با توجه به مقدمهی ذکر شده در بازار پرهیاهوی ساختمانسازی معرفی و ارائه انواع سقف کامپوزیت ازجمله ابداعات موردپسند بوده و امروزه این نوع از سقفها از استقبال خوبی برخوردار میباشند. در همین راستا این مقاله را در باب آشنایی با انواع سقفهای کامپوزیتی و مزایای و معایب آن آماده کرده و به خدمت شما عزیزان ارائه میکنیم. پس بار دیگر با وبلاگ پرشین سازه همراه شوید.
سقف کامپوزیت چیست؟
بهطورکلی میتوان مطرح کرد که سقف کامپوزیت سازهای است که از ترکیب پروفیل فولادی با بتن مسلح ساخته میشود. در همین راستا به سقف کامپوزیت، اصطلاحاً سقف مرکب یا سقف مختلط نیز میگویند. سقفهای کامپوزیت، برای اجرا بر روی اسکلتهای فلزی بسیار مناسب هستند. سقف کامپوزیت یکی از روشهای اجرای سقف و کف با استفاده از ترکیب بتن و فولاد است. استفاده از سقفهای کامپوزیت به دلیل سرعت اجرای بالا، وزن پایین، ایمنی مناسب و مزیتهای دیگر بسیار رواج دارد.
اجزای مورداستفاده در سقف کامپوزیت
در یک نگاه کلی میتوان اجزای اصلی سقفهای کامپوزیت را شامل موارد زیر دانست که این موارد بهصورت:
بتن
بتن از سه جز اساسی آب، سنگدانه (ماسه و شن) و سیمان پرتلند تشکیلشده است. سیمان و بتن با یکدیگر تفاوت دارند. درواقع سیمان یکی از مواد تشکیلدهندهی بتن محسوب میشود. سیمان اغلب بهصورت پودری بوده و در هنگام اختلاط به آب و سنگدانه اضافه میشود. ماده حاصل از این اختلاط پس از گذشت زمان سخت شده و بهصورت منسجم درمیآید که به آن بتن میگویند.
بیشتر بخوانید: سقفهای Bubble Deck و کاربردهای آن
ورق فولادی (ورق نورد شده و روفیکس)
همانطور که میدانید امروزه عمدهی محصولات فلزی بهصورت ورق فولادی تولیدشده که هرکدام از انواع ورق فولادی، برای اهداف خاصی مورداستفاده قرار میگیرند. ورق فولادی از مواد مختلفی تشکیل میشود که هرکدام در بخش مختلفی از صنعت و ساخت ساز ساختمانها به کار میروند. همهی انواع ورق فولادی هرکدام مشخصات فیزیکی و ساختاری خاصی دارند که با توجه به این ساختار از آنها در بخشهای مختلف استفاده میشود.
تیر فرعی
تیرهای فرعی تیرهایی هستند که رابط بین دو ستون نیستند. درواقع در اتصال اعضای بتنی آنها امکان آزاد کردن لنگر وجود دارد. بهعنوانمثال اگر در انتهای تیرهای بتنی میلگرد حداقل قرار داده شود و طول مهاری محدودی تأمین شود این تیرها ناچار هستند بهصورت مفصلی عمل کنند.
آرماتور حرارتی (مش، میلگرد یا الیاف فولادی)
بهطورکلی پس از بتنریزی سقف جهت جلوگیری از ترک خوردن بتن، از میلگردهای افت و حرارت استفاده میگردد. درواقع وظیفه عمده این میلگردها جلوگیری از تنشهای ناشی از جمع شدگی و حرارت بتن است و به همین دلیل نیز آرماتور حرارتی نامیده میشوند. آرماتور حرارتی از انبساط و انقباض بتن و ایجاد ترک جلوگیری کرده و درنتیجه سبب کاهش عرض ترکها میگردد.
برش گیر، گلمیخ و فلاشینگ
این نوع از ابزارآلات بهمنظور پیادهسازی سقف کامپوزیت مورداستفاده قرار میگیرد.
مراحل اجرای سقف کامپوزیت
مراحل اجرای سقف کامپوزیت ساده شامل اجرای تیر، اجرای برش گیرها، قالببندی، اجرای میلگردهای حرارتی، بتنریزی، نگهداری از بتن و قالب برداری است که در ادامه به هر مرحله مختصراً اشاره میکنیم.
۱. اجرای تیرهای فرعی
در ابتدا با اجرای اسکلت فلزی و نصب تمامی تیرهای فرعی چه با استفاده از پروفیل فولادی آی پی ای، سی پی ای یا لانهزنبوری یا مقاطع تیر ورق انجام میشود. لازم به یادآوری است که اگر از پروفیلهای لانهزنبوری استفاده میشود، در ابتدا و انتهای این تیرها، باید جان تیر با استفاده از ورق مضاعف تقویت شود، همچنین تقویت جان تیر با ورق مضاعف در تیرهای بلند، در وسط دهانه نیز باید انجام شود. لازم به ذکر است که برابر با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، استفاده از تیرهای لانهزنبوری در قابهایی که نقش باربر جانبی را دارند، مانند قابهای خمشی یا دهانههای بادبندی شده، ممنوع است؛ اما استفاده از تیرهای لانهزنبوری در تیرهای فرعی و کشها در دهانههای غیر بادبندی که تنها نقش باربری ثقلی دارند بلامانع است.
مشاهده کنید: قیمت میلگرد
در سقف کامپوزیت ساده تیرهای فرعی در فواصل حداکثر ۱۱۰ سانتیمتری از هم اجرا میشوند. این امر به این دلیل است که شمع گذاری در این روش انجام نمیگیرد و هنگام بتنریزی باید زیر سقف قالببندی شود. به همین منظور فاصله تیرهای فرعی را بهعنوان تکیهگاه قالبها نمیتوان بیش از این در نظر گرفت.
۲. اجرای برش گیرها
در مرحله بعد ناودانیها روی تیرهای فرعی اجرا میشود. از ناودانیها بهعنوان برش گیرها در طول تیرهای فرعی، برای اتصال و یکپارچگی تیرها و دال بتنی استفاده میشود. توصیه میشود از نبشی بهجای ناودانی برای اجرای برش گیرها استفاده نشود. بهطورکلی میتوان اذعان نمود که در هنگام نصب باید مطابق با نقشه پیش رفت و برش گیرها با توجه به نقشه از مقطعی که مشخصشده است در دو جهت تیر با استفاده از روش جوشکاری نصب شوند. برش گیرها باید حداقل ۲۵ میلیمتر پوشش جانبی از بتن داشته باشند و حداکثر فاصله مرکز تا مرکز برش گیرهای ناودانی باید ۵۰۰ میلیمتر باشد.
۳. قالببندی
پس از اجرای اسکلت، تیرهای فرعی و برش گیرها، نوبت به قالببندی میرسد. قالببندی سقف کامپوزیت به روش تختهکوبی و دقیقاً بعد از اجرای اسکلت ساختمان و نصب تیرهای فرعی انجام میپذیرد. به این منظور تختههای چهار تراش با ابعاد ۵ در ۵ یا ۷ در ۷ و با طول برابر با فاصله بین دو تیر فرعی داخل جان تیرها قرار میگیرد. معمولاً چهار تراشها با فاصله ۶۰ تا ۷۰ سانتیمتر از هم بهوسیله گوه کوبی بین بال پایین تیرها و زیر چهار تراشها در جایشان محکم میشوند. سپس تختهها روی چهار تراشها قرارگرفته و سطح را کاملاً میپوشانند. لازم به ذکر است که روغنکاری تختهها پیش از بتنریزی هم بهمنظور نچسبیدن بتن به تخته اجرا میشود.
۴. اجرای میلگردهای حرارتی
پس از قالببندی به سراغ میلگردهای حرارتی رفته و از آنها در دو جهت طولی و عرضی با فاصله تعیینشده در نقشه روی قالبها اجراشده و توسط سیم مفتول آرماتوربندی در محل تقاطع به هم متصل و محکم میشوند. جالب است بدانید که این اتصال در هنگام بتنریزی میلگردها جابجا نمیشوند. همچنین ناگفته نماند که میلگردهای حرارتی سقف کامپوزیت حتماً باید آجدار باشند البته با توجه به نظر محاسب میتواند A2 یا A3 باشند. همچنین لازم به ذکر است که معمولاً در اجرای سقف از نوع A2 برای میلگردهای حرارتی استفاده میشود.
۵. نصب اسپیسر
اسپیسر درواقع قطعهای از جنس پلاستیک، بتن یا فولاد است که زیر میلگردها نصب میشود تا از فرورفتن میلگردها به ته قالب در هنگام بتنریزی جلوگیری کند. ناگفته نماند که حداقل فاصله استاندارد بین میلگرد حرارتی و کف بتن باید ۳ سانتیمتر باشد همچنین هدف از نصب اسپیسر، ایجاد کاور مناسب برای بتن و جلوگیری از خوردگی میلگردها است. ناگفته نماند که بعد از اتمام عملیات آرماتوربندی، یک قالب محیطی به ارتفاع ۱۰ سانتیمتر یا بیشتر در لبههای کناری سقف نصب میکنند تا به هنگام بتنریزی، بتن به طبقات پایین سرازیر و ریخته نشود.
بیشتر بخوانید: اسپیسر بتن چیست و چه کاربردی دارد؟
۶. بتنریزی
جالب است بدانید که مانند تمام عملیات بتنریزی دیگر پس از اتمام عملیات آرماتوربندی، بتن خریداری شده یا در محل ساخته میشود، سپس با استفاده از پمپ به طبقات مختلف هدایت میشود. پس از ریختن بتن، ویبره کاری بهمنظور ایجاد بک سطح همگن بتنی، خارج کردن حبابهای هوا، یکسان پخش شدن بتن سپس صاف کردن سطح بتن، آبیاری منظم بهمنظور شکل گرفتن بتن در هفته پس از بتنریزی انجام میگیرد. در بتنریزی سقف کامپوزیت ضخامت بتن در سقف معمولاً بین ۸ تا ۱۲ سانتیمتر است ولی توصیه میشود که حداقل ۱۰ سانتیمتر باشد و از بتن عیار ۳۰۰ یا ۳۵۰ کیلوگرم استفاده شود. پس از شکل گرفتن بتن قالبها جدا میشوند و مورداستفاده قرار میگیرند. لازم به یادآوری است که بعد از اتمام عملیات بتنریزی، بیشتر انرژی باید روی عملآوری بتن اعمال شود تا بتن شکننده، ترکخورده و ضعیف نشود.
نحوه اجرای سقف کامپوزیت
بهطورکلی در اجرای سقف مرکب دو روش صنعتی وجود دارد که عبارتاند از:
- اجرای سقف مرکب بدون شمع بندی
- اجرای سقف مرکب به کمک شمع بندی
که در این بخش از پرشین سازه به بررسی و معرفی آن میپردازیم.
۱. اجرای سقف مرکب بدون شمع بندی
در این روش معمولاً قالبهای چوبی بین دهانههای تیرهای فلزی که در فواصل مناسب از هم واقعشدهاند، قرار داده میشود. در این متد هیچگونه نیازی به اجرای شمع زیر تیرهای فلزی و همچنین دال بتنی وجود ندارد. بهطورکلی تیرهای فلزی در این حالت باید قادر به حمل وزن خود بهاضافهی وزن قالببندی و بالاخره تمام بار مرده قبل گیرش بتن باشند. در همین راستا پس از مرحله کسب مقاومت توسط بتن و عملکرد مرکب سقف هرگونه باری که از آن به بعد به سقف اعمال میشود، توسط مقطع مرکب حمل میگردد.
۲. اجرای سقف مرکب به کمک شمع بندی
بهطورکلی در این متد تیر فولادی قبل از رسیدن به مرحله عملکرد مرکب نباید هیچگونه باری را تحمل نماید. برای تحقق این امر در زیر تیر فولادی در فواصل مناسب شمع قرار داده میشود. بهاینترتیب در موقع اجرای سقف، تیر فولادی تحت هیچگونه تنشی قرار نخواهد گرفت و تنها پس از گیرش و کسب مقاومت بتن و حذف پایهها توسط مقطع مرکب حمل بار انجام میپذیرد.
انواع سقف کامپوزیت
در یک نگاه کلی میتوان انواع سقف کامپوزیت را در دستهبندیهای زیر قرار داد که این موارد شامل:
سقف کامپوزیت ساده
بهطورکلی اجزاء سقف کامپوزیت شامل تیرهای فرعی، برش گیرهای ناودانی، شبکه میلگردهای حرارتی و دال بتنی است. همانطور که گفته شد منظور از سقف کامپوزیت، سقف کامپوزیت ساده است و معمولاً سقفهای کامپوزیت دیگر با نام عرشه فولادی و کرومیت در جامعه مهندسان و فعالان ساختوساز شناخته میشوند.
همچنین مزایای سقف کامپوزیت ساده به شرح زیر میباشد:
- عدم استفاده از بتن کششی و استفاده از فولاد بهعنوان عضو کششی که باعث سبک شدن وزن سقف میشود.
- امکان اجرای چند سقف بهطور همزمان اگر نیاز به شمع بندی وجود نداشته باشد.
- به دلیل مرکب بودن سقف از فولاد کمتری در آن استفاده میشود.
- بالا بودن استحکام سقف در صورت بتنریزی اصولی
- عدم نیاز به بلوک سفالی بین تیرآهن و بتن
- استفاده از فضای توخالی بین بتن و تیرآهن برای تأسیسات مختلف مانند آب، برق و گاز
- عایق صوت و حرارت بودن سقف به دلیل فضای توخالی بین بتن و تیرآهن
سقف عرشه فولادی
ورقهای عرشه فولادی بهعنوان پوشش سقف در صنعت ساختمان مورداستفاده میباشند. سقف کامپوزیت عرشه فولادی، از روشهای اجرای سقف و کف بهوسیله ترکیب ورقهای فلزی گالوانیزه موجدار با بتن است. سقفهای عرشه فولادی، شناختهشدهترین نوع سقفهای کامپوزیت هستند.
بیشتر بخوانید: سقف عرشه فولادی
جالب است بدانید که اولین باری که ورق گالوانیزه برای سقف مورداستفاده قرار گرفتند تنها بهعنوان قالب در جا استفاده میشدند که انواع مختلفی از بتن مسلح بر روی آنها قرار میگرفت. در آن زمان این سقفها مزایای فراوانی در هزینهها و انجام پروژهها نسبت به سقفهای سنتی داشتند و تنها وظیفه این ورق فولادی، باربری حین اجرا و باربری قبل از گیرش بتن بوده است. بهتدریج تولید و اجرا این سقفها بهگونهای تغییر یافت که درگیری مکانیکی بین ورق تحتانی و بتن سقف به وجود آمد و به کمک برش گیرها و قالبهای پیرامونی، دال سقف به تیرچهها متصل گردید. در این حالت این ورقها تبدیل به آرماتورهای کششی سقف میشوند؛ بنابراین این ترکیب بین بتن، ورق تحتانی و تیرچهها امروزه بهعنوان سقف عرشه فولادی شناخته میشوند.
لازم به ذکر است که قیمت عرشه فولادی نیز نسبت به سایر سقفها بهصرفهتر بوده و سبب صرفهجویی در هزینههای مصرفی میگردد.
سقف کرومیت کامپوزیت
سقف کرومیت نوعی سقف تیرچهبلوک است که برای ساخت آن از تیرچه فلزی با جان باز استفاده میشود. کرومیت در سازههای فولادی اجرا میشود و نوعی سقف جدید است که از استحکام و یکپارچگی بالا برخوردار میباشد. سقف کرومیت در مقایسه با سایر سقفها از مزایای بیشتری برخوردار است، ازاینرو از آن در سازههای مختلف استفاده میشود. لازم به ذکر است که با استفاده از تیرچههای کرومیت میتوان چندین سقف را بهطور همزمان بتنریزی کرد و این کار ازنظر اقتصادی بسیار مقرونبهصرفه خواهد بود. تیرچههای کرومیت دارای حالتی ایستاده هستند و نیازی به شمع بندی در زیر سقف ندارند.
همچنین مزایای اجرای این نوع از سقفها شامل:
- سهولت در کار و اجرای سریع
- انفصال تدریجی بتن از تیرچه و تضمین استحکام و ایمنی سقف
- کاهش تنش بتن به دلیل ایستاده بودن تیرچههای فلزی
- کاهش وزن سقف به دلیل ضخامت کم بتن
- عدم نیاز به شمع بندی و هزینههای اضافی
- مقرونبهصرفه بودن
- یکپارچه بودن اسکلت فلزی ساختمان با سقف به دلیل جوش خوردن تیرچههای فلزی سقف با اسکلت اصلی
- اجرای چند سقف بهطور همزمان و همچنین امکان اجرای سقف با دهانههای بلند و باربری ویژه
سقف روفیکس
روفیکس نوعی سقف مرکب با قالب ماندگار است و نوعی دال بتنی آرمه مرکب بتنی به شمار میآید. با استفاده از قالب مشبک روفیکس امکان اجرا و بتنریزی همزمان تمام طبقات وجود دارد و نیازی به شمع و جک نمیباشد. سقف روفیکس نسبت به سقفهای بتنی مانند سقف تیرچهبلوک وزن بسیار سبکی دارد و بار اضافی بر سازه وارد نمیکند. درواقع حدود ۴۰ درصد از وزن مرده ساختمان را کاهش میدهد، زیرا مصرف مصالح فولادی در اسکلت این نوع سقف نسبت به سایر سقفها کمتر میباشد.
مزایای استفاده از سقف کامپوزیت
مسلماً مزایای استفاده از سقف کامپوزیت بسیار زیاد بوده که در این بخش بهطور خلاصه به معرفی چند مورد از آنها میپردازیم.
- سهولت در اجرای سقفهای کامپوزیت
- سرعت اجرای مناسب در سقف کامپوزیت
- وزن پایین سقف نسبت به انواع دیگر سقف همچون سقفهای تیرچهبلوک
- کاهش سایز تیرهای سقف به علت عملکرد ترکیبی با بتن
- ایجاد دیافراگم صلب در سقف که خود موجب عملکرد یکپارچه سقف میگردد
- عدم نیاز به شمع بندی و حذف رد فولاد در زیر سقف
- کاهش مصرف بتن و صرفهجویی در هزینهها
- یکپارچگی سقف و اسکلت
- سقفهای عرشه فولادی، مقاومت بالایی در برابر آتشسوزی و زلزله دارند.
- مقاومت بالا نسبت به دیگر سقفها ازجمله سقف تیرچهبلوک
بیشتر بخوانید: سقف های یوبوت و کاربرد آن ها در صنعت ساختمان
معایب استفاده از سقفهای کامپوزیت
در کنار مزایای بیشمار اعمال و اجرای این نوع سقف معایبی نیز در اجرای آن وجود دارد که این موارد عبارت است از:
- به دلیل نازک و سبک بودن سقف کامپوزیت (مخصوصاً بخش فولادی)، لرزش این نوع سقف نسبت به سقفهای دیگر زیاد است. به همین دلیل، در صورت اجرای سقف کامپوزیت در ساختمانهای مسکونی، کنترل لرزش از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود.
- اجرای سقفهای کامپوزیت بر روی اسکلتهای فلزی غیرممکن نیست اما پیچیدگی و دشواری زیادی دارد.
- لازم به ذکر است که سقفهای کامپوزیت فلزی علاوه بر معایب عمومی سقفهای کامپوزیت، هزینه بیشتری نسبت به سقفهای تیرچه و بلوک دارند.
- هزینه تمامشده این نوع سقف به دلیل هزینه کاذب کاری سنگین بیشتر از سقفهای تیرچهبلوک است.
نکاتی در باب اجرای بتن مورداستفاده در سقف کامپوزیت
بتن مورداستفاده در سقف کامپوزیت معمولاً از نوع معمولی یا سبک است. مطابق الزامات مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، مشخصات عرض و ضخامت دال بتنی مورداستفاده در سقفهای کامپوزیت باید بهصورت زیر باشد:
- عرض مؤثر دال بتنی که در هر طرف، تیر با آن بهصورت مختلط عمل مینماید، حداکثر یکهشتم دهانه تیر (فاصله مرکز به مرکز تکیهگاههای تیر) باشد.
- پوشش بتن روی گلمیخ نباید کمتر از ۱۵ میلیمتر باشد.
- حداقل ضخامت دال بتنی، ۸۰ میلیمتر باشد.
- ضخامت دال بتنی روی بخش فوقانی ورق نباید کمتر از ۵۰ میلیمتر باشد.
- عرض مؤثر دال بتنی، حداکثر بهاندازه نصف فاصله محور تیر تا محور تیر مجاور باشد.
- عرض مؤثر دال بتنی، حداکثر بهاندازه فاصله محور تیر تا لبه دال باشد.
همچنین در همین راستا لازم به اذعان است که بهمنظور پرداخت سقف کامپوزیت دو حالت وجود دارد. در حالت اول، بتن بهعنوان سطح پوششی برای پرداخت سقف مورداستفاده قرار میگیرد. در حالت دوم، از المانهایی نظیر کف کاذب، شمشه، پارکت، کاشی و غیره برای پوشاندن بتن سقف استفاده میشود.
بتن بهعنوان سطح پوششی
در این حالت، ابتدا زمانی را به سفت شدن بتن سقف اختصاص میدهند. پس از گذشت این زمان، سطح سقف با استفاده از ماله برقی صاف، فشرده و جلا داده میشود. این کار، سختی و دوام سطح بتن را افزایش میدهد.
بتن به جهت کف سازی
در این حالت، پرداخت سقف کامپوزیت توسط ماله چوبی، ماله دستهدار یا ماله موتوری صورت میگیرد.
نکاتی در باب اجرای برش گیر مورداستفاده در سقف کامپوزیت
همانطور که میدانید در اجرای سقفهای کامپوزیت، معمولاً از برش گیر بهمنظور درگیری بهتر و افزایش اتصال برشی بین بتن و فولاد استفاده میشود. درواقع برش گیرهای مرسوم در اجرای این نوع سقفها، بهصورت ناودانی یا گلمیخ هستند. بهطورکلی مطابق الزامات مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، برش گیرهای مورداستفاده در سقفهای کامپوزیت باید دارای مشخصات زیر باشند که این موارد به شرح زیر است:
- قطر گلمیخ نباید از ۲.۵ برابر ضخامت ورق فلزی بیشتر باشد؛ مگر اینکه گلمیخ دقیقاً در امتداد جان مقطع فولادی (تیر نگهدارنده) قرار بگیرد.
- در راستای استفاده از برش گیرهای نصبشده داخل کنگره (قسمت تورفتگی ورق)، حداقل فاصله گلمیخ تا بال بالایی ورق، ۲۰ میلیمتر برای بتن معمولی و ۲۵ میلیمتر برای بتن سبک باشد.
- حداقل فاصله مرکز به مرکز گلمیخ در هر امتداد، چهار برابر قطر گلمیخ باشد.
- حداکثر فاصله مرکز تا مرکز برش گیرهای نوع ناودانی، ۵۰۰ میلیمتر باشد.
- گلمیخ باید از طریق ورق فولادی با بهطور مستقیم به تیر نگهدارنده جوش داده شود
- برش گیرها باید حداقل ۲۵ میلیمتر پوشش جانبی از بتن داشته باشند.
- حداکثر فاصله مرکز به مرکز گلمیخ، ۳۰ برابر قطر گلمیخ باشد.
- همچنین لازم به ذکر است که گلمیخ باید بر روی تیر فولادی بهخوبی ذوب شود.