در مقاله پیش رو نیز سقف یوبوت، عرشه فولادی و سقف پیش تنیده را بررسی و مزایا، معایب و نحوه اجرا را بررسی می‌کنیم و به سوالات زیر پاسخ می‌دهیم.
- سقف پیش تنیده چیست؟
- تفاوت سقف پیش کشیده و پس کشیده چیست؟
- سقف‌های عرشه فولادی در کجا بیشترین کاربرد را دارند؟
- سقف وافل و یوبوت چه تفاوتی باهم دارند؟
- دهانه‌های مجاز برای اجرای این سقف‌ها چند متر است؟
- سقف پیش تنیده pre-tensioned slab
سقف پیش تنیده چیست؟
سقف‌های پیش تنیده رویای دیرینه مهندسان برای ساخت دهانه‌های بزرگ را به واقعیت تبدیل کرد. این سقف ترکیب بتن پیش تنیده و کابل‌های فولادی برای مقاومت بیشتر را به زیبایی هرچه تمام به رخ می‌کشد. در سال ۱۸۸۶ مهندسی آمریکایی برای اولین بار این روش را ابدع کرد، ولی مانند تمام سیستم‌های جدید این سقف نیز مدتی طول کشید تا بتواند راه خود را در صنعت ساختمان سازی پیدا کند. یکی از دلایل رونق یافتن این سقف را می‌توان به رونق و شروع استفاده گسترده از فولاد در ساخت و ساز را نام برد.
اجزا اصلی این سقف را گوه‌ها، کابل‌ها، غلاف‌های گالوانیزه و بتن پیش تنیده تشکیل می‌دهند. در نتیجه ضعف اصلی بتن که کشش است در این سقف به خوبی رفع شده است. بتن پس تنیده نسبت به بتن مسلح شده با فولاد معمولی قوی‌تر و انعطاف پذیرتر است. پس کشش ایجاد شده در این سقف به کاهش ترک خوردگی‌های ناشی از انقباض با خشک شدن بتن کمک می‌کند و بتن را منسجم و یکپارچه نگه می‌دارد.
اگر به صورت ساده‌تر بخواهیم این سقف را تعریف کنیم، کابل‌هایی که در داخل بتن پیش تنیده قرار می‌گیرند و مقاومت چشمگیری را دارند، سقف پیش تنیده را تشکیل می‌دهند. اجرای این سقف وزن ساختمان را کاهش میدهد و در نتیجه می‌توان در این سقف ستون‌ها را به طور نامنظم اجرا کرد. سقف‌های پیش تنیده در مراکز خرید بزرگ، پارکینگ‌های طبقاتی، ساخت پل‌ها با دهانه‌های بزرگ، سازه‌های کابلی، مراکز صنعتی کاربرد زیادی دارند
مزایای سقف‌های پیش تنیده
اجرای یکپارچه سقف، کم شدن ضخامت سقف، کنترل ترک‌های بتن، افزایش فضای بین ستون‌ها، امکان طراحی آزاد برای معماران، مقاومت زیاد در برابر زلزله و نیرو‌های جانبی، افزایش دوام سازه و همچنین قابلیت اجرا تا دهانه‌های ۳۰ متری از مزایای سقف پیش تنیده است.
معایب سقف‌های پیش تنیده
- اجرای سقف پیش تنیده برای مساحت‌های کوچک صرفه اقتصادی ندارد.
- فرایند پیش‌تنیده کردن و اجرای این سقف نیازمند تیم ماهر و متخصص است.
- نیاز به بتن متراکم و با مقاومت زیاد دارد در نتیجه هزینه‌ی بتن بیشتر خواهد شد.
- در صورت استفاده از کابل بی کیفیت خیز سقف را در پی خواهد داشت.
- انبارکردن و نگهداری کابل‌ها به مراقبت زیادی نیاز دارد و در صورت آسیب دیدن و قرار گیری کابل‌ها در محیط رطوب اثر مخربی را در سقف ایجاد می‌کند.
تفاوت سقف پیش کشیده و پس کشیده چیست؟
این سقف در دو نوع پیش کشیده و پس کشیده اجرا می‌شود، که هر کدام روش اجرای خود را دارند.
پیش کشیده
در روش پیش کشیده، ابتدا کابل‌ها در جای خود ثابت می‌شوند و سپس به وسیله جک‌های هیدرولیکی در فاصله‌ی دو انتهایی خود تا کشش مورد نظر کشیده می‌شوند و و انتهای آنها را به وسیله‌ی صفحه‌هایی مهار می‌کنند. پس از بتن‌ریزی وسخت شدن بتن نیروی کششی آزاد شده به بتن منتقل می‌شود و پس از سفت شدن آن کابل‌ها بریده می‌شنوند. پیش تنیدگی در کارخانه انجام می شود، در نتیجه سرعت اجرای بالاتری دارد و همچنین برای کار‌های ساختمانی پیش ساخته مناسب‌تر است.
پس کشیده
در این روش کابل‌ها در داخل یک غلاف فلزی قرار دارندو همگی در انتها به یک مهارختم می‌شوند. در روش چسبیده، برای پیوند بهتر بین بتن و کابل‌ها ملات را در داخل غلاف‌های دور کابل تزریق می‌کنند، اج های روی دیواره غلاف فلزی کابل‌ها، برای چسبندگی بیشتر بین کابل و بتن طراحی شده‌اند. از روش نچسبیده نیز، برای تیرهایی با‌دهانه‌های بزرگتر و همچنین پل‌های بزرگ استفاده می‌شود. در روش نچسبیده کابل‌ها در یک غلاف پلاستیکی قرار گرفته اند و و نیاز به دوغاب ندارد، در این روش پس از بتن ریزی و رسیدن به مقامت نهایی کابل کشی انجام می‌شود.
سقف عرشه فولادی یا steal decking slab
سقف عرشه فولادی چیست؟
عرشه فولادی یک سازه کلیدی و شاید انتخاب اول سازندگان در ساختمان‌های تجاری باشد. ساخت عرشه فولادی با نورد راه راه یک ورق فولادی یا گالوانیزه، با هندسه‌ی مشخصی در مقطع آن شروع می شود؛ این ورق فلزی موجدار و راه راه در اشکال مختلف توسط کارخانه‌های سازنده تولید می‌شود. هرکدام از این پروفیل‌ها، اشکال متفاوت و ضخامت متفاوتی را دارند که باعث می‌شود هرکدام از این موج‌ها در عرشه استحکام منحصر به فردی را داشته باشد. به عبارتی دیگر استحکام عرشه فولادی را ترکیب شکل و ضخامت آن تعیین می‌کند.
این سقف، از نوع سقف مرکب با ترکیب فلز و بتن مسلح است و درعین ساده بودن مقاومت زیادی دارد، به همین دلیل در طی تاریخ ۱۰۰ ساله خود از ابدا تا به امروز، این سیستم سقفی جای خود را در ساخت و ساز تثبیت کرده است. این سقف از ۴ اجزای اصلی ۱- ورق گالوانیزه ۲- بتن ۳- گلمیخ ۴- میلگرد تشکیل شده است. میلگرد برای تقویت خاصیت کششی بتن و جلوگیری از ایجاد ترک و جمع شدگی بتن در این سقف استفاده می‌شود. از گلمیخ برای توزیع نیرو مابین تیر و دال بتنی موجود استفاده می‌کنیم. برای جوش گلمیخ ها از قوس الکتریکی استفاده می‌شود.
بتن مصرفی در سقف عرشه فولادی از نوع بتن معمولی است ولی این دلیل براهمیت کم بتن به نسبت سقف پیش‌تنیده نمی‌باشد، زیرا بتن در سقف همانند فولاد بکار رفته باید وظیفه تحمل نیرو و بار را خوبی ایفا کند. این سقف بیشتر در ساخت سوله‌ها، کارخانه‌ها، ساختمان‌های ورزشی و ساخت پارکینگ‌ها به دلیل سهولت اجرا و وزن کم کاربرد بسیاری دارد.
مزایای استفاده از سقف عرشه فولادی چیست؟
- این سقف مقاومت بالایی به نسبت وزن و سقف‌های هم رده خود دارد و یکی از بهترین انتخاب‌ها برای ساختمان‌های چند طبقه است.
- سقف عرشه فولادی قابلیت اجرا در اکثرشرایط آب و هوایی را دارد.
- این سقف به دلیل داشتن طرح‌های متنوع با رویکرد های مختلف می‌تواند جوابگوی نیاز‌های مختلف مهندسین در طراحی باشد.
- در برابر صدا عایق خوبی است.
- ظاهری زیبا و یک دست دارد.
- حذف قالب بندی و اجرای چند سقف، صرفه اقتصادی دارد.
- این سقف تا دهانه‌هایی به طول ۱۲ متر قابل اجراست و در کمتر از ۳ متر نیاز به شمع‌بندی نخواهد داشت.
- ضخامت کم سقف، نصب راحت تاسیسات و طول عمر بالا از دیگر مزایای سقف عرشه فولادی است.
معایب سقف عرشه فولادی چیست؟
- ورق‌های عرشه فولادی به دلیل آسیب پذیر بودن در برابر ضربه باید به دقت انبار و استفاده شوند.
- این ورق‌ها اگر ازجنس فولاد باشند باید حتما در مقابل آتش سوزی مقاوم شوند و باید پوشش مناسب برای محافظت در برابر حریق داشته باشند.
- جوشکاری گلمیخ حتما باید با دقت و توسط افراد ماهر صورت گیرد در غیر این صورت گیرداری بین بتن و ورق مختل می‌شود.
- زمان بر بودن آرماتور بندی باعث کندتر شدن روند پروژه می‌شود.
- در ساختمان‌هایی با مساحت کم صرفه اقتصادی نخواهد داشت.
سقف یوبوت U-boot slab
این سقف همانندا سقف وافل از نوع سیستم سقفی مجوف است، این سیستم سقفی ابتدا در ایتالیا اجرا شد، و امروزه حتی در کشور خودمان هم نمونه‌هایی را مشاهده می‌کنیم. شاید هدف از ابداء این سقف واسخی برای ستون‌های میانی مزاحم و کاهش وزن ساختمان برای طراحی راحت بوده است. قالب‌ها همانند سقف وافل در این سیستم سقف نیز نقش اساسی را ایفا می‌کنند. جنس این قالب ها از پلی پروپین است.
این نوع سقف بیشتر برای پروژه‌های بزرگ ساختمانی با مساحت زیاد طراحی و اجرا می‌شود. هنگامی که ظرفیت بارگذاری روی زمین کم باشد این سقف انتخاب خوبی خواهد بود، زیرا هنگام توزیع وزن در خاک، این سیستم سقفی نیرو را به عمق خاک انتقال میدهد. سقف یوبوت با ساخت دال‌هایی با دهانه‌ی وسیع و توان زیاد می‌تواند بار‌های سنگین را بدون استفاده از تیر‌ها به خوبی حمل کند. مجوف بودن این سقف باعث کاهش بتن مصرفی و میلگرد خواهد شد در نتیجه انتخاب این سقف برای سازنده اقتصادی خواهد بود.
به دلیل اینکه پلی پروپلین دارای نقطه ذوب ۲۳۰ درجه است، یکی از بهترین گزینه‌ها برای سازه‌های مقاوم در برابر حرارت نیز است. در ساختمان‌هایی که تعداد پارکینگ زیادی نیاز دارند مانند مراکز خرید، سقف یوبوت امکان حذف ستون‌های میانی را به طراح میدهد در نتیجه پارکینگ‌های بیشتری در دست رس قرار می‌گیرد. این سقف‌ها نیاز به سقف کاذب نیز ندارند در نتیجه تعمیر و نگهداری از سقف کاذب درآینده نیز به عنوان یکی از هزینه‌های عمیر و نگهداری سقف، حذف می‌شود.
مزیت‌های سقف یوبوت چیست؟
- کاهش تعداد ستون‌های میانی
- عملکرد بهتر سازه در بخش اکوستیکی
- کاهش وزن کلی ساختمان
- کاهش بتن و میلگرد مصرفی در نتیجه کاهش هزینه
- کاهش ضخامت دال‌ها و قرارگیری آنها با فاصله‌ی بیشتری از هم
- طراحی دهانه‌های با متراژ بزرگ
- فضاهای بزرگ بدون محدودیت برای طراحی معماران و کاهش تعداد ستون‌ها
- کاهش وزن کلی سازه بر روی ستون‌ها و شالوده در نتیجه کاهش تعداد شمع‌ها
کاربرد سقف یوبوت در چه سازه‌هایی بیشتر است؟
سقف یوبوت همانند سقف وافل بیشتر برای پارکینگ‌ها، هتل‌ها، مراکز خرید بزرگ، بیمارستان ها طراحی می‌شود.
چرا سقف یوبوت را انتخاب کنیم؟
با توجه به رفتار این سازه این نوع دال یکپارچه، سودمندی زیادی از جهات مختلف را فراهم می‌کند. آماده‌سازی آسان و مصرف مصالح کمتر باعث تکمیل هرچه سریع تر پروژه و در نتیجه صرفه جویی در وقت و هزینه‌ها خواهد شد. علاوه بر این هر ۱۰۰ کیلوگرن بتن مصرفی را می‌توان با ۱ کیلوگرم پلاستیک جایگزین کرد که باعث کاهش حدودا ۵۰ درصد وزن بار مرده ساختمان می‌شود. از دیگر موارد، کاهش سیمان مصرفی در نتیجه سازگاری بیشتر با محیط زیست را به دلیل کاهش انتشار co2 را دارد. با توجه به مزیت‌های سقف یوبوت، این سقف در آینده نه چندان دور یکی از انتخاب‌های اول مهندسین عمران برای طراحی خواهد شد.
معایب سقف یوبوت چیست؟
این سقف‌ها برای پروژه‌های کوچک با مساحت کم به دلیل نداشتن صرفه اقتصادی مناسب نیستند. اهمیت تیم حرفه ای و داشتن کارگار ماهر در این سقف بسیار مهم است. در صورت انجام نشدن درست عمل ویبراسیون بتن، باعث خالی ماندن قسمت زیرین سقف می‌شود و استحکام آن کم خواهد شد. در هنگام اجرا اگر ایمنی کارگاه و کارگران رعایت نشود به دلیل نداشتن مقاومت کافی در قالب های یوبوت ، باعث خطرات جانی خواهد شد. امکان ایجاد حفره در سقف در صورت اجرا نکردن صحیح وجود دارد. در صورت شکسته بودن قالب‌ها بتن به داخل آنها نفوذ کرده و عملا کارکرد درست سقف را مختل می‌کند.
تفاوت سقف وافل و سقف یوبوت در چیست؟
این دو سقف هر دو از نوع مجوف هستند که در پروژه‌های بزرگ کاربرد دارند ولی دارای تفاوت‌هایی نیز هستند، که به آنها اشاره می‌کنیم:
- وزن مرده سقف یوبوت به نسبت وافل بیشتر است.
- سقف یوبوت عملکرد ضعیف‌تری به دلیل وزن بیشتر در برابر زلزله از خود نشان میدهد.
- سقف وافل به نسبت یوبوت مقاوت کمتری در برابر حریق دارد.
- یوبوت عملکرد بهتری نسبت به سقف وافل در اکوستیک بودن از خود نشان میدهد.
- استفاده از سقف وافل به دلیل چندبار مصرف بودن قالب‌ها صرفه اقتصادی بیشتری دارد.
- در سقف یوبوت قالب‌ها جزیی از سقف می‌شوند به همین دلیل به نسبت مساحت سقف‌ها قالب نیاز داریم.
- به دلیل ضعف در برابر نیروی زلزله در سقف یوبوت، نمی‌توان از این سقف در ساختمان‌های بلند استفاده کرد و سقف وافل انتخاب بهتری خواهد بود.
حال باتوجه به بررسی‌های مختلف این سقف وافل و یوبوت، چه از لحاظ اقتصادی و چه از لحاظ فنی، به نظر شما انتخاب برتر برای ساخت و ساز‌های بزرگ کدام است؟
