صفحه اصلی  »  اعضای ویژه  »  طراحی سقف کامپوزیت به همراه بیان مراحل اجرای سقف کامپوزیت اسکلت فلزی (آپدیت 1400)

طراحی سقف کامپوزیت به همراه بیان مراحل اجرای سقف کامپوزیت اسکلت فلزی (آپدیت 1400)

  • تعداد صفحات: 61
  • آخرین ویرایش: 1400
  • شابک: 7-4-97717-622-978
  • تولید کنندگان محتوا:
تولید کنندگان آموزش

سقف های کامپوزیت به دلیل عملکرد یکپارچه ای که دارند در طراحی سازه مورد استفاده قرار می گیرد اما نقش چهار تراش­ ها در سقف کامپوزیت فلزی چیست؟ مراحل اجرای سقف کامپوزیت اسکلت فلزی به چه صورتی است؟ آیا می دانید چگونه باید سقف کامپوزیت را طراحی کرد؟

در این ایبوک فوق العاده به معرفی سقف کامپوزیت می پردازیم و سپس مراحل طراحی آن را گام به گام بیان خواهیم کرد.

مطالب این صفحه از سایت تنها بخشی از مطالب ایبوک می باشد، شما می توانید این ایبوک جامع را منطبق بر فهرست مطالب، دانلود نمایید.

⌛ آخرین به‌روزرسانی: 10 شهریور 1400

📕 تغییرات به‌روزرسانی: آپدیت بر اساس مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1392 و مبحث ششم ویرایش 1398

سقف کامپوزیت چیست؟

سقف‌ کامپوزیت به سقفی اطلاق می‌شود که در آن­ تیرهای فرعی و  بخشی از دال بتنی قرار گرفته روی آن­، توسط المان‌ هایی به نام برشگیر، که نمونه‌ای از آن را در ذیل مشاهده می‌نمایید به صورت یکپارچه عمل می‌کنند و هر کدام از این بخش‌ها، نقش سازه‌ ای خاصی را بر عهده دارند که در بخش‌ های بعدی کاملاً با جزئیات عملکرد سقف کامپوزیت، به طور کامل آشنا خواهید شد.

 

سقف کامپوزیت چیست

نمایی از سقف کامپوزیت با برشگیرهایی از نوع گلمیخ

 

سقف های کامپوزیت سنتی

به‌طورکلی سیستم‌های کامپوزیت، به دلیل انعطاف‌پذیری بالا در طراحی و دارا بودن شرایط و پیش‌نیازهایی به‌منظور بهبود عملکرد سیستم به‌وسیله‌ی ایجاد تغییرات قابل‌توجه در سال‌های گذشته، دارای انواع مختلفی می‌باشند که از این میان، سقف‌های کامپوزیت نیز مستثنا نبوده و در سال­های اخیر، شاهد معرفی و ورود انواع مختلفی از سقف‌های کامپوزیت به بازار بوده‌ایم که تعدادی از آن­ها مانند سقف تیرچه‌بلوک، تیرچه کرومیت، سقف کامپوزیت عرشه فولادی (که عموماً عرشه‌فولادی نامیده می‌شود) و نوعی توسعه‌یافته‌ از سقف کامپوزیت سنتی است که در کشورمان سال­هاست مورد استقبال و استفاده‌ی مهندسین و مجریان سازه‌ قرار گرفته‌اند.

اما جالب است بدانید که در بین جامعه مهندسی کشورمان، به‌تمامی این سقف‌ها، اصطلاح کامپوزیت اطلاق نشده و معمولاً منظور از سقف کامپوزیت، تنها سقف‌های کامپوزیت سنتی می‌باشد که موضوع موردبحث مقاله‌ی حاضر نیز، همین نوع از انواع سقف کامپوزیت می‌باشد. همچنین در ایبوک جاری نیز از این بخش از واژه‌نامه‌ی عمرانی نانوشته‌ی مرسوم در بین مهندسین، پیروی کرده و استفاده از اصطلاح سقف کامپوزیت را، به سقف‌های کامپوزیت سنتی محدود می‌کنیم.

 

سقف کامپوزیت عرشه‌ فولادی

سقف کامپوزیت عرشه‌فولادی

 

سقف کامپوزیت اسکلت فلزی

سقف کامپوزیت معمولی (سنتی)

نکات سقف کامپوزیت  منظور ما از سقف کامپوزیت همان سقف کامپوزیت سنتی است.

اجزاء تشکیل‌ دهنده‌ ی سقف کامپوزیت

برشگیرها

به طور کلی در سقف‌ های کامپوزیت، برشگیرها مهم‌ترین نقش یعنی ایجاد پیوستگی و یکپارچگی در عملکرد دو بخش دیگر، یعنی بتن (دال بتنی) و تیرهای سازه، را بر عهده دارد. برای درک بهتر عملکرد برشگیرها به شکل زیر که ساختار کلی برشگیرها در سقف ‌های کامپوزیت را نشان می‌دهد، توجه کنید. برشگیرها از نظر ماهیت عملکردی، تفاوتی با یکدیگر ندارند اما در سیستم‌های مختلف، ممکن است اشکالی متفاوت از برشگیرها استفاده شود. به طور مثال در سقف عرشه فولادی، گلمیخ‌ ها به عنوان برشگیر مرسوم می‌باشد.

 

سقف کامپوزیت چیست؟

بخشی از تیر و ناودانی برشگیر متصل به آن

سوالات مهم سقف کامپوزیت اسکلت فلزی جهت قرار گرفتن برشگیر ها در سقف کامپوزیت به چه صورتی است؟

آرماتورهای اٌفت و حرارت

از زمانی که بتن در دستگاه میکسر (Mixer) ساخته و در محل موردنیاز به‌وسیله‌ی ابزار مختلف ریخته می‌شود تا زمان سخت شدن (خشک شدن و کسب مقاومت)، ممکن است دچار تغییراتی شود. عوامل مؤثر در این تغییرات، ممکن است خارجی (محیطی) یا داخلی (داخل مخلوط بتن) باشند. یکی از مهم‌ترین و شایع‌ترین اتفاقی که موجب ایجاد تغییراتی در ساختار ماتریسی بتن می‌شود، تغییرات مربوط به میزان سطح آب موجود در ساختار سیمانی بتن می‌باشد.

خمیر سیمان، ممکن است در طول عملیات هیدراسیون، مقداری از آب خود را در اثر تبخیر، جذب آب توسط بخش‌های دیگری از بتن که خشک شده‌اند و یا دیگر عوامل محیطی از دست بدهد که این امر موجب افت یا انقباض (Shrinkage) در بتن گردد. همچنین، صرف آب موجود در بتن به‌منظور هیدراسیون نیز ممکن است باعث ایجاد انقباض در بتن گردد.

با رطوبت‌رسانی به بتن (عمل‌آوری)، بخشی از این افت جبران می‌گردد. انقباض و انبساط ناشی از تغییرات مقدار آب در بتن، موجب تنش‌های کششی و ترک‌خوردگی در بتن می‌گردد که برای جلوگیری از گسترش این ترک‌ها، از میلگردهایی به‌عنوان عوامل مقاوم در برابر توسعه ترک‌ها، به نام میلگردهای حرارتی استفاده می‌شود.

در بند 9-19-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399، مقدار حداقل آرماتور افت و حرارت برای دال‌های یک­طرفه به‌صورت زیر تعیین گردیده است؛

 

ضوابط حداقل آرماتور افت و حرارت برای دال‌های یک­طرفه

 

همچنین آیین‌نامه ACI318-19 در بند 24.4.3 روابط مربوط به محاسبه‌ی حداقل نسبت آرماتور افت و حرارت را با توجه به تنش تسلیم فولاد مورداستفاده، به شکل زیر تعیین کرده است:

 

محاسبه‌ی حداقل نسبت آرماتور افت و حرارت

 

به‌منظور حصول اطمینان نسبت به عملکرد میلگردهای افت و حرارت، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399، ملزم می­دارد که آرماتور از نوع آجدار انتخاب‌شده و بنا بر نظر مهندس محاسب، ممکن است از نوع A2 و یا A3، به‌صورت کلاف یا شاخه‌ای و معمولاً با قطری برابر 8 تا 12 میلی‌متر و عموماً با فواصل حدود 10 تا 25 سانتی‌متر انتخاب شوند. در شکل زیر، نمایی از میلگردهای افت و حرارت در سقف کامپوزیت سنتی را مشاهده می‌نمایید.

 

میلگرد های افت و حرارت در سقف کامپوزیت

نمایی از میلگردهای افت و حرارت در سقف کامپوزیت

بتن

بتن مورداستفاده در سقف‌های کامپوزیت، از نوع معمولی با مقاومتی حدود 200 تا 350 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد و تفاوت خاصی بین ویژگی‌های موردنیاز برای بتن مورداستفاده در سقف کامپوزیت با دیگر اعضای سازه‌ای وجود ندارد.

البته مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1392، در بند 10-2-8-1-2 به بیان ضوابط و محدودیت مقدار مقاومت بتن، میلگردها و مقطع فولادی (تیرها) مقاطع مختلط (کامپوزیت) می ­پردازد.

 

ضوابط مقدار مقاومت بتن

 

لازم به ذکر است که مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399، در مورد اعضای مقاوم در برابر زلزله برای سازه­ های با شکل­ پذیری کم، متوسط و زیاد مقرر می ­دارد:

 

ضوابط نحوه اجرای سقف کامپوزیت

 

مراحل اجرای سقف کامپوزیت

عملیات جوشکاری تیرهای اصلی و فرعی

در سازه‌های فولادی، در صورت جوشی بودن اتصالات، بخش عمده‌ای از عملیات جوشکاری به اتصال تیرهای اصلی و فرعی سازه مربوط می‌شود. تیرهای اصلی سازه، تیرهایی هستند که ستون‌های سازه را به یکدیگر متصل می‌نمایند و تیرهای فرعی که جزئی از مقطع کامپوزیت (مختلط) محسوب می‌شوند، همان­طور که در شکل زیر ملاحظه می‌نمایید، بین تیرهای اصلی قرارگرفته و ارتباطی با ستون‌های سازه پیدا نخواهند کرد.

 

گام به گام مراحل اجرای سقف کامپوزیت

تیرهای اصلی و فرعی سازه-سقف عرشه فولادی

 

مراحل اجرای سقف کامپوزیت

تیرهای اصلی و فرعی سقف کامپوزیت

 

پس‌ازآنکه عملیات جوشکاری تیرهای اصلی، اتصالات و تیرهای فرعی (در صورت جوشی بودن اتصالات آن‌ها) به پایان رسید، جوشکاری ناودانی‌های برشگیر طبق آرایشی که در بخش قبلی شرح داده شد آغاز می‌گردد. جوشکاری برشگیرها آخرین مرحله از عملیات جوشکاری بوده و بعدازآن، شرایط برای شروع عملیات قالب‌بندی سقف آماده می‌شود که این مرحله از اجرای سقف‌های کامپوزیت سنتی در بخش بعدی از ایبوک جاری تشریح خواهد شد.

 

جوشکاری سقف کامپوزیت

نمایی از برشگیر از نوع ناودانی و عملیات جوشکاری آن

قالب‌‌ بندی سقف کامپوزیت

اولین مرحله از اجرای عملیات قالب ‌بندی در سقف‌ های کامپوزیت، قرار دادن مهارهای چوبی (چهارتراش) و تنظیم آن با استفاده از گوه است که این چهارتراش­ ها نقش مهار و نگهداری از قالب اصلی سقف را دارند.

 

گام به گام اجرای سقف کامپوزیت

نمایی از زیر سقف کامپوزیت بعد از اتمام عملیات قالب‌ بندی

 

این قالب ها باید قبل از شروع عملیات بتن‌ ریزی، به وسیله‌ی گازوئیل یا روغن‌ قالب­ بندی (یا ترکیب آن­ها)، روغن­ کاری شوند تا غشاء روغنی ایجاد شده، باعث تسهیل در عملیات جداسازی قالب ‌ها از بتن (پس از خشک شدن کامل بتن) گردد.

 

✅ توضیحات بیشتر در این خصوص را در متن اصلی ایبوک مطالعه نمایید.

میلگردگذاری

در سقف کامپوزیت نیز مانند دیگر بخش‌ های سازه، میلگرد گذاری مطابق نقشه‌های اجرایی ارائه شده توسط مهندس طراح صورت می‌گیرد و به منظور پوشش کامل میلگرد توسط بتن، از لقمه­ های بتنی یا اسپیسرها(Spacer) استفاده می‌شود که نمونه‌ای از این قطعات را در اشکال زیر نیز ملاحظه می‌نمایید.

پس از پایان عملیات میلگرد گذاری سقف کامپوزیت ، ابزار، ماشین‌آلات و… به منظور شروع عملیات بتن ریزی تهیه و آماده می‌گردد.

 

اسپیسرها در سقف کامپوزیت

اسپیسرها در سقف کامپوزیت معمولی

 

✅ همچنین در متن اصلی ایبوک توضیحات مفصلی در مورد عملکرد مقاطع کامپوزیت و ضوابط و الزامات آیین نامه ای قرار گرفته شده است که منطبق بر فهرست مطالب می توانید مطالعه نمایید.

طراحی اجزای سقف کامپوزیت

با توجه به مطالبی که در گذشته در مقاله‌ ی جاری مورد بررسی قرار گرفت، مطمئناً درک خوبی را نسبت به ساختار و عملکرد سقف‌ های کامپوزیت پیدا نموده‌ اید و اکنون می‌ توانیم این نتیجه‌ی مهم را از مباحث مطرح شده استخراج نماییم که بخش فولادی و بتنیِ سقف‌ های کامپوزیت، تحت لنگرهای خمشی، عملکردی یکپارچه را از خود نشان می‌دهند که چنین رفتاری، نتیجه‌ی افزودن المان‌ های برشگیر می‌باشد.

خلاصه ­ی مطالبی که تا اینجای کار بررسی کردیم به این شرح است که علاوه بر بخشی از دال بتنی که دقیقاً بر روی بال فوقانی مقطع فولادی تیرهای فرعی قرار می‌گیرد، بخش‌ های مجاور آن نیز در تحمل لنگرهای وارده مشارکت می‌ نمایند و از همین رو، قسمت‌ هایی که تحت تنش‌ های قابل‌ توجه قرار داشتند را عرض مؤثر نامیدیم و از این بحث این مطلب مهم را نیز استنتاج نمودیم که در چنین شرایطی، سقف سازه‌ ی مورد نظر از  تیرهای T شکلِ کامپوزیتِ متوالی تشکیل می‌شود و قسمت‌ هایی از دال بتنی که بین تیرهای T شکل قرار می‌گیرند (جزو عرض مؤثر محسوب نمی‌شوند)، نقش کمتری را در تحمل تنش‌ های فشاریِ ناشی از خمش ایفا می‌کنند و وظیفه‌ی این قسمت‌ ها از دال بتنی، تقریباً به تحمل و انتقالِ برش‌های ناشی از بارهای ثقلیِ وارده محدود می‌گردد.

اما یکی از نکات بسیار مهمی که در طراحی سقف‌ های کامپوزیت می‌بایست مورد توجه قرار گیرد، بحث مقاومت سقف‌ های کامپوزیت در حین اجرای آن و قبل از سفت شدن بتن سقف است. همانطور که گفته شد، یکی از دو بخشِ اصلیِ تشکیل‌ دهنده‌ی سقف کامپوزیت، دال بتنی می‌ باشد. از آنجایی که این بخش از سیستم کامپوزیت سقف، به صورت درجا در محل، به صورت تازه (مرطوب و سیال) ریخته می‌شود، تا زمانی که بتن به حد مطلوبی از مقاومت نهایی خود نرسیده باشد، از آن شاهد عملکرد و مقاومت سازه‌ ای خاصی نخواهیم بود، به عبارت دیگر تا سفت شدن کامل بتن سقف، تیرهای فولادی و بتن به صورت دو جزء مجزا از هم عمل می­ کنند. برای درک بهتر این موضوع، به شکل زیر که عملیات بتن‌ ریزی یک سقف کامپوزیت سنتی را نشان می‌دهد توجه نمایید؛

 

بتن ریزی سقف کامپوزیت

عملیات بتن‌ ریزی سقف کامپوزیت

 

مطمئناً در چنین شرایطی که دال بتنی، هنوز اجرا نشده و یا مقاومت کافی برای تحمل نیروها را ندارد، تنها مقاطع فولادی تحت نیروهای وارده مقاومت کرده و در این حالت، یک مقطع غیرکامپوزیت (not composite) خواهیم داشت.

با توجه به اهمیت این موضوع، مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان، این بحث را در قالب بند 10-2-8-3-2، و با عنوان ” مقاومت در حین اجرا” ارائه کرده است که توضیحات بند مذکور را در ذیل مشاهده می‌نمایید؛

 

طراحی سقف کامپوزیت دستی

 

همانطور که در ابتدای توضیحات بند فوق ملاحظه نمودید، در صورت استفاده از پایه ­های موقت (شمع یا جک‌ های سقفی) در حین اجرای عملیات بتن‌ ریزی تا زمان کسب مقاومت و سخت شدن بتن استفاده نماییم، نیازی به طراحی مقاطع فولادی تحت حالت یا عملکرد غیرکامپوزیت نبوده و در این مدت، بار ناشی از وزن بتن تازه و دیگر بارهای وارده در حین اجرا (نظیر وزن کارگران و تجهیزاتی مثل دستگاه ویبره و …)، توسط این شمع‌ ها تحمل و به طبقه‌ی پایین انتقال داده خواهد شد. اما لازم است به این نکته‌ی مهم اشاره شود که در چنین حالتی، یکی از مهم‌ترین مزایای سقف کامپوزیت که امکان بتن‌ ریزی همزمان تمامی سقف‌ های سازه می‌باشد، از دست می‌رود. چرا که در صورت استفاده از شمع‌ به منظور تحمل بارهای در حین اجرا، تکیه‌گاه این شمع‌ها طبقه‌ی تحتانی طبقه‌‌ی مورد نظر بوده و در صورتی که دال بتنی طبقه‌ی پایین سخت نشده باشد، امکان شمع‌گذاری وجود نخواهد داشت.

در سبزگپ هشتم مهندس کاویان پور به همراه دکتر فرخی به بیان نکات طراحی سقف کامپوزیت و عرشه فولادی در ایتبس پرداخته‌اند که دیدن این ویدئو جذاب خالی از لطف نیست.

طراحی مقطع فولادی تحت بارهای حین اجراء

به منظور طراحی مقطع فولادی تیرهای فرعی سقف کامپوزیت، که در حین اجرای سقف، وظیفه‌ی تحمل وزن خود، بارهای زنده (پرسنل کارگاه) و وزن بتن تازه را دارند (حالت بدون شمع)، مطابق روابط ارائه شده توسط مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان در رابطه با اعضای تحت خمش و برش، عمل می‌ نماییم.

در ابتدا، طراحی مقطع فولادی را بر مبنای نیروهای برشی وارده انجام می‌دهیم؛ جهت درک بهتر، فرض کنید می‌خواهیم یکی از تیرهای میانی سقف کامپوزیت زیر را با فرض فاصله‌ی 120 سانتی‌ متر از محور به محور جان تیرهای IPE طراحی نماییم؛

 

طراحی دستی سقف کامپوزیت

سقف کامپوزیت سنتی

تعیین بارهای وارده

از زمانی که بتن ریخته می‌شود تا زمانی که سخت ‌می‌شود، مقداری از آب خود را از دست می‌دهد. بنا بر مطالعات انجام‌شده، این مقدار برابر 2 تا 3 درصد از وزن بتن تازه است؛ اما ازآنجایی‌که نیروی وزن وارده از طرف بتن تازه (Fresh concrete weight)، اختلاف زیادی نسبت به بتن خشک و سخت ندارد. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399، چگالی بتن معمولی را در محاسبات سازه­ای 2300 کیلوگرم در مترمکعب در نظر می­گیرد.

 

سقف کامپوزیت سنتی چیست

 

از طرفی مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1398، جرم مخصوص بتن مسلح معمولی را برابر 2500 کیلوگرم در مترمکعب در نظر می­گیرد. (در واحد حجم مقدار چگالی و جرم یک ماده باهم برابر است). در این حالت و در جهت اطمینان مقدار 2500 کیلوگرم در مترمکعب که توسط مبحث ششم آمده است را می­توان به‌عنوان جرم مخصوص بتن مسلح در نظر گرفت.

 

طراحی دستی سقف کامپوزیت

 

همچنین می‌توان ضوابط بند مذکور در رابطه با نیروهای وارد بر قالب‌ها را، معیاری برای محاسبه‌ی بارهای حین اجرا قرار داد. در این مورد در آیین‌نامه بتن ایران (آبا- تجدیدنظر دوم 1400) بیان می­دارد:

 

گام به گام طراحی سقف کامپوزیت سنتی

 

همان­طور که فرض شد، فاصله‌ی بین تیرهای فرعی در پروژه‌ی موردنظر 120 سانتی‌متر می‌باشد و با توجه به یکسان بودن فاصله‌ی بین تیرهای فرعی در طول دهانه‌ی موردنظر، عرض بارگیر هر تیر فولادی نیز، 120 سانتی‌متر خواهد بود. بنابراین با توجه به توضیحات داده‌شده و محاسباتی که در ادامه انجام می‌شود، نیروی برشی وارده به هر تیر، به شکل زیر قابل‌محاسبه خواهد بود؛

 

بارهای وارده:

با فرض وزن مخصوص2500kg/mو ضخامت  10cm برای بتن، نیروی وارده از طرف بتن برابر خواهد بود با:

2500 kg/m3 ×  0.1m =  250 kg/m2

 

 

 

 

توجه داشته باشید که مقدار بار زنده در حین ساخت، با توجه به الزامات بند 9-4-2-1 آیین­نامه بتن ایران و با فرض استفاده از ماشین‌آلات حمل بتن در نظر گرفته شده است.

بار قرار دادن بارهای به‌دست‌آمده در ترکیب بارهای ثقلی داریم:

 

 

 

حال نیاز است تا بارهای گسترده‌ی اعمال‌شده روی سطح سقف (قالب‌ها و تیرها) را به بارهای خطی تبدیل و به تیر موردنظر منتقل و اعمال نماییم؛

 

 

✅ شما می توانید نحوه طراحی مابقی اجزای سقف کامپوزیت را در متن اصلی ایبوک مطالعه نمایید.

نکات تکمیلی در طراحی سقف‌های کامپوزیت

در بعضی از مواقع که بارهای وارد بر سقف‌های کامپوزیت مانند مراکز اداری، دانشگاهی و… قابل‌توجه است، ممکن است استفاده از مقاطع لانه‌زنبوری به دلیل ممان اینرسی بالای این مقاطع، صرفاً به‌عنوان تیرهای فرعی در سقف‌های کامپوزیت توسط طراحان پیشنهاد ‌گردد؛ اما لازم به ذکر است که تیرهای ساخته‌شده از این مقاطع، عموماً در نواحی میانی و نواحی تکیه‌گاهی نیاز به تقویت دارند. در ذیل نمایی از سقف کامپوزیت معمولی یا سنتی و همین­طور سقف عرشه‌فولادی که در آن‌ها از تیرهای لانه‌زنبوری به‌عنوان تیرهای فرعی استفاده شده است را مشاهده می‌نمایید. همچنین به‌منظور کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با مقاطع لانه‌زنبوری، می‌توانید به مقاله‌ی مدلسازی و طراحی تیر لانه‌زنبوری در ایتبس مراجعه نمایید.

 

استفاده از تیر لانه زنبوری در سقف کامپوزیت

تیر لانه‌زنبوری در سقف کامپوزیت

 

تیر فرعی از نوع لانه‌زنبوری در سقف عرشه‌فولادی

تیر فرعی از نوع لانه‌زنبوری در سقف عرشه‌فولادی

◾️ مزایای سقف کامپوزیت

  • کاهش هزینه
  • سرعت و سهولت اجرا
  • عدم نیاز به شمع بندی
  • پایین بودن تنش در بتن
  • سهولت اجرا داکت (بازشو)
  • حذف رد فولاد در زیر سقف
  • امکان اجرای هم‌زمان چند سقف
  • مقاومت نهایی و شکل‌پذیری بالا
  • امکان نظارت بر اجرای سقف در طول عملیات اجرایی
  • کاهش مصرف بتن و وزن کمتر سقف حدود % ٢٠
  • یکپارچگی سقف و اسکلت و مقاومت در طول اجرای سقف
  • امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه‌ها و باربری‌های خاص
  • عدم نیاز به شمع بندی
  • انعطاف‌پذیری در طراحی

◾️ معایب سقف کامپوزیت

  • هزینه‌ی اجباری سقف کاذب و یا دیگر پوشش‌ها
  • هزینه‌ی تمام‌شده‌ی بیشتر به دلیل اجرای سقف کاذب
  • زمان اجرای طولانی‌تر نسبت به سقف‌های تیرچه‌بلوک به دلیل اجرای پوشش کاذب
  • مسئله‌ی ارتعاش که ممکن است موجب افزایش سایز مقاطع باوجود پاسخگویی تحت بارهای استاتیکی شود.

نتیجه گیری

سقف­­ های کامپوزیت یکی از انواع سقف­ هایی است که در سازه ­های فولادی کاربرد دارد. در سقف کامپوزیت از دو نوع مصالح فولاد و بتن­ مسلح استفاده می­شود؛ که تیرهای فولادی برای جبران ضعف کشش بتن در ناحیه کششی سقف مورداستفاده قرار می­گیرد.

پس از گیرش بتن دال به ­صورت مختلط عمل می­کند. برای اتصال مناسب تیر فولادی و بتن از برشگیرهای ناودانی­های فولادی استفاده می ­شود. سقف ­های کامپوزیت به دو روش با شمع بندی و بدون شمع بندی اجرا می­شود. هرکدام از این روش­ ها معایب و مزایای خاص خود را دارد. با توجه به محاسبات انجام‌شده در این ایبوک می­توان نتیجه گرفت که کنترل خیز سقف در طراحی بسیار مهم است.

منابع

  1. سازه‌های بتن‌آرمه بر اساس روش طرح مقاومت ACI 318-14 و طراحی در حالات حدی/تألیف داود مستوفی‌نژاد، انتشارات ارکان دانش،1394.
  2. طراحی سازه‌های فولادی، ج 2 /نویسندگان؛ مجتبی ازهری، سید رسول میرقادری، انتشارات ارکان دان، 1388
  3. طرح و اجرای ساختمان های فولادی / تهیه کننده دفتر مقررات ملّی ساختمان] وزارت راه و شهرسازی[؛]برای [وزارت راه و شهرسازی، معاونت مسکن و ساختمان. تهران: نشر توسعه ایران؛ 1392
  4. طرح و اجرای ساختمان های بتنی / تهیه کننده دفتر مقررات ملّی ساختمان] وزارت راه و شهرسازی[؛]برای [وزارت راه و شهرسازی، معاونت مسکن و ساختمان. تهران: نشر توسعه ایران؛ 1399
  5. آیین ­نامه بتن ایران (آبا)، تجدیدنظر دوم، 1400
  6. آیین ­نامه اتصالات در سازه های فولادی، نشریه 264، 1385
  7.  AISC. Specification for structural steel buildings. Chicago (IL): AISC-360-16, American Institute of Steel Construction; 2016.
  8. ACI. Building code requirements for structural concrete and commentary. ACI318- R14. Farmington Hills, Michigan: American Concrete Institute; 2014.
  9. Baran, Eray, and Cem Topkaya. “An experimental study on channel type shear connectors.” Journal of Constructional Steel Research 74 (2012): 108-117.
  10. J W Rackham, G H Couchman and S J Hicks.”Composite Slabs and Beams using Steel Decking: Best Practice for Design and Construction”.MCRMA Technical Paper No 13; SCI P300 Revised Edition
  11.  Mechanics of materials / Ferdinand Beer … [et al.]. 6th ed.
  12. Mechanics of materials / R.C. HIBBELER. 8th

 

مسیر یادگیری برای حرفه ای شدن

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 37,298 نفر

تفاوت خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه‌ها، نوآورانه و بروز بودن آن است. فقط تخفیف‌ها، جشنواره‌ها، تازه‌ترین‌های آموزشی و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیلتان ارسال می‌کنیم.

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل‌های تبلیغاتی متنفریم و خاطر شما را نخواهیم آزرد!

با ارسال 17اُمین دیدگاه، به بهبود این محتوا کمک کنید.
نظرات کاربران
  1. alirezaomidi1170@gmail.com

    سلام.
    مقاله متناسب با مبحث ۹ ام ۹۹ اصلاح شده؟

    پاسخ دهید

  2. مهندس شکوه شیخ زاده (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام مهندس،من پیام شما رو به گروه پشتیبانی علمی سبز سازه انتقال خواهم داد و جواب رو در اسرع وقت برای شما ارسال خواهم کرد. 🌹

    پاسخ دهید

  3. meymari

    با سلام و تبریک سال جدید
    در مورد طراحی تیرهای کامپوزیت در ایتبس ۲۰۱۶ بعد از طراحی نتایج کنترل لرزش در قسمت Report و همچنین قسمت Results for نمایش داده نمی شود لطف میکنید بفرمایید چطور مشکل را رفع کنم؟

    پاسخ دهید

  4. نوش آفرین کرمی (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    با عرض سلام
    این قسمت متناسب با کاربری پروژه باید تکمیل گردد
    https://s17.picofile.com/file/8429706734/photo_2021_04_05_14_12_50.jpg

    پاسخ دهید

  5. میترا فرهنگ

    سلام، موارد بالا مربوط به قبل گیرش بتن است،در مورد محاسبه دستی و کنترل ها بعد گیرش بتن مطلبی پیشنهاد میکنید

    پاسخ دهید

  6. Iraj Lotfy (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    در جزوه دکتر حسین زاده اصل به تفصیل در مورد ضرایب شرح داده شده است

    پاسخ دهید

  7. مهرداد قاسمی دهکردی

    سلام و خسته نباشید خدمت همه سبز سازه ای های عزیز
    ساختمان ۳طبقه ای فولادی که در راستای طول قاب ساده با مهاربند همگرا و در راستای عرض قاب خمشی میباشد
    در طراحی تیر فرعی قسمت walking acceleration قرمز میشود حد مجاز ۰۰۵/ هست و مقدار موجود ۰۰۸۶۵/ فکر کنم ایراد لرزه ای دارد
    این ارور چگونه برطرف میشود

    پاسخ دهید

  8. Iraj Lotfy (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    با سلام
    ارتعاش از ارتعاش مجاز بیشتر است و باید تیرهای فرعی اصلاح گردد(فاصله ی آنها کمتر یا مقاطع افزایش یابد)، در این قسمت توصیه می گردد ابتدا سازه ی اصلی (تیرهای اصلی) آنالیز گردد و سپس اقدام به اصلاح تیرهای فرعی نمود
    https://uupload.ir/files/m4ks_ph.jpg
    طبق فرمول بالا علاوه بر تیرهای کامپوزیت، تیرهای اصلی نیز در کنترل ارتعاش فعال هستن

    پاسخ دهید

  9. تقی عرفانیان

    تقی عرفانیان
    سلام
    مقداربارروی تیرهای فرعی که برروی تیرهای اصلی منتقل میشود.بصورت بارگسترده اعمال میشودیاخیر؟

    پاسخ دهید

  10. Iraj Lotfy (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    با سلام
    در مدلسازی سقف های کامپوزیت، اجزای مختلف آن(سقف، تیر فرعی، تیر اصلی) در ETABS مدل می شود و مسیر انتقال بار بدین صورت است:
    دال ->تیر فرعی->تیر اصلی-> ستون->فونداسیون->زمین
    همچنین اگر شما بعد از آنالیز دکمه F8 را فشرده و خروجی های نیرو را به صورت گرافیکی مشاهده نمایید و با کلیک بر روی تیر فرعی مورد نظر دیاگرام تلاش های داخلی عضو مورد نظر را مشاهده فرمایید و از صحت آنالیز مطمئن شوید.

    پاسخ دهید

  11. مهدی رضایی

    با سلام
    در این مقاله برای محاسبه نیروی مقاوم برش گیر تنها به ظرفیت برشگیر اشاره شده و آن را ملاک عمل قرار داده حال آن که معمولا مقاومت جوش برشگیر بسیار تعیین کننده تر می باشد و عملا نیروی مقاوم برشگیر کمترین دو مقدار نیروی برشی ناودانی و جوش آن می باشد. ممنون میشم در مورد محاسبه مقاومت نهایی قابل استفاده (و نه صرفا برشگیر ) توضیحات تکمیلی ارائه شود.
    همچنین فاصله حداکثر تیرهای کامپوزیت تحت تاثیر چه عواملی می باشد.
    با تشکر

    پاسخ دهید

  12. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    ۱-همانطور که اشاره کردید نیروی مقاوم برش گیر کمترین دو مقدار نیروی برشی ناودانی و جوش آن می باشد. این یعنی نیرویی که برای ظرفیت برش گیر محاسبه می شود باید توسط جوش قابل انتقال باشد.
    بنابراین در قسمت تنظیمات تیرهای کامپوزیت، در محاسبه ظرفیت برش گیر باید علاوه بر مقاومت مقطع ناودانی، مقاومت جوش آن معیار قرار گیرد. بر اساس رابطه ۱۰-۲-۸-۳۴ مبحث دهم مقاومت ناودانی نمره ۶ با طول ۶ سانتی متر بیش از ۱۰۰KN به دست می آید. با توجه به اینکه مقاومت جوش اتصال ناودانی به بال تیر معمولا مقاومت پایین تری دارد. در قسمت تنظمیات به جای ۱۰۰KN مقدار ۵۰KN را وارد میکنیم.

    ۲- فاصله بین تیرهای کامپوزیت باید طوری باشد که دال بین دو تیر متوالی با عملکرد یکطرفه و تحت خمش و برش جوابگو باشد. معمولاً تا حدود ۱۲ برابر ضخامت دال فاصله بین تیرهای فرعی مشکلی ندارد (عرف اجرایی بین ۹۰ تا ۱۲۰ سانتی متر می باشد). به دلیل اینکه برای بتن ریزی باید زیر سقف قالب بندی شود فاصله تیرهای فرعی را به عنوان تکیه گاه قالب ها نمی توان بیش از این در نظر گرفت.

    پاسخ دهید

  13. محمدحسین فرحناکی

    با تشکر از سبزسازه و نویسنده این مقاله خوب
    در مورد تشخیص نیاز یا عدم نیاز تیرهای کامپوزیت به شمع بندی در etabs چیزی گفته نشده که ملاک، نسبت تنش های نهایی هست یا نسبت تنش های بارهای حین ساخت یا تغییر مکان ها یا ……؟
    مثلا ما حتی اگه طراحی مون براساس شمع بندی تیرها باشه تعدادی از تیرها بدون نیاز به شمع هم جوابگوی بارهای وارده هستند.چه جوری اونا رو مشخص کنیم.ملاک تشخیص تو ایتبز کدوم پارامتره؟
    مورد بعد در صورت نیاز به شمع تعداد و فواصلشو رو چه جوری بدست بیاریم؟
    باز هم ممنون

    پاسخ دهید

  14. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    در سقف کامپوزیت و سقف عرشه فولادی، در نرم افزار چون خود تیرها عملا رسم می شوند پس بحث تیر ریزی سقف مستقیما به خود این تیرها بر میگردد و سقف یک طرفه که روی تیرها رسم می کنیم نقش انتقال بار را خواهد داشت یعنی “باید” جهت آن عمود بر تیرهای فرعی بوده تا بار ابتدا از سقف به تیر های فرعی انتقال یابد سپس از طریق تیر های فرعی به اصلی منتقل شود.

    پاسخ دهید

  15. فرهاد

    در مورد عرض موثر تیرهای مورب مدل شده در ایتبس میتونید راهنمایی بفرمایید چطور هستش نحوه عملکرد برنامه؟
    حالا چه تیرهای داخل پانل( تیرهای فرعی) چه در خصوص تیرهای اصلی ( تیرهای مورب باربر یا پلهای باربر)

    پاسخ دهید

  16. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    نحوه محاسبه عرض موثر توسط برنامه:
    برنامه به صورت پیش فرض در طولی به میزان ۷۰% میانه تیر، عرض موثر دال را تعیین می کند و از کوچکترین عرض بدست آمده در تیر beff در محاسبات تیر مرکب استفاده می کند. این پیش فرض قابل تغییر است. اگر این مقدار را کمتر کنید امکان دارد عرض موثر درست محاسبه نشود.

    اثر تیرهای قطری بر عرض موثر دال:
    در شکل شماره ۱،از منوال ایتبس فرض کنید، عرض موثر دال بر اساس فاصله بین مرکز تا مرکز تیرهای مجاور محاسبه می شود. همچنین فرض کنید که برنامه از محدوده میانی پیش فرض ۷۰% در محاسبه عرض موثر استفاده می کند. اگر متغیر XA در شکل کمتر از ۰٫۱۵ باشد آنگاه عرض موثر دال بتنی در وجه بالایی تیر A (بین تیر A و تیر X) بر اساس فاصله بین تیر A و تیر X محاسبه می شود.
    ولی اگر XA بزرگتر از ۰٫۱۵ باشد، آنگاه عرض موثر دال بتنی در وجه بالایی تیر A بر اساس فاصله بین تیر A و تیر Y در موقعیت واقع در فاصله ۰٫۱۵LA از انتهای چپ تیر محاسبه می شود. این فاصله در امتداد یک خط که بر تیر A عمود می باشد، اندازه گیری می شود. برای درک بهتر این موضوع می توانید شکل شماره ۲ را ببینید.
    در شکل شماره ۳ فرض کنید، عرض موثر دال بر اساس فاصله بین مرکز تا مرکز تیرهای مجاوری محاسبه می شود. وقتی فاصله عمودی بین تیر B و تیر مجاور بالای آن محاسبه می شود. برنامه تیر قطری Z را تنها زمانی در نظر می گیرد که زاویه α کمتر از ۴۵ درجه باشد. اگر زاویه بیشتر از ۴۵ درجه باشد، هنگام محاسبه عرض موثر تیر B از تیر قطری Z صرف نظر می شود.
    در شکل شماره ۴ که دو تیر در یک نقطه به تیر C متصل شده اند، برنامه عرض موثر دال بتنی را در سمتی از تیر که دو قطری حضور دارند برابر صفر در نظر می گیرد. علت این موضوع این است که برنامه نمی تواند وجود و یا عدم وجود دال بتنی دو قطری را تشخیص دهد.

    پاسخ دهید

question