مقدمه
سقف به عنوان اولین عضو در مسیر انتقال بارهای ثقلی و جانبی، یکی از مهمترین بخش‌های یک ساختمان است که وظیفه‌ی آن ضمن تحمل و انتقال بارهای ثقلی، دریافت نیروی جانبی زلزله و توزیع آن بین اجزای لرزه بر قائم (مانند ستون‌ها، مهاربندها و دیوارهای برشی) می‌باشد. هر چه سقف صلب تر باشد، رفتار سازه در هنگام زلزله بیشتر قابل پیش‌بینی می‌باشد.
امروزه گرایش به سمت استفاده از دهانه های بزرگ ، سیستم سقف سبکتر همراه با فعالیت های ورزشی و عملکرد تجهیزات مکانیکی باعث بدتر شدن وضعیت لرزش کفها و به تبع آن شکایت ساکنان ساختمان ها شده است.
در حالی که سقف ها معمولا به عنوان سیستم های جذب در نظر گرفته می شوند، پلنوم باز بالای سقف یک راه انتقال خوب را برای صدا بین اتاق ها ایجاد می کند.
به همین علت، سقف ها باید به عنوان یک مانع صوتی نیز عمل کنند.
سیستم های سقف/ کف
صدا از طریق خود سقف هنگامی که اجزاء آن بدون میراکننده به یکدیگر متصل شده و شکل پیوسته پیدا نموده اند با احتمال بیشتری عبور خواهد کرد.
همچنین توجه به نوع سیستم های سقفی معلق و نحوه نصب صفحات جاذب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. چون این عوامل خود می توانند باعث تغییر شکل در سقف و در نهایت ایجاد رخنه های صوتی کنند.
جداسازی صدای ضربه ای ناشی از قدم زدن افراد یا صدای ضربه ای ناشی از سایر برخوردها یکی از مهمترین نگرانی های محل های سکونت چند خانواری مانند آپارتمان ها و هتل ها می باشد.
کف سازی تاثیر بسیاری زیادی خواهد داشت. به عنوان نمونه یک فرش یا روکش به طرز چشمگیری صدای ضربه ای را کاهش می دهد. کف های نرم یا اسفنجی قادرند کیفیت جذب صدای ضربه ای را بهبود بخشند.
انواع سقف ها از نظر رفتار لرزه ای
سقف طاق ضربی
سیستم طاق ضربی یکی از قدیمی ترین انواع سقف های رایج در کشور می‌باشد. فاصله بین تیرهای فرعی این سیستم بین 70 تا 100 سانتی متر می‌باشد و حداکثر دهانه قابل اجرا برای این نوع سقف 5 متر می‌باشد.
برای ساخت این از آجر فشاری، گچ و خاک استفاده می‌شود. برای استحکام بیشتر و انتقال بار از به تیرهای وارده، آجرها به صورت قوسی کار گذاشته می‌شوند. هرچند که این نوع سقف منسوخ شده است و دیگر مورد تایید ضوابط وآیین نامه ها نیست.
سقف های طاق ضربی بدلیل نداشتن صلبیت کافی، دارای لرزش شدید حتی هنگام راه رفتن روی آن است.
بدین منظور قبل از اجرای کفسازی، بوسیله میلگرد با حداقل نمره 10، بصورت ضربدری تیرآهن های سقف را توسط جوش به یکدیگر متصل می نمایند تا به میزان قابل قبولی صلبیت سقف را افزایش دهند.
در صورت عدم حصول نتیجه بعد از اجرای این کلاف و وجود لرزش در، می توان از ملاتهای ماسه سیمان نیز جهت افزایش استحکام کمک گرفت.
فقط باید توجه داشت این ملات میتواند موجب سنگین شدن سقف گردد. سقف طاق ضربی جز سقف‌های انعطاف‌پذیر است که توزیع نیروی زلزله بین اعضای لرزه بر اساس سطح بارگیر انجام می‌شود.
معایب
- یکپارچه نبودن و عدم انسجام کافی و در نتیجه ضعف در برابر زلزله
- خوردگی آهن در تماس سیلیکات گچ
- لرزش بیش از حد
- سنگینی بیش از حد
سقف تیرچه بلوک
سقف تیرچه‌بلوک نوعی سقف است که از ترکیب تیرچه و بلوک سبک سیمانی یا سفالی و یا فوم ساخته می‌شود.
با توجه به این که بتن تحمل نیروی کششی چندانی ندارد،برای پر کردن قسمت زیرین استفاده می‌شود تا با حذف بتن کششی، در مصرف مصالح صرفه‌جویی شود و وزن سبکتر باشد.
از لحاظ لرزه ای این سقف‌ها دارای صلبیت مناسبی می‌باشند و از عملکرد دیافراگمی مناسبی برخوردار است.
علت لرزش سقف تیرچه بلوک چیست؟
به دلیل آنکه امروزه طراحان به سمت استفاده از سقف‌های سبک با دهانه‌های بلند می‌روند، به دلیل آن است که می‌خواهند ملاحظات طراحی داخلی را به حداکثر برسانند.
اما این موضوع با مشکلاتی اعم از لرزش همراه است. در این سقف‌ها حد قابل قبول از ارتعاش ناشی از موضوعات دینامیکی، به مواردی مانند وزن، فرکانس و میرایی سقف بستگی دارد.
ثابت شده که هرچه میزان تحرکات (بالا پایین پریدن و دویدن همراه با جست و خیز) بر روی کف افزایش یابد، ارتعاش طبیعی اعضای باربر تحت تأثیر این تحرکات قرار می گیرند و لرزش‌های بزرگی را ایجاد می‌کنند. این مورد در تیرچه بلوک عموماً ناشی از دهانه بزرگ‌تر از پنج متر است.
هر چه طول دهانه افزایش یابد، انتظار لرزش ریتمیک در سقف بیشتر احساس می‌شود. دلیل این موضوع تا حد بسیاری به یک طرفه بودن سیستم باربری این سقف مربوط می‌شود.
این موضوع نشان می‌دهد که تیرچه بلوک از صلبیت پایین‌تری نسبت به سقف دال بتنی دوطرفه برخوردار است و ارتعاشات به وجود آمده ناشی از عدم توزیع مناسب بار در جهات گوناگون است.
به این صورت که در دال دوطرفه بتنی، ارتفاع سقف حداقل 20 سانتی‌متر است، ولی در تیرچه بلوک این مقدار برای قسمت فشاری برابر با پنج سانتی‌متر است.
همچنین دال دوطرفه، سقفی کاملاً توپُر است و مانند تیرچه بلوک دارای حفره‌های ناشی از بلوک‌ها نیست. این موضوع خود به راحتی می‌توانند میزان صلبیت را نشان دهد.
بررسی‌های دیگر همچنین نشان می‌دهند که موارد تأثیرگذار دیگری در میزان ارتعاش مؤثر هستند. عواملی مانند میزان بار وارده (بار مرده و زنده)، مقاومت فولاد به کار رفته، مقاومت فشاری بتن، فاصله بین تیرچه‌ها، صلبیت سقف، میرایی سقف و فرکانس قدم زدن در مقدار لرزش سقف تیرچه بلوک تاثیرگذار هستند.
همچنین مقدار و میزان ارتعاش به دلیل عدم اجرای اصولی ، میتواند دلیل دیگر بر لرزش تیرچه بلوک باشد.
اجرای اصولی سقف
مهمترین دلیل در کاهش میزان لرزش را می‌توان اجرای اصولی در نظر گرفت. مهم است که سقف تیرچه بلوک برحسب ملاحظات طراحی اعمال شده بر روی نقشه‌های اجرایی، انجام شود.
حفظ فاصله صحیح بین تیرچه‌ها، رعایت مقدار ضخامت بتن فشاری، استفاده از بلوک به جای یونولیت، کف سازی اصولی (پوکه ریزی و فوم بتن)، همه اینها می‌توانند به کاهش لرزش تیرچه بلوک کمک کنند.
استفاده از ژوئن
شاید بتوان مهمترین عامل در کاهش لرزش سقف تیرچه بلوک را، اجرای ژوئن (کلاف عرضی) دانست. به ویژه برای دهانه‌های بیشتر از پنج متر، استفاده از ژوئن میتواند به رفع این مشکل کمک شایانی کند.
اگر بتوان تعداد ژوئن‌ها را در امتداد عکس تیرچه‌ها افزایش داد، می‌توان از رفع لرزش تا به میزان زیادی مطمئن شد. به شرطی که دو عامل دیگری که در بالا شرح داده شدند نیز به صورت اصولی اجرا شوند.
سقف کامپوزیت
سقف کامپوزیت یا مرکب به سقفی گفته می‌شود که شامل تیرهای فلزی دارای برش گیر (در بال فوقانی)، بتن و آرماتور حرارتی می‌باشند. تیرهای فرعی می‌توانند از نوع لانه‌زنبوری یا سایر پروفیل‌های نورد شده باشند. بال فوقانی تیرها با کمک برش گیر به همراه بتن تحمل فشار و قسمت تحتانی تیرها تحمل کشش را بر عهده دارند. این سیستم عمدتاً در ساختمان‌های فولادی قابل اجرا هستند. سقف‌های کامپوزیت به دو صورت با شمع بندی و یا بدون شمع بندی انجام می‌شوند.
برای جلوگیری از افزایش سایز تیرها و همچنین برای جلوگیری از شکم دادن سقف، معمولاً برای دهانه‌های بالای 3 متر، یک شمع در وسط دهانه قرار می‌گیرد و برای دهانه‌های بالای 6 متر نیز معمولاً از 2 شمع استفاده می‌شود.
عملکرد لرزه‌ای این نوع سقف مناسب می‌باشد چرا که دارای سختی و یکپارچگی خوبی می‌باشد.
همچنین وزن آن نسبت به سایر سقف‌ها کمتر است و این خود باعث کاهش نیروی جانبی وارده به سازه و در نتیجه سبکتر شدن وزن اسکلت سازه می‌شود که میتواند از لحاظ اقتصادی هم مقرون به صرفه باشد.
سقف یوبوت
دال مشبک یوبوت از ترکیب بتن، میلگرد و قالب های از پلی پرو پیلن ساخته می‌شود.
سختی نسبتاً بالای این وعملکرد دو طرفه آن این امکان را به مهندسین می‌دهد تا تیرها را حذف کرده و دست مهندسین معمار و محاسب برای اجرای نقشه‌های معماری باز باشد.
از لحاظ اقتصادی، هزینه اجرای این زیاد می باشد اما در مجموع با توجه به سبک شدن سقف، نیروهای افقی زلزله نیز کاهش می‌یابد و در نتیجه مقاطع کوچک تری برای ستون ها و پی مورد نیاز است و باعث کاهش هزینه‌ی ساخت اسکلت سازه می‌شود.
با توجه به این که آویز تیرها حذف می‌شود، اجرای تأسیسات مورد نیاز راحت تر است و با هزینه کمتری اجرا می‌شود.
سقف کوبیاکس
سقف کوبیاکس یکی از انواع سقف می باشد که همانند تیرچه بلوک و یوبوت، در قسمت هایی از دال که بتن کاربرد سازه‌ای ندارد با گوی های تو خالی جایگزین می‌گردد.
این گوی ها بین مش های میلگرد بالا و پایین قرار می گیرند و زیر گوی ها نیز با بتن پر می‌شود. در این نوع دال با وجود حذف بتن غیر سازه‌ای، خاصیت باربری دو طرفه دال حفظ می‌شود و با شکل‌گیری دو لایه بتنی در بالا و پایین و همچنین تیرچه‌های متعامد، قابلیت باربری مناسبی دارد.
بخاطرداشتن حفره‌های هوا، در برابر انتقال صدا، سرما و گرما و همچنین در برابر آتش‌سوزی بسیار مقاوم می‌باشد.
با توجه به این که در محل اتصال با اعضای باربر لرزه‌ای (ستون و دیوار برشی) حداکثر تنش‌ها اتفاق می‌افتد، این نواحی را به صورت توپر (بدون گوی) اجرا می‌کنند.
بنابراین از لحاظ رفتار درون صفحه‌ای اختلافی با دال توپر ندارد و عملکرد لرزه ای آن بسیار مناسب می‌باشد.
