بسم الله الرحمن الرحیم
عنوان:
طراحی و ساخت سقف یوبوت
U-Boot
فهرست
معرفی و تاریخچه 3
تعریف 3
مزایای سیستم مجوف 3
نحوه اجرا 5
اجرای سقف یوبوت و مقایسه با سقف های دیگر 6
روش اجرا 6
نکات اجرایی : 7
روش طراحی 9
مزایا و معایب 10
خصوصیات 15
مصالح مورد استفاده 15
نحوه اجرا 16
مزایای اقتصادی 16
مزایای اجرایی 16
مزایای فنی 17
مزایای معماری 17
آئین نامه بارگذاری: 19
نرم افزارهای مناسب برای مدل سازی و طراحی 19
مدل سازی سازه اصلی: 19
منابع 20
معرفی و تاریخچه
سال 2002 شرکت دالی فرم (Daliform) ایتالیا با هدف بهینه سازی دالهای مجوف محصول یوبوت را ارائه نمود که در زمانی اندک با استقبال گسترده جامعه مهندسی در اروپا، آفریقا و آسیا مواجه گردید. در اواخر قرن بیستم میلادی، مهندسین ایتالیایی با تحقیق بر روی سقف های مختلف به ویژه دالهای بتنی به جهت بهینه سازی آن و رسیدن به مقاومت مناسب در برابر زلزله و همچنین استفاده از دهانه های بلند و کاهش مصرف آرماتور و بتن، سیستم دال مجوف یوبوت را ابداع و به دنیا معرفی کردند و باتوجه به مزایای بارز آن، در کشورهای مختلف جهان بویژه کشورهای اروپائی مورد استقبال گسترده ای قرار گرفته و در سال ۸۷ پس از ورود به ایران ،در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن وزارت راه و شهرسازی مورد بررسی قرار گرفته و موفق به اخذ تاییدیه فنی از آن مرکز شده است .
تعریف
یوبوت محصولی پلیمری با پایه پلی پروپلین است، که با هدف سبک سازی دال ها در سقف و پی های گسترده ی بتنی طراحی شده است. دال یوبوت از نوع دال هایمجوف متشکل از تیرچه های عمود بر هم می باشد، و بار را به صورت دو طرفه منتقل می کند.
دالهای یوبوت جزو سیستم های دوطرفه مشبک با قالبهای ماندگار میباشند.نوارهای باربر طراحی شده در دالهای مشبک یوبوت در حقیقت تیرهای I شکل متعامدی هستند که به جهت سختی بالای خود و سبکی دال قادر به باربری در دهانه های بلند و کنترل مناسب خیز در این دهانه ها می باشند.
در ساختمانهای بلند مرتبه و یا دارای سقف با ارتفاع بلند جهت جلوگیری از تغییرشکل و بوجود آمدن خیز، لازم است دیافراگم سقف به صورت سخت عمل کند، در نتیجه نیاز به دال بتنی به دلیل سختی بالا همواره مورد توجه مهندسین محاسب بوده است.
تا چندی پیش بدلیل نیاز به کنترل خیز و ترک های بوجود آمده در دالهای بتنی استفاده از دالهای بتنی محدود به دهانه های کوچک بوده و در صورت اجرا در دهانه های بزرگ وجود تیر با آویزهای بلند و مسایل اجرایی مشکل مهندسین و مجریان را دوچندان می نمود ولی سیستم دال مجوف یوبوت تمام این اشکالات را مرتفع نموده است.
مزایای سیستم مجوف
– کاهش مصرف بتن و میلگرد در مقایسه با سیستم های جایگزین.
– امکان استفاده بهینه از فضای داخل ساختمان با کاهش تعداد ستون ها.
– امکان تامین پارکینگهای بیشتر به جهت حذف ستونهای اضافی
– هزینه کمتر قالب بندی نسبت به سایر سیستمهای تیردال به جهت حذف آویز تیرها در دهانه های بلند
– مسطح بودن تراز زیرین دال که منجر به سهولت و کاهش هزینه های مربوط به لوله کشی و نازک کاری در زیر سقف می گردد.
– عدم احتیاج به سقف کاذب و کاهش هزینه های مربوط به نصب سقف کاذب در صورت لزوم.
– امکان حذف تیر بین ستون ها و یا استفاده از تیرهای پنهان بدون آویز که مکان یابی بهینه ستون ها را فراهم می نماید.
– کاهش تعداد و ابعاد ستون ها.
-بدلیل حذف تیرهای میانی امکان ططراحی بهتر میسر است.
– افزایش قابل ملاحظه سختی دال سقف با افزایش جزئی وزن آن که کنترل خیز سقف را تسهیل نموده، امکان افزایش فاصله ستونها و اجرای سازه های با دهانهبزرگ را فراهم می نماید.
-عملکرد بهتر از نظر لرزشهای صفحه ای و عایق صوتی.
– کاهش بارهای وارده بر خاک (در صورت استفاده از یوبوت درفونداسیون) و امکانحذف یا کاهش تعداد و ابعاد شمع ها در خاکهای سست.
– ایمنی بالا در برابر آتش سوزی و تامین نیازهای فنی مطابق استاندارد REI 180 اروپا.
– تامین فضاهای بزرگتر
– آزادی عمل بیشتر در طراحی معماری.
– امکان تغییر فضاهای کاربری پس از طراحی و ساخت.
– حذف سرستون ها و تیرهای آویزدار.
– امکان قالب بندی با روشهای متعارف.
– قابلیت تحمل بارهای حین اجرا (100 کیلوگرم در هر مربع به ابعاد 8 سانتی متر) و امکان تردد آسان کارگران.
– باربری فوق العاده سقف.
– مقاومت فوق العاده در برابر زلزله.
– کاهش جرم موثر دال در زلزله و به تبع آن کاهش نیروی برشی موثر زلزله بر سازه.
وجود دو لایه دال بالا و پایین به شکل کاملا متصل و مشبک که باعث تامین صلبیت بسیار بالای دال و انتقال متوازن نیروهای جانبی زلزله به المانهای باربر جانبی می شود.
مقایسه مجوف با سایر دال دالهای بتنی
سیستم سازه ای بتنی
سیستم سقف تیرچه بلوک*
با دهانه 7.5 تیر – دال
با دهانه 10 پیش تنیده
با دهانه 12 یوبوت**
با دهانه 12
وزن میلگرد بر متر مربع (kg) ۵۵ ۶۵ ۵۰ ۵۰
حجم بتن بر متر مربع (m3) ۰.۳۵ ۰.۴ ۰.۶ ۰.۴۵
ضخامت سقف سازه ای(cm) ۳۰ ۵۰ ۴۰ ۳۵
هزینه نسبت به یوبوت ۰/۹۵ ۱/۱ ۱/۲۵ ۱
نحوه اجرا
۱. تمام سطح دال بر روی سطح قالب پوشیده می گردد و سپس میلگردهای زیرین دال در دوجهت عمود بر هم طبق آنچه محاسبه شده است قرار داده می شود.
۲.قالب های یوبوت با فواصل مشخص که توسط اتصال دهنده های افقی تامین می شود در کنار یکدیگر قرار داده می شوند. به علت وجود پایه های مخروطی در زیر قطعات یوبوت، ضخامت مورد نیاز زیر یوبوت تامین می گردد. در صورتی که از قالب های یوبوت به صورت دوبل استفاده شود، این قالب ها باید قبل از نصب به هم متصل شوند.
۳. با قرار دادن میلگردهای افقی بالای یوبوت در دو جهت عمود برهم به همراه میلگردهای تقویتی جهت کنترل برش و خمش، مراحل میلگردگذاری به پایان می رسد.
۴. ریختن بتن باید در دو مرحله انجام پذیرد و برای جلوگیری از شناورشدن یوبوتها لایه اولیه به عنوان پرکننده فضاهای خالی ضخامت سقف به صورت عمودی تخلیه می شود. مرحله نخست بتن ریزی با استفاده از فوق روانکننده انجام می شود. غلظت بتن در حدی است که تمام لایه زیرین را پر می نماید و در مرحله دوم پس از گیرش اولیه بتن لایه زیرین ، بتن ریزی لایه فوقانی انجام می شود.
۵. در زمان تکمیل فرآیند بتن ریزی ، یوبوت در این فضا کاملاً دفن وسطح فوقانی به شیوه سنتی طراز و صیقلی شده تحویل می گردد.
۶. پس از طی زمان گیرش بتن (مطابق آیین نامه) قالب از زیر سقف خارج و سطحی کاملا صاف و صیقلی تحویل می گردد.
اجرای سقف یوبوت و مقایسه با سقف های دیگر
روش اجرا
۱- بستن قالب تخت زیرین دال
در این مرحله با توجه به تغییرات موجود قالب بندی زیرین دال انجام می گیرد. این قالب ها می توانند از جنس چوب،پلی وود، فلز و یا کارتن پلاست باشد .
۲- بستن شبکه آرماتور پایین دال
شبکه آرماتور پایین طبق نقشه های اجرایی باید به گونه ای بسته شود که حداقل یک میلگرد در بین قالب های U-Boot قرار گیرد. به طور معمول فاصله مناسب شبکه میلگردها ۲۰ سانتیمتر است.
۳- چیدن قالب ها با توجه به نقشه های اجرایی
در این مرحله قالب های U-Boot طبق نقشه های اجرایی چیده و فاصله آنها به وسیله بند های تعبیه شده روی قالب و با دستور مهندس ناظر شرکت تنظیم می گردد.
۴- بستن شبکه آرماتور بالای دال
در این مرحله شبکه ی آرماتور بالای دال بسته شده و هم چنین در صورت نیاز به آرماتورهای برشی این آرماتورها در بین قالب ها قرار می گیرند.
۵- بتن ریزی لایه اول
در اجرای این نوع دال ها بتن ریزی در دو لایه انجام می شود. لایه اول با افزودن روان کننده به بتن، به ضخامت حدودی ۵ تا ۱۰ سانتی متر (بسته به اندازه ی پایه ی قالب ها)ریخته می شود که باعث می گردد با انجام عمل ویبره،بتن تمام سطح زیر قالبهای ماندگارU-Boot را پر نماید.
۶- تکمیل بتن ریزی
لایه دوم بر روی لایه اول ریخته می شود تا به ضخامت مورد نظر برسد. باید توجه داشت فاصله ی زمانی بین بتن ریزی لایه اول و دوم نباید به قدری باشد که باعث گیرایی لایه اول شود.
۷- باز کردن قالب های کف
پس از گیرش بتن در زمان تایین شده در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان قالب های زیر دال جمع شده و به طبقه ی دیگر منتقل می شود .
نکات اجرایی :
۱- قالب های یوبوت می بایست مطابق نقشه های اجرایی بر روی سقف چیده شوند. اگر این فاصله نسبت به نقشه اجرایی متفاوت بوده که این تفاوت می بایست با ناظر پروژه هماهنگ شده و درصورت لزوم توسط محاسب سقف بررسی و تایید گردد.
۲- بست های موجود بر روی بند های کناری قالب های یوبوت با توجه به فاصله مورد نیاز اشاره شده در نقشه های اجرایی، تنظیم گردیده و با چسب پلاستیکی محکم می شود.
۳- چیدن آرماتور های شبکه بالا و پایین باید به گونه ای باشد که در بین هر دو قالب یوبوت یک میلگرد قرار گیرد.
۴- در مناطقی که خطر خوردگی زیاد وجود ندارد، باید از اسپیسرهایی که فاصله وسط مقطع میلگرد پایین تا کف دال ۵/۲ تا ۳ سانتی متر می باشد، استفاده نمود.
۵- در هنگام اجرای سقف یوبوت (به خصوص در استفاده از یوبوت های با سایز بزرگ (H>20 Cm) توصیه می شود برای جلوگیری از بلند شدن یوبوت ها در هنگام بتن ریزی، شبکه پایین آرماتور توسط سیم آرماتوربندی به لوله یا پروفیل زیر بسته شود.
۶- با توجه به اینکه قالب های یوبوت برای تحمل بار گسترده در حدود ۸۰ کیلوگرم طراحی شده اند، حتی الامکان از وارد آوردن بار بیشتر و یا بار متمرکز، بر روی یوبوت ها خودداری گردد .
۷- مطابق نقشه های اجرایی، در کنج هر یوبوت باید از آرماتور سنجاقی استفاده نمود. یکی از وظایف این سنجاق ها یکپارچه کردن شبکه بالا و پایین و ثابت نگه داشتن یوبوت ها در میان این دو شبکه می باشد.
۸- مقاومت بتن مورد استفاده در این دال ها در طراحی سازه تعیین می گردد . روانی بتن (اسلامپ) مورد استفاده باید در حدود ۱۱ الی ۱۳ سانتی متر بوده تا بتن به راحتی در زیر قالب ها حرکت کند .
۹- در هنگام بتن ریزی بهتر است ابتدا یک لایه حدود ۱۰ سانتی متری ریخته و ویبره زده شود و سپس روی آن پر گردد.
۱۰- پس از تکمیل آرماتورهای شبکه اصلی، حتما کنترل شود تا میلگرد های اضافی مورد نیاز در نقشه ها اجراگردد. این میلگردها شامل میلگردهای اضافه وسط دهانه، روی ستون ها و دیوارهای برشی، بازشوهای بزرگ، آرماتورهای ۴۵ درجه اطراف بازشوها و … می باشد.
۱۱- دقت شود در صورت نیاز به اتصال اجزای غیر سازه ای به دال مجوف دوپوش (یوبوت) مانند نما، آسانسور و …، پلیت های طراحی شده در محل مورد نیاز قرار گرفته و محکم گردد.
۱۲ – ایجاد خیز منفی به اندازه مجاز در هنگام قالب بندی دال امکان پذیر می باشد.
۱۳-جهت یکنواخت شدن ضخامت بتن، توصیه می گردد قبل از بتن ریزی شاخص (شابلون) مناسب تهیه گردد.
در صورت امکان توصیه می گردد از پمپ هوایی جهت بتن ریزی استفاده گردد.
۱۴- ضربه به سقف در هنگام پمپاژ، بتن ریزی را در دو لایه با مشکل مواجه کرده و باعث بالا آمدن قالب های یوبوت می شود.
۱۵-نگهداری از بتن پس از بتن ریزی باید دقیقا مطابق با آیین نامه های موجود انجام پذیرد.
۱۶- با توجه به اینکه وزن دال طبقه بالا در بیشتر مواقع از وزن بار طراحی بیشتر بوده، اکیدا توصیه می گردد در هنگام بتن ریزی هر سقف از جک اطمینان در زیر دو سقف قبلی استفاده گردد.
۱۷-زمان بازکردن قالب های سقف، باید با توجه به درجه حرارت هوا و مطابق با آیین نامه ها تعیین گردد.
۱۸- مقاومت میلگردهای مصرفی در یادداشت اول نقشه های اجرایی آورده شده است. باید توجه داشت تبدیل مقطع میلگرد در سقف بدون هماهنگی با محاسب سقف مجاز نمی باشد.
۱۹ – در صورت ترکیب دال مجوف دوپوش (یوبوت) با تکنولوژی پیش تنیدگی، باید توجه داشت:
• حداقل مقاومت استوانه ای بتن ۳۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد.
• قبل از انجام عملیات کشش کابل ها، از باز نمودن قالب های زیر خودداری گردد.
روش طراحی
مبانی طراحی دال مجوف دوپوش : U-Boot
استفاده از این نوع سقف بتنی در ساختمان هایی با اسکلت بتن مسلح مندرج در استاندارد ۲۸۰۰ ایران مجاز است. لازم است ضوابط و محدودیت های لرزه ای مربوط به این ساختمان ها مطابق استاندارد ۲۸۰۰ ایران و مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه رعایت شود و در ساخت و طراحی و اجرای اسکلت این ساختمان ها ضوابط مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان ایران و آیین نامه ACI 318-08 رعایت شود. مطابق استاندارد ۲۸۰۰ ایران استفاده از این سیستم سقف به همراه ستون های بتن آرمه به عنوان سیستم قاب خمشی منحصرا در ساختمان های ۳ طبقه یا کوتاهتر از ۱۰ متر مجاز است.
در صورت تجاوز از این حد تنها در صورتی استفاده از این سیستم سازه ای مجاز است که مقابله با انواع نیروهای جانبی وارده توسط دیوارهای برشی بتن مسلح تامین شود. در این سیستم بخصوص در حالت بزرگ بودن دهانه ها و وجود نیروی ثقلی قابل ملاحظه در نظر گرفتن تمهیدات خاص به منظور کنترل برش سوراخ کننده (برش پانچ) بسیار حائز اهمیت می باشد. این دال ها قابلیت ترکیب با کابل های پیش- تنیده را جهت پوشش دهانه های بزرگ دارد. برای طراحی این دال ها از نرم افزار safe یا adapt استفاده می گردد.
مزایا و معایب
مزایای اجرائی:
• ایجاد دهانه ها و کنسول های بزرگتر
• کاهش میزان انتقال صوت، حرارت و لرزش
• امکان حذف تیرها و ایجاد دال تخت
• بهبود عملکرد لرزه ای
• امکان ایجاد شکل ها و بازشوهای بزرگ و نامنظم در سقف
• امکان ستون گذاری نامنظم
مزایای فنی :
• امکان حذف تیر بین ستون ها و یا استفاده از تیرهای پنهان بدون آویز که مکان یابی بهینه ستون ها را فراهم می نماید.
• توزیع متقارن نیروها در نقاط مختلف دال سقف.
• کاهش تعداد ، ابعاد و تنوع ستون ها.
• قابلیت طراحی بهتر پلان معکوس به جهت حذف تیرهای میانی.
• افزایش قابل ملاحظه سختی دال سقف با افزایش جزئی وزن آن که کنترل خیز سقف را تسهیل نموده ، امکان افزایش فاصله ستونها و اجرای سازه های با دهانه بزرگ را فراهم می نماید.
• کارائی بهتر سقف از نظر عایق بندی صوتی و لرزش صفحه ای.
• کاهش بارهای وارده بر خاک (در صورت استفاده از یوبوت در فونداسیون) و امکان حذف یا کاهش تعداد و ابعاد شمع ها در خاکهای سست.
• ایمنی بالا در برابر آتش سوزی و تامین نیازهای فنی
مزایای اقتصادی :
• کاهش در مصرف بتون و میلگرد
• سرعت بالای اجرا و کاهش زمان پروژه
• افزایش فضای مفید ساختمان وامکان تامین پارکینگ بیشتر بر اساس مقررات شهرسازی به دلیل امکان کاهش تعداد و ابعاد ستونها
• انعطاف در معماری به دلیل کاهش تعداد ستونها وقابلیت بالا در تقسیم فضا بر اساس خواست مشتری
• امکان اجرا در فونداسیونها و طبقات در انواع ساختمانهای مسکونی، صنعتی، تجاری و عمومی
مقایسه با سیستم های بیتنی :
میزان مصرف مصالح:
قیمت تقریبی مصالح سال ۹۳ :
• قیمت بتن آماده متر مکعبی ۹۵ هزار تومان
• قیمت میلگرد هر کیلو گرم ۱۸۵۰تومان
• اجرت کار متر مربع سقف ۳۵ هزار تومان
یوبوت چیست؟
یکی از فن آوری های جدید مورد استفاده در صنعت ساختمان که در سال 1388 به تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن رسیده، دال مجوف دوپوش (U-boot) دال مجوف که کاربرد آن در سقف و فونداسیون ساختمانها می باشد، از ترکیب نوآورانه بتن، میلگرد و قالب هایی از جنس پلی پروپیلن ساخته می شود.
مقطع فونداسیون و دال مجوف دوپوش پس از بتن ریزی به شکل زیر خواهد بود همچنین:
ضخامت تمام شده این دال ها با توجه به دهانه ها و بارگذاری های مختلف، متفاوت است. در جدول زیر مشخصات اولیه برای دهانه های مختلف ارائه شده است. اطلاعات این جدول به صورت تقریبی بوده و برای بدست آوردن ضخامت دقیق نیاز به محاسبات سازه ای می باشد.
مفهوم سیستم دال مجوف یوبوت:
امروزه از دالهای تخت بتنی با آرماتورگذاری معمولی می توان در دهانه های بزرگ استفاده نمود . تغییرات جدید انجام شده در آیین نامه های طراحی و امکان استفاده از تکنولوژی های جدید باعث کاهش وزن دال و هزینه های اجرایی آن شده است. برخی از پیشرفت های انجام شده در زمینه تکنولوژی بتن مسلح و دلایل اجرای دال های تخت بتنی در دهانه های بلند به ترتیب زیر می باشد:
– استفاده از آرماتورهای فولادی با مقاومت بالا
– استفاده از آرماتور منفی در وجه فوقانی دال به منظور کاهش تغییر شکل ها در دال های چند دهانه
– استفاده از بتن مقاومت بالا در دال ها
– استفاده از سیستم های قالب بندی جدید که علاوه بر امکان ایجاد هندسه دلخواه دال، باعث کاهش هزینه های اجرایی نیز می گردد.
یک طراح می تواند با توجه به وجود انواع سیستم های سقف بتن آرمه، سیستم سقف مناسب و اقتصادی را انتخاب کند. در انتخاب سیستم سقف بتن آرمه، علاوه بر اقتصاد طرح می بایست به نکات زیر توجه داشت:
– سقف باید مقاومت کافی در برابر بارهای اعمال شده را داشته باشد.
– به منظور محدود نمودن مقادیر تغییر شکل ها تحت بارگذاری های دایم و غیر دایم می بایست سختی مورد نیاز دال فراهم گردد.
– با افزایش ابعاد دهانه ها، معیار سختی از اهمیت بیشتری برخوردار می شود. در این حالت امکان دارد به جای معیار مقاومت، معیار سختی تعیین کننده ابعاد اصلی باشد.
همانطور که در بالا اشاره شد با افزایش سختی دال می توان دهانه های بیشتری را پوشش داد. این امر که به یاری سیستم های قالب بندی امکان پذیر شده است باعث ایجاد دال های متفاوت با سختی های متفاوت می گردد که برخی از آنها عبارتند از:
– دال تخت
– دال تخت کتیبه دار (قارچی)
– دال با تیرهای فرعی
– دال مجوف
در دالهای مجوف، استفاده از یک شبکه تیر متعامد در زیر دال اصلی، باعث کاهش حجم بتن ریزی، آرماتورگذاری و در عین حال کاهش وزن سقف می گردد. با این وجود در این سیستم سختی مقطع دال افزایش می یابد. این افزایش سختی به دلیل ایجاد مقطع T شکل در دال می باشد. دال مجوف دوپوش (یوبوت) نیز با الهام از دالهای مجوف و با تغییر مقطع از T به I و در نتیجه افزایش بیشتر سختی دال بوجود آمده است.
این فن آوری که در سال 1388 به تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن رسیده است از ترکیب نوآورانه بتن، میلگرد و قالب هایی ازجنس پلی پروپیلن ساخته شده و با قرارگیری این قالب ها در میان بتن و حذف بتن ناکارآمد علاوه بر کاهش وزن دال و مصرف بتن باعث افزایش سختی دال می گردد.
مقطع فونداسیون و دال مجوف دوپوش پس از بتن ریزی به شکل زیر خواهد بود :
همچنین ضخامت تمام شده این دال ها با توجه به دهانه ها و بارگذاری های مختلف، متفاوت است. در جدول زیر مشخصات اولیه برای دهانه های مختلف ارایه شده است. اطلاعات این جدول به صورت تقریبی بوده و برای بدست آوردن ضخامت دقیق نیاز به محاسبات سازه ای می باشد.
کلمات کلیدی: یوبوت – دال مجوف – ساختمان – عمران – معماری / فروش یوبوت / فروش کوبیاکس / فروش یوبوت اصلاح شده / فروش یوبوت استاندارد / مصالح دال مجوف / سبک سازی / مصالح ساختمانی
سیستم یوبوت یک سیستم سازه ای از نوع دال دو طرفه مجوف ( توخالی ) میباشد که در آن در حد فاصل مش های میلگردی بالا و پایین ، بلوک های پلاستیکی توخالی یا بلوک پلی استایرن جایگزین بتن غیرسازه ای در وسط سقف خواهد شد. سقف مجوف یوبوت از دو لایه بتن مسلح تشکیل شده است که در بالا و پایین دال بصورت گسترده قرار می گیرد و حد فاصل این دو لایه محصولی به نام یوبوت از جنس پلی اتیلن و یا پلی پروپیلن و یا پلی استایرن قرار میگیرد. این محصول دارای هندسه مکعبی می باشد که با توجه به نیاز پروژه و محاسبات طراحی ، ابعاد مختلفی دارد. در روند اجرای دالهای مجوف با استفاده از یوبوت ، پس از آرماتورگذاری لایه زیرین ، یوبوت ها کنار هم روی شبکه آرماتور زیرین قرار گرفته و پس از قرارگیری آرماتور برشی میانی و همچنین آرماتوربندی لایه فوقانی ، بتن ریزی انجام میشود. در نهایت مقطع دال بصورت I شکل در آمده و عملکرد بهتری خواهد داشت . این قالب ها به صورت دوبل هم ، برای دهانه های بلند تر قابل اجرا هستند .
روش اجرا:
۱- بستن قالب تخت زیرین دال.
۲- بستن شبکه آرماتور پایین دال
۳- چیدن قالب ها با توجه به نقشه های اجرایی
۴- بستن شبکه آرماتور بالای دال
۵- بتن ریزی لایه اول
۶- تکمیل بتن ریزی
۷- باز کردن قالب های کف
برخی سوالات متداول که در مورد این تکنولوژی پرسیده می شود:
• تفاوت بین دالهای مجوف دوپوش (یوبوت) و دال مجوف معمولی در چیست؟
پاسخ : دال های مجوف معمولی که مدت زمان زیادی است در صنعت ساختمان استفاده می گردد، از تعدادی تیر متعامد که یک لایه دال بتنی روی آن قرار گرفته است، تشکیل می شود. این ترکیب باعث ایجاد تیرهایی با مقطع T شکل برای تحمل بارهای وارده خواهد شد. در دال های مجوف دو پوش(یوبوت)، علاوه بر دال بالایی، لایه ای از بتن مسلح قسمت پایین تیرهای متعامد را پوشانده و باعث ایجاد مقطع I شکل می گردد. این تغییر علاوه بر افزایش سختی دال، باعث می گردد این دال ها از زیر به صورت تخت دیده شوند.
• آیا زمان اجرای دال مجوف دوپوش (یوبوت) نسبت به دال های معمولی متفاوت است ؟
پاسخ : در صورت حذف تیرها و ایجاد دال تخت و در نتیجه کاهش عملیات قالب بندی و آرماتوربندی، سرعت اجرای سقف با سیستم دال مجوف دوپوش (یوبوت) می تواند افزایش یابد ولی باید توجه داشت مدت زمان لازم برای نگهداری قالب بندی زیر دال مانند دال های بتنی معمولی و برطبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان می باشد.
• صلبیت دیافراگم سقف در سیستم دال مجوف دوپوش (یوبوت) نسبت به سیستم های متداول سقف چگونه است؟
پاسخ : با توجه به اینکه ضخامت ایجاد شده در دال های مجوف دوپوش (یوبوت) نسبت به دال های معمولی بیشتر است، صلبیت سقف با سیستم دال های مجوف دوپوش (یوبوت) نسبت به سقف با دال توپر و میزان مصرف بتن مشابه، بیشتر بوده و قابلیت بهتری برای انتقال بار به سیستم مقاوم جانبی دارد.
• عملکرد دال مجوف دوپوش (یوبوت) در محیطهای خورنده چگونه است؟
پاسخ : برای محافظت دال های مجوف دوپوش (یوبوت) در برابر خوردگی، موارد اشاره شده در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان لازم و کافی می باشد.
• آیا امکان ترکیب سیستم دال مجوف دوپوش (یوبوت) با تکنولوژی پیش تنیدگی وجود دارد؟
پاسخ : بله، امکان ترکیب سیستم دال مجوف دوپوش (یوبوت) با تکنولوژی پیش تنیدگی وجود دارد.
etabs مدل می شود تا وزن واقعی سقف در تحلیل و طراحی سازه و فونداسیون در نظر گرفته شود
دال های مجوف دوپوش
دال های مجوف دوپوش از ترکیب میلگرد، بتن و قالب های پلی پروپیلن ساخته شده است و کاربرد آن در فونداسیون و سقف می باشد که می تواند جایگزین خوبی بجای دال های معمولی باشد و در سال ۱۳۸۸ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن آنها را تایید کرده است.
خصوصیات
در این روش، دال هایی که از جنس بتن هستند مانند روش تیر و دال معمولی مستقیماً بر روی تیر قرار می گیرند. در دال های مجوف، تیرهای فرعی بسیار بیشتر از روش تیر و دال معمولی هستند که این خصوصیت باعث افزایش دهانه و همچنین کاهش ضخامت دال می شود. سیستم u-boot بسیار شبیه به دالهای مجوف هستند با این تفاوت که سقف هایی که با روش u-boot ساخته می شوند، قسمت زیر تیرها بر روی دال قرار می گیرند اما در دالهای مجوف دوپوش، دال بر روی تیر وسط که در دو جهت قرار گرفته سوار می شود. در واقع دال های مجوف مانند مقاطع I شکل عمل می کنند. از ویژگی های مهم این سیستم بوجود آوردن دالی سبک دارای سطحی صاف در زیر با سختی زیاد می باشد.
مصالح مورد استفاده
1. میلگرد
2. بتن
3. قالب های پلی پروپیلن
مصالح مورد استفاده در این دال ها شامل بتن، میلگرد و قالب یوبوت می باشد. مقاومت بتن و میلگرد توسط طراح سازه تعیین می گردد که معمولا مانند دیگر اعضای بتنی سازه در نظر گرفته می شود.
نحوه اجرا
1. بستن قالب درزیر دال
2. بستن میلگردها در پایین دال
3. چیدن قالب ها پلی پروپیلن
4. بستن میلگردها بالای دال
5. انجام بتن ریزی در لایهٔ اول
6. تکمیل و اتمام بتن ریزی
7. بازکردن قالب ها در کف.
مزایای اقتصادی
• یکدست بودن سطح زیرین دال که باعث کاهش هزینه ها و سهولت در اجرای نازک کاری و لوله کشی در زیر سقف می گردد.
• حذف ستونهای اضافی در جهت تامین پارکینگ هایی به تعداد بیشتر
• حذف سقف کاذب در نتیجه کاهش هزینه های نصب سقف کاذب
• کاهش تعداد ستون های بکار رفته در ساختمان در جهت استفاده هر چه بهتر از فضاهای داخلی بنا
• حذف آویزهای تیر در دهانه های بزرگ در نتیجه کاهش هزینه در قالب بندی نسبت به دیگر روش های تیردال
• کاهش مصرف کمتر میلگرد و بتن در قیاس با سیستم های مشابه.
مزایای اجرایی
• قابلیت باربری زیاد سقف
• کم شدن جرم دال در مقابل نیروی زلزله، در نتیجه آن نیروی برشی زلزله که بر سازه وارد می شود کاهش پیدا می کند.
• امکان تحمل بارهایی که در زمان اجرا وارد می شود و قابلیت تردد راحت کارگرها.
• عملکرد مناسب و مقاومت زیاد در برابر زلزله.
• امکان حذف تیرهای آویزدار و سر ستون ها.
• شکل گیری دو لایه دال در بالا و پایین که بصورت مشک و متصل هستند سبب تامین سختی زیادی در بالای دال می شود که در نتیجه آن باعث انتقال نیروهای زلزله به عناصر باربر جانبی می شود.
• امکان انجام عملیات قالب بندی با روشهای معمولی.
مزایای فنی
• کم شدن تعداد ستون ها.
• بهبود عملکرد سقف از نظر لرزش صفحه ای وعایق بندی صوتی.
• امکان طراحی مناسب تر در پلان معکوس با توجه به حذف تیرهای میانی.
• مقاومت زیاد در مقابل آتش سوزی
• با افزایش وزن سقف باعث افزایش سختی دال می شود که باعث کنترل خیز سقف می شود، که این مورد سبب اجرای سازه هایی با دهانه بزرگ و افزایش فاصله ستونها می شود.
• بارهای وارده بر خاک کاهش پیدا می و امکان کاهش و حذف ابعاد و تعداد شمعها در خاک های سست بوجود می آید.
• قابلیت حذف تیرهایی که در بین ستون ها هستند و مکان یابی مناسب ستونها با استفاده از تیرهای پنهان بدون آویز.
مزایای معماری
1. امکان ایجاد تغییر فضاهای کاربری بعد از ساخت
2. ایجاد فضاهای بزرگتر
3. آزادی بسیار در طراحی فضاهای معماری
سیستم سازه ای اسکلت بتنی (یا فلزی) با سقف UBOOT با توجه به جزئیات اجرائی و نحوه توزیع و انتقال بار به المان های باربر سازه با الزام رعایت محدودیت های آئین نامه های بارگذاری و طراحی در زمره دال های تخت بتنی قرار می گیرند. لذا مقتضی است الزامات آئین نامه ای مربوطه بصورت دقیق رعایت گردیده و کنترل ضوابط مربوط به این سیستم دیافراگم و سایر المان های سازه ای در جهت حصول عملکرد صحیح سازه صورت پذیرد.
لذا در ادامه مطلب توضیحات کامل در خصوص مدل سازی، بندهای آیین نامه ای و نکات کنترلی جهت طراحی سازه با سیستم سقف UBoot ارائه می گردد.استفاد از قطعات یوبوت امکان هم تراز شدن ستونهای قارچی شکل با ضخامت دال و یا سف را فراهم می سازد.
از ویژگی های یوبوت احاطه شدن آن در داخل بتن با شبکه های میلگرد سقف است که باعث بوجود آمدن نیروهای دو طرفه عمود بر هم می گردد و کاهش به سزای مصرف میلگرد را در پی دارد.
در ساختمانهای بلند مرتبه و یا دارای سقف با ارتفاع بلند جهت جلوگیری از تغییر شکل و بوجود آمدن خیز لازم است دیافراگم سقف به صورت سخت عمل کند. در نتیجه نیاز به دال بتنی به دلیل سختی بالا هموار مورد توجه مهندسین محاسب بود است. تا چندی پیش بدلیل نیاز به کنترل خیز و ترک های بوجود آمد در دالهای بتنی استفاد از این نوع سقف محدود به دهانه های کوچک بود، در صورت اجرای در دهانه های بزرگ وجود تیر با آویزهای بلند و هزینه های اجرا مشکل محاسبین و کارفرمایان را دو چندان می نمود. از سوی دیگر استفاد از دال های مجوف نیز به دلیل دشواری و هزینه بالای اجرای قالب بندی، کارآئی ضعی از نظر عایق بندی صوتی، نیاز به سف کاذب و نیز برخی ملاحظات فنی از جمله کنترل برش پانچ، از استفبال چندانی به ویژ در ساختمانهای متعارف برخوردار نگردید است.
در دهه نود میلادی شرکتهای انگلیسی با اصلاح دال مجوف و استفاد از قالبهای ماندگار از نوع توپی شکل و تغییر مقطع هندسی سقف از T شکل به ضمن اصلاح بسیاری از مشکلات فنی و قالب بندی دالهای مجوف را نیز تسهیل و بدین ترتیب گام بزرگی در جهت توسعه این دال ها برداشتند لکن دال های حاصل همچنان از نظر ایمنی در برابر آتش و صرفه اقتصادی از کارآئی لازم برخوردار نبودند. در سال 2002 شرکت دالی فرم (Daliform) ایتالیا با هدف رفع معضلات فوق و بهینه سازی مجدد دال های مجوف محصول یوبوت را ارائه نمود که در زمانی اندک با استفبال گسترد جامعه مهندسی در اروپا، آفریفا و آسیا مواجه گردید، علاو بر رفع معضلات آتش سوزی و نیز صرفه اقتصادی از دیگر مزایای دال اجرای شد با یوبوت امکان انطباق آسان دال مجوف حاصل از آن با آیین نامه های مختلف طراحی در دنیاست که استفاد از آن را در مناطق اقلیمی مختلف هموار ساخته است.
آئین نامه بارگذاری و طراحی
آئین نامه بارگذاری:
آئین نامه بارگذاری مورد استفاده در طراحی سازه های با سیستم سقف UBoot همانند سیستم های سازه مرسوم دیگر در کشور، مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و آئین نامه 2800 با رعایت الزامات مربوط به سیستم دال تخت خواهد بود. این الزامات بصورت کامل در بند "6-7-3 ضوابط طراحی سازه ها برای زلزله"و مبحث ششم در قسمت (ت) تبیین شده است. با توجه به بند مذکور ضریب رفتار مناسب برای این سیستم R=5 خواهد بود. موارد کنترلی دیگر مانند کنترل Drift و غیره همانند سیستم های سازه ای معمول انجام می پذیرد.
آئین نامه های طراحی:
مقررات ملی ساختمان مبحث نهم (طرح و اجرای ساختمان های بتنی)
مقررات ملی ساختمان مبحث ششم (بارهای وارد بر ساختمان)
استاندارد 2800
آئین نامه آبا
آئین نامه بتن آمریکا ACI318-05
در خصوص طراحی و کنترل سقف های UBoot رعایت الزامات و محدودیت های فصل 14 مبحث نهم و یا الزامات مریوط به تغییر شکل و ترک خوردگی آئین نامه های خارجی الزامی می باشد. همچنین ضوابط فصل 15 مبحث نهم در خصوص ابعاد کتیبه ها و نحوه انتقال بار از المانهای قائم به دیافراکم و بلعکس باید مدنظر قرار گیرد.
نرم افزارهای مناسب برای مدل سازی و طراحی:
مدل سازی سازه اصلی:
بطور کلی در خصوص مدل سازی سازه های بتنی یا فلزی با سیستم دیافراگم سقفی یوبوت کلیه نرم افزارهای مدل سازی سازه که در سیستم های سازه ای دیگر بکار می روند قابل استفاده خواهند بود ولی بطور معمول جهت مدل سازی و بارگذاری سازه اصلی از نرم افزار Etabs یا Sap در مدل های منظم و معمول و در خصوص سازه های پیچیده و با اشکال نامنظم از نرم افزار Staad.pro استفاده می گردد.
در خصوص طراحی جزئیات سقف Uboot نیز با توجه به نرم افزار مورد استفاده در مدل اصلی روش طراحی متفاوت خواهد بود . در صورتیکه از نرم افزارهای Sap یا Etabs برای مدل اولیه استفاده شده باشد می توان طراحی دیافراگم سقف را بصورت دستی و با استفاده از کانتور نیروی نرم افزار و یا با استفاده از نرم افزار Safe و با گرفتن خروجی مناسب از نرم افزار اصلی طراحی کرد. ولی در صورت استفاده از نرم افزار Staad می توان مستقیما از نتایج ماژول طراحی دال نرم افزار استفاده کرد و یا از نرم افرارهای جانبی مرتبط مانند Ram Concept یا Adapt که جزئیات دقیق تری در خصوص طراحی دال ارائه می دهند استفاده کرد.
استفاد از قالبهای یوبوت با پیشنهاد و طراحی مهندسین محاسب در نقاطی از سف که بتن نفش ساز ای ندارد موجب سبکی سقف و کمتر شدن هزینه تامین بتن میگردد ضمن آنکه دو لایه شبکه میلگرد پایین و بالا نقشی سازه ای از خود بروز داد، به دلیل شکل هندسی ایجاد شد در فواصل منظم و نزدیک به هم باعث عملکرد عالی در کنترل خیز و ممان اینرسی بالا جهت مفاومت در برابر تغییرات و بارهای وارد میگردد. سایز بندی متفاوت یوبوت، دستیابی به سختی مطلوب را با وزن کمتر امکان پذیر می نماید و از سوی دیگر سختی بالای سقف اجرا شد با یوبوت امکان حذف تیرهای آویزدار و نیز اجرای بازشوهای بدون سرون را فراهم و دست مهندسین معمار و محاسب را در اجرای نفشه های معماری باز می گذارد تا مطابق درخواست کارفرما و نیاز پروژه با آزادی بسیار زیاد عمل نمایند
اجرای سقف uboot, سقف U-Boot, سقف یوبوت, سقف یوبوت چیست,طراحی سقف یوبوت, مقایسه انواع سقف ها, مقایسه سقف ها
منابع
http://negahomran.com
http://www.uboot.ir
http://www.armedeck.com/index.php/fa/u-boot-introduction/implementation-methods
http://www.daneshju.ir/forum/showthread.php?t=193125
http://sabzsaze.com
U-Boot
2017
1