مرکزآهن

خط ویژه 35155-031

۱۰ سقف برتر در سازه های فولادی

10 سقف برتر سازه

گام به گام تا ساخت سقف

سقف های تیرچه و بلوک مرسوم در ایران، برخلاف نصب نسبتا سریع و راحت دارای معایبی همچون وزن مرده زیاد، عدم کارایی مناسب در برابر زلزله، عدم کنترل کیفیت مناسب حین اجرا هستند. لیکن از خصوصیات خوب این سقف ها می توان به مقاومت خوب آن ها در برابر آتش سوزی و عایق بودن مناسب آن ها برای مصون داشتن داخل ساختمان از هوای سرد و یا گرم بیرون اشاره کرد. وجود معایب سقف های تیرچه بلوک همراه با لزوم استفاده هر چه بهتر از مصالح ساختمانی و نیاز روز افزون به سازه های مقاوم در برابر زلزله در سطح کشور (اعم از میلگرد مرغوب) ، در چند ساله اخیر بیشتر از گذشته ذهن محققین و دست اندرکاران صنعت ساختمان را به خود مشغول کرده و از آن جا که بهره گیری از روش های علمی، فناوری های نوین و مصالح جدید، یکی از ضرورت های اساسی جهت ارتقا کیفی صنعت ساختمان و مسکن در کشور به شمار می رود، توجه به نیاز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسکن، استفاده از سیستم های سقف سازی جدید جهت افزایش سرعت ساخت، سبک سازی و مقاوم نمودن ساختمان ها در برابر زلزله امری ضروری به شمار می رود.

از سوی دیگر حل مشکلاتی نظیر زمان طولانی اجرا و یا هزینه زیاد اجرای ساختمان ها در بخش مسکن، نیازمند ارائه راه کارهای گسترش استفاده از روش های نوین و سیستم های ساختمانی جدید جهت کاهش وزن، کاهش زمان ساخت و نهایتا کاهش هزینه اجرا می باشد.

10 روش برتر ساخت سقف

اهمیت سقف در ساختمان ها از دیدگاه سازه ای

تیرها، ستون ها، سقف ها و فوندانسیون قسمت های باربر اصلی یک ساختمان چند طبقه چند دهانه را تشکیل می دهند. وظیفه سقف ها از دیدگاه سازه ای جمع کردن و انتقال بارهای زنده و مرده طبقات به تیرها می باشد. بار منتقل شده به تیرها پس از انتقال از ستون ها به فوندانسیون ساختمان منتقل شده و در نهایت به زمین وارد می شود.

بررسی انواع سقف های مورد استفاده و یا ابداع شده در داخل و خارج کشور

عوامل متعددی در انتخاب نوع سیستم سقف دخیل هستند که از بین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

نوع کلی سیستم ساخت مورد استفاده در ساختمان سازی

  • پلان ساختمان
  • بار سقف ها
  • مقاومت جانبی مورد نظر
  • ضخامت مورد نظر برای سقف
  • مقاومت در برابر آتش سوزی
  • میزان انتقال صوت
  • وزن تمام شده سقف ها و در نتیجه وزن ساختمان
  • نمای زیرین سقف
  • نحوه کف سازی
  • موقعیت سقف
  • نحوه نصب سیستم های تاسیساتی
  • کاربری ساختمان
  • هزینه ساخت

سیستم های سقف سازی مطرح که به صورت کاربردی در اقصی نقاط جهان به کار می روند مورد مطالعه قرار گرفته است. سعی بر آن است تا با بررسی سقف های اجرا شده در چند دهه اخیر بستری مناسب جهت توسعه یک سیستم سقف سازی مناسب برای کاربردهای رایج در سطح کشور فراهم شود.

سقف مجوف ساخته شده با بلوک های توخالی (Hollow Core Floors)

در این روش که تا حد بسیار زیادی شبیه به روش سقف سازی تیرچه بلوک مرسوم در ایران است، تیرهای بتنی پیش ساخته همراه با بلوک های بتنی یا سفالی به کار می روند. عملکرد بلوک ها مشابه قالب های درجا است که برای تمام عمر سازه در داخل سقف باقی خواهند ماند. این بلوک ها بین نوارهای باریک که پس از بتن ریزی درجا تیرچه ها را تشکیل می دهند، قرار می گیرند. نوارهای باریک بین بلوک ها (محل ایجاد تیرچه ها) توسط میلگرد های کششی در پایین سطح مقطع آن ها مسلح می شوند.

وظیفه این میلگرد ها ایجاد مقاومت کششی برای مقابله با وزن سقف و بارهای اعمالی می باشد. در حقیقت با ترکیب اصول مورد استفاده در ساخت سقف های مرکب و سقف های پیش ساخته، این نوع از سقف های تیرچه بلوک به کار گرفته می شوند.

سقف مجوف

سقف مجوف

سقف مجوف ساخته شده با بلوک های توخالی

سقف مشبک لانه زنبوری یا کندویی

در اجرای سقف های لانه زنبوری از قالب های مکعبی شکل فایبرگلاس، پلی پروپیلن و یا فولادی استفاده می شود. این قالب ها طوری قرار می گیرند که در چهارچوب آزاد بوده و در فواصل آن ها میلگرد های کششی قرار می گیرند. این میلگرد ها پس از بتن ریزی تیرچه های متعامد را تشکیل خواهند داد. قالب های مورد استفاده بسیار مستحکم و سبک بوده و توانایی تحمل بارهای وارده حین ساخت را خواهند داشت.

قالب ها به صورت موازی با یکدیگر محل اجرا قرار می گیرند و شمع بندی در فواصل قالب ها (محل ایجاد تیرچه ها) انجام می شود. قرارگیری میلگرد های متعامد در تیرچه ها سبب ایجاد مقاومت در سقف برای خمش در هر دو راستای متعامد می شود.

سقف های پیش ساخته بتنی

قطعات پیش ساخته مورد استفاده در صنعت ساختمان اعم از دال ها، تیرها، ستون ها و پانل های دیوارها در کارخانه تولید شده و سپس جهت نصب و برپا سازی به کارگاه منتقل می شوند. سازه های پیش ساخته بتنی در اغلب موارد نسبت به سازه های بتنی که به صورت درجا ریز در محل اجرا می شوند، ارجحیت دارند. تولید قطعات پیش ساخته در سطح زمین و با استفاده از ماشین آلات مخصوص جهت اختلاط و ریختن بتن انجام می شود. در صورت استفاده از تکنیک پیش تنیدگی، قطعات پیش ساخته قابلیت پوشش دهانه های بزرگتر را با ضخامت کمتر و وزن کمتر خواهند داشت.

حتما بخوانید :  تفاوت تسمه و ورق چیست ؟

نصب و برپا کردن ساختمان های پیش ساخته، سریع تر و راحت تر از انواع سیستم های بتنی درجا ریز است. در حقیقت، نصب قطعات پیش ساخته بتنی در محل اجرا تقریبا مشابه نصب قطعات فولادی در ساختمان های فولادی می باشد، لیکن در این حالت دیگر نیاز به استفاده از تیرچه ها و عرشه های فولادی نیست. هنگام نصب قطعات و اجرای سیستم های پیش ساخته، نیاز به استفاده از قالب بندی، شمع بندی و تمهیدات دیگر جهت عمل آوری نیست و استفاده از تکنیک پیش ساختگی، امکان نصب قطعات در شرایط آب و هوایی نامناسب که اجرای بتن به صورت درجا ریز مجاز نمی باشد را فراهم می سازد.

سقف پیش ساخته

سقف مشبک لانه زنبوری

سقف مشبک لانه زنبوری یا کندویی

هنگام ساخت قطعات پیش ساخته بتنی فرورفتگی های مناسبی در لبه های آن ها پیش بینی می شود. در شکل نحوه قرارگیری دو نمونه از قطعات بتنی پیش ساخته در کنار هم و اتصال آن ها توسط بتن درجا نشان داده شده است. در صورت نیاز می توان در محل اتصال از میلگرد های محاسباتی استفاده نمود. قرارگیری و اتصال راحت قطعات پیش ساخته بتنی به یکدیگر از مزایای استفاده از قطعات پیش ساخته بتنی است.

اگرچه استفاده از قطعات پیش ساخته نسبت به انواع حالات استفاده از بتن به صورت درجاریز دارای مزیت هایی است، لیکن دشواری های موجود هنگام حمل قطعات با ابعاد بزرگ از کارخانه به محل اجرا و نیاز به جرثقیل و تمهیدات ویژه برای بالا بردن و نصب قطعات پیش ساخته لزوم تعمق بیشتر در انتخاب هرکدام از حالات فوق را می طلبد.

سقف با قطعات پیش ساخته بتنی

سقف ساخته شده با قطعات پیش ساخته پیش تنیده که توسط بتن درجا به یکدیگر متصل شده اند

به دلیل کنترل کیفیت مناسب در کارخانه، قطعات بتنی پیش ساخته، با حداکثر کیفیت مطلوب تولید می شوند، لیکن عملکرد دو طرفه کامل در سقف های ساخته شده از دال های بتنی پیش ساخته قابل دستیابی نیست و این سقف ها برخلاف سقف های درجاریز، رفتار مناسبی در حالت سه بعدی از خود نشان نمی دهد. در صورت استفاده از کابل های پیش تنیدگی، قطعات بتنی تولید شده، تا حد امکان ظریف و سبک خواهند بود. به منظور چسبندگی هرچه بهتر قطعه پیش ساخته و بتن درجا، سطح قطعه بتنی تا حد امکان باید مضرس باشد. انواع دال های بتنی پیش ساخته استاندارد که در ساخت سقف های پیش ساخته به کار می روند در شکل نشان داده شده است.

سقف پیش ساخته بتنی

دال های بتنی پیش ساخته

چهار نوع اصلی دال های بتنی پیش ساخته

الف) دال های توپر یا توخالی پیش ساخته برای سقف سازی

برای پوشش دهانه های کوچک معمولا از دال های توپر یکپارچه با ضخامت کم استفاده می شود. لیکن برای پوشش دهانه های بزرگ تر بکارگیری قطعات پیش ساخته بتنی با عمق بیشتر ضروری به نظر می رسد. این در حالی است که قطعات پیش ساخته توپر برای پوشش دهانه های بزرگ مناسب نیستند زیرا باعث اعمال وزن مرده زیادی به سازه شده و در نتیجه توجیه فنی و اقتصادی ندارند.

قطعات پیش ساخته توخالی برای پوشش دهانه های متوسط مناسب هستند. سوراخ های تعبیه شده در راستای طول قطعات، سبب کاهش وزن سیستم و حذف قسمت هایی از بتن که به آن ها تنش فشاری قابل توجهی وارد نمی شود، می گردد. مزیت اصلی دال های توخالی کاهش میزان بار مرده می باشد. همچنین استفاده از این دال های توپر یا توخالی جهت سقف سازی، مزیت های دیگری مانند ایجاد سطح صاف در زیر سقف را دارا می باشند. همان طور که در شکل دال های بتنی می توانند توسط دیوارهای باربر نیز نگه داشته شوند.

دال پیش ساخته بتنی

قرارگیری کل دال بر روی دیوار (تکیه گاه) – استفاده از براکت های بتنی یا فلزی برای قرارگیری دال ها بر روی دیوارها

اتصال قطعات بتنی پیش ساخته

اتصال قطعات بتنی پیش ساخته

ب) سقف پیش ساخته با استفاده از مقاطع T شکل

در مواردی که پوشش دهانه بزرگ تری توسط سقف مورد نظر است یا صلبیت بیشتری از سقف انتظار می رود، از قطعات پیش ساخته عمیق تر مانند تیرهای T شکل منفر یا تیرهای T شکل دوبل استفاده می شود. در این گونه مقاطع با حذف مقدار بیشتری از بتن در قسمت های تحت کشش مقطع، وزن قطعات تا حد امکان کاهش می یابد. در شکل تعدادی از دال های T شکل ساخته شده در کارخانه نشان داده شده اند.

دال بتنی پیش ساخته

روش استفاده از دال های بتنی پیش ساخته پیش تنیده و قاب های فولادی

استفاده از تیرهای T شکل منفرد نسبت به تیرهای T شکل دوبل کمتر رواج دارد، زیرا این مقاطع قبل از اجرا و هنگام انبار کردن نیاز به تکیه گاه های موقت جهت تامین پایداری و جلوگیری از افتادن به یک طرف دارند.

حتما بخوانید :  پشم شیشه چیست ؟

سیستم پیش ساخته دال ورقی – پوسته ای

در این روش پانل های بتنی پیش ساخته برای پوشش دهانه های بزرگ تر در نظر گرفته شده اند. این سیستم به خوبی قابلیت استفاده در ساختمان های بتنی درجا یا پیش ساخته را داراست و در حقیقت از تکنیک پیش ساختگی به صورتی متفاوت در این سیستم سقف سازی استفاده می شود. بارهای مرده زمان اجرا توسط پانل های پوسته ای پیش ساخته و بارهای زمان بهره برداری توسط مقطع مرکب متشکل از پانل های پیش ساخته و بتن درجای روی آن تحمل می شوند.

صرفه جویی در زمان ساخت، رفتار خوب سازه ای پانل ها و تقلیل هزینه های اجرا از مزیت های این روش به شمار می روند. این در حالی است که با توجه به ابعاد بزرگ پانل های پیش ساخته نصب آن ها در محل اجرا معمولا با مشکلاتی همراه است.

جزئیات این روش با شماتیک نشان داده شده است.

دال ورقی - پوسته ای

پوشش دهانه های بزرگ تر توسط سیستم دوگانه دال ورقی – پوسته ای

سقف های مرکب با استفاده از عرشه های فولادی

ایده اولیه استفاده از سیستم های مذکور برای اولین بار در کشور انگلستان و به منظور ابداع یک روش سنتی برای ساخت سقف های مرکب به کار گرفته شد. دو روش برای ساخت سقف های مرکب از این نوع پیشنهاد شده است:

  • دال های مرکب مشتمل بر عرشه های فلزی کم عمق و بتن درجا
  • بکارگیری بتن درجا و عرشه های فلزی عمیق در سقف سازی (سقف های مرکب ظریف)

این روش ها در ابتدا در ساخت ساختمان های کوچک و به منظور راهی برای کاهش ضخامت سقف به کار گرفته می شدند. در حال حاضر هر دو نوع سقف مذکور برای پوشش سقف های با دهانه های حداکثر ۱۰ متر مورد استفاده قرار می گیرند. معمولا سقف های نوع دوم در مواقعی به کار می روند که عمق دال سقف تا حدی زیاد است که کل ارتفاع مقطع تیرهای اصلی ساختمان را در بر خواهد گرفت.

این نوع سقف ها قابلیت استفاده برای پوشش دهانه های بزرگ تر را نیز دارا هستند. در شکل به صورت نمونه مشخصات سطح مقطع تعدادی از عرشه های فولادی مورد استفاده در انگلستان نشان داده شده است.

سقف عرشه فولادی

سقف عرشه فولادی

مشخصات چند نوع از عرشه های مورد استفاده در سقف سازی مرکب

روش استفاده از تیرک های کوتاه و تیرهای اصلی

یکی از روش های سقف سازی که قابلیت کاهش ضخامت سقف و در نتیجه کاهش ارتفاع کلی ساختمان را دارا است، روش استفاده از تیرک های کوتاه و تیرهای حمال مورد بحث در این قسمت می باشد. این روش برای اولین بار در سال ۱۹۷۲ توسط شخصی به نام کلاکو ابداع شد. سیستم سقف سازی رایج در آن زمان توانایی جا دادن لوله ها و کانال های تاسیساتی را به نحو مناسب نداشت.

لوله ها و کانال ها از زیر سقف عبور داده می شدند و برای عبور لوله ها می بایست سوراخ هایی در تیرهای بتنی تعبیه می شد. این روش که در زمان ابداع به عنوان یکی از مطرح ترین روش های سقف سازی مورد استقبال قرار گرفت. از مزیت های این روش امکان عبور لوله ها و کانال ها از فضای مابین دال بتنی، تیرک ها، تیرچه ها و تیرهای اصلی می باشد.

استفاده از تیر کوتاه برای سقف

روش استفاده از تیرک های کوتاه و تیر اصلی

مزایای استفاده از این سیستم نسبت به دیگر سیستم های رایج

  • کاهش میزان فولاد مصرفی در تیرهای اصلی فولادی با توجه به افزایش عمق مقطع
  • کاهش میزان مصرف فولاد در تیرها با توجه به امکان ایجاد پیوستگی و اجرای تیرهای چند دهانه
  • کاهش ۲۵ درصدی میزان فولاد مصرفی در سیستم سقف سازی و کاهش ۱۵ درصدی قیمت تمام شده

روش های ساخت سقف

تیرچه های فولادی با جان باز

اولین تیرچه فولادی با جان باز در سال ۱۹۲۳ و به صورت Warren ساخته شد. یال های فوقانی و تحتانی تیرچه مزبور را میله هایی با سطح مقطع دایروی و اعضای مورب آن را نیز یک میلگرد که در فواصل مناسب خم شده بود، تشکیل می دادند. در سال ۱۹۲۸ اولین ضوابط مربوط به طراحی و اجرای تیرچه های فولادی با جان باز تدوین شد و در سال بعد اولین سری از جداول مربوط به بارگذاری و طراحی تیرچه های فولادی با جان باز منتشر گردید.

تلاش های نخستین در راستای استفاده از تیرچه های فولادی با جان باز در صنعت ساختمان سازی به اتصال خشک این تیرچه ها و پانل های گچی جهت سقف سازی باز می گردد. در حقیقت این روش به منظور غلبه بر موانعی که در ساخت و سازهای بلند مرتبه وجود داشت ابداع گردید. از جمله این موانع می توان به انتقال صوت و آلودگی صوتی، مشکلات اجرا در شرایط محیطی نامناسب مانند آب و هوای سرد، توازن بین مصالح مصرفی و نیروی کار و از همه مهمتر مساله اقتصاد پروژه اشاره کرد.

در این سیستم سقف سازی تیرچه های فولادی توسط جوش به قطعات فولادی موجود در کناره های قطعات گچی متصل می شوند و کل سیستم به صورت یک دیافراگم در برابر بارهای جانبی مقاومت می کند.

حتما بخوانید :  تفاوت پروفیل های UPVC

سقف با تیرچه فولادی

استفاده از پانل های گچی و تیرچه های فولادی با جان باز در سقف سازی

در سه دهه اخیر تیرچه های فولادی با جان باز به صورت مرکب به کار رفته اند. در حقیقت این روش ها به منظور کاهش هرچه بیشتر ضخامت سقف توسط سازندگان تیرچه های فولادی معرفی شده اند.

به منظور تامین مقاومت برشی لازم بین دال بتنی و تیرچه فولادی سه فرم زیر در مراجع مختلف پیشنهاد شده است.

  • استفاده از پروفیل سرد نورد شده فولادی با سطح مقطع S برای یال فوقانی تیرچه
  • استفاده از نبشی های دوبل پشت به پشت با سطوح برجسته برای یال فوقانی تیرچه
  • استفاده از گل میخ هایی که در فواصل خاص به عرشه فولادی توسط جوش متصل می شوند.

سقف سازی مرکب

سیستم سقف سازی مرکب با استفاده از تیرچه های فولادی با جان باز

خرپاهای فضایی

خرپاهای فضایی متشکل از تعداد زیادی اعضای خرپایی هستند که در حالت سه بعدی یک سیستم سقف سازی با درجه نامعینی زیاد را پدید می آورند. سیستم مذکور با استفاده از قطعات مدولار و به صورت منظم در فضا امکان پوشش دهانه های بزرگ را در دو جهت فراهم می سازد. از این جهت، سیستم مذکور متفاوت از دیگر سیستم هایی است که تاکنون شرح داده شده اند.

خرپا فضایی سقف

یک نمونه از اتصالات در خرپاهای فضایی

سقف های پیش ساخته پس کشیده

این مدل سقف که بدون نیاز به استفاده از ستون های نزدیک به هم، قابلیت پوشش دهانه های بزرگ را دارا است، مشتمل بر مجموعه ای از قطعات پیش ساخته هرمی شکل و غلاف هایی جهت عبور کابل های پیش تنیدگی می باشد. در این روش با قرارگیری قطعات پیش ساخته بر روی داربست های موقت چوبی یا فولادی، محل های تعبیه شده بین واحدهای پیش ساخته توسط دوغاب سیمان پر شده و اتصال بین آن ها برقرار می شود.

پس از این مرحله تیرهای بتنی درجاریز بر روی کلاهک های قطعات پیش ساخته در دو جهت متعامد اجرا می شوند. پس از عمل آوری و با رسیدن مقاومت بتن درجا به میزان مقاومت فشاری لازم، کابل های پیش تنیدگی از داخل غلاف های قطعات در هر دو جهت عمود بر هم رد شده و پس از کشیده شده، درجای خود محکم می شوند. وزن کل سقف تا پس از مرحله کشیدن کابل ها توسط شمع ها و داربست تحمل شده و در اثر اعمال نیروی پیش تنیدگی در کابل ها، به ستون ها لنگر خمشی به ستون ها اعمال نمی شود.

ساخت دال بتنی سقف به صورت کامل و بلند کردن و نصب آن

این روش که در بریتانیا ابداع شده، در حقیقت یک روش بسیار خاص برای اجرای سقف های پیش ساخته است. عملیات به شرح زیر است:

۱ – ابتدا فوندانسیون ساختمان اجرا می شود. پس از آن به اجرا یا نصب ستون های بتنی که معمولا تا ارتفاع ۳ سقف ادامه داده می شوند، پرداخته خواهد شد. این ستون ها می توانند به صورت پیش ساخته و یا درجا ریز اجرا شوند.

۲ – در سطح زمین سقف های طبقات مختلف یکی بعد از دیگری و بر روی هم ساخته می شوند. با اتمام ساخت هر سقف و قرار دادن جداساز مناسب بر روی آن، سطح زیرین برای اجرای سقف بعدی آماده شده و بتن ریزی در تراز زمین با سهولت بیشتری انجام می شود. با ساخت سقف ها در براز زمین، لزومی به استفاده از شمع بندی و قالب بندی که در روش های معمول ناگریز به استفاده از آن ها هستیم، نیست.

۳ – جک های ویژه ای در سر ستون ها نصب شده و توسط کابل و قلاب هایی که جهت حمل کردن سقف ها از قبل در آن ها تعبیه شده است، سقف ها آماده بالا کشیدن می شوند.

۴ – سقف بام زودتر از بقیه سقف ها بلند شده و به صورت موقتی در بالاترین نقطه ستون ها نصب می شود. سپس سقف های دیگر تا زیر سقف بام بالا آورده شده و در آن جا نگه داشته می شوند.

۵ – در این مرحله ارتفاع ستون ها مجددا فزایش یافته، ستون های مربوط به طبقات چهارم، پنجم و ششم در محل خود نصب یا اجرا شده و مجددا جک ها در انتهای ستون ها نصب می شوند.

۶ – عملیات اجرایی فوق مجددا تکرار می شود تا این که سقف بام در جای خود نصب گردیده و بقیه سقف ها در محل نهایی خود قرار گیرند.

تاریخ
نام آیتم
10 سقف برتر در سازه های فولادی
امتیار نویسنده
41star1star1star1stargray

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *