انواع سقف در سازه ها

در بخش قبلی دال های یک طرفه را به طور مختصر بررسی کردیم اما حالا نوبت به دال های دوطرفه می رسد. دال های دوطرفه، با عملکرد دال در دو جهت متعامد و با تشکیل لنگر های خمشی قابل مقایسه در دو جهت، بارهای متعامد بر دال به تکیه گاه ها منتقل می گردد. به این ترتیب در دال های دوطرفه میلگردهای خمشی اصلی در دو جهت متعامد قرار می گیرند.

دال های دوطرفه بسته به طول دهانه و شدت بارهای وارده، در انواع مختلفی طراحی و ساخته می شوند که هر مورد از مزایای ویژه ای برخوردارند. در این قسمت مروری بر انواع متداول دال های دوطرفه صورت می گیرد.

انواع سقف ها با عملکرد دوطرفه

1. دال تخت
2. دال مشبک یا وافل دو طرفه
3. اینتل دک
4. کوبیاکس
5. یوبوت
6. مهانیت
7. کانتراس

تعدد سقف های دو طرفه بسیار زیاد می باشد، و ما در این مقاله سعی کرده ایم تا انواع رایج تر آن را در اختیار جامعه مهندسی قرار دهیم.

دال تخت

دال های تخت به سه دسته تقسیم می شوند:

1. دال تخت بدون کتیبه یا سر ستون: این نوع دال یک نوع دال ساده با ضخامت ثابت است که مستقیما روی ستون ها قرار می گیرد. این نوع دال ها برای پوشش کف در ساختمان های با بار های سبک، نظیر آپارتمان های مسکونی، با دهانه های 4.5 تا 6 متر مناسب می باشد. در طراحی این نوع دال ها کنترل برش در ناحیه اتصال دال به ستون الزامیست و گاها نیازمند تقویت برشی در اطراف ناحیه اتصال به ستون می باشد.
2. دال تخت با تیر محیطی: در دال های تخت گاهی کنترل خیز در دهانه های کناری ضخامت بیشتری را می طلبد؛ ازین رو در دهانه های کناری از تیرهای لبه ای یا تیرهای محیطی استفاده می گردد.
3. دال تخت با کتیبه یا سرستون: برای کف ها با بار های سنگین نظیر ساختمان های صنعتی، انبارها و نیز پارکینگ های طبقاتی، به خصوص اگر دهانه ها بزرگ باشند، معمولا برای انتقال بار از دال تخت به ستون به خصوص از نظر کنترل برش مشکلاتی پدید می آید. برای تقویت ظرفیت برشی در اطراف ستون، می توان از کتیبه استفاده نمود. در این حالت ضخامت دال در یک ناحیه محدود، افزایش داده می شود. پهنه ها معمولا در هر طرف معادل یک ششم دهانه از محور ستون امتداد می یابد در حالی که در سایر نواحی و در محدوده وسط دهانه از ضخامت کمتری برای دال استفاده می شود.روش دیگر برای تقویت برشی دال در اطراف ستون استفاده از سرستون است. بدین صورت که اطراف ستون در یک ناحیه نزدیک به زیر دال، به تدریج افزایش می یابد. استفاده از سر ستون معمولا مشکلاتی را از نظر قالب بندی به دنبال دارد. همچنین برای تقویت بهتر ظرفیت برشی دال در اطراف ستون می توان از کتیبه و سرستون به طور توام استفاده نمود.از دال تخت به همراه کتیبه یا سر ستون معمولا در دهانه های 6 تا 9 متر با بار بیش از 5 کیلونیوتن بر متر استفاده می شود.

دال مشبک یا وافل دو طرفه

در دهانه های بزرگ، ضخامت لازم برای دال جهت انتقال بارها به ستون و نیز جهت کنترل خیز در دهانه ی دال، ضخامت نسبتا زیادی دارد و در میانه دهانه که لنگر مثبت ایجاد می شود، مقدار قابل توجهی از ضخامت بتن تحت کشش واقع می شود. بتن تحت کشش در میانه دهانه از نظر سازه ای مفید نبوده و باعث افزایش وزن و افزایش مصرف مصالح می گردد. یک راه حل خوب برای کم کردن وزن و صرفه جویی در مصرف بتن، آن است که دال ضخیم در میانه دهانه را با دال کاملا نازک با برآمدگی هایی در دو جهت متعامد جایگزین کنیم برای این منظور از قالب های وافل که به صورت مشبک و از جنس فلز و یا الیاف شیشه( فایبر گلس) می باشد استفاده می گردد.

دال دوطرفه مشبک برای دهانه های 12 تا 16 متر کاربرد دارد. توجه شود که در دال مشبک در محدوده اطراف ستون معمولا ضخامت کامل دال به صورت توپر اجرا شده و شبکه ها به فضای خارج از محوطه اطراف ستون محدود شده، این مسئله ظرفیت برشی مناسبی را در اطراف ستون ها فراهم می کند.

مهم ترین مزایای سقف های دال مشبک یا وافل دوطرفه

1. معماری و ظاهر زیبای مشبک
2. کاهش تعداد ستون های دهانه
3. تامین پارکینگ بیشتر به دلیل حذف ستون های وسط دهانه
4. حذف آویز تیرها
5. ایمنی در برابر حریق و آتش سوزی
6. کاهش بتن مصرفی
7. عدم وجود لرزش در سقف
8. صلبیت بالای سقف
9. امکان اجرا در انواع سازه های فلزی و بتنی

مهم ترین معایب سقف های دال مشبک یا وافل دوطرفه

1. هزینه بالای دستمزد و اجرا آن
2. عدم مقاومت در برای صوت
3. قالب برداری سخت پس از بتن ریزی
4. امکان آسیب دیدگی سقف

سقف اینتل دک

اینتل دک روشی نوین در اجرای دال های مشبک دوطرفه بوده که با تشکیل یک مقطع  شکل نامتقارن در تیرچه ها موجب افزایش سختی و مقاومت آنها می شود. از این نوع سقف ها جهت پوشش دهانه های بلند می توان استفاده کرد. قالب اینتل دک به‌عنوان یک قالب ماندگار  مورد استفاده قرار می‌گیرد. این قالب در ساختار سقف باقی می‌ماند و برای هر سقف به تعداد کافی باید تهیه شود. قالب‌های این سقف از دو بخش تشکیل شده‌اند:

بخش بلوک‌های تحتانی: که از بتن سبک الیافی ساخته شده و ابعادی معادل 5×47×47 سانتی‌متر دارند و وزن آن‌ها حدود 6 کیلوگرم است.

بخش بلوک‌های فوقانی: که از پلی‌استایرن منبسط شده تولید شده و ابعاد آن‌ها 60×60 سانتی‌متر با ارتفاع‌های متفاوت است.

برای اجرای سقف اینتل دک ابتدا باید زیرسازی سقف با استفاده از تجهیزات معمول انجام شود. سپس قالب‌بندی کامل زیر سقف صورت می‌گیرد و بلوک‌های تحتانی اینتل دک بر روی سقف قرار گرفته و با استفاده از اسپیسرها ثابت نگه داشته می‌شوند. باید درنظر داشت که قراردادن بلوک‌های تحتانی نیاز به ریسمان کشی دارد تا همه بلوک‌ها در یک راستا قرار گیرند. پس از آن، میلگردهای تیرچه بر روی اسپیسرهای تحتانی قرار داده می‌شوند و بلوک‌های فوقانی اینتل دک که از جنس پلی‌استایرن منبسط شده‌اند، به همراه اسپیسرهای فوقانی جای‌گذاری می‌گردند. میلگردهای فوقانی نیز طبق نقشه‌ی اجرایی در موقعیت‌های مناسب قرار داده می‌شوند. در نهایت بتن‌ریزی انجام شده و پس از سفت شدن بتن، قالب‌های زیرین برداشته می‌شوند.

مهم ترین مزایای سقف های اینتل دک

1. با توجه به شکل بودن مقطع تیرچه ها ، ضخامت سقف نسبت به سیستم های مشابه کاهش می یابد.
2. عایق صدا می باشد
3. کاهش میزان مصرف بتن و میلگرد در سازه
4. سهولت در امر اجرا و افزایش سرعت اجرا
5. کاهش خطا اجرایی به دلیل اجرا سازه به صورت شابلون
6. امکان اجرا دهانه ها و کنسول های بلند

مهم ترین معایب سقف های اینتل دک

1. هزینه اجرا بالا
2. میزان شکستگی و خرد شدن بلوک های سیمانی بالاست

سقف کوبیاکس

 همانطور که گفته شد در دهانه های بزرگ جهت انتقال بار ها به ستون و کنترل خیز ضخامت دال افزایش می یابد اما با توجه به لنگر خمشی مثبت وسط دهانه مقدار قابل توجهی از ضخامت بتن وسط دهانه تحت کشش واقع می شود و از نظر سازه ای مفید نیست. ایده اصلی در سقف های کوبیاکس این است که وسط دهانه که به عملکرد سازه ای سقف کمک نمی کند را از طریق توپ های پلاستیکی حذف می نماید.

مهم ترین مزایای سقف های کوبیاکس

1. اجرای سریع
2. کاهش هزینه ساخت
3. کاهش میزان آرماتور مصرفی
4. کاهش تعداد ستون ها
5. عملکرد لرزه ای بهتر

مهم ترین معایب سقف های کوبیاکس

1. نیروی کار ماهر مورد نیاز است
2. عدم وجود استاندارد جهت اجرا آن
3. قالب ها ماندگارند

سقف یوبوت

سقف های یوبوت از جمله دال های دوطرفه مجوف می باشند. این سیستم از جمله روش های جدید در اجرای سقف و کف محسوب  می گردد که بین میلگرد های بالا و پایین نوعی بلوک توخالی از جنس پلی پروپیلن می باشد که اصطلاحا به آن یوبوت گفته می شود. سقف های یوبوت وزن پایین و استحکام بالایی را دارا می باشند و به عنوان یکی از روش های نوین در اجرا سقف ها شناخته می شود. قالب های یوبوت به چهار دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

قالب یوبوت تک: این نوع قالب دارای ابعاد 52×52 با ارتفاع 28 سانتی متر می باشد .

قالب یوبوت دوبل: این قالب که با عنوان یوبوت ساندویچی هم شناخته می‌ شود، نسل دوم قالب‌ های این محصولات هستند. از نظر طول و عرض با یوبوت‌ های تک مشابه‌ اند؛ اما برخلاف آن‌ ها دو تکه هستند و ارتفاعی بین 20 تا 56 سانتی‌متر دارند. در واقع قالب یوبوت دوبل، از دو قالب تک ساخته می‌ شود.

قالب یوبوت اصلاح شده: گاهی به دلیل ابعاد قالب‌ های تک و دوبل، در زمان بتن‌ ریزی همه قسمت‌ های آن‌ پر نمی‌ شود و بخش‌ هایی خالی باقی می‌ ماند. برای رفع این مشکل، قالب یوبوت اصلاح شده با ابعاد 30×30 تولید می شود. یوبوت اصلاح شده معمولا از پلی پروپیلن ساخته شده که هزینه محصول نهایی را کاهش می‌ دهد.

قالب یوبوت پلی استایرن: از محصولات پلی استایرنی در بخش‌ های مختلف سازه و با هدف کاهش وزن استفاده می‌ شود. قالب یوبوت پلی استایرن نیز برای چنین کاربردی تولید می‌ شود. با توجه به مزیت‌ های متعدد این محصولات، استفاده از این قالب‌ ها در سال‌ های اخیر افزایش یافته است.

مهم ترین مزایای سقف های یوبوت

1. حمل و نقل آسان قالب ها
2. کاهش وزن سازه تا 40 درصد
3. عایق صدا،حرارت و لرزش
4. امکان اجرا دهانه های بلند
5. قابلیت اجرا در سازه های فولادی و بتنی

مهم ترین معایب سقف های یوبوت

1. اجرا سقف یوبوت در دهانه‌های کوتاه اقتصادی نیست
2. امکان ورود بتن به درون قالب وجود دارد
3. در صورت اتصال نامناسب قالب‌ها، امکان بلند شدن آن‌ها وجود دارد

سقف مهانیت

در این نوع سقف ها دال به صورت دوطرفه طراحی و اجرا می گردد. قالب های مهانیت سبب حذف یونولیت و تیرچه های پیش ساخته می گردد. قالب های مهانیت را می توان در انواع مختلف شکل ها اعم از لوزی و هر شکل دلخواه از کارخانه سازنده آن سفارش داد و اجرا نمود. این نوع سقف ها را می توان در دهانه های 7 تا 15 متر اجرا نمود.

قالب های مهانیت با ابعاد، 25×50×65 سانتیمتر طراحی شده است که با توجه به نقشه‌های محاسباتی می‌توان قالب‌ها را به یکدیگر (تا طول مورد نظر توسط پیچ‌هایی مناسب) متصل ساخت. این عمل همچنین باعث افزایش قدرت باربری قالب‌ها و نیز کاهش زمان حمل و اجرای سقف مهانیت می‌گردد. همچنین در محل اتصال قالب به تیرهای اصلی و ژوئن‌ها قطعه الحاقی قالب به صورت در پوشی به عرض ۱۵ سانتیمتر در انتهای قالب‌ها بسته خواهد شد.

مهم ترین مزایای سقف های مهانیت

1. استفاده دوباره از قالب های پلاستیکی سقف مهانیت
2. اجرای آسان این نوع سقف ها
3. حذف تیرچه دوبل
4. زیرسازی مشابه سقف های تیرچه بلوک
5. ایمن ترین، سبک ترین و ارزان ترین سقف بتنی
6. کاهش هزینه ساخت
7. کاهش حجم مصرف فولاد و بتن

مهم ترین معایب سقف های مهانیت

1. ایجاد مقطع T شکل که نسبت به مقطع I شکل ممان اینرسی کمتری دارد
2. خود ایستا نبودن سقف

سقف کانتراس

کلمه کانتراس مخفف دو کلمه concrete و Truss، و به معنی خرپای بتنی می باشد. یکی از مهم ترین مزایای سیستم سقف کانتراس، حذف تیرهای میانی می باشد. حذف تیرهای میانی مزیت های فراوانی از جمله سهولت در اجرا، سهولت در عبور لوله ها و … را به دنبال دارد. همانطور که در تصویر مشاهده می شود، در حالت اول، در صورتی که سیستم سازه قاب باشد، پیشنهاد می شود که تیرهای میانی حذف شده و تیرهای پیرامونی باقی بمانند. پس از انتخاب ضخامت سقف مناسب جهت جواب گیری خیز و ارتعاش سقف، طراحی سازه بر اساس قاب های موجود انجام خواهد شد. همچنین در صورتی که قصد استفاده از سیستم سازه دیوار برشی را داشته باشیم، در حالت دوم، همانند تصویر زیر پیشنهاد می شود که دیوارهای برشی به صورت هسته مرکزی در سازه در نظر گرفته شده و تیرهای سازه حذف گردد. سپس مراحل طراحی سقف و سازه همانند حالت قبل انجام شود.

قالب های سقف کانتراس به سه دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

کانتراس دوپوش: با استفاده از این نوع قالب ها دو لایه بتن فوقانی و تحتانی تشکیل مقطع I شکل در سقف داده و به موجب آن سبب افزایش ممان اینرسی و سختی شده که این امکان را فراهم می کند تا دهانه های بلند را پوشش داد.

کانتراس وافل: با استفاده از این نوع قالب ها، مقطع تک پوش با یک لایه بتن فوقانی سبب تشکیل مقطع T شکل داده و امکان طراحی سقف با ضخامت کمتر (تا 17 سانتی متر) را فراهم می نماید.

کانتراس هایبرید: با استفاده از این نوع قالب ها، پوشش بتنی یکدست در زیر قالب ها را فراهم کرده که سبب تشکیل مقطع I شکل در سقف می گردد.

مهم ترین مزایای سقف های کانتراس

1. کاهش مسیر انتقال بار در سازه
2. حذف تیرهای کج و نامنظم
3. افزایش صلبیت دیافراگم
4. حذف آویزهای میانی سقف
5. کاهش مصرف میلگرد
6. افزایش ارتفاع مفید طبقه
7. عبور آسان تاسیسات
8. حذف سقف کاذب
9. کاهش آرماتوربندی تیرها به دلیل حذف تیرهای میانی
10. عایق صوت و حرارت

مهم ترین معایب سقف های کانتراس

1. افزایش ارتفاع تیرهای اطراف دال