سقف یکی از المانهای اصلی و حائز اهمیت در ساختمان است که از نفوذ عوامل طبیعی همچون ریزش برف و باران، تابش مستقیم نور آفتاب، وزش باد و… جلوگیری میکند و در حفظ جان انسانها نقش بسزایی دارد. از طرفی در دنیای مدرن و پیشرفتهی امروزه اصول و استانداردهای ساختمان سازی دستخوش تغییر و تحول شدهاند و “سبک سازی ساختمانها” را میتوان یکی از اصول اصلی ساختمان برشمرد.
سبک سازی ساختمانها بسته به شرایط به روشهای متفاوتی امکانپذیر است که استفاده از سقف و دیوار پیش ساخته یکی از متداولترین روشهای سبک سازی است. جالب است بدانید که سقف پیش ساخته به هنگام وقوع زلزله معمولا آسیب نمیبیند و در غیر این صورت به علت وزن سبکی که دارد؛ خسارات مالی و جانی کمتری وارد میکند. امروزه بطور گسترده از این سقف ها برای پوشش سقف سوله استفاده می شود.
این اصول تا جایی اهمیت پیدا کرد و مورد توجه قرار گرفت که امروزه در بسیاری از کشورهای پیشرفته، روشهای جدید ساختمان سازی جایگزین روشهای پیشین شدهاند و از متریال پیش ساخته برای ساختمان سازی استفاده میکنند.
استفاده از مصالح پیش ساخته سبک مزیتهای زیادی دارد که نظر پیمانکاران و مهندسان ساختمانی را به سوی خود جلب کرده است. از مهمترین مزیتهای سازههای پیش ساخته میتوان به کمتر بودن هزینه ساخت و ساز و مقرون به صرفه بودن هزینههای نهایی برای عموم افراد اشاره کرد. چراکه در این روش نسبت به روشهای قدیمی:
خیز منفی در سقف اینتل دک
سقف پیش ساخته به سقفهایی گفته میشود که در محیط اولیه (کارگاه یا کارخانه) ساخته شده و سپس در محیط ثانویه (محل استقرار سازه) مونتاژ میشود. سقفهای پیش ساخته برای مناطق زلزلهخیز بیشترین کارایی را دارند. در هنگام وقوع زلزله سقف پیش ساخته سبک میتواند از جان شما محافظت کند. اما سقفهایی با مصالح سنگین، نه تنها هیچگونه محافظتی از شما نمیکنند بلکه به دلیل احتمال بالای ریزش، خود یک تهدید بزرگ محسوب میشوند.
در قسمتهای قبل به خیز منفی در سقف اینتل دک اشاره کردیم. اما استفاده از این سقفها چه مزایایی نسبت به مصالح سنتی ساختمانی دارد؟ بالا رفتن سرعت اجرای پروژهها در صورت استفاده از سقفهای پیش ساخته از مهمترین علتهایی است که مهندسین ساختمانی به این خاطر استفاده از این سقفها را توصیه میکنند. اما استفاده از این متریالهای نوین برتریهای دیگری نیز دارد:
با توجه به این موارد، استفاده از سقف پیش ساخته ارزان نه تنها توجیه اقتصادی دارد، بلکه از جهات بیشتری دارای برتریهایی است که منجر به استفاده روزافزون آنها در پروژههای ساختمانی شده است.
یکی از انواع سقفهای پیش ساخته که بسیار مورد توجه است، سقفهای LSP هستند. سقف lsp ترکیبی از فولاد و بتن سبک است. این سقف به صورت کاملا پیش ساخته در کارگاه ساخته شده و سپس به محل پروژه منتقل میشود. این سقف در کارگاه همزمان با اجرای اسکلتبندی و فونداسیون ساختمان، بر اساس نقشههای اجرایی و دهانههای مورد نیاز ساخته میشود.
پس از ساخته شدن سقف سبک lsp، قطعات ساخته شده به محل نصب منتقل میشوند و قطعات در دهانه مورد نظر قرار میگیرند. این سقفها عایق بسیار مناسبی برای صوت و حرارت هستند و برای ساختمانهای مسکونی یک گزینه ایدهآل به شمار میروند.
از مهمترین مزیتهای استفاده از نوع سقف میتوان به کاهش قابل توجه وزن سازه اشاره کرد. وزن هر متر مربع از این سقف مرکب تقریبا 80 کیلوگرم است. با کاهش بار تحمیلی به سازههای ساختمانی، میتوان عمر مفید سازه را افزایش داد. اما استفاده از این سقف پیش ساخته ارزان دارای مزایای بیشتری است که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد:
با توجه به اینکه انواع مختلفی از دالهای کامپوزیت وجود دارد، نمیتوان یک ضخامت ثابت و کلی برای این دالها در نظر گرفت. بلکه در ساخت هر کدام باید یک ضخامت خاص در نظر گرفته شود. بر اساس اصول مهندسی، کمترین ضخامت برای دال بتنی در یک سقف مرکب میبایست ۸ سانتیمتر باشد. از این گذشته معمولاً در سقفهای مذکور برشگیرها را از ناودانی نمره ۶ انتخاب میکنند که دارای ارتفاعی برابر با 6 سانتیمتر هستند. با اضافه کردن 2.5 سانتیمتر پوشش بتنی که روی برشگیر قرار میگیرد، میتوان ضخامت سقف اینتل دک را به دست آورد. در سقفهای کامپوزیت مناسب برای پارکینگها، ضخامت دال بتنی میبایست در حدود 10 تا 12 سانتی متر در نظر گرفته شود. این موجب میشود تا ضخامت دال کامپوزیت خود به خود برای پارکینگها بیشتر شود.
دال بتنی نوعی سقف است که به صورت یک دست و یکپارچه و با استفاده از مصالح ساختمانی مانند بتن و فولاد ساخته میشود. اما مصالح مورد استفاده در ساخت آن، نسبت به دال کامپوزیت محدودتر است. از دال بتنی در سقف طبقات ساختمانها استفاده میگردد و ضخامت آن در بیشتر مواقع بین 10 تا 50 سانتی متر متغیر است.
پلان تیر ریزی با توجه به نظر مهندس پروژه میتواند متغیر باشد. پلان تیر ریزی برای اساس نوع سازه (اسکلت فولادی یا بتنی)، مصالح مورد استفاده و نوع دال کامپوزیت، متغیر است. به طور معمول، در دالهای کامپوزیت به منظور کم کردن مقدار سربار، تیرهای اصلی را در دهانههای کوتاهتر قرار میدهند. از این رو، تیرهای فرعی عمود بر آنها (تیرهای اصلی) ودر جهت بلندتر قرا خواهند گرفت. البته اگرسقف بصورت شطرنجی اجرا گردد، این امر نقض شده و تیرهای فرعی باید در دهانههای کوتاه و بزرگ قرار داده شوند.
ارزیابی و تعیین دقیق بارهای ساختمانی وارد بر دالهای مرکب، به منظور پیشگیری از شکست دال در حین ساخت و ساز بسیار مهم است. اگر چنین شکستی رخ دهد، نه تنها جان کارگران به خطر میافتد، بلکه خسارت های قابل توجهی نیز به همراه خواهد داشت. بنابراین، تعیین و محاسبه بارهای ساختمانی بسیار مهم است.
انواع بارهای ساختمانی که بر روی دال های مرکب وارد میشود به دو دسته عمده طبقهبندی میشوند:
بارهای ساختمانی که در هنگام بتنریزی بر سقف کامپوزیت اعمال میشود، شامل وزن کارگران، بتن تازه، خطوط لوله، قالب ها و عناصر باربر، وزن تجهیزات کوچک و نیروهای ضربهای است. بنابراین، در این مورد بارهای ساختمانی که مهندس سازه در زمان طراحی باید در نظر بگیرد، شامل وزن کارگران بتنریز است. تعداد کارگرانی که مسئول بتنریزی هستند نباید بیشتر از 6 نفر باشد و فقط چهار نفر از آنها باید در اطراف خروجی خط لوله باشد. کنترل تخلیه بتن در هنگام بتنریزی نیز بسیار مهم است. استفاده از بتن اضافی باید با مشورت طراح سازه انجام شود تا بررسی شود که با توجه به طراحی، آیا اضافه کردن چنین باری به ساختمان مجاز است یا خیر.
پس از بتنریزی، بارهای مختلفی بر دال وارد میآید. بارهایی مانند وزن بلوک های سیمانی، آجرها، وزن کیسههای سیمان و غیره. اگر وزنی که پس از بتنریزی بر دال کامپوزیت وارد می شود، از 1.5KN/m2 تجاوز نکند، بار مازادی بر بتن وارد نمیآید. از این رو، تأثیر نامطلوبی بر روی دال بتنی که اخیراً قرار داده شده ایجاد نمیشود. با این حال، اگر چنین بارهایی بزرگتر از 1.5KN/m2 باشد، مقاومت بتن باید در نظر گرفته شود و تا زمانی که بتن به حدود 75 درصد مقاومت خود نرسد، نباید بارهای مازاد بر آن اعمال شود.
اگر اجرای دال کامپوزیت تا قبل از 28 روز بعد از بتنریزی انجام شود، لازم است تا از طریق آزمایش بتن، مقاومت بتن را تعیین کنیم. طراحی سازه باید به نحوی صورت گیرد تا بارهایی که بعد از بتنریزی بر سازه ساختمان اعمال میگردد، به تیرهای نگهدارنده وارد شود.
در صورت وجود بارهای سنگین ساختمانی، باید با طراح سازه مشورت شود و چنین بارهایی باید روی تیرها قرار گیرند. نمونههایی از بارهای سنگین ساختمانی در امتداد بزرگی احتمالی اعمال شده بر روی دال کامپوزیت را میتوان در جدول زیر مشاهده کرد. بارهای سنگین معمول که پس از بتن ریزی به کف کامپوزیت وارد میشود.
سقف عرشه فولادی
سقف عرشه فولادی از نظر موارد کاربرد به دو دسته تقسیم می شود:
عرشه های فولادی سقف بام، اعضای سازه ای هستند که در تمام بام های مسطح قابل استفاده هستند. این عرشه ها قطعات مستطیل شکلی هستند که روی تیرها و تیرچه های بام گسترده می شوند تا یک سطح صاف و یک دست و مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی ایجاد گردد. عرشه فولادی سقف بام به عنوان زیرلایه برای مصالح مختلف ساخت بام ، مانند لایه های آسفالت (built up roofing) ، سقف های غشایی و یا سقف های با ورق های فولادی عایق به کار می رود. عرشه های بام همچنین در اشکال غیرمعمول شیبدار و یا منحنی و ذوزنقه ای شکل نیز قابلیت اجرا دارند.
سقف کامپوزیت عرشه فولادی شامل عرشه های فولادی و بتن مسلح درجا ، که روی عرشه فولادی اجرا می گردد ، می شود. هنگامی که سقف عرشه فولادی برای اولین بار معرفی شد، در ابتدا به عنوان قالبی ماندگار برای دال های بتن مسلح به کار برده می شد. این نوع از قالب ها موجب کاهش در هزینه و زمان ساخت دال ها نسبت به حالت استفاده از قالب های سنتی شدند. علاوه بر آن مواردی هم وجود داشتند که عرشه فاقد پوشش بتنی بود و به تنهایی بارها را منتقل می کرد. نام این نوع از عرشه ها، عرشه غیرمرکب است.
در دهه 1960 ، عرشه های فولادی به یکسری ابزار مکانیکی برای قفل شدن بتن و عرشه فولادی مجهز شدند. با قفل شدن عرشه های فولادی در بتن توسط برشگیر ها، عرشه ها تبدیل به اجزای تحمل لنگر مثبت در بتن مسلح شدند. بنابراین عرشه ، نه تنها به عنوان قالب ماندگار برای بتن عمل می کرد، بلکه به وسیله برشگیرهایی که روی آن نصب می شد، اتصال برشی قابل توجهی را با بتن ایجاد می کرد، به طوری که با سفت شدن بتن و افزایش مقاومت آن، دو ماده (فولاد و بتن) به صورت ترکیبی با هم عمل می کردند. مقطع مرکب حاصل به عنوان دال مرکب عرشه فولادی شناخته شد.
سقف عرشه فولادی دارای دو عملکرد اصلی ، در زمان اجرا و در طول بهره برداری ، است:
انواع سقف ساختمان
یکی از مهمترین بخش های ساختمان را سقف آن تشکیل می دهد. سقف باید از بهترین مواد ساخته شده باشد تا به اندازه کافی مستحکم باشد، زیرا لازم است که بتواند هر گونه نیروی خارجی را تحمل کند.
اکنون پیشرفت صنعت ساختمان سازی به حدی رسیده که سازندگان و مهندسان ساختمان،
در این جا نکته مهم قابل اشاره، این است که برای هر سازه ای از سقف و مواد مخصوص با کارایی همان سازه استفاده می کنند.
سقف های سازه ای از اهمیت بالایی برخوردارند. انواع مختلفی از انواع سقف ساختمان وجود دارد، که هرکدام ویژگی های منحصر به فرد خود را دارا می باشند.
این نوع سقف ها به دلیل غیر ایمن بودن و طبق مقررات و ضوابط ایمنی، منسوخ شده و از تاییدیه خارج شده اند. به هر حال مهندسان ساختمان و معماران سنتی باید با ساختار این نوع سقف سازه ای آشنایی داشته باشند، زیرا هنوز ساختمان های زیادی هستند که با سقف طاق ضربی ساخته شده اند. ویژگیهای سقف طاق ضربی به گونه ای است که وزن بالایی دارد و سریع ساخته می شود. پس در هنگام وقوع زلزله امنیت لازم را برای افراد ساکن زیر آن ندارد.
مواد تشکیل دهنده این نوع از سقف را بلوک پر کننده، تیرچه، آرماتور حرارتی، بتن و آرماتور تقویتی تشکیل می دهد. ولی اجزای اصلی تشکیل دهنده این سقف همان تیرچه و بلوک می باشد و انواع مختلفی هم از آنها در سایت شهر آهن به فروش می رسد. انواع مختلف بلوک پر کننده عبارتند از: بلوک سفالی، بلوک سیمانی و بلوک پلی استایرن. و انواع تیرچه نیز شامل: تیرچه فلزی با جان باز یا کرومیت، تیرچه پیش تنیده یا اشپنیت و تیرچه پاشنه بتنی است که هر کدام از این موارد برای سازه های مختلفی استفاده می شوند.
اجزای تشکیل دهنده سقف کامپوزیت شامل تیرهای فرعی یا لاله زنبوری پروفیل، آرماتور حرارتی و بتن است. این نوع سقف فقط برای اسکلت فلزی مورد کاربری قرار می گیرد. در سقف کامپوزیت امکان بتن ریزی چند سقف به طور همزمان وجود دارد زیرا در اجرای این سقف نیازی به استفاده از شمع بندی نیست ولی باید به این نکته توجه شود که نباید تخته ها یا قالب ها را زودتر از موعد مقرر باز کرد.
با وجود معایبی که این نوع سقف دارد، ولی باز هم مهندسین طراح برای برخی سازه ها اعتماد بیشتری به سقف دال بتنی دارند و آن را در طرح های خود قرار می دهند. مواد سازنده سقف دال بتنی را بتن و آرماتور تشکیل می دهند و مهندسین برای ساختمان هایی که توجه و اهمیت و ایمنی بیشتری می خواهند، مثل ساختمان های موجود در مراکز صنعتی بزرگ و نیروگاه ها، از این نوع سقف سازهای دال بتنی استفاده میکنند.
سقف تیر دال به نوعی شبیه سقف کامپوزیت است، تنها تفاوتی که وجود دارد این است که تیرهای فرعی در اینجا از نوع بتن هستند. این نوع سقف ها در اسکلت فلزی به صورت از پیش ساخته شده و در اسکلت بتنی در جا ساخته می شوند. دبل تی، نام دوم سقف تیر دال پیش ساخته است چون در قسمت مقطع آن شباهتی به دو حرف تی انگلیسی کنار هم ایجاد میشود.
سقف کوبیاکس تا حدودی و به نوعی شبیه سقف دال دو طرفه می باشد، ولی تفاوت هایی نیز با آن دارد. به این شکل که به جای بتن در این سقف سازه ای، از گوی های سبک تو خالی استفاده میکنند که به طور منظم کنار هم چیده شده باشند. وظیفه گوی های توخالی در سقف کوبیاکس، پر کردن خلاء و فضای بین آرماتورهای پایین و بالا است. جنس گوی های استفاده شده در سقف کوبیاکس از پلی پروتیین یا پلیاتیلن بازیافتی میباشد. سقف کوبیاکس به دلیل طولانی بودن پروسه ساخت و همچنین هزینه بالا، هنوز جایگاه خود را در صنعت ساختمان سازی ایران پیدا نکرده است.