سقف‌های تیرچه بلوک مرسوم در ایران، برخلاف نصب نسبتا سریع و راحت، دارای معایبی همچون وزن مرده زیاد، عدم کارایی مناسب در برابر زلزله و عدم کنترل کیفیت مناسب حین اجرا هستند. لیکن از خصوصیات خوب این سقف‌ها می‌توان به مقاومت خوب آنها در برابر آتش‌سوزی و عایق بودن مناسب آنها برای مصون داشتن داخل ساختمان از هوای سرد و یا گرم بیرون اشاره کرد.
بهره‌گیری از روش‌های علمی و مصالح جدید از ضرورت‌های اساسی جهت ارتقا کیفی سازه‌ها در کشور است، توجه به نیاز گسترده و روز افزون جامعه به مسکن، استفاده از سیستم‌های جدید جهت افزایش سرعت ساخت، سبک‌سازی و مقاوم نمودن ساختمان‌ها در برابر زلزله، امری ضروری است.
از سوی دیگر حل مشکلاتی نظیر زمان طولانی اجرا و یا هزینه زیاد اجرای ساختمان‌ها در بخش مسکن، نیازمند ارائه راهکارهای گسترش استفاده از روش‌های نوین و سیستم‌های ساختمانی جدید جهت کاهش وزن، کاهش زمان ساخت و نهایتا کاهش هزینه اجرا است.
تیرها، ستون‌ها، سقف‌ها و فونداسیون قسمت‌های باربر اصلی یک ساختمان چند طبقه، چند دهانه را تشکیل می‌دهند. وظیفه سقف‌ها از دیدگاه سازه‌ای، جمع کردن و انتقال بارهای زنده و مرده طبقات به تیرها است. بار منتقل شده به تیرها پس از انتقال از ستون‌ها به فونداسیون ساختمان منتقل شده و در نهایت به زمین وارد می‌شود.
عوامل متعددی در انتخاب نوع سیستم سقف دخیل هستند که از بین آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد. نوع کلی سیستم ساخت مورد استفاده در ساختمان سازی:
سیستم‌های سقف‌سازی مطرح به صورت کاربردی در اقصی نقاط جهان به کار می‌روند؛ سعی بر آن است تا با بررسی سقف‌های اجرا شده در چند دهه اخیر، بستری جهت توسعه یک سیستم سقف سازی مناسب برای کاربردهای رایج در سطح کشور فراهم شود. در ادامه این مطلب با سقف‌های پرطرفدار (سازه‌های فولادی) آشنا خواهیم شد.
این روش که تا حد بسیار زیادی شبیه به روش سقف سازی تیرچه بلوک مرسوم در ایران است، تیرهای بتنی پیش ساخته همراه با بلوک‌های بتنی یا سفالی به کار می‌روند. عملکرد بلوک‌ها، مشابه قالب‌های درجا است که برای تمام عمر سازه در داخل سقف باقی خواهند ماند. این بلوک‌ها بین نوارهای باریک که پس از بتن‌ریزی درجا تیرچه‌ها را تشکیل می‌دهند، قرار می‌گیرند.
نوارهای باریک بین بلوک‌ها (محل ایجاد تیرچه‌ها) توسط میلگردهای کششی در پایین سطح مقطع آنها مسلح می‌شوند. وظیفه این میلگردها ایجاد مقاومت کششی برای مقابله با وزن سقف و بارهای اعمالی است. در حقیقت با ترکیب اصول مورد استفاده در ساخت سقف‌های مرکب و سقف‌های پیش ساخته، این نوع از سقف‌های تیرچه بلوک به کار گرفته می‌شوند.
در اجرای سقف‌های لانه زنبوری از قالب‌های مکعبی شکل فایبرگلاس، پلی پروپیلن و یا فولادی استفاده می‌شود. این قالب‌ها طوری قرار می‌گیرند که در چهارچوب آزاد بوده و در فواصل آنها میلگردهای کششی قرار می‌گیرند. این میلگردها پس از بتن‌ریزی تیرچه‌های متعامد را تشکیل خواهند داد.
قالب‌های مورد استفاده بسیار مستحکم و سبک بوده و توانایی تحمل بارهای وارده حین ساخت را خواهند داشت. قالب‌ها به صورت موازی با یکدیگر در محل اجرا قرار گرفته و شمع‌بندی در فواصل قالب‌ها (محل ایجاد تیرچه‌ها) انجام می‌شود. قرارگیری میلگردهای متعامد در تیرچه‌ها سبب ایجاد مقاومت در سقف برای خمش در هر دو راستای متعامد می‌شود.
قطعات پیش‌ساخته مورد استفاده در صنعت ساختمان اعم از دال‌ها، تیرها، ستون‌ها و پانل‌های دیوارها در کارخانه تولید شده و سپس جهت نصب و برپاسازی به کارگاه منتقل می‌شوند. سازه‌های پیش ساخته بتنی در اغلب موارد نسبت به سازه‌های بتنی که به صورت درجا ریز در محل اجرا می‌شوند، ارجحیت دارند.
تولید قطعات پیش ساخته در سطح زمین و با استفاده از ماشین آلات مخصوص جهت اختلاط و ریختن بتن انجام می‌شود. در صورت استفاده از تکنیک پیش تنیدگی، قطعات پیش ساخته، قابلیت پوشش دهانه‌های بزرگتر را با ضخامت کمتر و وزن کمتر خواهند داشت.
نصب و برپا کردن ساختمان‌های پیش ساخته، سریع‌تر و راحت‌تر از انواع سیستم‌های بتنی درجا ریز است. در حقیقت، نصب قطعات پیش ساخته بتنی در محل اجرا تقریبا مشابه نصب قطعات فولادی در ساختمان‌های فولادی است، لیکن در این حالت دیگر نیاز به استفاده از تیرچه‌ها و عرشه‌های فولادی نیست.
هنگام نصب قطعات و اجرای سیستم‌های پیش ساخته، نیاز به استفاده از قالب‌بندی، شمع بندی و تمهیدات دیگر جهت عمل‌آوری نیست و استفاده از تکنیک پیش ساختگی، امکان نصب قطعات در شرایط آب و هوایی نامناسب که اجرای بتن به صورت درجا ریز مجاز نیست را فراهم می‌سازد.
این مدل سقف که بدون نیاز به استفاده از ستون‌های نزدیک به هم، قابلیت پوشش دهانه‌های بزرگ را دارا است. مشتمل بر مجموعه ای از قطعات پیش ساخته هرمی شکل و غلاف‌هایی جهت عبور کابل‌های پیش تنیدگی است.
در این روش با قرارگیری قطعات پیش ساخته بر روی داربست‌های موقت چوبی یا فولادی، محل‌های تعبیه شده بین واحدهای پیش ساخته توسط دوغاب سیمان پر شده و اتصال بین آنها برقرار می‌شود.
پس از این مرحله تیرهای بتنی درجاریز بر روی کلاهک‌های قطعات پیش ساخته در دو جهت متعامد اجرا می‌شوند. پس از عمل آوری و با رسیدن مقاومت بتن درجا به میزان مقاومت فشاری لازم، کابل‌های پیش تنیدگی از داخل غلاف‌های قطعات در هر دو جهت عمود بر هم رد شده و پس از کشیده شده، درجای خود محکم می‌شوند.
وزن کل سقف تا پس از مرحله کشیدن کابل‌ها توسط شمع‌ها و داربست تحمل شده و در اثر اعمال نیروی پیش تنیدگی در کابل‌ها، به ستون‌ها لنگر خمشی به ستون‌ها اعمال نمی‌شود.
در مواردی که پوشش دهانه بزرگتری توسط سقف مورد نظر است یا صلبیت بیشتری از سقف انتظار می‌رود از قطعات پیش‌ساخته عمیق‌تر مانند: تیرهای T شکل منفرد یا تیرهای T شکل دوبل استفاده می‌شود. در این گونه مقاطع با حذف مقدار بیشتری از بتن در قسمت‌های تحت کشش مقطع، وزن قطعات تا حد امکان کاهش می‌یابد. در تصویر تعدادی از دال‌های T شکل ساخته شده در کارخانه نشان داده شده‌اند.
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 گاه‌های موقت جهت تامین پایداری و جلوگیری از افتادن به یک طرف را دارند.
ایده اولیه استفاده از سیستم‌های مذکور برای اولین بار در کشور انگلستان و به منظور ابداع یک روش سنتی برای ساخت سقف‌های مرکب به کار گرفته شد. دو روش برای ساخت سقف‌های مرکب از این نوع پیشنهاد شده است:
این روش‌ها ابتدا در ساخت ساختمان‌های کوچک و به منظور راهی برای کاهش ضخامت سقف به کار گرفته می‌شدند، البته از لحاظ هزینه، قیمت عرشه فولادی نیز صرفه اقتصادی داشت. در حال حاضر هر دو نوع سقف مذکور برای پوشش سقف‌هایی با دهانه‌های حداکثر 10 متر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
معمولا سقف‌های نوع دوم در مواقعی به کار می‌روند که عمق دال سقف به اندازه‌ای زیاد باشد که کل ارتفاع مقطع تیرهای اصلی ساختمان را در بر خواهد گرفت. این نوع سقف‌ها قابلیت استفاده برای پوشش دهانه‌های بزرگتر را نیز دارا هستند. در شکل به صورت نمونه، مشخصات سطح مقطع تعدادی سقف عرشه فولادی مورد استفاده در انگلستان نشان داده شده است.
در مقاله‌ای تحت عنوان انواع سقف برای دهانه های بزرگ این مدل سقف‌ها به طور جامع توضیح داده شده‌اند. همچنین برای مشاهده قیمت میلگرد به سایت مرکزآهن مراجعه کنید.
برای پوشش دهانه‌های کوچک معمولا از دال‌های توپر یکپارچه با ضخامت کم استفاده می‌شود. لیکن برای پوشش دهانه‌های بزرگتر، بکارگیری قطعات پیش ساخته بتنی با عمق بیشتر، ضروری به نظر می‌رسد. این در حالی است که قطعات پیش ساخته توپر برای پوشش دهانه‌های بزرگ مناسب نیستند زیرا باعث اعمال وزن مرده زیادی به سازه شده و در نتیجه توجیه فنی و اقتصادی ندارند.
قطعات پیش‌ساخته توخالی برای پوشش دهانه‌های متوسط، مناسب هستند. سوراخ‌های تعبیه شده در راستای طول قطعات، سبب کاهش وزن سیستم و حذف قسمت‌هایی از بتن که به آنها تنش فشاری قابل توجهی وارد نمی‌شود، می‌گردد. مزیت اصلی دال‌های توخالی، کاهش میزان بار مرده است.
همچنین استفاده از این دال‌های توپر یا توخالی جهت سقف سازی، مزیت‌های دیگری مانند ایجاد سطح صاف در زیر سقف را دارد. همان طور که در تصویر می‌بینید، دال‌های بتنی می‌توانند توسط دیوارهای باربر نیز نگه داشته شوند.
در این روش پانل‌های بتنی پیش‌ساخته برای پوشش دهانه‌های بزرگتر در نظر گرفته شده‌اند. این سیستم به خوبی قابلیت استفاده در ساختمان‌های بتنی درجا یا پیش ساخته را دارا است در واقع از تکنیک پیش ساختگی به صورتی متفاوت در این سیستم سقف‌سازی استفاده می‌شود. بارهای مرده، زمان اجرا توسط پانل‌های پوسته‌ای پیش ساخته و بارهای زمان، بهره برداری توسط مقطع مرکب متشکل از پانل‌های پیش ساخته و بتن درجای روی آن متحمل می‌شوند.
صرفه جویی در زمان ساخت، رفتار خوب سازه‌ای پانل‌ها و تقلیل هزینه‌های اجرا از مزیت‌های این روش به شمار می‌روند. این در حالی است که با توجه به ابعاد بزرگ پانل‌های پیش ساخته، نصب آنها در محل اجرا معمولا با مشکلاتی همراه است. جزئیات این روش را تصویر شماتیک زیر می‌بینید.
خرپا فضایی متشکل از تعداد زیادی اعضای خرپایی است که در حالت سه بعدی یک سیستم سقف سازی با درجه نامعینی زیاد را پدید می‌آورند. سیستم مذکور با استفاده از قطعات مدولار و به صورت منظم در فضا، امکان پوشش دهانه‌های بزرگ را در دو جهت فراهم می‌سازد. از این جهت، سیستم مذکور، متفاوت از دیگر سیستم‌هایی است که تاکنون شرح داده شده‌اند.
یکی از روش‌های سقف سازی که قابلیت کاهش ضخامت سقف و در نتیجه کاهش ارتفاع کلی ساختمان را دارد، روش استفاده از تیرک‌های کوتاه و تیرهای حمال مورد بحث در این قسمت است. این روش برای اولین بار در سال 1972 توسط شخصی به نام کلاکو ابداع شد. سیستم سقف سازی رایج در آن زمان، توانایی جا دادن لوله‌ها و کانال‌های تاسیساتی را در شرایط استاندارد نداشت.
لوله‌ها و کانال‌ها از زیر سقف عبور داده می‌شدند و برای عبور لوله‌ها باید سوراخ‌هایی در تیرهای بتنی تعبیه می‌شد. این روش در زمان ابداع به عنوان یکی از مطرح‌ترین روش‌های سقف سازی مورد استقبال قرار گرفت. از مزیت‌های این روش، امکان عبور لوله‌ها و کانال‌ها از فضای مابین دال بتنی، تیرک‌ها، تیرچه‌ها و تیرهای اصلی است.
مزایای استفاده از این سیستم نسبت به دیگر سیستم‌های رایج
در سه دهه اخیر تیرچه‌های فولادی با جان باز به صورت مرکب به کار رفته‌اند. در حقیقت این روش‌ها به منظور کاهش هرچه بیشتر ضخامت سقف توسط سازندگان تیرچه‌های فولادی معرفی شده‌اند.
به منظور تامین مقاومت برشی لازم بین دال بتنی و تیرچه فولادی سه فرم زیر در مراجع مختلف پیشنهاد شده است.
این روش که در بریتانیا ابداع شده در واقع یک روش بسیار خاص برای اجرای سقف‌های پیش ساخته است. عملیات به شرح زیر است:
1 - ابتدا فونداسیون ساختمان اجرا می‌شود. پس از آن به اجرا یا نصب ستون‌های بتنی که معمولا تا ارتفاع 3 سقف ادامه داده می‌شوند، پرداخته خواهد شد. این ستون‌ها می‌توانند به صورت پیش ساخته و یا درجاریز اجرا شوند.
2 - در سطح زمین، سقف‌های طبقات مختلف یکی پس از دیگری و بر روی هم ساخته می‌شوند. با اتمام ساخت هر سقف و قرار دادن جداساز مناسب بر روی آن سطح زیرین برای اجرای سقف بعدی آماده شده و بتن‌ریزی در تراز زمین با سهولت بیشتری انجام می‌شود. با ساخت سقف‌ها در براز زمین، لزومی به استفاده از شمع بندی و قالب بندی که در روش‌های معمول ناگریز به استفاده از آنها هستیم، نیست.
3 - جک‌های ویژه‌ای در سر ستون‌ها نصب شده و توسط کابل و قلاب‌هایی که جهت حمل کردن سقف‌ها از قبل در آنها تعبیه شده است، سقف‌ها آماده بالا کشیدن می‌شوند.
4 - سقف بام، زودتر از بقیه سقف‌ها بلند شده و به صورت موقتی در بالاترین نقطه ستون‌ها نصب می‌شود. سپس سقف‌های دیگر تا زیر سقف بام بالا آورده شده و در آن جا نگه داشته می‌شوند.
5 - در این مرحله ارتفاع ستون‌ها مجدد افزایش یافته، ستون‌های مربوط به طبقات چهارم، پنجم و ششم در محل خود نصب یا اجرا شده و مجددا جک‌ها در انتهای ستون‌ها نصب می‌شوند.
6 - عملیات اجرایی فوق، مجددا تکرار می‌شود تا این که سقف بام در جای خود نصب گردیده و بقیه سقف‌ها در محل نهایی خود قرار گیرند.
سوالات شما
سقف تیرچه بلوک، سقف‌های مجوف، سقف مشبک لانه زنبوری، سقف پیش ساخته بتنی، سقف مرکب با استفاده از عرشه‌های فولادی
قطعات پیش ساخته مورد استفاده در صنعت ساختمان اعم از دال‌ها، تیرها، ستون‌ها و پانل‌های دیوارها در کارخانه تولید شده و سپس جهت نصب و برپا سازی به کارگاه منتقل می‌شوند.
در اجرای سقف‌های لانه زنبوری از قالب‌های مکعبی شکل فایبرگلاس، پلی پروپیلن و یا فولادی استفاده می‌شود. این قالب‌ها طوری قرار می‌گیرند که در چهارچوب آزاد بوده و در فواصل آنها میلگردهای کششی قرار می‌گیرند.