مقایسه سقف یوبوت و کوبیاکس

معرفی دال بتنی کوبیاکس

این نوع سقف، دال بتن آرمه ای است که در حد فاصل مش های میلگرد بالا و پایین، گوی های پلاستیکی توخالی از جنس پلی اتیلن یا پلی پروپیلن قرار می گیرد. در زمینه سقف مطالعات زیادی در خصوص سبک سازی و حذف بتن ناکارآمد از سال 1985 آغاز شده و در دانشگاه های آلمان و مجموعه شرکت های گروه فناوری های کوبیاکس در سال 1992 با همراهی مهندسین و متخصصینی از سوئیس و دیگر کشورهای اتحادیه اروپا پایه ریزی شده است و امروزه به یک مجموعه متخصص در مورد اسلب های تخت سبک با بتن مسلح تبدیل شده است. این دانش از سال 1382 در اختیار ایران و تعدادی از کشورهای منطقه قرار گرفت.

اساس طراحی کوبیاکس مبنی است با ویژگی سقف های بتنی دال دو طرفه مرسوم با این تفاوت که هسته بتن مرکزی در محل هایی که کاربرد سازه ای ندارد با گوی های توخالی جایگزین می شود. دال مجوف بادکنکی یا کوبیاکس همچنین سیستمی است که در واقع چند ماده مختلف، اعم از بتن، فولاد، توپ پلاستیکی ساخته شده و پلی اتیلن پرتراکم و هوا را در یک مجموعه تحت عنوان دال مجوف بادکنکی به هم مرتبط می کند. این نوع دال علاوه بر مطابقت با پلان های معماری گوناگون، به دلیل سبک بودن و کاهش هزینه های ساخت و ساز امروزه مورد توجه بسیاری از مهندسین قرار گرفته است. استفاده از این نوع سقف ها در نهایت به کاهش وزن کلی سازه منجر می شود و همچنین باعث بهبود رفتار سازه در برابر زلزله می شود.

اجزای سقف کوبیاکس

در این سیستم اعضای دال سقف شامل بتن، آرماتور، توپی های توخالی پلاستیکی و قفسه مسلح می باشد. توپی های توخالی در هسته مرکزی قفسه مسلح قرار گرفته و یک قفسه مدولار مسلح ایجاد می کند. این کیج مسلح مابین 2 لایه آرماتور زیرین و رویین دال قرار دارد و با حذف بتن غیرباربر از درون دال موجب سبک سازی آن می شود. در این سازه سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی سازه شامل ترکیب دال و ستون (تقریبا قاب ساده) و دیوار برشی بتنی با شکل پذیری متوسط می باشد.

ساختار سازه ای کوبیاکس

دیافراگم بادکنکی سیستمی مبتنی بر فناوری ترکیبی پیوند هوا و فولاد می باشد. با انطباق شکل هندسی این توپ ها و پهنای موثر توری مشبک، مدول بتنی بهینه ای به دست می آید که منجر به ایجاد کارایی ماکزیمم و همزمان آن در نواحی لنگر حداکثر می شود.

نحوه شماتیک قرارگیری توپ های پلاستیکی و مش فولادی: این ساختار در نتیجه شکل هندسی دو مولفه مشخص سازه ای به ترتیب زیر به وجود می آید:

1 - توری مشبک تقویتی جوش شده در بالا و پایین

2 - توپ های پلاستیکی مجوف قابل بازیافت در وسط

وقتی توری های مشبک تقویتی در بالا و توپ های پلاستیکی  بین این دو شبکه قرار داده شوند، مدول پاید ار این سازه ساخته می شود. تورهای مشبک تقویتی توپ ها در محل دقیق و تعیین شده نگه داشته، توزیع نموده و قفل می نماید. در شکل زیر نحوه قرارگیری شماتیک توپ های پلاستیکی و مش فولادی نشان داده شده است.

نحوه قرارگیری شماتیک توپ های پلاستیکی و مش فولادی

انواع سقف کوبیاکس

دال های مجوف یا کوبیاکس با توجه به نحوه ساخت به سه دسته تقسیم می شوند:

1 - دال های مجوف بادکنکی ساده که مراحل ساخت آن به طور کامل در محل کارگاه انجام می گیرد.

2 - دال های مجوف بادکنکی کاملا پیش ساخته که تمام فرایند ساخت آن در کارخانه صورت می پذیرد و سپس برای استفاده به محل کارگاه ساختمانی حمل می گردد.

3 - دال مجوف بادکنکی نیمه پیش ساخته که در آن وجه پایینی با لایه بتنی پیش ساخته اجرا شده و این لایه در ساختمان جایگزین بخش افقی سازه می شود.

انواع دال مجوف بادکنکی

فناوری کوبیاکس باعث می شود تا بتوانیم کاربری ساختمان مورد نظر را پس از مدت زمانی در صورت تمایل تغییر دهیم زیرا که داشتن نقشه های معماری با دهانه های بزرگ و سقف دال بتنی تخت منجر به انعطاف پذیری در تغییر کاربری های احتمالی آتی می شود. در مقایسه با سقف های کوبیاکس، دال های توپر رایج، خیزهای بسیار شدیدی را تجربه می کنند و تا به امروز اجرای دهانه های بزرگ تنها با بکارگیری روش های پس کشیدگی و یا استفاده از تیر امکان پذیر است که این خود مستلزم تحمل هزینه های بالای طراحی و ساخت می باشد. دال تخت و سبک کوبیاکس جایگزینی ارزان تر به منظور دست یابی به سازه با خیز کمتر در دهانه های بزرگ تر می باشد. کوبیاکس در دو روش انجام می گیرد که با ارتفاع از هم مجزا شده اند به گونه ای که هم در ضخامت 20 تا 30 سانت ساخته و در نوع دیگر آن در ضخامت 35 تا 60 سانت ساخته می شود.

مزایای سقف کوبیاکس

1 - اثر کلی بر سازه: جرم مهم ترین نقش در ایجاد نیروهای زلزله در سازه دارد. هرقدر جرم بیشتر شود نیروی زلزله وارده بیشتر می شود پس می توان با استفاده از مصالح نوین مقدار آن را به حداقل کاهش داد. سبک سازی 40-60 درصد وزن ساختمان را کاهش داده و ضمن کاستن از تلفات جانی و مالی در هنگام وقوع حوادث باعث افزایش سرعت امداد رسانی می شود. از مزایای دیگر می توان به سبک تر بودن بیش از 35 درصد نسبت به دال تخت و کاهش بار وارد بر پی بیش از 15 درصد اشاره نمود.

2 - پایداری: سرانه مصرف بتن حداقل 3 برابر بیشتر از متوسط جهانی بوده است. بتن از مهم ترین مصالح ساختمانی محسوب می شود که از معیارهای سنجش شاخص توسعه یافتگی کشورهاست و اگرچه نقش بسیار مهمی در استحکام و مقاومت ساختمان دارد ولی با توجه به اینکه ماده اصلی آن از سیمان است، مضرات زیست محیطی زیادی داشته و در واقع این محصول از صنایع ناسازگار با محیط زیست به حساب می آید. 4 درصد دی اکسید کربن به دلیل تولید 1.6 میلیارد تن سالانه سیمان در جهان می باشد. از مزایای دیگر در این زمینه می توان به استفاده کارآمدتر از منابع از طریق مصرف بهینه مصالح ساختمانی، کاهش تولید گاز دی اکسید کربن و سایر آلاینده ها تا 20 درصد با استفاده از کاهش حجم بتن مورد نیاز و استفاده از مصالح بازیافتی در این سیستم اشاره نمود.

3 - اقتصاد: از مزایای سقف کوبیاکس به لحاظ اقتصادی می توان به اختصاص دادن بتن و میلگرد در کل سازه ها، بهینه سازی فونداسیون و کاهش 40 درصدی حجمی و عددی ستون اشاره نمود.

4 - معماری: کوبیاکس قابلیت انعطاف با هرگونه معماری را دارد. نحوه چیدمان گوی های توخالی، اندازه و شکل دال بتنی براساس مقتضیات پروژه تعیین می شود. کوبیاکس را می توان همراه با تکنیک های ساختمانی از قبیل پس کشیدگی و یا سازه های مرب در دهانه های بلندتر از 18 متر استفاده کرد. از مزایای دیگر معماری می توان به انعطاف پذیری در پلان معماری؛ قابلیت پذیرش کاربری های گوناگون، سهولت تغییر کاربری افقی و عمودی، امکان اجرای کنسول تا 7 متر، امکان ایجاد بازشو در هر شکل و اندازه در سقف و دهانه بیش از 20 متر اشاره نمود.

معایب سقف کوبیاکس

1 - استفاده از این سیستم در پروژه های کوچک از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

2 - اصل تکنولوژی سیستم سازه ای کوبیاکس مربوط به کشورهای اروپای غربی (نظیر انگلستان و آلمان) بوده و با توجه به اینکه این کشورها اصولا لرزه خیز نیستند، استفاده از این سیستم در کشور ما مخصوصا در مناطق با خطر لرزه ای زیاد و خیلی زیاد جای سوال دارد و در این زمینه تحقیقات لازم انجام نشده است. ( از این سیستم در کشورهای لرزه خیزی مانند ژاپن و یا غرب ایالات متحده استفاده نمی شود و استاندارد مربوط به این نوع سقف در هیچ یک از آیین نامه های معتبر لرزه ای وجود ندارد)

روش اجرای سقف کوبیاکس

1 - قالب بندی سقف

2 - اجرای شبکه آرماتور پایینی

3 - جایگذاری گوی های کوبیاکس

4 - اجرای شبکه آرماتور بالایی

5 - بتن ریزی و ویبره

6 - تسطیح نهایی

7 - باز کردن قالب

در شکل زیر نمایی از اجرای سقف کوبیاکس قابل مشاهده است.

نمایی از اجرای سقف کوبیاکس

دال بتنی یوبوت

در سال 2002 شرکت دالی فرم ایتالیا، با هدف بهینه سازی دال های مجوف محصول یوبوت را ارائه داد که در زمانی اندک با استقبال زیاد جامعه مهندسی در اروپا، آفریقا و آسیا مواجه شد. یوبوت محصولی پلیمری با پایه پلی پروپیلن است که با هدف سبک سازی دال ها در سقف و پی های گسترده بتنی طراحی شده است. دال یوبوت از نوع دال های مجوف متشکل از تیرچه های عمود بر هم می باشد و بار را به صورت دو طرفه انتقال می دهد. این محصول با عرض 52 سانتی متر و در ارتفاع های 16، 20 و 24 سانتی متر در ایران تولید می شود. دال های یوبوت جزو سیستم های دو طرفه مشبک با قالب های ماندگار دسته بندی می شوند.

نوارهای باربر طراحی شده در دال های مشبک یوبوت در حقیقت تیرهای T شکل متعامدی می باشند که به منظور سختی بالای خود و سبکی دال، می توانند در دهانه های بلند باربری کنند و در این دهانه ها کنترل مناسب خیز انجام می شود. در ساختمان های بلند مرتبه و یا دارای سقف با ارتفاع بلند جهت جلوگیری از تغییر شکل و به وجود آمدن خیز، ضروری است که دیافراگم سقف به صورت سخت عمل نماید، در نتیجه نیاز به دال بتنی به دلیل سختی بالا همواره مورد توجه مهندسین محاسب بوده است. تا چند وقت پیش به دلیل نیاز به کنترل خیز و ترک های به وجود آمده در دال های بتنی استفاده از دال های بتنی محدود به دهانه های کوچک بوده، در صورت اجرا در دهانه های بزرگ وجود تیر با آویزهای بلند و هزینه های اجرا مشکل محاسبین و کارفرمایان را دو چندان می نمود که سیستم دال مجوف یوبوت تمام این مشکلات را برطرف نموده است.

کاربرد سقف یوبوت

کاربرد دال مجوف یوبوت در ساختمان های بلند و برج ها: در ساختمان های بلند و برج ها به دلیل افزایش فاصله ستون ها به دلایل معماری و کاربری فضا استفاده از سیستم یوبوت استفاده می شود.

کاربرد دال مجوف یوبوت در مراکز درمانی و بیمارستان ها: استفاده از دال مجوف یوبوت در احداث مراکز درمانی و بیمارستانی رو به افزایش است زیرا این مراکز با داشتن پلان های متنوع نیاز به انعطاف پذیری در معماری دارند.

کاربرد دال مجوف یوبوت در مراکز تجاری و اداری: استفاده از دال یوبوت در ساختمان های تجاری در ایران و جهان قدمت زیادی دارد. بسیاری از مراکز بزرگ خرید و فروشگاهی، هایپرمارکت ها، مال ها و ... از این سیستم به عنوان سیستم اصلی سازه استفاده می نمایند.

کاربرد دال مجوف یوبوت در مراکز آموزشی: استفاده از یوبوت در ساختمان های آموزشی نظیر مدارس، دانشگاه ها و ... به صورت گسترده ای رو به افزایش است و علت آن فراهم آوردن پلان های متنوع در طبقات مختلف، عدم انتقال ارتعاش به دلیل صلبیت بسیار زیاد سقف به طبقات زیرین می باشد.

کاربرد دال مجوف یوبوت در مجتمع های صنعتی: عموما ساخت مراکز صنعتی و کارخانه ها توسط سیستم فلزی سوله انجام می شود. این سیستم علاوه بر داشتن مزایای فراوان دارای معایب فنی نیز می باشد. اصلی ترین عیب سوله ها امکان ایجاد کارخانه و مجتمع صنعتی در یک طبقه و اشتغال سطح بنای بیشتر می باشد. این مشکل برای مجتمع های بزرگ صنعتی و یا توسعه مجتمع های موجود بسیار مسئله ساز می باشد. بنابراین استفاده از دال مجوف یوبوت این امکان را فراهم می آورد که خط تولید کارخانه خود را دو و یا چند طبقه احداث کنند.

کاربرد دال مجوف یوبوت در پارکینگ ها: یکی پرکاربردترین استفاده های دال مجوف یوبوت در احداث پارکینگ ها می باشد. عمده مزایای این سیستم جهت احداث پارکینگ شامل این موارد می باشد: افزایش فاصله ستون ها و افزایش تعداد پارکینگ ها، حذف ستون های میانی و امکان گردش راحت تر ماشین ها، صلبیت بالای سقف و عدم ارتعاش در دهانه های بلند، هزینه بسیار کم احداث نسبت به سیستم های مشابه در این دهانه

مزایای سقف یوبوت

1 - کاهش مصرف بتن و میلگرد در مقایسه با سیستم های جایگزین

2 - امکان استفاده بهینه از فضای داخل ساختمان با کاهش تعداد ستون ها

3 - امکان تامین پارکینگ های بیشتر به جهت حذف ستون های اضافی

4 - هزینه کمتر قالب بندی نسبت به سایر سیستم های تیر دال به جهت حذف آویز تیرها در دهانه های بلند

5 - مسطح بودن تراز زیرین دال که منجر به سهولت و کاهش هزینه های مربوط به لوله کشی و نازک کاری در زیر سقف می شود.

6 - عدم احتیاج به سقف کاذب و کاهش هزینه های مربوط به نصب سقف کاذب در صورت لزوم

مزایای فنی سیستم یوبوت

1 - امکان حذف تیر بین ستون ها و یا استفاده از تیرهای پنهان بدون آویز که مکان یابی بهینه ستون ها را فراهم می نماید.

2 - کاهش تعداد ستون ها

3 - قابلیت طراحی بهتر پلان معکوس به جهت حذف تیرهای میانی

4 - افزایش قابل ملاحظه سختی دال سقف با افزایش جزئی وزن آن که کنترل خیز سقف را تسهیل نموده، امکان افزایش فاصله ستون ها و اجرای سازه های با دهانه بزرگ را فراهم می نماید.

5 - کارایی بهتر سقف به لحاظ عایق بندی صوتی و لرزش صفحه ای

6 - کاهش بارهای وارده بر خاک (در صورت استفاده از یوبوت در فونداسیون) و امکان حذف یا کاهش تعداد و ابعاد شمع ها در خاک های سست

7 - ایمنی بالا در برابر آتش سوزی و تامین نیازهای فنی مطابق استاندارد اروپا

روش اجرای سقف یوبوت

1 - تمام سطح دال بر روی سطح قالب با پوشش چوب (و یا سیستم های مشابه) پوشیده می شود. سپس میلگردهای زیرین دال در دو جهت عمود بر هم، طبق آنچه محاسبه شده است، قرار داده می شود.

2 - پایه های مخروطی در زیر قطعات یوبوت، ضخامت موردنیاز زیر یوبوت را تامین می کند. در صورتی که از قالب های یوبوت به صورت دوبل استفاده شود، این قالب ها باید قبل از مصب، به هم متصل شوند.

3 - با قرار دادن میلگردهای افقی بالای یوبوت در دو جهت عمود بر هم، به همراه میلگردهای تقویتی جهت کنترل برش و خمش، مراحل میلگرد گذاری به پایان می رسد.

4 - ریختن بتن باید در دو مرحله انجام شود و برای جلوگیری از شناور شدن یوبوت ها لایه اولیه به عنوان پرکننده فضاهای خالی ضخامت سقف به صورت عمودی تخلیه می شود. مرحله نخست بتن ریزی با استفاده از فوق روان کننده انجام شده و غلظت بتن در حدی است که تمام لایه زیرین را پر کرده و در مرحله دوم پس از گیرش اولیه بتن لایه زیرین، بتن ریزی لایه فوقانی انجام می شود.

5 - در زمان تکمیل فرآیند بتن ریزی، یوبوت در این فضا کاملا دفن و سطح فوقانی به شیوه سنتی تراز و صیقلی شده تحویل می گردد.

6 - پس از طی زمان گیرش بتن قالب از زیر سقف خارج و سطحی کاملا صاف و صیقلی تحویل می گردد.

برای استعلام قیمت میلگرد میتوانید به صورت روزانه و آنلاین به سایت مرکزآهن مراجعه کنید.

نمایی از اجرای سقف یوبوت

مقایسه سقف کوبیاکس و یوبوت

سیستم دال مجوف کروی می توانند سازه هایی با دهانه 8 متر را به راحتی پوشش دهند. برای دهانه های بیشتر از 8 متر و تا 10 متر به دلیل آنکه سقف با پرکننده های کروی جان برشی منظمی ندارد و در برابر برش های یک طرفه دال ضعف دارد، باید همراه با تیرهای آویزدار اجرا شود و برای دهانه های بیش از 10 متر اجازه اجرا ندارد. این امر در تاییدیه این سیستم در مرکز تحقیقات ساختمان تصریح شده است. در حالی که یوبوت برای اجرا دهانه های بلند هیچ گونه محدودیتی ندارد. دال با پرکننده کروی به دلیل عدم پایداری، نمی تواند زیر وزن کارگر قرار گیرد و لذا به کیج های فلزی جهت مهار نیاز دارد. همین موضوع هزینه اجرای این سیستم را افزایش می دهد. در ضمن به دلیل بسته بودن آن، در هنگام بتن ریزی از داخل بتن بالا می زند که باید با سیم به زیر قالب بسته شود.

این در حالی است که یوبوت با داشتن شیب جداره و لبه انتهایی و نیز باز بودن کف قالب، چنین مشکلی را ندارد. بنابر مجوز مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، استفاده از انواع دیگر پرکننده مانند پرکننده های بالشتکی و نیز بیضوی مجاز نمی باشد. از مشکلات اصلی سقف با پرکننده های کروی، حمل و نقل آن ها و جاگیر بودن در هنگام حمل و دپوی مصالح می باشد. در حقیقت در این سیستم، هوا حمل می شود در حالی که قالب های ماندگار یوبوت با داخل هم قرار گرفتن، حجم بسیار کمی را در حمل و نقل و دپوی مصالح اشغال می کند.