موضوع: انواع سقف ها
آشنایی با سقفها و عملکرد آنها
دیوارها می توانند هر فضایی را محصور نمایند ، اما سقف هر فضایی را امن می نماید . سقف ها به فضا آسایش می بخشند و آنها را از هجوم عوامل طبیعی مانند آفتاب و برف و باران حفظ می نمایند . به کمک سقف ها همانطور که در یک قفسه کتابخانه دیده می شود می توانیم ساختمان را به طبقات متعدد تقسیم نماییم در حقیقت ، دیوارها محیط اطراف خود را در جهت افقی تقسیم می کنند و سقف ها محیط را در جهت قایم تقسیم می نمایند.
مهم ترین ویژگی های یک سقف را می توان به ترتیب زیر برشمرد :
مقاومت و پایداری آن در برابر نیروهای وزن خود و بارهایی که قرار است سقف تحمل نماید که عمده ترین آن در بام بار برف می باشد .
مقاومت در برابر آب و هوا : سقف باید به وسیله مصالح عایق مانع از عبور رطوبت به داخل فضا شود . دوام قطعات و اجزای مختلف تشکیل دهنده سقف در برابر فرسودگی. همچنین مقاومت در برابر گرما و سرما و آتش سوزی از جمله ویژگیهای یک سقف مناسب است .
هر سقفی از لحاظ نوع ساخت و عملکرد سازه ای با توجه به شرایط می تواند به طرق مختلفی طراحی و اجرا گردد،که از آن جمله اند :
الف ) سقف طاق ضربی
ب )سقف چوبی
ج ) دال ها ( یکطرفه ،
دوطرفه و تیرچه بلوک
د ) سقف های کمپوزیت
ه ) سقف های خرپایی یا فضایی
لازم به ذکر است که سقف های تیرچه بلوک که خود نوعی دال یکطرفه می باشد ، از سه عنصر دال ، تیرچه و بلوک تشکیل یافته
که تیرچه ها و بلوک ها خود انواع مختلفی دارند .
بلوک ها که نقش باربری ندارند و فقط خاصیت پرکنندگی دارند انواع مختلفی دارد ازجمله :
بلوک های بتنی
بلوک های سفالی
بلوک های پلاستوفوم
تیرچه ها نیز چند نوع مختلف دارند :
•تیرچه های پیش کشیده
•تیرچه های پس کشیده
•تیرچه های پیش تنیده
انواع سقف های بتنی :
یکی از اجزای اصلی تشکیل دهنده انواع ساختمان ها، سقفهای بتنی هستند که نقش اساسی آنها انتقال نیـروهای قائم و افقی ناشی از وزن مـرده سقف، سربارها و نیروهای با دو زلزله به تیرها و ستونها و دیوارهای بابر است. در ضمن، اتصال کلیه اجزای بابر قائم (ستونها و دیوارها) به یکدیگر، موجب تقویت آنها شده و به این ترتیب، کل ساختمان در مقابل نیروهای وارده، به طور واحد واکنش نشان می دهد.
نظر به اینکه سقفها سهم نسبتاً زیادی از قیمت تمام شده ساختمان را به خود اختصاص می دهند. طراحان ساختمان، سیستم های متنوعی را به منظور هرچه اقتصادی تر کردن آنها، ابداع و اجرا کرده اند که صرفه جویی در مصرف بتن و فولاد، کاهش یا حذف قالب بندی، بهبود روشهای ساخت و ارتقای کیفیت اجرای محورهای اساسی، کوششهای انجام شده را تشکیل می دهند. در زیر، روند اساسی این مراحل پیشرفت به طور مختصر شرح داده می شود.
برای صرفه جویی در مصرف بتن و سبکتر کردن وزن سقف، قسمتی از مقطع سقف که در منطقه کششی قرار می گیرد، حذف و فقط آن مقدار از سطح مقطع بتن که برای جاگذاری آرماتورهای عرضی و کششی لازم است، باقی گذاشته می شود. این کار به ویژه برای کاهش وزن مرده سقف و ساختمان، دارای اهمیت خاصی است. فاصله محلهای باقی مانده به حد کافی نزدیک به هم انتخاب می شوند، تا مناطق فشاری و کششی مقطع بتنی سقف به طور یکپارچه عمل کنند و سقف حالت اولیه خود را از دست ندهد. این روش منجر به طرح دالهای مجوف، با پشت بند، لانه زنبوری مانند آنها گردیده است. مصرف بتن در این نوع سقفها، به حدود 1/3 مقدار اولیه، و وزن سقف نیز تقریباً به همین میزان کاهش می یابد. از طرف دیگر، به علت سبک تر شدن وزن سقفها، در مصرف میلگرد و هزینه اجرای بقیه قسمتهای باربر ساختمان، صرفه جویی قابل ملاحظه ای شود.
قالب بندی برای ایجاد فضاهای مجوف در دال، معمولاً به روشهای زیر انجام می شود:
در روش نخست، برای اجتناب از قالب بندی محلهای خالی و پر کردن آن محلها، از بلوک های مجوف و سبک وزن استفاده می شود. به این منظور، مصالح پرکننده را به فواصل معین روی قالب کف قرار داده و میلگردها را نصب می کنند و سپس بتن ریزی انجام می شود.
در روش دیگر، از قالبهای فلزی و یا پشم شیشه که به راحتی قابل نصب و جمع آوری هستند، استفاده می گردد
سقف تیرچه و بلوک
سقف تیرچه و بلوک جزء دال های یک طرفه به حساب می آید که در این نوع سقف برای کاهش بار مرده از بلوک های توخالی بسیار سبک ( مجوف) بتنی یا سفالی برای پر کردن سقف استفاده می شود
کاربرد تیرچه و بلوک در ساختمان
: تیرچه و بلوک برای پوشش سقف ساختمان های اسکلت آجری و اسکلت فلزی واسکلت بتن ارمه استفاده می شود.
اما چرا جزء بهترین ها است ؟
1: باعث سبکی سقف می گردد
2: دوام خوب در مقابل آ تش سوزی دارد
3: مقاومت خوبی در مقابل نیروهای افقی مانند باد و زلزله دارد
4: عایق صوتی خوبی است
5: عایق حرارتی در مقابل سرما وگرماست
6: عایق رطوبتی است
7: صاف و هموار بودن سطح زیر و روی سقف پس از اجرا از دیگر محاسن این نوع سقف محسوب می گردد
اما همانند دیگر سقفها این نوع سقف نیز دارای معایبی نیز هست که عمده عیب آن:
1: اجرای آن نسبت به سقف های مشابه زمان زیادی نیاز دارد
2:اجرای سقف تیرچه و بلوک نیاز به نیروی ماهر و متخصص دارد که متاسفانه به این موضوع اهمیت چندانی داده نمی شود
3: و بزرگترین عیب این سقف این است که در دهانه های بزرگ نمی توان استفاده گردد
مزایای سقف تیرچه بلوک
در زیر مهمترین ویژگیهاای این نوع سقف در مقایسه با سقف تیرآهن – طاق ضربی و دال بتنی یکپارچه آمده است:
1) به علت مصرف بلوک تو خالی و حذف بتن ناحیه کششی در مصرف بتن صرفه جویی می شود.
2) به علت تولید تیرچه و بلوک در کارخانه نیروی انسانی کمتری مورد نیاز است .
3) وزن تیرچه ها کم است به طوریکه توسط کارگران قابل نصب است و در طبقات کم نیاز به جرثقیل نیست .
4) به علت پیش ساخته بودن تیرچه و بلوک نصب سقف بسیار آسان و سریع خواهد بود .
5) قالب بندی زیر سقف فقط به شمع بندی و نصب چهار تراش در فاصله های معین جهت تامین تکیه گاههای موقت تیرچه ها محدود میشود .
6) به طور یکپارچه بتن ریزی می شود و بتن کمتری نسبت به سقفهای بتن آرمه معمولی مورد نیاز است .
7) مقاومت سقف اجرا شده با تیرچه بلوک در برابر نیروهای افقی ( باد – زلزله ) بسیار خوب است .
8) به علت تو خالی بودن بلوک سقف عایق حرارتی و صوتی خوبی است .
9) به علت مسطح بودن زیر سقف در مقایسه با طاق ضربی ضخامت نازک کاری به حداقل می رسد و بار مرده سقف کمتر می شود .
10) با توجه به مصرف کم فولاد از نظر اقتصادی مناسب است .
سقفهای دارای تیرچه بتنی
1 – مشخصات این نوع سقف بر اساس نشریه شماره 94 سازمان برنامه و بودجه تعیین می شود.
2 – در تمامی سقفهای معرفی شده ، میلگرد افت و حرارت با قطر 6 میلیمتر کفایت می کند. چنانچه فاصله آکس تا آکس تیرچه ها تا 50 سانتیمتر باشد، در جهت تیرچه ها بین هر دو تیرچه یک عدد و چنانچه فاصله آکس تا آکس تیرچه ها بیش از 50 سانتیمتر باشد، در جهت تیرچه ها بین هر دو تیرچه دو عدد میلگرد حرارتی مورد نیاز است. میلگردهای حرارتی در خلاف جهت تیرچه ها هر 25 سانتیمتر یک عدد می بایستی اجرا گردد.
3 – میلگرد تقویت ممان منفی تیرچه ها حداقل می بایستی سطح مقطعی برابر 15% سطح مقطع میلگردهای کششی همان تیرچه را دارا باشد و طول آنها از هر طرف یک پنجم طول تیرچه باشد. باید توجه نمود که این میلگردها را با میلگردهای تقویت برشی (اتکای سر تیرچه) اشتباه نکنیم. این میلگردها درون جان تیرچه خم نمی خورد بلکه بصورت صاف به میلگرد فوقانی تیرچه ها بسته می شود.
4 – در سقفهایی که بار زنده کمتر از 350 کیلوگرم بر متر مربع باشد ، در دهانه های زیر 4 متر نیازی به کلاف میانی نمی باشد و در دهانه های بین 4 تا 5.30 متر یک کلاف میانی و در دهانه های بیش از 5.30 متر دو کلاف میانی مورد نیاز است. در تمام این حالات حداقل سطح مقطع کل میلگردهای طولی کلافهای میانی بایستی برابر نصف سطح مقطع میلگرد کششی تیرچه ها باشد.
5 – در سقفهایی که بار زنده بیشتر از 350 کیلوگرم بر متر مربع باشد ، در دهانه های زیر 4 متر یک کلاف میانی و در دهانه های بین 4 تا 7 متر دو کلاف میانی و در دهانه های بیش از 7 متر سه کلاف میانی مورد نیاز است. در تمام این حالات حداقل سطح مقطع کل میلگردهای طولی کلافهای میانی بایستی برابر کل سطح مقطع میلگرد کششی تیرچه ها باشد.
محاسن :
1 – این سقف دارای وزنی متعادل در محدوده وزن سقفهای کرومیت می باشد.
2 – قیمت تمام شده این سقف معمولا پایین است خصوصا در دهانه های کوچکتر این اختلاف قیمت کاملا تاثیر گذار است.
3 – بدلیل شمع بندی در حین اجرا این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می کند.
4 – سطح نسبتا صافی در زیر سقف می دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.
نقاط ضعف احتمالی :
نقطه ضعف مشهودی را نمی توان برای این سقف برشمرد
محاسن :
1 – قیمت تمام شده این سقف نیز نسبت به سایر سقفها معمولا پایین است.
2 – بدلیل شمع بندی در حین اجرا این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می کند.
3 – سطح نسبتا صافی در زیر سقف می دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.
محاسن :
1 – این سقف لرزش کمتری نسبت به تمام سقفهای معرفی شده و سقفهای کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می کند.
2 – سطح نسبتا صافی در زیر سقف می دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد..
نقاط ضعف احتمالی :
این سقف جزو سقفهای نسبتا سنگین محسوب می گردد.
محاسن :
1 – این سقف نیز لرزش کمتری نسبت به تمام سقفهای معرفی شده و سقفهای کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از سقفهای کرومیت و کامپوزیت بهتر عمل می کند.
2 – سطح نسبتا صافی در زیر سقف مییدهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.
نقاط ضعف احتمالی :
1 – این سقف جزو سقفهای سنگین محسوب می گردد.
2 – معمولا اجرای این سقف با توجه به وزن آن توجیه اقتصادی ندارد.
محاسن :
1 – این سقف لرزش کمتری نسبت به سقفهای کرومیت و کامپوزیت دارد و به لحاظ عایق صوت و حرارت از آنها بهتر عمل میکند.
2 – سطح نسبتا صافی در زیر سقف می دهد و به کاذب کاری نیازی ندارد.
3 – در مقایسه با سقف تیرچه بتنی بابلوک سفال علاوه بر اینکه وزن کمتری دارد معمولا در دهانه های کوتاهتر به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر است.
نقاط ضعف احتمالی :
1 – این سقف جزو سقفهای نسبتا سنگین محسوب می گردد.
سقف کامپوزیت
سقف های کمپوزیت سقفهایی هستند که ترکیبی از فولاد و بتن برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شوند شود از برشگیر نبشیاستفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی درست می کند و چون تیرهای فرعی کمپوزیت به علت گیردار بودن تیرهای اصلی و با توجه به لنگر پوش لنگر زلزله بتن روی تیرهای اصلی نمی تواند به مقاومتش کمک کند .
میلگردهایی که روی سقف کامپوزیت قرار دارند میلگردهایی حرارتی هستند که در جهت مخالف با تیرهایی فرعی باعث یکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف کامپوزیت می شود وبا جوش دادن به تیرهای فرعی مانع ترک خوردن بتن می شود
قالب بندی این سقفها معمولا از تخته کوبی استفاده می شود و بعد از اتمام بتن ریزی نایلون باعث راحت جدا شدن تخته ها می شود و در برخی موارد از یونولیت استفاده می شود که به علت محکم نبودن باید شمع کوبی کنند و مشکلات اجرایی بیشتری دارد و دلیل دیگر اینکه یونولیت زیر سقف می ماند و ما نمی توانیم از فضای زیر سقف کامپوزیت که تیر های فرعی آنها معمولا زنبوری هستند برای عبور لوله تاسیساتی استفاده کنیم در ضمن عایق خوبی برای حرارت بالا نیست.
در قالب بندی تخته کوبی مهمترین مزیت آنها این است که در زیر سقف کامپوزیت خلائی وجود دارد و از این خلا برای لوله های تاسیساتی استفاده می شود.
یکی از مزیت های سقف کامپوزیت قدرتمندی آن نسبت به سقفهای تیرچه بلوک است چون یکی از راههای یکپارچه کردن رفتار ستون ها در هنگام زلزله از طریق سقف می باشد و سقف کامپوزیت به دلیل برش گیر های نصب شده روی تیرهای فرعی یکپارچگی بین فولاد و بتن ایجاد شده و در اطراف ستونها هم همین طور در نتیجه ستون ها در هنگام زلزله رفتار یکپارچه دارند ولی در سقف تیرچه بلوک این گونه نیست.
کلا در باره سیستم های خمشی باید گفت در این سیستم تمام تیرهای اصلی گیردار عمل می کنند و معمولا از پروفیل های سالم استفاده می کنند لانه زنبوری نباشدچون اصلا دارای لنگر می باشند و در نتیجه باید آنجا ورق بزنیم و ثانیا لنگرماکزیمم برش در یک سوم تکیه گاهها وجود دارد. ما باید در صورت استفاده از زنبوری آنجا را پر کنیم و ما هم وسط را پر کرده و هم گوشه را پر می کنیم و این تنها وقتی است که ما پروفیل نداریم مگرنه بهتر است از پروفیل استفاده شود.
سقف کامپوزیت کُرمیت
سیستمهای معمول کامپوزیت در امریکا عینا با تیرچه های با جان باز انجام می شود و معمولا همراه با گذاشتن یک ورق فولادی موجودار به عنوان عرشه و آرماتور بندی روی آن بتن ریخته می شود . در این سیستم قالب ماندگار است و قطعات جان نیز با بتن احاطه نمی شود. در طراحی سیستم قالب کامپوزیت کُرمیت، نظر بر آن بوده که علاوه بر سرعت و تطبیق با آیین نامه ها ، هر چه ممکن اقتصادی تر باشد. از این رو اولا قالب باید قابل استفاده مداوم باشد، ثانیا جان تیرچه با بتن پر شود که بتوان قطعات جان را اقتصادی تر طراحی نمود و از لرزش سقف نیز کاسته شود. سیستمهای کامپوزیت رایج در ایران که با تیرآهن ساده یا لانه زنبوری با تیر ورق استفاده می شوند، دارای جان باز نیستند
سقف تیرچه کرمیت
سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پرکردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب های ثابت مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن، طاق ضربی ، قالب های موقت فولادی کامپوزیت و یا هر پرکننده سبک استفاده می شود. فواصل تیرچه ها بسته به نوع قالب از 73 سانتی تا 100 سانتی متر متغیراست ، روی سقف نیز با 4 الی 10 سانتی متر بتن پوشانده می شود.
تیرچه ها از نوع خود ایستا بوده و به همین علت هیچ نوع شمع بندی در زیر سقف مورد نیاز نمی باشدو تیرچه ها به نحوی طراحی می شوند که بتوانند وزن بتن خیس، قالب ها و عوامل اجرایی سقف
را به تنهایی تحمل کنند.
پس ازاین که بتن به 75% مقاومت مشخصه خود می رسد ، تیرچه های فولادی با بتن به صورت یک مقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحمل می کنند.
سقف پلیمری کُرمیت
در راستای سبک سازی ساختمان، این شرکت هم زمان با ستفاده از قالب کامپوزیت و بلوک های پوکه ای اقدام به استفاده از مصالح پلیمری در ساختمان کرده است.
استفاده از بلوک های پلی استایرن نسوز در سقف باعث کاهش مصرف تیرچه تا حدود 20% و کاهش فولاد مصرفی سازه تا حدود 7% می شود.
سهولت اجرای این نوع سقف، باعث افزایش سرعت اجرا و درنیتجه کاهش هزینه های اجرایی می گردد. در عین حال در هزینه های حمل و نقل نیز صرفه جویی قابل ملاحظه ای صورت می گیرد. شیارهای مناسب ایجاد شده در زیر این بلوک ها باعث پیوستگی گچ و خاک در زیر سقف می گردد.
در جهت بهبود استفاده از مصالح پلیمری، بخش تحقیق و توسعه این شرکت مشغول مطالعات و بررسی های بیشتر می باشد.
سقف ضربی کُرمیت
به علت اجبار در استفاده ار مصالح فشاری از زمان های قدیم استفاده از طاق قوسی متداول بوده و به همین جهت استفاده از سیستم طاق ضربی نیز به عنوان نوعی طاق قوسی رواج داشته است. وجود اشکالات عمده در عملکرد سقف های ضربی با تیرآهن مانند عدم ایجاد یک دیافراگم مناسب بین ستون ها و مصرف زیاد فولاد در مقایسه با مقدار باربری ، باعث شد تا در سال 1356 با ارائه طرحی بهینه سقف ضربی کُرمیت نسبت به اصلاح این سیستم اقدام گردد.
در سیستم طاق ضربی کُرمیت وجود بتن روی سقف می تواند یک دیافراگم مناسب بین ستون ها ایجاد کند و همچنین به علت بازبودن جان تیرچه ها مقدار
زیادی در مصرف فولاد صرفه جویی می شود.
اگر چه از این سیستم در انبوه سازی استفاده نمی شود ، اما برای پروژه های کوچک و یا دور افتاده ، هنوز هم کاربرد دارد.
سقف کاذب
سقف های کاذب اولیه به صورت قطعات پلاستیکی در سالهای 1365 به بعد در اولین سقف های کامپوزیت کُرمیت به کار رفت. اما گران بودن مصالح ، نچسبیدن به گچ و خاک و خزش باعث گردید که استفاده از آن مقید گردد. از سوی دیگر انواع تولیدات ورق گالوانیزه به صورت رابیتس در شکلها و فرمهای مختلف و تولید مواد اولیه آن ورق گالوانیزه در ایران ، ما را به سمت استفاده از این محصول سوق داد.
مزایای این سیستم در مقایسه با دال بتنی
صرفه جویی در مصالح مصرفی در سقف سیمان ، سنگدانه ، آب و فولاد … هر یک کیلو گرم پلاستیک ، جایگزین صد کیلوگرم بتن می شود – اگر یک دال بتنی را با یک دال بتنی مجوف بادکنکی ، با ضخامت یکسان در نظر بگیریم ، مصالح مصرفی در سقف بادکنکی حدودا 34 درصد کمتر می باشد.
مقاومت در برابر زمین لرزه به علت کاهش وزن
کاهش وزن سقف باعث ایجاد آزادی عمل در طرح معماری انتخاب شکل مناسب سازه ای ساخت طره های بزرگتر ایجاد دهانه های بزرگ با تکیه گاه های کمتر می گردد. با اجرای این سیستم به علت در دست داشتن فضای قابل ملاحظه بدون ستون میانی در طراحی و معماری داخلی می توان با سهولت بیشتری عمل نمود. برای میزان معادل فولاد و بتن با این نوع دال می توان دهانه های تا 40 درصد بزرگتر را پوشاند و در عین حال 15 درصد اقتصادی تر عملیات ساخت را انجام داد.
با تشکر از توجه شما