمت سقف کوبیاکس :

 

تعداد طبقاتمصرف
مصالح
وزن
(kg/m2)
ضخامت
(cm)
کاربریدهانه
(m)
۱۱۹۷۵
۰،۴۵۰،۴۲۰،۳۸۰،۳۵بتن۳۹۰۲۰مسکونی۵
۴۵۴۲۳۸۳۵میلگرد
۰،۴۵۰،۴۲۰،۳۸۰،۳۵بتن۳۹۰۲۰تجاری
۴۸۴۵۴۲۳۸میلگرد
۰،۴۸۰،۴۵۰،۴۲۰،۳۸بتن۴۵۰۲۴مسکونی۷
۴۸۴۵۴۲۳۸میلگرد
۰،۵۰،۴۸۰،۴۴۰،۴بتن۵۰۰۲۶تجاری
۵۲۴۸۴۵۴۲میلگرد
۰،۵۲۰،۴۸۰،۴۵۰،۴۲بتن۵۱۵۲۸مسکونی۹
۵۲۴۸۴۵۴۲میلگرد
۰،۵۵۰،۵۰،۴۸۰،۴۵بتن۵۶۵۳۰تجاری
۵۵۵۰۴۸۴۵میلگرد
۰،۵۵۰،۵۰،۴۸۰،۴۵بتن۶۳۰۳۳مسکونی۱۱
۵۵۵۰۴۸۴۵میلگرد
۰،۵۵۰،۵۰،۵۲۰،۴۸بتن۷۲۰۳۸تجاری
۵۸۵۳۵۲۴۸میلگرد

 

  • برآورد فوق بر اساس شرایط خاک نرمال تهیه گردیده و لذا بسته به شرایط خاک پروژه ممکن است مشخصات  فونداسیون و به تبع آن مقادیر کلی مصرفی مصالح تغییر یابد.
  • این مبلغ بصورت عام اشاره شده و بدیهی است بنا به متراژ و موقعیت کار متغیر خواهد بود -باعنایت به آنکه -بر اساس استانداردهای مقررات ملی ساختمان ایران می بایست دیوار برشی جهت کنترل  نیروی زلزله در ساختمان های گروه دال تخت تعبیه گردد، لذا مقادیر مصالح فوق با فرض کفایت دیوار برشی و جانمائی مناسب دیوار برشی در هر دو جهت طولی و عرضی ساختمان برآورد گردیده است.
  • جدول فوق با فرض ساختمان های روی سطح زمین تهیه گردیده و چنانچه در ساختمانی بدلیل حضور طبقات منفی نیاز به دیوار حایل بتنی باشد، هزینه آن می باست جداگانه محاسبه گردد.
  • میزان میلگرد مصرفی بر مبنای کیلوگرم بر متر مربع زیربنا و بتن مصرفی متر مکعب بر متر مربع زیربنا می باشد.
  • سیستم کوبیاکس از گروه سیستمهای دال ستونی می باشد. به نحوی که دال تخت بتنی بدون نیاز به تیر مستقیماً بر روی ستونها و دیوارهای برشی استقرار می یابد.

نحوه محاسبه هزینه تمام شده

هزینه تمام شده ساختمان در بخش اجرای سازه (شامل فونداسیون، ستون، دیوار برشی و سقف) عبارت است از  مجموع  هزینه های زیر در متر مربع زیربنا:

  1. میلگرد مصرفی: میزان مقادیر میلگرد مصرفی بسته به نوع کاربری، تعداد طبقات، فواصل ستونها از جدول پیوست قابل استخراج می باشد
  2. بتن مصرفی: میزان بتن مصرفی بسته به نوع کاربری، تعداد طبقات و فواصل ستونها از جدول پیوست قابل استخراج می باشد.
  3. خدمات و پشتیبانی کوبیاکس: هزینه خدمات و پشتیبانی کوبیاکس شامل دو بخش به شرح زیر می باشد:
    -خدمات مهندسی شامل طراحی، محاسبات و تولید نقشه های سازه بر اساس سیستم کوبیاکس، آموزش گروه مجری سقف، حق امتیاز استفاده از تکنولوژی در پروژه و نظارت بر مراحل اجرای سقف
    -تولید و تحویل کیج ماژولهای مورد نیاز پروژهدستمزد و اجراء: کارفرما لازم است که برای اجرا سازه پیمانکار مورد تائید خود را انتخاب نماید.

بدیهی است حق الزحمه پیمانکار بر اساس شرایط منطقه و قیمت های متداول روز  تعیین می شود.

 

منابع

  • www.cobiax.ch
  • www.iran-eng.com

در صورت تمایل به خواندن مقالات جذاب مشابه بر روی لینک های زیر کلیک کنید:

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *