سقف کوبیاکس یکی از جدیدترین سقف‌های سبک است و در پروژه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع سقف یکی از جدیدترین سقف‌های بتنی به‌حساب می‌آید که از لحاظ اجرایی با سقف‌های سنتی متفاوت می‌باشد. سقف کوبیاکس از گوی‌های توخالی پلاستیکی ساخته شده است که حالت معلق دارند و علاوه‌بر وزن و ضخامت کم، بار آن‌ها برروی دو محور تقسیم شده که باعث برداشته‌شدن فشار از روی سقف می‌شود. سقف‌های سنگین در اثر نیروی ناگهانی زلزله تلفات زیادی وارد می کنند و فضای معماری را به‌هم می‌زنند؛ به‌همین‌دلیل استفاده از مصالح مناسب به جهت ساخت آن‌ها اهمیت زیادی دارد. سقف کوبیاکس با استفاده از قالب، میلگرد، بتن و اسپیسر تکمیل می‌شود.
این نوع سقف، مصرف آهن‌آلات و همچنین مصرف تعداد ستون‌ها را کاهش می‌دهد و باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود. سقف cubiax نوعی سقف مجوف است. این سقف از نظر سازه‌ای مشابه با سقف‌های دال بتنی دوطرفه است و تنها تفاوت این است که در محل‌‌هایی که بتن کاربرد ندارد، از قالب‌های توخالی و گویی شکل استفاده می‌شود. این گوی‌ها قابل بازیافت هستند و بین مش‌های میلگردی پایین و بالا قرار می‌گیرند. مدل‌های سقف کوبیاکس در دو نوع گوی تخت و گوی کروی‌شکل طراحی می‌شوند. این گوی‌ها از پلی‌اتیلن ساخته می‌شوند که دوست‌دار محیط‌زیست هستند و به آن آسیب نمی‌رسانند. در ادامه درباره سقف کوبیاکس بیشتر توضیح خواهیم داد.
انواع سقف کوبیاکس
جدول محتوای مقاله
مدول‌های قفسه‌ای سقف کوبیاکس از خرپاهای فولادی مسلح کننده و گوی‌های توخالی قابل‌بازیافت تشکیل می‌شوند. این مدول‌های قفسه‌ای در دو نوع موجود هستند:
گوی کروی در دال‌هایی با ضخامت بالاتر کاربرد دارند که ارتفاع آن 25 تا 45 سانتی‌متر بوده، در دهانه بتنی عریض قابل استفاده هستند و باعث می‌شوند ظرفیت باربری معادل دال کاملاً بتنی باشد. گوی تخت در دال‌هایی با ضخامت کمتر استفاده می‌شوند و ارتفاع آن‌ها بین 10 تا 22 سانتی‌متر است.
گوی‌های کوبیاکس صددرصد قابل بازیافت هستند. تکنولوژی سقف کوبیاکس براساس ساخت سقف دال‌بتنی دوطرفه می‌باشد که با حذف باره مرده غیرسازه‌ای، خاصیت باربری دو محوره همچنان حفظ می‌شود. درواقع سقف کوبیاکس نوعی دال بتنی میان‌تهی است یعنی بتن میانه دال را با قرار دادن المان‌های پرکننده حذف می‌کنند تا به سبک‌تر شدن و کاهش بار مرده آن کمک کرده باشند. پس می‌توان از این دال‌بتنی با حداکثر دهانه سقف کوبیاکس استفاده کرد.
نحوه اجرای سیستم کوبیاکس
قالب‌بندی
قالب‌بندی سقف کوبیاکس به‌شکل یکپارچه در اطراف تیر‌های بتنی صورت می‌گیرد. دراین مرحله از اجرای سقف cubiax باید از قالب‌های فلزی به‌شکل کفراژ استفاده شود. زیرسازی قالب‌ها باید کمی خیز به سمت بالا داشته و توسط جک داربست و یا چهارپایه انجام شود تا وزن بتنی که در مرحله بتن‌ریزی ریخته می‌شود بتواند تحت بارهای مرده، قالب‌ها را تراز کند.
آرماتوربندی شبکه تحتانی
این مرحله از اجرای سقف کوبیاکس، کاملاً مشابه سقف یوبوت است با این تفاوت که به‌دلیل این‌که معمولاً ارتفاع سقف‌های کوبیاکس بیشتر از سقف‌های یوبوت است، بنابراین احتمال افزایش وزن آرماتور مصرفی در این سقف نسبت به یوبوت وجود خواهد داشت. شبکه میلگردهای فوقانی در مقایسه با میلگردهای تحتانی باید فاصله بیشتر و قطر کم‌تری داشته باشد. دراین مرحله آرماتوربندی‌های شبکه زیرین نقشه‌های اجرایی از سوی مهندسین اجرا می‌شود.
آرماتورهای پایینی قطر بیشتری نسبت به آرماتورهای بالایی دارند در نتیجه فاصله بین آن‌ها کمتر است. همچنین نیاز است شبکه‌های میلگرد با فاصله از گوی‌ها و با استفاده از مفتول در دو جهت به‌صورت عمود برهم تنیده شوند. آرماتوربندی زیرین با رعایت پوشش لازم میلگردها و تیرها بسته می‌شود.
جای‌گذاری قالب‌ها
قالب‌ها اکثراً به دو شکل توپی شکل و بیضوی شکل مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دو نوع قالب کوبیاکس با توجه به ارتفاع بتن مورد نیاز در سقف و یا فاصله مابین دو شبکه آرماتوربندی که از طرف مهندس انتخاب می شوند. ساختار قالب‌ها باعث شده تا به‌منظور جلوگیری از نشست آن‌ها روی آرماتور زیرین و امکان تارتن کارگران در حین عملیات، برای آن‌ها یک سری پایه با استفاده از میلگرد ساخته شود. این پایه‌ها که اطراف قالب‌ها را کاملاً در بر گرفته‌اند، نشیمن آرماتورهای فوقانی را تشکیل می‌دهند. تفاوت قالب یوبوت کوبیاکس علاوه‌بر شکل ظاهری، در نوع پایه‌های موجود در قالب یوبوت است.
آرماتوربندی شبکه فوقانی
پس از تکمیل قالب‌گذاری، شبکه‌فوقانی میلگردها مطابق نقشه اجرایی برروی سقف قرار داده گرفته و به وسیله میلگردهای سنجاقی و سیم‌های آرماتوربندی به شبکه تحتانی متصل می‌شود. میزان آرماتورهای بالایی معمولاً در این نوع سقف‌ها بیشتر از سقف‌های یوبوت است.
بتن‌ریزی
بتن استفاده شده در اجرای سقف کوبیاکس، بتن معمولی است و در دو مرحله انجام می‌شود. در مرحله بتن‌ریزی، برای رسیدن بتن به آرماتورهای تحتانی و عدم تخلخل در این ناحیه، ابتدا یک لایه بتن 10 سانتی‌متری ریخته و ویبره می‌شود. و پس از آن بتن‌ریزی مرحله دوم انجام می‌شود و در نهایت سقف کوبیاکس تسطیح می‌گردد. شکل کروی گوی کوبیاکس، عملیات بتن‌ریزی را آسان کرده و میزان ویبره را کاهش می‌دهد.
به‌صورتی که نیازی به انجام عمل ویبره در جهات مختلف مابین گوی‌ها نباشد. مدل‌های سقف کوبیاکس میزان مصرف بتن را کاهش داده و حرکت بتن در عملیات بتن‌ریزی را آسان می‌نماید. قالب‌های سقف کوبیاکس به‌سبب شکل ظاهری خود، به‌راحتی بتن را زیر قالب‌ها و آرماتورهای شبکه تحتانی هدایت می‌کنند. همچنین در حین بتن‌ریزی عملیات ویژه انجام می‌شود تا بتن متراکم شده و متخلخل نشود.
در اجرای سقف کوبیاکس می‌توان از استفاده از روان‌کننده‌ها چشم‌پوشی کرد. زیرا شکل کروی گوی‌ها بتن ریزی را آسان می‌نمایند. گوی‌های کوبیاکس در درون قفسه‌هایی به نام کیج نمی‌گیرند تا در هنگام بتن‌ریزی از جای خود تکان نخورده و حرکت نکنند. قبل از بتن‌ریزی باید محل داکت‌های تاسیساتی و بازشوها برروی سقف مشخص شود.
نکته: توجه داشته باشید که از سقف کوبیاکس تنها می‌توان در ساختمان‌ها تا سه طبقه استفاده نمود و در صورتی که تعداد طبقات بیشتر باشد باید در کنار کوبیاکس از دیوارهای برشی استفاده شود.
مزایای فنی سقف کوبیاکس چیست؟
سیستم سقف کوبیاکس در مقایسه با سایر صفحات دارای مزایای متعددی است.
مزایای فنی در بحث طراحی سازه‌ها با دال کوبیاکس:
با شکل‌گیری دولایه بتن محکم در قسمت فوقانی و تحتانی دال، همراه با نواحی بین گوی‌ها به‌عنوان برش‌گیر و ارتباط دهنده دو صفحه فوقانی و تحتانی در سراسر دال، دارای باربری بسیار مناسبی است. سقف کوبیاکس از نظر استحکام بسیار مقاوم است و می‌تواند بیش از یک تن وزن را تحمل کند. زیرا در این نوع سقف، حداقل 6 سانتی‌متر بتن در هر کدام از لایه‌ها وجود دارد. مزیت افزایش طول دهانه‌ها، کاهش تعداد ستون‌ها و عدم وجود کتیبه به‌ویژه در ساختمان‌هایی با کاربری پارکینگ طبقاتی، اداری، تجاری، بیشتر نمود پیدا می‌کند و قابلیت‌های گسترده‌تری را در اختیار طراح معمار قرار می‌دهد.
کاهش بار مرده و وزن کلی سازه، موجب به‌کارگیری ستون‌های کمتر، کاهش بار وارد به شالوده و در نهایت کاهش ارتفاع گودبرداری و حجم فونداسیون در مقایسه با تو پر می‌شود. همچنین باعث کاهش نیروی زلزله و درنتیجه موجب افزایش مقاومت ساختمان‌ها در برابر زلزله می‌شود. به‌سبب کاهش ضخامت دال، امکان حذف تیرها و کاهش ارتفاع سقف تا کف طبقات وجود دارد. یعنی ارتفاع تمام شده ساختمان را می‌توان کاهش داد و در یک ارتفاع مشخص از تعداد طبقات بیشتری استفاده کرد.
مزیت‌های اقتصادی سقف کوبیاکس
وزن سقف‌ها سهم بسیاری در وزن کل سازه دارد و کاهش وزن دال باعث صرفه‌جویی در مصرف بتن و فولاد مصرفی در اعضای سازه می‌شود. به‌همین‌دلیل، در مصرف مصالح صرفه‌جویی می‌شود. حذف تیرها باعث کاهش حجم عملیات قالب‌بندی و آرماتوربندی در سقف کوبیاکس می‌شود. در نتیجه هزینه‌های اجرایی کاهش و سرعت اجرا افزایش خواهد یافت. به‌دلیل سبک‌بودن این دال به شمع‌های کم‌تری جهت اجرای قالب‌بندی نیاز است؛ به‌همین‌دلیل هزینه‌های اجرایی نیز کاهش پیدا می‌کند.
از دیگر مزایای سقف کوبیاکس
گوی‌های این سقف ضداشتعال هستند و مقاومت آن‌ها در برابر آتش بسیار بالاست و نوعی عایق حرارتی برای ساختمان به‌شمار می‌آیند که در هنگام وقوع آتش‌سوزی موجب تخریب و سازه نمی‌شود. همچنین استفاده از سقف کوبیاکس، میزان بتن و فولاد مصرفی را کاهش می‌دهد. حذف بتن غیر باربر از درون دال، منجربه سبک‌سازی سقف کوبیاکس می‌شود.
از معایب سقف کوبیاکس می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
این سقف برای پروژه‌های کوچک مقرون‌به‌صرفه نیست. بنابراین مالکین منفرد ساختمان‌ها نمی‌توانند از مزیت‌های این سقف بهره ببرند. علاوه‌براین، با توجه به این‌که تکنولوژی سقف کوبیاکس زاییده خلاقیت مهندسان آلمانی است و از مناطقی می‌آید که به‌طور عمده در آن‌ها خطر زلزله تهدیدی به‌حساب نمی‌آید و مهم‌تر از آن، در کشو‌های زلزله خیز مانند ژاپن و آمریکا به‌شکل گستره انجام نمی‌گیرد، هنوز میزان مقاومت این سقف‌ها در برابر زلزله مشخص نیست. همچنین در هیچ یک از آیین‌نامه‌های مربوط به زلزله، استاندارد مشخصی برای این سقف تعریف نشده است.
تفاوت سقف کوبیاکس و بابل دک (bubble deck)
سقف بابل دک و سقف کوبیاکس هر دو از اقسام دال‌مجوف به‌حساب می‌آیند. با‌این‌حال تفاوت سقف bubble deck و کوبیاکس غیرقابل‌انکار است. این تفاوت‌ها تنها در هنگام اجرا به‌چشم می‌آیند. به‌طور‌کلی، پیش از تصمیم‌گیری برای اجرای سقف بابل دک و کوبیاکس و دیگر سقف‌ها، باید بررسی همه‌جانبه‌ای صورت‌گیرد.
ساختار و مزایای سقف‌های حبابی (bubble deck)
سقف bubble deck سقف بتنی تقویت شده‌ای است که شامل شبکه حباب‌های پیش‌ساخته در کارخانه، همراه با مش تقویت‌کننده است. این سقف روشی انقلابی برای حذف کردن واقعی بتن است که در میان سقف قرار دارد. بدین‌وسیله، بار مرده ساختمان به‌طرز شگفت‌آوری کاهش پیدا می‌کند. سقف‌های حبابی بر پایه روش جدیدی با امتیاز انحصاری یعنی روش اتصال مستقیم هوا با فولاد کار می‌کنند. توپ‌های پلاستیکی توخالی که وظیفه خالی کردن فضا و حذف بتن اضافی را برعهده دارند، 35 درصد از وزن کل دال را حذف می‌کنند. درحالی که همان ضخامت و مقاومت زیاد را در مقایسه با سقف‌های معمولی داراست.
از مزایای سقف‌های حبابی می‌توان به‌موارد زیر اشاره کرد:
کاهش بتن مصرفی و کاهش استفاده از مصالح ساختمانی نسبت به ساختمان‌های بتنی و فلزی، کاهش زمان ساخت، مقاومت در برابر آتش‌سوزی و مقاومت بیشتر در برابر زلزله و کاهش بار مرده.