پیشگفتار
در این مقاله قصد مقایسه ی بین این دو سقف رو داریم که عبارت اند از:
1-مزایا و معایب این دو سقف
2-روش های طراحی
3-روش های اجرا
4-در قالب دو مثال اجرایی هم مقایسه شده است
5-برخی از سوال های پیش امده هم جواب داده شده است
6-معرفی اجمالی هر کدام
سقف عرشه فولادی
هرچند مدت زيادی از رواج اين نوع سقف در كشورمان نميگذرد اما در واقع اين سیستم اجرای سقف از سال ۹۱۹۱ و با تدوين يک استاندارد صنعتي برای طراحي، اجرا و بهره برداری از اين سقف توسط انستیتو سقف فولادی به طور رسمي وارد صنعت ساختمان شده است (SDI) وهم چنین یکی ازدلیل اصلی استفاده سرعت اجرای بالای ان است. سقف عرشه فولادی شامل چهار نوع مصالح است:ورق فولادی-برشگیر (گل میخ)-ارماتور-بتن.
ورق فولادي
ورق فولادی شاخص ترين مصالح اين نوع سقف ميباشد كه برای ساخت آن ورق فولادی گالوانیزه (هردوطرف) با ضخامت 0.8 تا1.2 میلیمیتر را به روش نورد سرد (rol forming) را به وسیله دستگاه هایی به حالت موجدار شکل دهي ميكنند، به صورتي كه در مقطع ورق حاصله هر موج به شکل يک ذوزنقه ديده ميشود. برای محاسبه مشخصات هندسي مقطع ميبايست از ضخامت پوشش گالوانیزه صرف نظرنمود ارتفاع ذوزنقهها (عمق كنگره) حداكثر 75 میلیمتر ميباشد، همچنین عرض متوسط كنگرههای پرشده با بتن نمي بايست كمتر از 50 میلیمتر باشد.
ضوابط...
ضمن رعايت ضوابط موجود برای اين ورقها ميتوان آن ها را برای كاربریهای مختلف به حالت های خاصي از ذوزنقه شکل داد تا به قابلیت های جديدی دست يابند. اين ورقها ميبايست در جان خود (قسمت شیبدار ورق) دارای فرورفتگيها و برجستگيهايي باشند تا درگیری بین فولاد و بتن را ايجاد نمايند. در طي مراحل بارگیری، حمل و دپوی اين ورقها ميبايست دقت لازم برای جلوگیری از تغییرشکل آن ها صورت گیرد.
برشگیر(گل میخ)
برشگیرها يا گل میخهای خاصي كه در اين نوع سقف استفاده ميشود به جهت نوع مصالح و روش خاص اجرا، يکي ديگر نقاط قوت اين نوع سقف محسوب ميشود. قطر اين برشگیرها حداكثر ۲۰ میلیمتر و ارتفاع آنها بسته به شکل ورق فولادی متغییر ميباشد و در نهايت حداقل ارتفاع گل میخ بعد از نصب كه ازبالای ورق ذوزنقهای اندازه گیری ميشود نبايد كمتر از 40 میلیمتر باشد. اين گل میخها به وسیله دستگاه جوش قوس خوانده میشود به(stud welder) الکتريکي خاصي که بال تیرهای سازهای جوش ميشود.
فرآیند جوشکاری...
اين فرآيند جوشکاری ميتواند هم به صورت مستقیم روی بال تیرسازهای انجام گیرد و هم از روی ورق فولادی انجام گیرد. قبل از قرارگیری گل میخ يک حلقه سرامیکي درمحل جوش قرار ميگیرد تا از حوضچه مذاب ايجاد شده در لحظه ايجاد قوس الکتريکي محافظت نمايد.
آرماتور
ارماتور بندی در چهار مورد زیر می بایست اجرا گردد:
1.مقاومت در برابر لنگر منفی در دهانه های ممتد و کنسول ها
2.بار های متمرکز یا بازشوها
3.ارماتور حرارتی
4.مقاومت در برابر لنگر مثبت در صورتی که ازعملکرد کششی ورق فولادی صرف نظر شود. ارماتور بندی این سقف در صورتی که یا استفاده از میلگرد های اجدار مرسوم و موجود بازار صورت گیرد تا حدودی وقت گیر(نسبت به سایر مراحل اجرای این سقف) خواهد بود اما درصورت استفاده از مش های اماده این مرحله از اجرای سقف نیز با سرعت قابل قبولی صورت خواهد پذیرفت البته این مش های اماده می بایست مطابق با استاندارد مربوطه ساخته و حمل و نصب گردند.
بتن
مقاومت فشاری بتن مورد استفاده با توجه به اينکه از بتن سبک يا بتن معمولي استفاده شود، ميتواند از200 تا 900 كیلوگرم بر سانتيمتر مربع متغیر باشد كه با توجه به نوع بارگذاری و مشخصات دهانه تعیین خواهد شد. در هنگام محاسبه مشخصات هندسي مقطع ميبايست به جهت كنگره های ورق فولادی نسبت به تیرسازهای موجود دقت نمود، چرا كه در صورت عمود بودن كنگره ها بر تیر، از بتن موجود در زير سطح فوقاني ورق ذوزنقهای بايد صرف نظر نمود.
ضخامت دال...
ضخامت دال بتني در بالای كنگره روق ذوزنقهای نبايد از 50 میلیمتر كمتر باشد. با توجه به اين موضوع درصورت استفاده از ورق فولادی با ارتفاع حداكثر 75 میلیمتر مجموع ضخامت سقف 125 میلیمتر خواهد بود. يکي ديگر از راهکارهای سرعت بخشیدن به اجرای اين سقف استفاده از بتن دارای فیبرهای پلیمری يا فولادی ميباشد كه با استفاده از آن ميتوان آرماتوربندی را در اكثر نقاط عرشه فولادی حذف نمود كه البته تهیه و حمل و ريختن آن ميبايست با دقت خاص و براساس آئین نامه های مربوطه باشد.
روشهاي طراحی
اصولا دو روش كلي برای طراحي اين نوع سقف وجود دارد كه عبارتند از: ورق فولادی به عنوان قالب ماندگار، ورق فولادی به عنوان المان كششي. روش سوم ديگری نیز وجود دارد كه طراحي براساس نتايج بدست آمده از يک سری آزمايشهای استاندارد انجام ميپذيرد كه اين امرمستلزم ساخت نمونه هايي با دقت بالا و سپس انجام آزمايشهای مذكور با شیوه و الگوريتم خاص خود و در نهايت گرفتن خروجيهای قابل استفاده از آن ها مي باشد.
چگونه مدلسازی میشوند...
جهت مدلسازی و طراحي سقف های عرشه فولادی ( ETABS) ازنرم افزار و نرم افزار مخصوص طراحی اين سقف كه قابلیت مدلسازی سقف در حالت های مختلف و با در نظر گرفتن المانهای متغیر اين سقف (ضخامت ورق، شکل ورق، شمع بندی، ضخامت دال بتن، میلگرد، گل میخ و... ) را دارا ميباشد استفاده میشود .که در مدلسازی ان در مقایسه با سقف کامپوزیت اندازه ی بین تیرهای فرعی میباشد که در سقف عرشه فولادی بین 180 الی 220 متر می باشد .
ورق فولادي به عنوان قالب ماندگار
در اين روش طراحي، از قابلیت مقاومت كششي ورق فولادی در مقطع صرف نظر ميكنند، به عبارت ديگربه ورق فولادی به عنوان يک قالب نگاه ميكنند كه مي بايست قادر به تحمل بارهای زنده (ابزار و نفرات) موجود تا مرحله بتن ريزی همچنین وزن بتن خیس و خشک باشد كه البته پس از گیرش بتن نیازی به دكفراژ ندارد و تا پايان عمر ساختمان باقي خواهد ماند. در اين حالت در واقع از عملکرد سازه ای ورق فولادی چشم پوشي شده و سقف به عنوان يک دال بتني مسلح در نظر گرفته ميشود.اين نحوه طراحي، موجب ميشود مقدار آرماتور محاسباتي مقطع بیشتر شود چرا كه مي بايست به جای ورق فولادی نیز در تحمل كشش مقطع شركت نمايند. طراحان در اين حالت، معمولا اين آرماتورهای كششي را دركف كنگره ها قرار داده و آن ها را آرماتورهای طولي مينامند.
ورق فولادي به عنوان المان کششی
در اين روش ورق فولادی به عنوان المان كششي مقطع در نظر گرفته ميشود و مقطع حاصله به صورت مركب عمل ميكند، در واقع در اين حالت درگیری بتن و ورق فولادی به اندازه ای كافي است كه در حین مقاومت در برابر لنگرها و برش های موجود با يکديگرعمل كرده و دچار لغزش نسبت به هم نمي شوند.طراحي با استفاده از اين فرضیات، اقتصادی ترين حالت اين سقف را بدست ميدهد چرا كه موجب كاهش آرماتور محاسباتي مقطع خواهد شد. هر چند در نظر گرفتن درستي اين فرضیات مربوط به داشتن اطلاعات دقیق از مشخصات هندسي ورق و رفتار مشترک بتن و ورق فولادی ميباشد.
الزامات مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در مورد سقف مرکب با عرشه فولادی (متال دک ) :
• حداکثر ارتفاع ورق فولادی ذوزنقه ای برابر با 75 میلیمتر باشد
• عرض متوسط کنگره های پر شده با بتن نباید از 50 میلیمتر کمتر باشد
• دال بتنی باید به تیر یا شاهتیر فولادی با استفاده از گلمیخهای برشگیر با قطر 20 میلیمتر یا کمتر متصل شود گلمیخ ها را می توان از روی ورق فولادی ذوزنقه ای و یا مستقیما به عضو فولادی جوش نمود در هر حال گلمیخ باید روی بال ذوب شود
• قطر گلمیخ های برشگیر باید mm 20 یا کمتر بوده و حداقل ارتفاع آن ها بعد از نصب که از بالای ورق ذوزنقه ای اندازه گیری می شود ، نباید کمتر از mm 40 باشد
• ضخامت دال بتنی در بالای کنگره ورق ذوزنقه ای نباید از 50 میلیمتر کمتر باشد
در مقررات ملی قید شده است که...
• گلمیخ های برشگیر را می توان از روی ورق فولادی ذوزنقه ای و یا مستقیما به عضو فولادی جوش نمود . در هر حال باید گلمیخ ها روی بال ذوب شود
• فواصل گلمیخ های برشگیر در امتداد تیر تکیه گاهی نباید از 900 میلیمتر تجاوز نماید
• تمامی المان های فولادی که به صورت مختلط طراحی شده اند می بایست در فواصلی کمتر از 400 میلیمتر مهار شوند
• برای مقابله با نیروی برکنش ورق ذوزنقه ای فولادی باید به تمام تیرها یا شاهتیرهای فولادی که به صورت مقطع مختلط طراحی می شوند در فواصلی نه بیشتر از 300 میلی متر مهار شوند . این مهارها می تواند گلمیخهای برشگیر ، ترکیبی از گلمیخهای برشگیر و جوش های نقطه ای و یا هر وسیله طرح شده توسط طراح باشد
ادامه الزامات....
• عرض متوسط کنگره های پر شده با بتن نباید از 50 میلیمتر کمتر باشد
• دال بتنی باید به تیر یا شاهتیر فولادی با استفاده از گلمیخهای برشگیر با قطر 20 میلیمتر یا کمتر متصل شود گلمیخ ها را می توان از روی ورق فولادی ذوزنقه ای و یا مستقیما به عضو فولادی جوش نمود در هر حال گلمیخ باید روی بال ذوب شود
• قطر گلمیخ های برشگیر باید mm 20 یا کمتر بوده و حداقل ارتفاع آن ها بعد از نصب که از بالای ورق ذوزنقه ای اندازه گیری می شود ، نباید کمتر از mm 40 باشد
• ضخامت دال بتنی در بالای کنگره ورق ذوزنقه ای نباید از 50 میلیمتر کمتر باشد
• گلمیخ های برشگیر را می توان از روی ورق فولادی ذوزنقه ای و یا مستقیما به عضو فولادی جوش نمود . در هر حال باید گلمیخ ها روی بال ذوب شود
در آخر...
• فواصل گلمیخ های برشگیر در امتداد تیر تکیه گاهی نباید از 900 میلیمتر تجاوز نماید
• تمامی المان های فولادی که به صورت مختلط طراحی شده اند می بایست در فواصلی کمتر از 400 میلیمتر مهار شوند
• برای مقابله با نیروی برکنش ورق ذوزنقه ای فولادی باید به تمام تیرها یا شاهتیرهای فولادی که به صورت مقطع مختلط طراحی می شوند در فواصلی نه بیشتر از 300 میلی متر مهار شوند . این مهارها می تواند گلمیخهای برشگیر ، ترکیبی از گلمیخهای برشگیر و جوش های نقطه ای و یا هر وسیله طرح شده توسط طراح باشد
دیگر آیین نامه ها...
در طراحی سقف کامپوزیت عرشه فولادی از آئین نامه های مختلفی استفاده می شود که آئین نامه ها و استانداردهای ساخت و طراحی عبارتند از:
AISI , AISC , ASCE , ACI , SDI , BS5950 , EN 10326 , BS 4449 , ASTM A108 , ANSI AWS
مراحل اجراي سقف عرشه فولادي
نصب ورق های فولادی با سرعت بالايي انجام ميگیرد چرا كه كافي است پس از چیدن ورق ها و پوشش دهانه ها، به وسیله دستگاه های میخکوب مخصوص، ورقها را در محل نشیمن روی تیرهای سازهای ثابت كرد، پس از اين مرحله كه ميبايست به صورت هم زمان يابلافاصله بعد از چیدن ورق ها انجام گیرد گل میخ ها نصب و سپس آرماتوربندی و در نهايت بتن ريزی انجام خواهد شد.
همانطور كه گفته شد مراحل اجرای اين سقف يکي پس از ديگری با سرعت بالايي انجام ميشود و با توجه به اين موضوع كه برای اجرای سقف عرشه فولادی نیازی به شمع بندی نیست (تا دهانه 3 متر) اين امکان وجود دارد كه چندين سقف به طور هم زمان پس از نصب ورقها، ثابت كردن آن ها و نصب گل میخ ها و اجرای آرماتوربندی، بتن ريزی شوند.
اين امر موجب ميگردد تا در ساختمان های بلند مرتبه كه معمولا عملیات نصب اسکلت با سرعت بیشتری صورت ميگیرد ديگر با مشکل سرعت پايین اجرای سقف ها مواجه نباشیم. آنچه در اينجا لازم به ذكر است اين است كه در برخي از پروژه های ساختماني، سازه براساس نوع سقف ديگری طراحي شده است، بنابراين تیرهای فرعي ميبايست از نو و با توجه به مشخصات فني سقف عرشه فولادی طراحي شوند.
حداکثر دهانه...
اين سقف به طور معمول تا دهانه 3 متر بدون نیاز به شمع بندی قابلیت اجرا دارد، يعني دهانه ای به طول6 متر بدون نیاز به شمع و فقط با نصب يک تیر فرعي به وسیله اين نوع سقف قابل اجرا خواهد بود.
معمولا برای دهانه های بیش از 3 متر از شمع بندی موقت استفاده ميشود كه بسته به نیاز و شرايط از يک يا دو رديف شمع استفاده خواهد شد. برای اين نوع سازه بايد حتما از بعد اتمام كار از سقف كاذب استفاده شود. و برای نصب ورق از دستگاه (میخ كوب) استفاده مي (stud welder(گل میخ از شود. البته قابل ذكر است اين نوع سقف در سازه های كمتر از1400 متر توصیه نمي شود، زيرا توجیه اقتصادی ندارد.
مزاياي سقف عرشه فولادي
1. بازگشت سريع سرمايه.
2. كاهش وزن سازه.
3. كاهش تیرهای فرعي (20تا 30 درصد صرفه جويي در مصرف فولاد اسکلت سازه).
4. كاهش بتن سقف (15 تا 20 درصد صرفه جويي در مصرف بتن).
5. سرعت اجرای بالا ( 11 برابر سريعتر از سقفهای ديگر).
6. عملکرد مناسب در برابر زلزله (بالا بردن صلبیت ساختمان).
7. مقاومت در برابر نیروهای جانبي.
8. امکان اجرا و عملیات بتن ريزی كلیه سقف های ساختمان در يک زمان.
9. اجرای سريع و آسان تاسیسات.
10. كاهش قابل توجه هزينه های جاری كارگاه.
11. تامین میلگرد كششي سقف (60 تا70 درصد صرفه جويي در مصرف میلگرد).
12. ايجاد يک سکوی فولادی با ايمني بالا در زمان اجرای سقف.
13. كاهش ضخامت سقف و در نتیجه افزايش ارتفاع مفید در طبقات.
14. انعطاف پذيری با هر نوع طراحي از لحاظ معماری و كاربری.
15. بدون نیاز به شمع گذاری و زيرسازی.
16. حذف عملیات كفراژ بندی و دكفراژ.
17. زمانی که سازه هایی با پلان های پیچیده معماری داریم می توان به راحتی با سقف عرشه فولادی آن را اجرا کنیم
18.امکان اجرا در شرایط اب و هوای مختلف
19.عمر مفید طولانی
20.حمل ونقل راحت تر 21.امکان پوشش دهانه های بلندتر با ضخامت کمتر.
برخی از سوال های رایج در مورد سقف عرشه ی فولادی
سوال:آیا این نوع سیستم سقفی قابل اجرا روی اسکلت بتنی است؟
بله – با دتایل خاص نصب که روی سایت می باشد می توان اجرا کرد.
سوال:ایا در این نوع سیستم سقفی سازه ای نیاز به سقف کاذب دارد؟
بحث استفاده از سقف کاذب مربوط به بخش معماری در سازه ها بوده و بستگی به نوع سقف سازه ای ندارد.تمامی سقف های سازه ای را میتوان بدون سقف کاذب (پارکینگ ها ،انبارها و …) و با سقف کاذب اجرا کرد
سوال:عملکرد لرزشی این سیستم چگونه است؟
بدلیل وجود ضوابط سختگیرانه در آئین نامه های طراحی علی الخصوص در بخش کنترل لرزش و فرکانس نوسان عرشه های فولادی،سقف های عرشه فولادی جزو کم لرزش ترین سقف های شناخته شده در جهان می باشد.
سوال:آیا در این نوع سیستم از آرماتور کششی استفاده میشود؟
خیر – شکل ورق گسترده موجود در عرشه های فولادی آرماتور کششی سقف را تامین میکند.
سوال:آیا در این نوع سقف از قالبندی وشمع گذاری استفاده میشود؟
خیر – ورق های عرشه فولادی قالب بندی و شمع گذاری سقف را همزمان تامین میکند.
سوال:آیا از ورقهای فولادی میتوان در سطوح شیبدار استفاده کرد؟
بله – از جمله مزایای این نوع سیستم امکان بتن ریزی همزمان طبقات می باشد که سطوح شیب دار(پله ها) نیز از این بحث مستثنی نمی باشد.
سوال:کاربرد متال دک در کجاهاست؟
به دلیل سرعت بالا، سهولت اجرا و عدم وجود محدودیت هایی همچون دهانه، ارتفاع سازه و سایر مزایا استفاده از ورق های عرشه فولادی در سازه های با کاربری های متفاوت از جمله پل ها ، ساختمان های مسکونی،سازه های صنعتی ومکانهای تجاری به دلیل تنوع در ضخامت ورق ها (8/0 الی 2/1 میلی متر) نیاز به استفاده از این نوع سیستم را دو چندان میکند.
سوال:نحوه عملکرد این نوع سقف با بتن چگونه است؟
بدلیل رعایت ضوابط طراحی تیر های کامپوزیت در دتایل عرشه های فولادی تولیدی این شرکت تیر های سازه ای از نوع تیر کامپوزیت و از بتن موجود در روی عرشه ها به عنوان المان فشاری برای تیر ها استفاده می شود(بال فشاری تیر های کامپوزیت از طریق بتن تامین می شود)
سوال:فواصل بین گل میخها چگونه است؟
نحوه طراحی گل میخ ها بر اساس روشهای موجود در آئین نامه های طراحی از جمله مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و آئین نامه فولاد آمریکا.(AISC) تعیین می شود و بستگی به عرشه فولادی ندارد
سوال:آیا در سقفهای عرشه فولادی محدودیت دهانه داریم؟
خیر – عرشه های فولادی در طول آزاد 3 متری با تیر های فرعی مهار خواهند شدکه این امر بستگی به فواصل ستون ها نداشته و از جمله امتیازات سقف های عرشه فولادی در مقایسه با سایر سیستم ها ی سقفی (تیرچه بلوک-کامپوزیت سنتی) می باشد(این نوع سقف ها محدودیت دهانه های اجرا را از سازه ها رفع نموده است)
سوال:تفاوت سقفهای عرشه فولادی با سقفهای با ورقهای سینوسی(ساندویچ پانل وشیروانی)در چیست؟
آئین نامه های طراحی تنها مقاطع خاصی را برای اجرای عرشه های فولادی که به صورت سقف سازه ای می باشد مجاز می داند در حالیکه مقاطع سینوسی جزو مقاطع تایید شده سازه ای نبوده و فقط برای پوشش های سقفی استفاده می شود.
سوال:آیا آئین نامه موجود استفاده از این سقف را تایید میکند؟
بله – مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و آئین نامه های (AISC) آمریکا استفاده از این نوع سیستم را به دلیل سبک سازی توصیه و مجاز می کند.
سوال:آیا میزان صلبیت این نوع سقفها قابل قبول برای آئین نامه است؟
بله – این نوع سیستم صلبترین سقف شناخته شده در مقایسه با سایر سیستم های سقفی با عملکرد یکطرفه در دنیا می باشد و استفاده از این نوع سیستم در بلند ترین برجهای موجود در جهان موید این مطلب می باشد.
سوال: اجزای تشکیل دهنده سقف عرشه فولادی کدام است؟
اجزای تشکیل دهنده این سیستم غبارتند از : عرشه فولادی، گلمیخ، فلاشینگ، آرماتور و بتن.
سوال:چه محدودیتی برای اجزای تشکیل دهنده این نوع سقف وجود دارد؟
ارتفاع عرشه ها بایستی بین 5 تا 7.5 سانتی متر باشد. حداکثر قطر گلمیخ 19 میلی متر و حداقل ارتفاع آن بعد نصب که از بالای عرشه ذوزنقه ای اندازه گیری می شود نباید کمتر از 4 سانتی متر باشد.حداقل ضخامت بتن بالای عرشه : 5 سانتی متر
سوال:روش اجرای این نوع سقف چگونه است؟
روش اجرای سیستم متال دک در سازه های فولادی بدین صورت می باشد که عرشه های ف.لادی بر روی تیرها پخش شده و سپس گلمیخ ها با توجه به نقشه های اجرایی، بر روی بال تیرها جوش می شوند. پس از اجرای شبکه میلگردهای حرارتی و باتوجه به عدم نیاز به میلگردهای کششی، سقف آماده بتن ریزی می باشد.
سوال:آیا روند طراحی تیرفرعی وگلمیخ در این نوع سقف مانندسیستم کامپوزیت سنتی است؟
بله البته محاسبات گلمیخ در این سیستم با محاسبات برشگیر در سیستم کامپوزیت اندکی تفاوت دارد که روند کامل محاسبات گلمیخ، در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران آورده شده است.
سوال:آیا اجرای بازشو در این نوع سقف امکانپذیر است؟
بله با توجه به ایجاد بازشو، یکی از روش های تعیین شده (برش بدون تمهیدات اضافی، آرماتورگذاری و یا استفاده از تیر فرعی) استفاده می شود.
سوال:آیا بتن مورد استفاده در این نوع سقف از نوع خاصی است ؟
خیر ، استفاده از هر نوع بتن سازه ای با مقاومت فشاری بیشتر از 210 مگا پاسکال مجاز می باشد.
کامپوزیت
سقف های كامپوزيت سقف هايي هستند كه تركیبي از فولاد و بتن برای اينکه يکپارچگي اين سقف رعايت شود از برشگیر (نبشي) استفاده مي شود كه اين نبشي با بتن درگیری ايجاد كرده و يکپارچگي درست ميكند و چون تیرهای فرعي كامپوزيت به علت گیردار بودن تیرهای اصلي و با توجه به لنگر پوش (لنگرزلزله)، بتن روی تیرهای اصلي نمي تواند به مقاومتش كمک كند. میلگردهايي كه روی سقف كامپوزيت قرار دارند میلگردهای حرارتي هستند كه در جهت مخالف با تیرهايي فرعي باعث يکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف كامپوزيت مي شود و با جوش دادن به تیرهای فرعي مانع ترک خوردن بتن مي شود.
قالب بندی...
قالب بندی اين سقف ها معمولا از تخته كوبي استفاده مي شود و بعد از اتمام بتن ريزی نايلون باعث راحت جدا شدن تخته ها مي شود و در برخي موارد از يونولیت استفاده مي شود كه به علت محکم نبودن بايد شمع كوبي كنند و مشکلات اجرايي بیشتری دارد و دلیل ديگر اينکه يونولیت زير سقف مي ماند و ما نمي توانیم از فضای زير سقف كامپوزيت كه تیرهای فرعي آن ها معمولا زنبوری هستند برای عبور لوله های تاسیساتي استفاده كنیم، در ضمن عايق خوبي برای حرارت بالا نیست.
قالب بندی تخته کوبی...
در قالب بندی تخته كوبي مهم ترين مزيت آن ها اين است كه در زير سقف كامپوزيت خلائي وجود دارد و از اين خلاء برای لوله های تاسیساتي استفاده مي شود. يکي از مزيت های سقف كامپوزيت قدرتمندی آن نسبت به سقف های تیرچه بلوک است چون يکي از راه های يکپارچه كردن رفتار ستون ها در هنگام زلزله از طريق سقف مي باشد و سقف كامپوزيت به دلیل برشگیرهای نصب شده روی تیرهای فرعي يکپارچگي بین فولاد و بتن ايجاد شده و در اطراف ستون ها هم همین طور در نتیجه ستون ها در هنگام زلزله رفتار يکپارچه دارند ولي در سقف تیرچه بلوک اين گونه نیست.
اجراء سقف کامپوزیت...
و اینکه اجرای سقف کامپوزیت برخلاف سقف عرشه فولادی به شمع بندی نیازی نیست این امکان وجود دارد که چند سقف به طور همزمان بتن ریزی نمود که تخته ها یا ورق های قالب بندی را نباید به هیچ وجه زود تر از زمان موعد باز کرد. كلا درباره سیستم های خمشي بايد گفت در اين سیستم تمام تیرهای اصلي گیردار عمل مي كنند ومعمولا از پروفیل های سالم استفاده مي كنند (لانه زنبوری نباشد) چون اصلا دارای لنگر مي باشند و درنتیجه بايد ورق نصب كنیم و ثانیا لنگر ماكزيمم برش در يک سوم تکیه گاه ها وجود دارد. ما بايد درصورت استفاده از لانه زنبوری، هم وسط لانه زنبوری و هم گوشه های لانه زنبوری را با ورق پر مي كنیم واين روش تنها زماني كاربرد دارد كه ما پروفیل نداريم.
مراحل اجراي سقف کامپوزيت
1. قالب بندی سقف (به وسیله چهار تراش، گوه، تخته روسي، ورق آلومینیوم و پلاستیک).
2. مش بندی سقف (به وسیله میلگرد با مقاومت تسلیم طراحي).
3. شمع بندی و بستن كناره های سقف با در نظر گرفتن محل تاسیسات و بازشوها.
4.بتن ريزی و پرداخت سطح.
مزاياي سقف کامپوزيت
1. بدست آوردن سقفي يکپارچه و صلب.
2. كاهش وزن سقف (كاهش وزن سقف نسبت به سقف های تیرچه بلوک و كرومیت)
3. سرعت اجرای بالا (اجرای سريع سقف نسبت به سقف های تیرچه بلوک و كرومیت)
4.سهولت اجرای بازشو
معايب سقف کامپوزيت
سقف كامپوزيت به دلیل هزينه سقف كاذب، از عموم سقف های تیرچه بلوک و كرومیت هزينه تمام شده بیشتری دارد.
هر چند سرعت اجرای سقف های كامپوزيت نسبت به سقف های تیرچه بلوک و كرومیت بیشتر است اما به دلیل اجرای سقف كاذب و نیاز به نبشي كشي، در مجموع اجرای پروژه زمان بیشتری طول خواهد كشید.
چرا برای کاربری مسکونی مناسب نیست...
سقف های كامپوزيت به دلیل داشتن لرزش، گزينه مناسبي برای سقف پروژه های مسکوني نمي باشد مگراينکه به هنگام بتن ريزی زير كلیه تیرهای فرعي و اصلي شمع بندی كامل شود كه در اين صورت اجرای هم زمان چند سقف منتفي است يا با مشکلات فراواني همراه خواهد بود. در صورت اجرای غیر اصولی و عدم درگیری کامل بتن و فولاد، ممکن است سقف دچار شکم زدگی شود.
مقايسه سقف عرشه فولادي و سقف کامپوزيت
افزايش 10 برابری سرعت اجرا در سقف های عرشه فولادی نسبت به سقف های كامپوزيت به لحاظ سادگي اجرا و حذف مراحل قالب بندی.
بازگشت سريع سرمايه به لحاظ كاهش زمان اجرا و افزايش سرعت اجرا در سقف های عرشه فولادی نسبت به سقف های كامپوزيت.امکان اجرای سقف و بتن ريزی در كلیه طبقات ساختمان به طور هم زمان در سقف های عرشه فولادی نسبت به سقف های كامپوزيت.
فاصله بین تیر...
در سقف های كامپوزيت فاصله بین تیرهای فرعي حدود 90 الی 110 سانتي متر مي باشد كه اين فاصله در سقفهای عرشه فولادی 2 الی 3 متر بدون استفاده از قالب بندی قابل افزايش مي باشد، كه باعث كاهش تعداد تیرهای فرعي در سقف های عرشه فولادی نسبت به سقف های كامپوزيت مي شود.
ضخامت بتن...
ضخامت بتن در سقف های عرشه فولادی به دلیل فرم عرشه به مراتب كمتر از ضخامت بتن در سقف های كامپوزيت مي باشد (به طور متوسط 2 سانتي متر كمتر مي باشد).
کاهش وزن...
كاهش وزن سقف در حدود 50 كیلوگرم بر متر مربع در سقف های عرشه فولادی نسبت به سقف های كامپوزيت.
کاهش آرماتور...
كاهش آرماتور و بتن مورد نیاز در سقف های عرشه فولادی نسبت به سقف های كامپوزيت.
اقتصادی شدن طراحی...
با كم شدن وزن سقف های عرشه فولادی به دلیل كاهش تعداد تیرهای فرعي و ضخامت بتن وزن كل سازه كاهش يافته كه باعث اقتصادی تر شدن طراحي و محاسبات مربوطه مي شود.
کاهش صدمات وارده به ساختمان...
با كم شدن وزن سازه در ساختمان های ساخته شده با سقف عرشه فولادی نسبت به ساختمان های كامپوزيت، اين ساختمان ها نیروی كمتری از زلزله را به خود گرفته و باعث كاهش صدمات وارده برساختمان در زلزله مي شود.
گل میخ...
گل میخ های استفاده شده در سقف های عرشه که با استفاده از دستگاه جوش گل میخ انجام میشود که در مقايسه با برشگیرهای سقف های كامپوزيت از كیفیت بالاتری برخوردار مي باشد.
معایب کلی سقف های کامپوزیت و عرشه های فولادی
1.سختی کمتری نسبت به سیستم دال دارند.
2.در حین اجرا الودگی صوتی ایجاد می کنند.
3.نیازبه سقف کاذب در سطح زیرین خود دارند البته گاهی اوقات استفاده از سقف کاذب به عنوان مزیت در نظر گرفته میشود.
4.نیاز به نیروی متخصص
5.عدم مهار جانبی بال تحتانی یکی از مشکلاتی است که در این نوع سقف ها داریم. 6.یکی از مشکلات موجود در سقف های کامپوزیت و عرشه فولادی وجود لرزش و ارتعاش پس از اجرا می باشد که در واقع مشکل طراحی سازه است.
مقایسه ی این دو سقف در قالب دو مثال اجرایی
مشخصات پروژه مورد بررسی عبارتند از:
پانل سقف به ابعاد 6*6 متر با اسکلت فولادی- جوشی
کاربری : تجاری – اداری با در نظر گرفتن بار مرده 510 کیلوگرم برمتر مربع وبار مرده 500 کیلو گرم بر متر مربع
جزئیات سقف در صورت طراحی به صورت کامپوزیت معمولی
مشخصات تیرهای سقف عبارتند از:
مقطع سقف در حالت کامپوزیت معمولی عبارتند از:
جزئیات سقف در صورت طراحی به صورت سقف کامپوزیت با عرشه فولادی (متال دک Metal Deck
مشخصات تیرهای سقف عبارتند از
مقطع سقف کامپوزیت عرشه فولادی عبارتند از:
(سقف کامپوزیت معمولی و سقف مرکب با عرشه فولادی جدول زیر تنظیم گردیده است با بررسی های انجام شده بین دو سقف طراحی شده ،
بررسی یک مثال...
مساحت مورد بررسی :36 متر مربع
در این آنالیز اختلاف وزن فولاد بین سقف کامپوزیت معمولی و سقف مرکب با عرشه فولادی ، همچنین مقدار مصرف بتن در هر دو سقف و در نهایت هزینه های اجرایی مربوط به هر یک از سقف ها مورد بررسی قرار گرفته است .
جزئیات سقف در حالت کامپوزیت معمولی:
| نوع پروفیل | مقدار | واحد | وزن واحد | وزن (کیلوگرم ) |
| IPE 18 | 36 | متر طول | 18.8 | 677 |
| IPE 24 | 12 | متر طول | 30.7 | 368 |
| PL 150*10 | 8 | متر طول | 11.77 | 94 |
| PL 125*6 | 16 | متر طول | 5.88 | 94.2 |
| اتصالات تیرهای فرعی | 14 | عدد | 0.768 | 11 |
| برشگیر | 240 | عدد | 0.448 | 108 |
| جمع | 1352 |
جزئیات سقف در حالت: کامپوزیت با عرشه فولادی
| نوع پروفیل | مقدار | واحد | وزن واحد | وزن (کیلوگرم) |
| IPE 18 | 12 | متر طول | 18.8 | 226 |
| IPE 22 | 18 | متر طول | 26.2 | 472 |
| PL 150*10 | 12 | متر طول | 11.77 | 141 |
| PL 125*6 | 8 | متر طول | 5.88 | 47 |
| اتصالات تیرهای فرعی | 4 | عدد | 0.768 | 3 |
| جمع | 889 |
جزئیات بتن سقف:
| مشخصات سقف | ضخامت بتن سقف | حجم | واحد |
| کامپوزیت معمولی | 10 سانتی متر | 0.1 | متر مکعب / متر |
| سقف کامپوزیت با عرشه فولادی | 8 سانتی متر | 0.085 | متر مکعب / متر |
| حجم کسر شده بتن | 0.015 | متر مکعب / متر |
جزئیات مصرف آرماتور در سقف کامپوزیت معمولی و سقف کامپوزیت عرشه فولادی:
| مشخصات سقف | شماره میلگرد مصرفی | وزن | واحد |
| کامپوزیت معمولی | میلگرد شماره 10 | 4.93 | کیلوگرم / متر مربع |
| کامپوزیت با عرشه فولادی | میلگرد شماره 8 | 3.16 | کیلوگرم / متر مربع |
| مقدار کسر شده بتن در واحد متر مربع | 1.77 | کیلوگرم / متر مربع |
ریز متره:
| ردیف | مقدار | واحد |
| وزن فولاد سقف در حالت کامپوزیت معمولی | 1352 | کیلوگرم |
| وزن فولاد سقف در حالت کامپوزیت عرشه فولادی | 889 | کیلوگرم |
| اختلاف وزن فولاد حاصل | 463 | کیلوگرم |
| مساحت مورد بررسی | 36 | متر مربع |
| وزن کسر شده فولاد در واحد متر مربع در سقف های کامپوزیت عرشه فولادی | 13 | کیلوگرم / متر مربع |
| بتن سقف در حالت کامپوزیت معمولی | 0.1 | متر مکعب / متر |
| بتن سقف در حالت کامپوزیت عرشه فولادی | 0.085 | متر مکعب / متر |
| حجم کسر شده بتن در واحد متر مربع در سقف های کامپوزیت عرشه فولادی | 0.015 | متر مکعب / متر |
| وزن آرماتورمصرفی در حالت کامپوزیت معمولی | 4.93 | کیلوگرم / متر مربع |
| وزن آرماتور مصرفی در حالت کامپوزیت عرشه فولادی | 3.16 | کیلوگرم / متر مربع |
| وزن کسر شده آرماتور در واحد متر مربع در سقف های کامپوزیت عرشه فولادی | 1.77 | کیلوگرم / متر مربع |
مثالی دیگر...
در این بخش مقایسه بین طراحی سازه و آنالیز هزینه بین سقف مرکب عرشه فولادی و سقف کامپوزیت متداول بر روی طبقات پروژه صورت گرفته است . طراحی این سقف ابتدا بر مبنای سقف کامپوزیت با قالب بندی چوبی توسط مشاور پروژه انجام گرفته بود و طراحی بر مبنای سقف مرکب عرشه فولادی توسط این شرکت انجام و پس از ارائه به مدیریت پروژه نوع سقف های پروژه از حالت کامپوزیت معمولی به عرشه فولادی تبدیل و اجرا شد.
مشخصات کلی...
مشخصات کلی پروژه عبارتند از:
متراژ کار : 9000 متر مربع در 8 طبقه
موقعیت پروژه : شمال – شهرستان نور – رویان
انالیز اقتصادی...
در این آنالیز اقتصادی مقایسه ای بین سقف مرکب عرشه فولادی و سقف کامپوزیت معمولی انجام شده است که در این آنالیز اسکلت فلزی ساختمان مجدد مورد طراحی قرار گرفت و طراحی براساس سقف کامپوزیت عرشه فولادی انجام شد و در نهایت مقایسه سقف عرشه فولادی (متال دک ) و سقف کامپوزیت معمولی انجام گرفته است. در این قسمت اطلاعات مربوط به آنالیز اقتصادی بین تیرهای فرعی در حالت کامپوزیت معمولی و کامپوزیت عرشه فولادی (متال دک) در یک طبقه به مساحت 1161 متر مربع ارائه شده است.
سقف کامپوزیت معمولی
نتایج طراحی در سقف کامپوزیت معمولی
مقدار تیرهای لانه زنبوری شماره 18 در سقف کامپوزیت معمولی 17149 کیلوگرم
مقدار تیرهای شماره 18 در سقف کامپوزیت معمولی 2720 کیلوگرم
مقدار تیرهای شماره 16 در سقف کامپوزیت معمولی 79 کیلوگرم
مقدار ورق تقویت تیرهای لانه زنبوری شماره 18 در سقف کامپوزیت معمولی 6888 کیلوگرم
تعداد نبشی اتصال تیرهای فرعی در سقف کامپوزیت معمولی 1364 کیلوگرم
تعداد برشگیر تیرهای فرعی در سقف کامپوزیت معمولی 923 کیلوگرم
مقدار فولاد مصرفی در سقف کامپوزیت معمولی 26981 کیلوگرم
مشخصات میلگرد مصرفی در سقف کامپوزیت معمولی میلگرد شماره 10 با فواصل 20 سانتی متر
سقف عرشه فولادی
نتایج طراحی در سقف مرکب عرشه فولادی (Metal Deck ) :
مقدار تیرهای شماره 22 در سقف عرشه فولادی 9228 کیلوگرم
مقدار تیرهای شماره 20 در سقف عرشه فولادی 2627 کیلوگرم
مقدار تیرهای شماره 18 در سقف عرشه فولادی 940 کیلوگرم
مقدار تیرهای شماره 16 در سقف عرشه فولادی 3326 کیلوگرم
تعداد نبشی اتصال تیرهای فرعی در سقف عرشه فولادی 745 کیلوگرم
مقدار فولاد مصرفی در سقف عرشه فولادی 16866 کیلوگرم
مشخصات میلگرد مصرفی در سقف عرشه فولادی میلگرد شماره 10 با فواصل 20 سانتی متر
جمع بندی
با توجه به نتایج فوق داریم :
وزن فولاد در حالت طراحی سقف کامپوزیت معمولی 26981 کیلوگرم
وزن فولاد در حالت طراحی سقف عرشه فولادی 15245 کیلوگرم
اختلاف وزن فولاد در سقف مرکب عرشه فولادی (متال دک) نسبت به سقف کامپوزیت معمولی 12258 کیلوگرم
مقدار کسر شده فولادی در سقف کامپوزیت عرشه فولادی (متال دک) نسبت به سقف کامپوزیت معمولی 10.5 کیلوگرم در متر مربع
مقدار کسر شده میلگرد در سقف عرشه فولادی (متال دک) نسبت به سقف کامپوزیت معمولی 3 کیلوگرم در متر مربع
منابع:
(bornaista.com) شركت برنا ايستا
(asrezarrin.ir)شركت انبوه سازان عصر زر
مقاله ی مهندس سجاد تیموریان
(steeldeck.blog.ir) سایت
(omrangostarco.com) عمران گستر تمدن
(Sabzsaze.com) سایت
