سبزگپ هشتم: مقایسه انواع سقف های سازه ای

همیشه انتخاب نوع سقف و نحوه طراحی انواع سقف ها مورد بحث مهندسین بوده است اما به نظر شما مناسب ترین نوع سقف برای اجرا در دهانه های بزرگ کدام است؟ تفاوت مابین سقف دال بتنی و تیرچه بلوک چیست؟

در این سبزگپ جامع با کمک جداول به بررسی و مقایسه 7 نوع سقف رایج مانند سقف کرومیت می پردازیم. همچنین نکات طراحی و اجرایی سقف های رایج را با کمک متخصصین این حوزه بررسی می کنیم.

⌛️ آخرین به روزرسانی: 26 مرداد 1401

📕 تغییرات به روزرسانی: اضافه شدن توضیحات تکمیلی و توضیح در رابطه با سقف‌های وافل

 

📺 بررسی سقف های کوبیاکس و یوبوت به همراه بیان مزایا و معایب آنها

سقف های کوبیاکس و یوبوت توسط مهندسان اروپایی، به دلیل مزیت های سازه ای، اقتصادی و معماری به‌ سرعت در سراسر دنیا مورد استقبال قرار گرفت اما آیا تمام این مزیت ها برای سازه هایی که در ایران می سازیم وجود دارد؟ تفاوت این سقف ها با دیگر سقف های رایج در ایران چیست؟

در این سبزگپ به بررسی سقف های کوبیاکس و یوبوت خواهیم پرداخت. البته متن کوتاهی از این مصاحبه را همینجا می توانید مطالعه کنید و توضیحات تکمیلی و جذاب سقف های کوبیاکس و یوبوت را در ویدئو مشاهده کنید.

 

 

📺 بررسی سقف کامپوزیت و عرشه فولادی به همراه نکات طراحی و اجرای آنها

همانطور که می دانید سازه ها با اسکلت های متفاوت، سقف های متنوعی را پذیرا می باشند و بارهایی را که به آنها وارد می شود را منتقل می کنند به طور مثال در اسکلت فلزی می توانید سقف هایی مانند سقف عرشه فولادی، کامپوزیت، دال بتنی و… استفاده کنید اما سقف عرشه فولادی چیست؟ نکات طراحی سقف کامپوزیت و عرشه فولادی را می دانید؟

در این سبزگپ مهندس کاویان پور به همراه دکتر فرخی به بررسی مزایا و معایب سقف های کامپوزیت و عرشه فولادی، بیان نکات طراحی سقف کامپوزیت و عرشه فولادی در ایتبس خواهند پرداخت.

 

 

💬 معرفی و مقایسه کلی انواع سقف

سقف به‌ عنوان اولین عضو در مسیر انتقال بارهای ثقلی و جانبی، یکی از مهم‌ترین بخش‌های یک ساختمان است که وظیفه‌ی آن ضمن تحمل و انتقال بارهای ثقلی، دریافت نیروی جانبی زلزله و توزیع آن بین اجزای لرزه بر قائم (مانند ستون‌ها، مهاربندها و دیوارهای برشی) می‌باشد. هر چه سقف صلب‌ تر باشد، رفتار سازه در هنگام زلزله بیشتر قابل پیش‌بینی می‌باشد.

 

 

💬 تقسیم بندی  انواع سقف ها از نظر  رفتار لرزه ای

• سقف صلب: در این سقف بار جانبی زلزله به نسبت سختیِ اعضای قائم لرزه بر، بین آن‌ها تقسیم می‌شود.
• سقف انعطاف‌پذیر: در این سقف‌ ها بار جانبی زلزله به نسبت وزن لرزه‌ای (بار مرده و درصدی از بار زنده مربوط به سطح بارگیر عضو) بین اعضای لرزه بر تقسیم می‌شود.
• سقف نیمه صلب: در این نوع سقف توزیع نیروی زلزله بر اساس ترکیبی از دو حالت فوق انجام می‌شود.

با صلب در نظر گرفتن دیافراگم می‌توانیم نیروهای جانبی وارد بر ساختمان را به سیستم باربر جانبیِ قائم از جمله دیوار برشی و یا بادبندها انتقال دهیم، در واقع دیافراگم سازه در نقش سیستم باربر جانبیِ افقی ایفای نقش می‌کند. اگر دیافراگم‌ها، اولین عضو از سازه که در مسیر انتقال بار قرار دارند، صلب نباشد، حتی در صورتی‌ که اعضای باربر جانبیِ قائم با سختی بسیار زیادی داشته باشیم، نیروی زلزله به‌ درستی از سقف به آن‌ ها منتقل نشده و به احتمال زیاد مقاومت ساختمان در برابر زلزله مختل می‌شود؛ به‌ عبارت ‌دیگر در ساختمان سقف‌ ها رابط اعضای باربر جانبی ِقائم با یکدیگر و توزیع‌ کننده‌ ی نیروی جانبی بین آن‌ ها هستند پس ساخت و اجرای یک سقف با صلبیت کافی، از پارامتر های مهم در طراحی سازه‌ ها می‌ باشد.

در سال‌ های اخیر با توجه به نیاز بازار انواع گوناگونی از سقف‌ ها به وجود آمده که هرکدام از آن‌ها دارای مزایا و معایبی می‌باشند. در این مقاله به بررسی چند نوع مهم و پرکاربرد از سقف‌ ها می‌ پردازیم که در تصویر نمونه‌هایی از آن‌ها را مشاهده می‌کنید:

 

 

 

 

جدول مقایسه انواع سقف های ساختمانی
نوع سقف مزایا	کوبیاکس/ یوبوت	کامپوزیت / عرشه فولادی	تیرچه‌بلوک / کرومیت	دال با تیر	طاق ضربی
امکان اجرا برای دهانه‌ های بلند	زیاد	کم	کم	متوسط	کم
هزینه اجرا	زیاد	زیاد	متوسط	زیاد	کم
ارتعاش	کم	زیاد	متوسط	متوسط	زیاد
سرعت و راحتی اجرا	متوسط	زیاد	متوسط	کم	زیاد
صلبیت سقف	زیاد	کم	متوسط	زیاد	کم
مقاومت در برابر آتش‌سوزی	زیاد	کم	کم	زیاد	زیاد
نیاز به اجرای سقف کاذب	خیر	بله	خیر	بله	خیر
عایق بودن در برابر صوت	زیاد	کم	متوسط	متوسط	متوسط

 

💬 انواع سقف ها از نظر رفتار لرزه ای

سقف طاق ضربی

سیستم طاق ضربی یکی از قدیمی‌ ترین انواع سقف های رایج در کشور می‌باشد. فاصله بین تیرهای فرعی این سیستم بین 70 تا 100 سانتی متر می‌باشد و حداکثر دهانه قابل‌ اجرا برای این نوع سقف 5 متر می‌باشد. برای ساخت این سقف از آجر فشاری، گچ و خاک استفاده می‌شود. برای استحکام بیشتر و انتقال بار از سقف به تیرهای وارده، آجرها به صورت قوسی کار گذاشته می‌شوند.

این سقف در برابر بارهای افقی (زلزله) صلبیت کافی را نداشته و به دلیل نداشتن یکپارچگی کافی، در هنگام زلزله معمولاً سقف دچار ریزش می‌شود. سقف طاق ضربی جز سقف‌های انعطاف‌پذیر است که توزیع نیروی زلزله بین اعضای لرزه بر اساس سطح بارگیر انجام می‌شود.

 

 

 

ردیف	مزایا	معایب
1	سرعت اجرای بالا	یکپارچه نبودن و عدم انسجام کافی و در نتیجه ضعف در برابر زلزله
2	در دسترس بودن مصالح	خوردگی آهن در تماس سیلیکات گچ
3	عدم نیاز به تخصص بالا	لرزش بیش‌ از حد
4		سنگینی بیش ‌از حد

 

نکات اجرایی

• مقدار قوسی که در سقف لحاظ می‌شود نباید به حدی زیاد باشد که باعث سنگینی سقف و هدر رفت مصالح گردد.
• دهانه‌ ها باید به‌ طور مساوی اجرا گردند چرا که اگر یک دهانه تنها اجرا شود ممکن است تیر آهن ایستایی خود را از دست‌ داده و سقف ریزش کند.

سقف تیرچه بلوک

سقف تیرچه‌بلوک نوعی سقف است که از ترکیب تیرچه و بلوک سبک سیمانی یا سفالی و یا فوم ساخته می‌شود. با توجه به این که بتن تحمل نیروی کششی چندانی ندارد، در این نوع سقف از بلوک‌های ذکر شده برای پر کردن قسمت زیرین سقف استفاده می‌شود تا با حذف بتن کششی، در مصرف مصالح صرفه‌جویی شود و وزن سقف سبک‌تر باشد. فقط مقداری از بتن (قسمت 10 سانتی متری پاشنه تیرچه) برای آن که میلگردها را در جای خود نگه دارد باقی می‌ماند. در این سقف وظیفه تحمل فشار را بتن بالایی و تحمل کشش را میلگردهای تحتانی بر عهده دارد.

طبق آزمایش‌های انجام‌ شده، از لحاظ لرزه‌ ای این سقف‌ها دارای صلبیت مناسبی می‌باشند و از عملکرد دیافراگمی مناسبی برخوردار است.

 

 

 

انواع تیرچه مورد استفاده در سقف‌ های تیرچه‌ بلوک:

• تیرچه پاشنه سفالی (به دلیل افت کیفیت و مقاومت پایین، استفاده از این نوع تیرچه ممنوع شده است).

 

 

 

• تیرچه پاشنه بتنی

 

• تیرچه فلزی با جان باز (کرومیت)

 

 

انواع بلوک پر کننده:

1. بلوک سیمانی و بتنی (هبلکس)
2. بلوک سفالی
3. بلوک پلی استایرن و پلاستوفوم

 

 

انتخاب ارتفاع تیرچه با توجه به ارتفاع سقف
ضخامت سقف (cm)	ارتفاع بلوک (cm)
25	18
30	22
35	26

 

مزایا و معایب سقف تیرچه‌بلوک
ردیف	مزایا	معایب
1	از نظر اقتصادی هزینه کمتری نسبت به سایر سقف‌های مشابه دارد.	کنترل نداشتن بر روی مقاومت بتن به علت ساخت کارگاهی
2	با تهیه کردن مصالح آن می‌توان آن را در کارگاه ساخت.	آماده شدن تیرچه‌ها معمولاً زمان‌بر است و اجرای این سقف نسبت به انواع مشابه به زمان بیشتری نیاز دارد
3	مقاومت مناسب در مقابل نیروهای افقی مانند باد و زلزله	حمل‌ونقل آن مشکل است و ممکن است دچار شکستگی و یا حتی باعث ایجاد خطر برای کارگران شود.
4	صاف بودن سطح بالا و پایین سقف پس از اجرا (عدم نیاز به سقف کاذب)	به دلیل اجرا به ‌وسیله جک و شمع امکان اجرای چند سقف به‌صورت هم‌زمان وجود ندارد
5	عایق رطوبت، صدا کوبشی و حرارت	بزرگ‌ترین عیب این نوع سقف این است که در دهانه‌های بزرگ نمی‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. (مطابق نشریه شماره 543)
6	دوام مناسب در برابر آتش‌سوزی (البته یونولیت در برابر آتش ضعیف است اما تیرچه‌های بتنی نسبت به سقف‌های با تیرآهن یا تیرچه کرمیت در برابر آتش مقاوم‌تر هستند)	جدا شدن و ریزش بلوک‌ها در هنگام زلزله

 

سقف تیرچه کرومیت

سقف تیرچه کرومیت به عنوان یکی از انواع سقف مشابه سقف تیرچه‌ بلوک است با این تفاوت که از تیرچه‌ های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می‌شود. نحوه ساخت این تیرچه‌ها به این صورت می‌باشد که از یک تسمه فولادی در زیر تیرچه، یک نبشی در قسمت فوقانی تیرچه و از میلگرد زیگزاک در جان استفاده می‌شود. در قسمت‌های انتهایی تیرچه از ورق فولادی برای تقویت برشی تیرچه استفاده می‌شود.

 

 

این نوع تیرچه به دلیل خود ایستا بودن نیازی به شمع بندی ندارد به همین دلیل از سرعت اجرای بالایی برخوردار است. برای پر کردن فاصله بین تیرچه‌ ها از قالب‌ های ثابت مانند بلوک سیمانی، بلوک سفالی، پلی استایرن، قالب‌ های موقت فولادی و یا هر پر کننده سبک دیگر استفاده می‌شود. عملکرد لرزه‌ ای این سقف‌ ها شبیه سقف‌ های تیرچه بتنی می‌باشد.

 

 

 

 

مزایا و معایب سقف تیرچه کرومیت
ردیف	مزایا	معایب
1	از نظر اقتصادی هزینه کمتری نسبت به سایر سقف‌ها دارد.	ضعف در برابر آتش‌سوزی
2	سرعت اجرای بالا به دلیل عدم نیاز به شمع بندی	عدم طراحی مناسب و بهینه
3	عایق رطوبت، صدا و حرارت	لرزش زیاد (در صورت استفاده نکردن از شمع)
4	صاف بودن سطح بالا و پایین سقف پس از اجرا (عدم نیاز به سقف کاذب)	داغ تیرچه (به دلیل نیروی مغناطیسی در فلز تیرها ذرات باردار در هوا را جذب می‌کنند)
5		جدا شدن و ریزش بلوک‌ها در هنگام زلزله

 

سقف دال بتنی

سقف دال بتنی یکی از متداول ترین انواع سقف های بتنی می باشد که دارای 2 نوع دال تخت (دال بدون تیر) و دال با تیر است که در زیر در مورد آن‌ ها توضیح داده شده است.

 

الف) دال تخت

در این نوع دال تیر اجرا نمی‌شود و سقف به‌ صورت مستقیم به ستون‌ ها و دیوار برشی‌ ها متصل است. این نوع سقف نسبت به دال بتنی متکی بر تیر، از صلبیت کمتری برخوردار است؛ چرا که عامل ایجاد کننده‌ی سختی، مقطع عمیق تیرهاست که در این نوع سقف هیچ تیری در داخل سقف وجود ندارد و ستون‌ها مستقیماً از طریق دال سقف به یکدیگر متصل هستند. همچنین با توجه به اینکه عکس‌ العمل ستون‌ها با بارهای ثقلی وارده از طرف دال به‌ صورت نقطه‌ ای است، احتمال وقوع برش پانچینگ برای این قبیل سقف‌ ها بسیار محتمل است که برای جبران این ضعف از کتیبه و سر ستون استفاده می‌ شود.

 

 

مزایا و معایب سقف دال بتنی تخت
ردیف	مزایا	معایب
1	سهولت اجرا	نسبت به سقف‌های مشابه سنگین‌تر است
2	مقاومت مناسب در برابر زلزله	ضعف در انتقال برش در محل ستون
3	مقاومت در برابر آتش‌سوزی	عدم کاربرد در دهانه‌های بلند
4	عدم نیاز به سقف کاذب

 

ب) تیر دال

در این نوع سقف، برخلاف دال‌ های تخت از تیر نیز استفاده می‌شود و به همین دلیل دارای صلبیت بیشتری می‌باشد و بار کف ابتدا به تیر و سپس به ستون منتقل می‌شود. وجود تیر در اطراف دال باعث کاهش چشمگیر خیز دال می‌شود. بر عکس سیستم دال تخت، این سیستم محدودیت استفاده در ساختمان‌ های کمتر از 10 متر ارتفاع یا 3 طبقه را ندارد.

 

 

مزایا و معایب سقف دال با تیر
ردیف	مزایا	معایب
1	خیز کم	وجود آویز تیرها و نیاز به سقف کاذب
2	ایجاد دیافگرام صلب و مقاومت خوب در برابر زلزله	نسبت به سقف‌های مشابه سنگین‌تر است
3	مقاومت در برابر آتش‌سوزی	اجرای آن نسبت به دال تخت سخت‌تر می‌باشد
4	پوشش دهانه‌های بلند

 

سقف کامپوزیت و عرشه فولادی

سقف کامپوزیت یا مرکب به سقفی گفته می‌شود که شامل تیرهای فلزی دارای برش گیر (در بال فوقانی)، بتن و آرماتور حرارتی می‌باشند. تیرهای فرعی می‌توانند از نوع لانه‌زنبوری یا سایر پروفیل‌های نورد شده باشند. بال فوقانی تیرها با کمک برش گیر به همراه بتن تحمل فشار و قسمت تحتانی تیرها تحمل کشش را بر عهده دارند. این سیستم سقف عمدتاً در ساختمان‌های فولادی قابل ‌اجرا هستند. سقف‌های کامپوزیت به دو صورت با شمع بندی و یا بدون شمع بندی انجام می‌شوند. برای جلوگیری از افزایش سایز تیرها و همچنین برای جلوگیری از شکم دادن سقف، معمولاً برای دهانه‌های بالای 3 متر، یک شمع در وسط دهانه قرار می‌گیرد و برای دهانه‌های بالای 6 متر نیز معمولاً از 2 شمع استفاده می‌شود.

عملکرد لرزه‌ای این نوع سقف مناسب می‌باشد چرا که دارای سختی و یکپارچگی خوبی می‌باشد. همچنین وزن آن نسبت به سایر سقف‌ها کمتر است و این خود باعث کاهش نیروی جانبی وارده به سازه و در نتیجه سبک‌تر شدن وزن اسکلت سازه می‌شود که می‌تواند از لحاظ  اقتصادی هم مقرون‌ به ‌صرفه باشد.

 

 

 

مزایا و معایب سقف کامپوزیت و عرشه فولادی
ردیف	مزایا	معایب
1	کاهش وزن سقف نسبت به سقف‌های تیرچه‌بلوک و دال بتنی	در صورت اجرای غیر اصولی و عدم درگیری کامل بتن و فولاد، ممکن است سقف دچار شکم زدگی شود.
2	سهولت اجرای بازشو	لرزش زیاد (اگر هنگام ساخت از شمع بندی استفاده شود لرزش آن کمتر خواهد شد)
3	سرعت اجرای بالا	با وجود این که نسبت به سقف‌های تیرچه‌بلوک و کرومیت از سرعت ساخت بالاتری برخوردار است اما به دلیل نیاز به سقف کاذب، نهایتاً هزینه تمام‌شده بیشتری دارد و همچنین زمان بیشتری برای اجرای کامل آن نیاز است.

 

سقف کامپوزیت و عرشه فولادی 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، به صورت یکپارچه عمل می‌کنند و هر کدام از این بخش‌ها، نقش سازه‌ ای خاصی را بر عهده دارند به طور کلی سقف کامپوزیت شامل اجزایی مانند تیرهای فرعی، برشگیر ها، بتن و آرماتور هستند. اما سقف کامپوزیت عرشه فولادی در واقع، بهبود یافته سقف کامپوزیت معمولی است که به عنوان یکی از اقتصادی ترین انواع سقف معرفی می شود به صورت کلی سقف عرشه فولادی شامل اجزایی مانند تیرهای فرعی، ورق گالوانیزه کنگره دار، گلمیخ های استوانه ای، بتن و آرماتور است.

سقف های کامپوزیت شامل چند دسته هستند مانند:

• کامپوزیت معمولی
• کامپوزیت کرومیت
• کامپوزیت عرشه فولادی
• روفیکس
• ……

سقف یوبوت

این نوع سقف توسط مهندسان ایتالیایی برای بهینه‌ سازی و رسیدن به مقاومت مناسب در برابر زلزله و همچنین استفاده در دهانه‌ های بلند ابداع شد. این سیستم به خاطر مزیت‌ های سازه‌ ای، اقتصادی و معماری به‌ سرعت در سراسر دنیا مورد استقبال قرار گرفت. دال مشبک یوبوت از ترکیب بتن، میلگرد و قالب‌ های از پلی‌ پرو پیلن ساخته می‌شود. سختی نسبتاً بالای این سقف و عملکرد دو طرفه آن این امکان را به مهندسین می‌دهد تا تیرها را حذف کرده و دست مهندسین معمار و محاسب برای اجرای نقشه‌های معماری باز باشد.

از لحاظ اقتصادی، هزینه اجرای این سقف زیاد می‌ باشد اما در مجموع با توجه به سبک شدن سقف، نیروهای افقی زلزله نیز کاهش می‌یابد و در نتیجه مقاطع کوچک‌ تری برای ستون‌ ها و پی مورد نیاز است و باعث کاهش هزینه‌ی ساخت اسکلت سازه می‌شود. با توجه به این که آویز تیرها حذف می‌شود، اجرای تأسیسات مورد نیاز راحت‌ تر است و با هزینه کمتری اجرا می‌شود.

 

 

مزایا و معایب سقف یوبوت
ردیف	مزایا	معایب
1	باربری دوطرفه و عملکرد مناسب در هنگام زلزله	عدم امکان پوشش بهینه دهانه با قالب‌ها
2	ایجاد دهانه‌ها و کنسول‌های بلندتر	عدم بومی بودن آن با توجه به لرزه‌خیز بودن ایران
3	امکان حذف تیرها و ایجاد دال تخت	تغییر شکل و یا شکستن قالب در حین بتن‌ریزی و یا حرکت کارگران
4	امکان ایجاد بازشوهای بزرگ و شکل‌های نامنظم در سقف	عدم امکان استفاده از ابعاد بهینه قالب‌ها در دهانه‌های مختلف و در نتیجه افزایش بار مرده
5	امکان ستون گذاری نامنظم
6	حذف آویز تیرها و کاهش ضخامت سقف

 

سقف کوبیاکس

سقف کوبیاکس یکی از انواع سقف می باشد که همانند سقف تیرچه‌ بلوک و یوبوت، در قسمت‌ هایی از دال که بتن کاربرد سازه‌ای ندارد با گوی‌ های تو خالی جایگزین می‌گردد. این گوی‌ ها بین مش‌ های میلگرد بالا و پایین قرار می‌ گیرند و زیر گوی‌ ها نیز با بتن پر می‌شود. در این نوع دال با وجود حذف بتن غیر سازه‌ای، خاصیت باربری دو طرفه دال حفظ می‌شود و با شکل‌گیری دو لایه بتنی در بالا و پایین و همچنین تیرچه‌های متعامد، قابلیت باربری مناسبی دارد. سقف کوبیاکس به دلیل داشتن حفره‌های هوا، در برابر انتقال صدا، سرما و گرما و همچنین در برابر آتش‌سوزی بسیار مقاوم می‌باشد.

 

 

با توجه به این که در محل اتصال با اعضای باربر لرزه‌ای (ستون و دیوار برشی) حداکثر تنش‌ها اتفاق می‌افتد، این نواحی را به‌ صورت توپر (بدون گوی) اجرا می‌کنند؛ بنابراین از لحاظ رفتار درون صفحه‌ای اختلافی با دال توپر ندارد و عملکرد لرزه‌ ای آن بسیار مناسب می‌باشد؛ چرا که علاوه بر دارا بودن خصوصیات دال توپر، از وزن کمتری برخوردار است.

 

 

فنّاوری سقف کوبیاکس مربوط به کشور های مانند انگلیس و آلمان است که کشورهای لرزه‌ خیزی نیستند و از این سیستم در کشور های لرزه‌ خیزی مانند ژاپن و آمریکا استفاده نمی‌شود و استاندارد مربوط به این نوع سقف در هیچ‌ یک از آیین‌ نامه‌ های معتبر دنیا وجود ندارد؛ لذا به‌ کارگیری این سیستم در کشور ما نیازمند تحقیقات بیشتری می‌باشد.

از لحاظ  اقتصادی، هزینه اجرای این سقف زیاد می‌ باشد اما در مجموع با توجه به سبک شدن سقف، نیروهای افقی زلزله نیز کاهش می‌ یابد و در نتیجه مقاطع کوچک‌ تری برای ستون‌ ها و پی مورد نیاز است و باعث کاهش هزینه‌ی ساخت اسکلت سازه در حدود 5 تا 15 درصد می‌شود. با توجه به این که آویز تیرها حذف می‌شود، اجرای تأسیسات مورد نیاز راحت‌ تر است و با هزینه کمتری اجرا می‌شود.

 

مزایا و معایب سقف کوبیاکس
ردیف	مزایا	معایب
1	باربری دو طرفه	استفاده از این سیستم در پروژه‌های کوچک از لحاظ اقتصادی مقرون ‌به ‌صرفه نیست.
2	صاف بودن سطح بالایی و زیرین سقف و عدم نیاز به سقف کاذب	عدم وجود ضوابط طراحی در آیین‌نامه‌ها
3	کاهش تعداد و سطح مقطع عضوهای قائم (دیوار برشی و ستون)	جاگیر بودن پرکننده‌های کروی در هنگام حمل‌ونقل و دپو
4	حذف آویزها و کاهش ارتفاع کلی سازه	مقاوم در برابر آتش‌سوزی
5	کاهش خیز
6	امکان ستون گذاری نامنظم (انعطاف‌پذیری در پلان معماری)

دال مجوف چیست و دلیل وارد شدن آن به صنعت مهندسی ایران چه بوده است؟

در سیستم های دال با توجه به وجود بتن و آرماتور تحقیقاتی شروع شد مبنی بر اینکه هسته بتن مرکزی باید در محل هایی که کاربرد سازه ای ندارند حذف شود و با سیستم های دیگری پر شود به همین دلیل دال های مجوف به عنوان جایگزین انتخاب شد. به طور مثال در سیستم های کوبیاکس از گوی های توخالی که عمدتا از جنس پلی اتیلن بازیافتی هستند استفاده شده است و در سقف های یوبوت هم به همین صورت.

اگر بخواهیم از دلایل اصلی انتخاب و ورود دال های مجوف به کشورمان صحبت کنیم باید به مواردی مانندزیر اشاره کنیم:

• شروع بحث صنعتی سازی در سازه ها
• انتقال صنعت از شرایط سنتی به بافت های جدید تر و صنعتی
• عدم نیاز به سرمایه گذاری زیاد برای احداث کارخانجات
• امکان استفاده از نیروهای اجرایی با آموزش های مقدماتی و کم
• انعطاف پذیری خوب این سقف ها

 

 

سقف های کوبیاکس و یوبوت در چه نوع سازه هایی کاربرد دارند؟

همانطور که می دانید مناطق لرزه خیزی طبق آیین نامه 2800 به چهار منطقه تقسیم بندی شده است. همانطور که آیین نامه بیان کرده است در مناطق لرزه ای 1 و 2 ساختمان های تا 3 طبقه یا 10 متر ارتفاع ما مجاز به استفاده از سیستم ستون دال هستیم اما اگر از این مقدار تجاوز کند دیگر این سیستم به تنهایی کفایت نمی کند و باید نیروهای جانبی توسط دیوار برشی و یا مهاربند ها تحمل شوند. اما در مناطق لرزه ای 3 و 4

در همه سازه ها باید از دیوار برشی یا مهاربند استفاده کنیم.

همانطور که می دانید در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان دیوار برشی متوسط حذف شده است و ما از این به بعد دیوار برشی را به صورت ویژه خواهیم داشت. پس ما در قاب های خمشی ساختمان های فولادی و بتنی دیگر دیوار برشی متوسط را نداریم. به هر حال ما مجاز به استفاده از ستون دال به تنهایی در شهر هایی مانند تهران نیستیم و حتما باید در کنار آن از دیوار برشی استفاده شده باشد.

کوبیاکس یک نوع سقف است که از نظر سازه­ای بر مبنای سقف­های دال بتنی دوطرفه اما متفاوت با آنهاست. اساس طراحی تکنولوژی cobiax مبنی است بر سقف سازه­ای با ویژگی (سقف دال دوطرفه) مشابه سقف­ های بتنی دال دوطرفه مرسوم با این تفاوت که هسته بتن مرکزی در محل­هایی که کاربرد سازه ای ندارد با گوی ­های توخالی جایگزین می­گردد. جنس این گوی ­ها پلی اتیلن بازیافت یا پلی پروپیلن می­باشد.

سیستم کوبیاکس از نظر اقتصادی و بهره ­وری، معمولا برای دال­ های دوطرفه در دهانه­ های بلند در ساختمان های عمومی، تجاری و ساختمان­های مسکونی کاربرد دارد.

یوبوت یک سیستم سازه ای از نوع دال بتنی دوطرفه مجوف (توخالی) است، در این نوع سازه بین میلگردهای بالا و پایین نوعی بلوک تو خالی از جنس پلی پروپیلن که یوبوت نامیده می­شود به جای بتن غیرسازه­ای میانه سقف استفاده شده است. از آن جایی که بلوک های مورد نظر درون دال بتنی مدفون هستند در این سازه قسمت زیر دال بتنی کاملا مسطح است.

این نوع سقف برای دهانه­ های بلند کاربرد دارد. سطح تحتانی و فوقانی آن تخت می­باشد و در مقایسه با دال­های دیگر از تعداد تیرهای کمتری استفاده شده است. ضخامت این سقف معمولا هم اندازه با تیرها یا کلاهک ستون­ ها در نظر گرفته میشود. وزن و ضخامت این نوع سقف کم می­باشد و با حذف ستون­ های اضافی با استفاده از این سقف، باعث ایحاد دهانه های بلند در پلان می­شود که این امر باعث می­شود تا دست معماران در طراحی بازتر و راحت تر شود.

سقف های کوبیاکس و یوبوت چه تفاوتی با سقف دال تخت دارد ؟

موضوعات متفاوتی در این جا وجود دارد که من تنها به یکی دو نکته از این موارد اشاره می کنم.  اولین مورد بحث جمع کننده ها و ضوابط اجزای لبه ای و اجزای محیط پانچ هستند یکی از مهم ترین تفاوت هایی که بین سیستم های دال تخت و سیستم های دال مجوف وجود دارد بحث انتقال نیرو های خمشی و برشی از سقف به تیر است. انتقال نیرو های خمشی و برشی در سیستم دال تخت به سیستم دیوار ها به راحتی انجام خواهد شد اما در سیستم کوبیاکس و یوبوت با شرایط خاصی باید این انتقال نیرو صورت بگیرد.

تفاوت بعدی که می توانم اینجا به آن اشاره کنم بحث مقطع شکل طراحی است در سیستم های دال  تیر های کناره به شکل T طراحی می شوند اما در مقاطع کوبیاکس و یوبوت مقاطع به شکل مستطیل طراحی می شوند و در قسمتی که ما از گوی های توخالی استفاده می کنیم در کوبیاکس و یوبوت آن مقاطع به صورت I شکل استفاده می شوند.

 

 

شما همچنین می توانید مقاله سقف بتنی را از سایت کارکشته مطالعه کنید.

سقف وافل

سقف وافل یک نوع دال مشبک در اسکلت بتنی می باشد. این نوع سقف دارای ظاهری زیبا و هزینه ای مقرون‌به‌صرفه بوده و همچنین وزن بار مرده سازه را کاهش می دهد. سقف وافل بیشتر در سقف های با دهانه بیش از 12 متر و مکان هایی که وزن زیادی به سقف وارد نمی شود کاربرد دارند.

تفاوتی که این سقف با سقف های دیگر مانند یوبوت و کوبیاکس دارد موقت بودن قالب های پرکننده است. همچنین این نوع سقف در مقایسه با سقف های یوبوت و کوبیاکس سریع تر اجراشده زیرا به دلیل دارا بودن وزن کمتر، با تعداد جک های کمتری اجراشده و مستقیماً وافل ها را بر روی زیرسازی می توان اجرا کرد و همچنین میلگرد گذاری و آرماتوربندی در یک مرحله صورت می گیرد. وافل به‌وسیله بتن مسلح ساخته‌شده، و ظاهری شبکه ای و پنجره ای دارد.

 

 

انواع سقف وافل

سقف وافل ازنظر شکل قالب وافل و عملکرد آن، به دودسته تقسیم می شوند:

سقف وافل یک‌طرفه

در این نوع سقف ها، قالب های وافل مستطیلی شکل تعبیه می شود که به‌صورت دال یک‌طرفه عمل کرده، و میلگرد گذاری تنها در یک‌طرف صورت می گیرد. درنتیجه مصرف میلگرد در مقایسه با سقف دوطرفه کاهش می یابد. این نوع سقف در دهانه های نسبتا کوتاه‌تر کاربرد دارد.

 

سقف وافل دوطرفه

قالب های تعبیه‌شده در این سقف مربعی شکل بوده و به‌صورت دال دوطرفه عمل می کنند. در این نوع سقف میلگرد گذاری در دو جهت صورت گرفته، ودر دهانه های بزرگ کاربرد دارد. همچنین دارای استحکام بیشتری نسبت به وافل یک‌طرفه است.

 

 

مزایا و معایب سقف وافل
ردیف	مزایا	معایب
1	صرفه‌جویی در مصرف سیمان و بتن	مناسب نبودن برای سقف شیب‌دار
2	مقرون‌به‌صرفه	در صورت عدم استفاده از کناف عایق صدا نیست
3	مقاوم در برابر لرزش	کم بودن اکیپ تخصصی اجرای سقف وافل
4	مقاوم در برابر آتش‌سوزی
5	افزایش مقاومت برشی
6	عایق مناسب حرارت و صدا و ایمنی بالا

💬 انواع سقف بتنی ازنظر ظرفیت باربری

سقف‌های بتنی ازنظر میزان ظرفیت باربری و مقاومت لازم به دو قسمت دال بتنی یک‌طرفه و دال بتنی دوطرفه تقسیم می‌شود.
این که مشخص شود دال از نوع یکطرفه است یا دوطرفه، مطابق با شکل زیر بدین‌صورت است که اگر نسبت عرض پانل L_a به طول پانل L_b بزرگ‌تر یا مساوی 2 باشند سقف از نوع دال بتنی یک‌طرفه و اگر این نسبت از 2 کمتر باشد سقف از نوع دوطرفه می‌باشد.

 

 

سقف بتنی یک‌طرفه

سقف بتنی که نسبت عرض به طول یک پانل آن بزرگ‌تر یا مساوی 2 باشد (L_a⁄L_b ≥2)، یک‌طرفه می‌باشد. سقف بتنی یک‌طرفه سقفی است که تمام بار در یک‌جهت به تیر و ستون‌ها منتقل می‌شود و تیرها از دو طرف پشتیبانی را انجام خواهند داد. بطور معمول دهانه باربر را به گونه ای قرار می دهند که به سمت کوتاه دال نزدیک‌تر باشد.

سقف‌های یک‌طرفه ازنظر طراحی به دو نوع دال بتنی یک‌طرفه توپر (سیستم دال یک‌طرفه توپر) و دال یک‌طرفه توخالی ( سیستم تیرچه‌بلوک) تقسیم‌بندی می‌شوند.

 

 

سقف بتنی دوطرفه

سقف بتنی که نسبت عرض به طول یک پانل آن کوچک‌تر از 2 باشد (L_a⁄L_b <2)، یک‌طرفه می‌باشد. سقف بتنی دوطرفه نیز دال‌هایی هستند که بار و نیروی وارده را به‌تمامی‌ تیرهایی که در اطراف قرارگرفته‌اند، منتقل می‌کنند. در تعریف دیگر نیز می‌‌توان گفت در دال دوطرفه اگر در چهار کنج سقف، تیر قرار داشته باشد رفتار دالی که در آن قسمت کار گذاشته‌شده است به‌صورت دوطرفه خواهد بود.
سقف‌های دوطرفه ازنظر طراحی به دو نوع دال بتنی دوطرفه توپر (سیستم دال دوطرفه توپر) و دال دوطرفه توخالی ( دال‌های مشبک مانند وافل) تقسیم‌بندی می‌شوند.

 

 

💬 مدلسازی بازشو در انواع سقفهای متداول

به نظر شما چه بازشو هایی در ایتبس باید مدل شوند؟ چه تفاوت هایی بین مدلسازی بازشو در سقف تیرچه بلوک با مدلسازی بازشو در سقف عرشه فولادی وجود دارد؟ ضوابط بازشو در سقف چیست؟

در این مقاله جامع اجرا و مدلسازی باز شو در 5 نوع سقف رابه صورت گام به گام به شما آموزش می دهیم البته تمامی مراحل مدلسازی بازشو سقف در etabs را در یک ویدئو جامع و رایگان که بخش کوتاهی از دوره جامع طراحی سازه های فولادی است را در ابتدای صفحه قرار داده ایم که پیشنهاد میکنم حتما یک بار آن را مشاهده کنید.

 

مدلسازی بازشو در سقف تیرچه بلوک

آیین‌ نامه و نشریه ‌ها ضوابطی را در این خصوص تعیین کرده‌اند. به‌ عنوان‌ مثال نشریه 543 که در مورد سقف های تیرچه ‌بلوک است اشاره کرده است که برای اجرای بازشو در این سقف با توجه به ابعاد باز شو سه راه‌ حل داریم:

• اگر بازشو کوچک در سقف تیرچه بلوک داشته باشیم یعنی بتوان آن را بین تیر ها قرار داد به‌ عنوان‌ مثال ابعاد بازشو 50×80 سانتی‌متر باشد: همان‌ طور که می‌دانید فاصله تیرچه‌ های سقف تیرچه‌ بلوک 50 سانتی‌ متر است. اگر بخواهیم این بازشو را داخل سقف قرار دهیم نیازی به تغییر دادن تیرچه‌ های سقف نیست بدین‌ صورت که 50 سانتی‌ متر را عرض تیرچه در نظر می‌گیریم و 80 سانتی را عمود بر آن اجرا می‌کنیم (اگر عرض بیشتر عمود بر جهت تیرچه باشد مطابق حالت دوم می‌شود). بنابراین در سقف تیرچه‌ بلوک اگر ابعاد بازشو کوچک باشد اصلاً نیازی به در نظر گرفتن آن در مدل‌ سازی و طراحی نرم‌ افزاری نیست، فقط در اجرا باید آن را هنگام گذاشتن بلوک‌ ها در نظر گرفت.

 

 

• اگر ابعاد بازشو از فاصله تیرچه‌ ها بیشتر باشد: در این حالت باید یکی از تیرچه‌ ها برداشته شده و با استفاده از تیرچه دوبل اطراف بازشو ها تقویت شود. بنابراین بازهم نیازی به مدلسازی در نرم‌ افزار نیست اما در اجرا باید تقویت با استفاده از دو تیرچه انجام شود.

 

 

• اگر بازشو بزرگ در سقف تیرچه بلوک داشته باشیم به‌ طوری‌ که برای اجرای آن نیاز به جا به‌ جا کردن دو یا سه تیرچه باشد: در این حالت باید با استفاده از یک تیر فرعی اضافه (چه فولادی و چه بتنی) اطراف بازشو را تقویت کنیم، یعنی در این حالت باید بازشو در نرم‌ افزار مدلسازی شود.

 

 

ترسیم نورگیر  های کوچک سقف در ایتبس را هم می توانیم داشته باشیم اما مطابق نکات سقف تیرچه‌ بلوک نیاز به مدل‌ سازی همه بازشو ها نیست. اگر بخواهیم رسم بازشو در ایتبس را بدون ایجاد تیرهایی در اطراف آن داشته باشیم فقط کافی است در روی سقف مدنظر، یک سقف دیگر به ابعاد بازشو دقیقاً در محل خودش تعریف کنیم و از قسمت مشخصات سقف opening را به آن اختصاص دهیم.

 

 

مدلسازی بازشو در سقف عرشه فولادی، کرومیت و کامپوزیت

نکاتی که در مورد باز شو سقف تیرچه ‌بلوک گفته شد، برای مدلسازی باز شو در سقف ‌های عرشه فولادی، سقف کرومیت، کامپوزیت نیز صادق است، یعنی با توجه به فاصله تیرهای فرعی می‌توان بازشو‌ ها را در نظر گرفت، فقط در سقف عرشه فولادی به علت اینکه فاصله تیرها زیاد بوده و تا 3 متر نیز می‌تواند باشد اگر ابعاد بازشو زیاد باشد به‌ عنوان‌ مثال دو متر در یک متر، در این حالت نیاز است عمود بر تیرهای سقف، تیر فرعی قرار دهیم؛ یعنی یک بعد سقف را محدود نکرده و بعد دیگر را با استفاده از تیرهایی که مدل می‌شود، ایجاد می‌کنیم.

 

بازشو در دال­ بتنی به همراه نکات اجرایی

در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ضوابط بازشو در سقف دال‌ بتنی قرار گرفته است.

 

 

در این نوع سقف ‌ها ابعاد بازشو باید در هنگام طراحی دال مورد توجه قرار گیرد، این ابعاد وقتی اهمیت پیدا می‌کند که قرار نباشد اطراف بازشو تیری مدل شود، بنابراین بهتر است در این سازه‌ ها بازشو های کوچک را مطابق بند 9-18-3-5-3 و 9-18-3-5-4 مدل نکرد و برای بازشو های بزرگ تیر اطراف آن تعبیه نمود تا نیاز به محاسبات و تحلیل اضافه نباشد.

 

منابع

1. نشریه 543 دستورالعمل طراحی و اجرای سقف‌های تیرچه‌بلوک
2. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 1399

• مطلبی میخواهید که نیست ؟ از ما بپرسید تا برایتان محتوا رایگان تولید کنیم!

• ارسال سوال برای تولید محتوا