یکی از مهم ترین نکات قابل توجه برای سازندگان استفاده از حداکثر ظرفیت زمین پروژه و طراحی دهانه های بزرگ می باشد. در تحقق این مهم : نوع اسکلت سازه،وزن سازه ، طراحی معماری و جنس سقف سازه موثر هستند.
در این مقاله به مقایسه ی دهانه های سقف های مختلف مطابق عناوین زیر پرداخته شده است.
- حداکثر دهانه سقف وافل
- حداکثر دهانه سقف یوبوت
- حداکثر دهانه سقف کوبیاکس
- حداکثر دهانه سقف تیرچه بلوک
- دهانه انواع سقف های اسکلت فولادی
1.حداکثر دهانه سقف وافل
حداکثر دهانه سقف وافل طبق مقررات ملی ساختمان و آیین‌نامه‌های طراحی مانند ACI (American Institute of Concrete) و Eurocode متفاوت است. این حداکثر دهانه به عوامل مختلفی از جمله نوع مصالح، ضخامت دال، بارهای وارد بر سقف ، طراحی معماری و … بستگی دارد. به طور کلی، سقف‌های وافل می‌توانند دهانه‌های بلندتری نسبت به سقف‌های سنتی تخت پوشش دهند، زیرا ساختار شبکه‌ای آن‌ها باعث بهبود توزیع بار و افزایش مقاومت در برابر خمش می‌شود.
برای مثال، دهانه‌هایی تا ۱۶ متر یا بیشتر برای سقف‌های وافل در پروژه‌های خاص با استفاده از تکنیک‌های طراحی پیشرفته و مصالح با کیفیت بالا امکان‌پذیر است. با این حال، برای دستیابی به اطلاعات دقیق و مطابق با آخرین نسخه‌های مقررات ملی ساختمان ایران، مراجعه به متن آیین‌نامه و مشورت با مهندسین مجرب توصیه می‌شود.
حداکثر دهانه برای سقف‌های وافل در ایران بسته به نوع سقف (یک طرفه یا دو طرفه) متفاوت است:
سقف وافل یک طرفه: این نوع سقف برای دهانه‌های کوتاه‌تر مناسب است و حداکثر دهانه‌ای که می‌تواند پوشش دهد حدودا 8 تا 9 متر است. سقف‌های وافل یک طرفه مشابه سقف‌های تیرچه بلوک عمل می‌کنند، با این تفاوت که در سقف‌های وافل از قالب‌های پلاستیکی استفاده می‌شود که پس از بتن‌ریزی برداشته می‌شوند، در حالی که در سقف‌های تیرچه بلوک از بلوک‌های سیمانی استفاده می‌شود که به عنوان بخشی از ساختار باقی می‌مانند.
سقف وافل دو طرفه: این نوع سقف برای پوشش دهانه‌های بلندتر طراحی شده است و می‌تواند دهانه‌هایی در محدوده ی 12 تا 14 متر را پوشش دهد، و در شرایط خاص با توجه به صلاحدید مهندس طراح، این دهانه ممکن است تا 16 متر هم افزایش یابد.
سقف‌های وافل دو طرفه مقاومت بیشتری در برابر خمش دارند و برای دهانه‌های بزرگ مناسب هستند.
با توجه به ضخامت، که معمولا بین 250 تا 500 میلی‌متر است، حداکثر دهانه سقف وافل در شرایط خاص می‌تواند تا 17 متر هم برسد. سقف‌های وافل به خاطر خصوصیات و قابلیت‌هایشان برای سازه‌های مرتفع با دهانه بلند و اسکلت‌های بتنی مورد توجه قرار می‌گیرند.
2.حداکثر دهانه سقف یوبوت
بر اساس ضوابط و استانداردهای معمول در ایران، سقف یوبوت می‌تواند دهانه‌های بزرگ تا 15 متر را پوشش دهد. این نوع سیستم سقف با استفاده از قالب های مکعبی توخالی ساخته شده از پلی‌پروپیلن مشخص می‌شود که به کاهش وزن مرده کمک کرده و امکان طراحی دهانه‌های بلندتر را فراهم می‌سازد.
اجرای سقف‌های یوبوت نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و پایبندی به استانداردهای خاص، از جمله اطمینان از قرارگیری و اتصال صحیح آرماتور درون قالب‌ها برای حفظ یکپارچگی ساختاری و دستیابی به دهانه‌های مطلوب است. پیروی از آخرین بازبینی‌های مقررات ملی ساختمان ایران و کدهای بین‌المللی مانند ACI 318 و ASCE7 برای طراحی لرزه‌ای و ملاحظات بارگذاری حیاتی است.
این اطلاعات نشان می‌دهد که سقف‌های یوبوت برای طراحی‌های مدرن و انعطاف‌پذیر در پروژه‌های ساختمانی با توجه به قابلیت‌های آن‌ها در پوشش دهانه‌های بزرگ، کاهش بار و افزایش ایمنی و مقاومت در برابر حوادث بسیار مناسب هستند.
علاوه بر این، در شرایط خاص با استفاده از پشتیبانی‌های اضافی یا تکنیک‌های پیش‌تنیدگی، دهانه‌ها قابل افزایش هستند، که نشان‌دهنده قابلیت انعطاف سیستم یوبوت در کاربردهای معماری و ساختاری مختلف است.
3.حداکثر دهانه سقف کوبیاکس
حداکثر دهانه سقف کوبیاکس وقتی دال از نوع تخت باشد تا 6.5 متر قابل اجرا است . ولی اگر سقف کوبیاکس با قاب خمشی بتن مسلح که از تیر و ستون ها جدا است ادغام شود حداکثر طول دهانه 18 متر می شود.
در جدول زیر دهانه های مختلف سقف کوبیاکس مورد بررسی قرار گرفته است:
دهانه (m) | کاربری | ضخامت (cm) | وزن (kg/m2) | مصرف مصالح | تعداد طبقات | |||
5 | 7 | 9 | 11 | |||||
5 | مسکونی | 20 | 390 | بتن | 0.35 | 0.38 | 0.42 | 0.45 |
میلگرد | 35 | 38 | 42 | 45 | ||||
تجاری | 20 | 390 | بتن | 0.35 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | |
میلگرد | 38 | 42 | 45 | 48 | ||||
7 | مسکونی | 24 | 450 | بتن | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.48 |
میلگرد | 38 | 42 | 45 | 48 | ||||
تجاری | 26 | 500 | بتن | 0.4 | 0.44 | 0.48 | 0.5 | |
میلگرد | 42 | 44 | 48 | 52 | ||||
9 | مسکونی | 28 | 515 | بتن | 0.42 | 0.44 | 0.48 | 0.52 |
میلگرد | 42 | 44 | 48 | 52 | ||||
تجاری | 30 | 565 | بتن | 0.45 | 0.48 | 0.5 | 0.55 | |
میلگرد | 45 | 48 | 50 | 55 | ||||
11 | مسکونی | 33 | 630 | بتن | 0.45 | 0.48 | 0.5 | 0.55 |
میلگرد | 45 | 48 | 50 | 55 | ||||
تجاری | 38 | 720 | بتن | 0.48 | 0.52 | 0.5 | 0.55 | |
میلگرد | 48 | 52 | 53 | 58 | ||||
این برآورد بر پایه شرایط استاندارد خاک آماده شده است؛ بنابراین، با توجه به ویژگی‌های خاک محل پروژه، ممکن است نیازمند تغییر در ویژگی‌های فونداسیون و در نتیجه، تغییر در میزان کلی مصرف مصالح باشیم. این هزینه به طور کلی بیان شده است و طبیعتاً با توجه به اندازه و موقعیت کار، متفاوت خواهد بود.
مطابق با استانداردهای مقررات ملی ساختمان ایران، باید دیوار برشی برای مدیریت نیروی زلزله در ساختمان‌هایی با دال تخت تعبیه شود؛ بنابراین، میزان مصرف مصالح با فرض کافی بودن دیوار برشی و مکان‌یابی مناسب آن در جهات طولی و عرضی ساختمان تعیین شده است. این جدول با فرض بناهایی که بر روی سطح زمین ساخته می‌شوند، آماده شده است و در صورتی که ساختمانی به دلیل وجود طبقات زیرزمینی نیازمند دیوار حایل بتنی باشد، هزینه‌های آن باید به صورت جداگانه محاسبه شود.
میزان مصرف میلگرد بر اساس کیلوگرم بر متر مربع زیربنا و مصرف بتن بر اساس متر مکعب بر متر مربع زیربنا در نظر گرفته شده است.
4.حداکثر دهانه سقف تیرچه بلوک
طبق ضابطه ۵-۱ از آیین نامه استاندارد حداکثر دهانه مورد پوشش سقف (در جهت طول تیرچه بتنی) با تیرچه های بتنی منفرد نباید از 8 متر بیشتر شود. توصیه می شود برای اطمینان بیشتر، دهانه مورد پوشش، بیشتر از 7 متر نباشد و در صورت وجود سربار های زیاد، و یا دهانه بیش از 7 متر، از تیرچه های بتنی مضاعف استفاده شود.
این دستورالعمل‌ها با هدف اطمینان از کارایی و ایمنی سازه‌ها در نظر گرفته شده‌اند و بر اساس آخرین ویرایش مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تنظیم شده‌اند.
سقف تیرچه بلوک به دلیل سهولت در اجرا، سرعت کار بالا و هزینه اجرای پایین در ساختمان‌های متعارف با دهانه های نهایتا 7 متری، گزینه مطلوبی برای دهانه های کوتاه است. این سیستم سقفی از تیرچه‌های بتنی پیش ساخته و بلوک‌های سفالی یا پلی استایرن تشکیل شده است و به طور مؤثری وزن و بارهای وارده را به تیرهای اصلی سازه منتقل می‌کند. این روش در ایران، رایج‌ترین نوع سقف به شمار می‌آید.
5.دهانه انواع سقف های اسکلت فولادی
دهانه‌های سقف‌های اسکلت فولادی به نوع سقف و مشخصات طراحی آن بستگی دارند. به طور کلی، سقف‌های عرشه فولادی، کامپوزیت، کرومیت، و روفیکس به عنوان انواع رایج سقف‌های اسکلت فولادی شناخته می‌شوند. سقف عرشه فولادی که از ورق‌های فولادی گالوانیزه ساخته می‌شود، به دلیل وزن سبک، سهولت در اجرا و سرعت بالای ساخت، مزایایی چون مقاومت بالا در برابر حریق و زلزله و انعطاف‌پذیری در طراحی را ارائه می‌دهد. سقف کامپوزیت نیز با ترکیبی از فولاد و بتن، مقاومت و دوام بالایی را فراهم می‌آورد.
سقف عرشه فولادی
گاهی به آن متال دک نیز گفته می‌شود، نوعی سقف کامپوزیت استفاده شده در ساختارهای فولادی است. این سقف‌ها از ورق‌های گالوانیزه برای ایجاد دال استفاده می‌کنند و برای اطمینان از اتصال و عملکرد هماهنگ بین ورق فولادی و بتن پوششی، از گل میخ‌ها استفاده می‌شود.
در مورد ابعاد ورق‌های گالوانیزه، عرض معمولی آن‌ها بین 91 تا 93 سانتی‌متر است و طول آن‌ها می‌تواند تا 12 متر باشد، هرچند که طول‌های کوتاه‌تر نیز بر اساس نیاز و سفارش مشتریان قابل تهیه است.
حداکثر دهانه‌ای که توسط سقف عرشه فولادی یا متال دک پوشش داده می‌شود نیز به 12 متر می‌رسد. این دهانه می‌تواند بر اساس ملاحظاتی نظیر خیز دال و نوع تکیه‌گاه، بین 20 تا 32 برابر ضخامت دال متغیر باشد، که این امر به تعیین میزان باربری و استحکام سازه کمک می‌کند.
به طور کلی، سقف‌های عرشه فولادی به دلیل وزن کم، هزینه نسبتاً پایین، حمل و نقل آسان، و امکان نصب و اجرای همزمان، از مزایای قابل توجهی برخوردار هستند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که این نوع سقف در پروژه‌های ساختمانی مختلف مورد استفاده قرار گیرد و به یک گزینه مقرون به صرفه برای سازندگان تبدیل شود.
سقف کرومیت
نوعی تیرچه و بلوک با تیرچه‌های فلزی با جان باز (تیرچه کرومیت) است، به طور کلی شباهت زیادی به اجرای سقف تیرچه بلوک دارد. تفاوت عمده آن در نوع تیرچه‌های به کار رفته است که از جنس فلز با جان باز هستند. این نوع سقف به دلیل داشتن بار مرده کمتر نسبت به تیرچه بلوک، امکان پوشش دهانه‌های بلندتری را فراهم می‌کند. حداکثر دهانه‌ای که سقف کرومیت می‌تواند پوشش دهد، 12.5 متر است.
این سقف به دلیل ساختار ویژه‌اش، انتخاب مناسبی برای پروژه‌های ساختمانی است که به دنبال کاهش بار مرده و پوشش دهانه‌های بلندتر هستند، بدون آنکه به مقاومت و پایداری سازه آسیبی وارد شود. به همین دلیل، سقف کرومیت در بسیاری از پروژه‌های مدرن ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سقف روفیکس
نوعی سقف کامپوزیت است که به جای استفاده از تخته یا ورق به عنوان قالب، از یک صفحه فلزی مشبک به نام روفیکس به عنوان قالب ماندگار استفاده می‌کند. این صفحات از ورق گالوانیزه با ضخامت 0.7 تا 0.8 میلی‌متر ساخته شده‌اند و به دلیل ساختار مشبک، بتن تازه به خوبی با آن درگیر شده و ترکیب بتن و فلز مقاومت بالایی در برابر بارهای وارده ایجاد می‌کند.
فاصله تیرهای فرعی می‌تواند تا حداکثر 80 سانتی‌متر باشد تا از شکم دادن روفیکس هنگام بتن‌ریزی جلوگیری شود. این سقف از آرماتور و بتن تشکیل شده و به دلیل روش اجرای ساده و سرعت بالای کار، مزایای قابل توجهی دارد. با این حال، چون روفیکس به عنوان قالب ماندگار محسوب می‌شود، هزینه‌ها را اندکی افزایش می‌دهد.
روفیکس دارای هفت ناودانی به شکل V و بیش از 7000 شبکه در هر متر مربع است، که این ساختار امکان اجرای سقف کاذب با دهانه تا 1.5 متر بدون نیاز به زیرساخت اضافی را فراهم می‌آورد. این ویژگی‌ها سقف روفیکس را به گزینه‌ای مطلوب برای پروژه‌هایی تبدیل می‌کند که به دنبال کارایی بالا و هزینه‌های بهینه هستند.
جمع بندی
حداکثر دهانه | نوع دال |
6متر | تیرچه و بلوک |
8 متر | تیرچه و بلوک با تیرچه دوبل |
12 متر | تیرچه و بلوک با تیرچه پیش تنیده |
نامحدود | پیش تنیده |
18 متر | کوبیاکس |
20 متر | یوبوت |
18 متر | وافل |
به دلیل عملکرد لرزه‌ای پایین مناسب نیست. | طاق ضربی |
12 متر | عرشه فولادی یا متال دک |
20 تا 32 برابر ضخامت دال | کامپوزیت |
12.5 متر | کرومیت |
15 متر | اینتل دک |