معرفی کامل انواع سقف سازه‌ای

مقدمه

ساختمان از بخش‌های مختلفی از جمله: سقف، دیوار، کف و … تشکیل شده‌ است. هر کدام از این بخش‌ها، روش‌های ساخت متفاوتی دارند که در استحکام بنا تأثیرگذارند. سقف هم انواع مختلفی دارد که هر کدام نحوه پیاده‌سازی و ویژگی‌های متفاوتی دارند. سازه‌های مختلف بر حسب اسکلتی که دارند، سقف‌های متنوعی را می‌توانند پذیرا باشند. در این مطلب، قصد داریم به معرفی انواع سقف و اینکه هر کدام از آنها چه ویژگی‌هایی دارند، بپردازیم. برای اینکه درک عمیق‌تری نسبت به سقف و انواع آن داشته باشید، پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

1. انواع سقف

1. دال بتنی
2. سقف یوبوت
3. سقف تیرچه بلوک
4. سقف تیرچه کرومیت
5. سقف طاق ضربی
6. سقف کاذب
7. سقف وافل
8. سقف عرشه فولادی
9. سقف کامپوزیت
10. سقف روفیکس
11. سقف تیردال
12. سقف پیش تنیده
13. سقف کوبیاکس

2. دال بتنی

این نوع سقف، جزء سقف‌های بسیار مستحکم است و وزن بسیار بالایی دارد. از این نوع سقف بیشتر در بناهایی که از اهمیت بالایی برخوردارند، مانند نیروگاه‌ها، مراکز صنعتی بزرگ و … استفاده می‌شود. منظور از دال در این نوع سقف‌ها، بخشی است که بتن و فولاد به‌صورت یکپارچه استفاده می‌شوند. ضخامت دال بتنی چیزی در حدود ۱۰ الی ۵۰ سانتی‌متر است و این نوع سقف از بتن و آرماتور تشکیل شده است. یکی از مزایای پیاده‌سازی این نوع سقف، مقاومت بالای آن در برابر زلزله است. علاوه بر این، سقف‌های دال بتنی عمر طولانی و مقاومت حرارتی و صوتی بالایی دارند.

آنچه که درمورد سقف دال بتنی لازم به ذکر است این است که دال اصولاً به دودسته دال یک‌طرفه و دوطرفه تقسیم می‌شود و تفاوت این دو نوع دال در مقدار و جهت قرارگیری آرماتورهای آنهاست. عاملی که باعث تمایز دال یک‌طرفه از دال دوطرفه می‌شود نسبت اندازه طول به عرض آن است. بدین ترتیب که هرگاه نسبت طول به عرض دال از عدد ۲ کمتر باشد این دال یک‌طرفه و در غیر این صورت دوطرفه در نظر گرفته شده و بر همین اساس طراحی می‌شوند.

دال یک‌طرفه فقط در جهت طولی و دال دوطرفه در هر دو جهت نیاز به آرماتور خمشی دارد. دال‌ها در اسکلت بتنی به‌صورت درجا اجرا می‌شوند بدین ترتیب که با قالب‌بندی کل سطح سقف یک عرشه موقت ایجاد می‌کنند و سپس آرماتوربندی کرده و بتن‌ریزی می‌کنند و قالب‌ها می‌بایست تا گیرش حداقل بتن در جای خود باقی بمانند و به‌هیچ‌وجه نباید زودتر از موعد باز می‌شوند.

در اسکلت‌های فلزی نیز دال‌ها به‌صورت پیش‌ساخته استفاده می‌شوند. بدین ترتیب که با اندازه‌گیری دقیق تیر ریزی موجود، دال‌های نواری را طبق همین اندازه‌ها در کارخانه ساخته و سپس به محل پروژه حمل و در تراز موردنظر نصب می‌کنند. این دال‌های پیش‌ساخته یا به‌صورت پیش‌تنیده و یا به‌صورت عادی ساخته می‌شوند.

• مراحل اجرای سقف دال بتنی تخت

برای اجرای سقف دال بتنی تخت در مرحله اول کل سقف با استفاده از قالب‌های فلزی و یا چوبی قالب‌بندی می‌شود. پس از قالب‌بندی سقف دال بتنی، آرماتوربندی سقف در یک یا دو شبکه بالا و پایین انجام می‌شود. در اجرای سقف دال تخت بتنی، نحوه آرماتوربندی وابسته به یک‌طرفه و یا دوطرفه بودن دال و ضخامت آن است.

به‌طوری‌که در اجرای سقف دال تخت بتنی با ضخامت کمتر، آرماتوربندی در یک ردیف و در پایین دال انجام می‌شود. درحالی‌که در دال‌های ضخیم‌تر آرماتوربندی هم در بالا و هم در پایین صورت می‌گیرد. از طرف دیگر در دال‌های یک‌طرفه آرماتورهای خمشی تنها در جهت طولی و در دال‌های دوطرفه هم در جهت طولی و هم در جهت عرضی اجرا می‌شود. شایان‌ذکر است که به دال‌هایی که نسبت طول به عرض آن کمتر از ۲ باشد دال دوطرفه و اگر این نسبت بزرگ‌تر یا مساوی ۲ باشد به آن دال یک‌طرفه می‌گویند.

پس از پایان آرماتوربندی باید میل‌گردهای اجرایی از نظر نوع، فاصله، سایز، خم‌های انتهایی و همچنین طول مهاری کنترل شوند. سپس عملیات بتن‌ریزی و تسطیح آن انجام می‌گردد. در انتهای اجرای سقف دال تخت بتنی و پس از اینکه بتن به مقاومت موردنظر خود رسید، قالب‌ها برداشته می‌شوند. شایان‌ذکر است که پس از باز نمودن قالب‌ها به‌منظور کنترل و کاهش خیز و جلوگیری از وقوع ترک در بتن، پایه‌های اطمینان باید مطابق با ضوابط استاندارد نصب گردند.

در اجرای سقف دال تخت بتنی با تیر، قالب‌بندی و آرماتوربندی تیر به‌صورت هم‌زمان با دال انجام شده و آرماتورهای دال بتنی سقف پس از عبور از تیرهای میانی، در تیرهای پیرامونی سازه مهار می‌شوند.

• مزایا و معایب سقف دال بتنی تخت
• سطح زیر دال بتنی تخت بدون تیر کاملاً صاف و یکدست بوده و که این امر موجب افزایش ارتفاع آزاد طبقات می‌گردد.
• ازآنجایی‌که در اجرای سقف دال تخت بتنی بدون تیر بحث کنترل خیز و ترک بسیار مهم است، این سقف غالباً در ساختمان‌های با دهانه کمتر از ۶ متر و پروژه‌هایی که بار زیادی ندارند اجرا می‌شود. شایان‌ذکر است که به‌منظور کنترل خیز سقف دال تخت بتنی بدون تیر ضخامت آن را افزایش می‌دهند؛ اما این امر افزایش بار مرده سازه و مشکلات ناشی از آن را در پی دارد.
• قالب‌بندی و اجرای سقف دال بتنی تخت با تیر دشوارتر از نوع بدون تیر آن بوده و ازاین‌رو زمان اجرای آن بیشتر است. ضمن اینکه در نوع با تیر، برای پوشاندن آویز تیرها بهتر است که از سقف کاذب استفاده گردد. اما سقف دال تخت بتنی بدون تیر سطح صافی داشته و نیازی به اجرای سقف کاذب نیست.

3. سقف یوبوت

سقف یوبوت نوعی سقف دال بتنی است که از نظر مقدار و جهت قرارگیری آرماتورها با دال بتنی تفاوت دارد. برای اجرای این سقف، اول باید قالب تخت زیر دال بسته شود. بعد شبکه آرماتور پایین دال بسته می‌شود. سپس قالب‌های یوبوت مطابق نقشه اجرایی چیده می‌شوند. بعد نوبت به شبکه آرماتور بالای دال می‌رسد که باید بسته شود. سپس یک بتن‌ریزی اولیه انجام می‌شود. بعد نوبت به لایه دوم بتن می‌شود که لایه تکمیلی است. پس از این‌که بتن‌ریزی کامل شد، قالب‌های کف‌باز می‌شوند.

این سقف‌ها در برابر شکستگی  و خردشدگی حساس هستند و در هنگام اجرا باید نهایت دقت به عمل آید.

• کاهش بار مرده با استفاده از سقف یوبوت

اگر به دنبال سازه‌ای مقاوم در برابر زلزله هستید باید وزن بار مرده را کاهش دهید. سقف یوبوت در ساختمان به شما کمک می‌کند تا ۳۵ درصد از وزن بار مرده روی سازه در مقایسه با سیستم‌های صلب کم شود. این به معنای عملکرد بهتر در زمان زلزله است. علاوه بر این فاصله ستون‌ها بالا خواهد رفتن، همچنین ارتفاع طبقات افزایش پیدا خواهد کرد. اندازه میل‌گرد ستون‌ها نیز کم شده و انواع دال مجوف ضخامت کمتری دارد که نیاز به استفاده از تیر در دال را کاهش خواهد داد.

به‌این‌ترتیب با انتخاب سقف یوبوت، طراحان در ارتفاع سازه آزادی عمل بیشتری پیدا می‌کنند. زمانی که ابعاد ستون را تعیین می‌کنند اولین فاکتور وزن سازه است؛ بنابراین سقف سبک‌تر به معنای ستون‌هایی با ابعاد کمتر است. پس قطر میل‌گردها کم می‎شود و هزینه‌های نیز کاهش پیدا خواهد کرد.

• مقایسه سقف یوبوت با سیستم دال تخت

در مقایسه با سیستم دال تخت، سقف U-Boot دهانه بالای ۱۲ متر داشته که نیازی به کابل و کشیدگی ندارد. بار مرده اضافه شده روی سازه به مقدار زیادی کاهش پیدا خواهد کرد. می‌توانید بیش از سه‌طبقه سقف و بیش از ارتفاع ۱۰ متر سقف یوبوت را اجرا کنید. از نظر میزان هزینه نیز تا ۴۰ درصد از ستون‌ها در سازه کم می‌شود. می‌توان ستون‌گذاری را به‌صورت نامنظم انجام داد که دست طراحان را برای طراحی سازه‌های خاص و پیچیده‌تر باز می‌گذارد.

• تفاوت سقف یوبوت با وافل

در این بخش به تفاوت سقف یوبوت و وافل می‌پردازیم. از نظر زمانی باید بدانید که سقف وافل نسبت به سقف U-Boot قدیمی‌تر است و استفاده از آن به سال‌های ۱۸۰۰ بازمی‌گردد. این روزها، شرکت‌های متعددی با به‌روزرسانی این سیستم اقدام به تولید مدل‌های جدید سقف وافل کردند. ورود سقف U-Boot به بازارهای جهانی به سال‌های اخیر بازمی‌گردد. شاید استفاده از آن را بتوان در سال ۲۰۰۱ و در کشور ایتالیا به‌صورت رسمی تأیید کرد. دلیل ورود سقف یوبوت به بازار ساخت‌وساز در ایتالیا زلزله‌خیز بودن این کشور است که نیاز به بالابردن مقاوم سازه را افزایش داده است.

1.3. انواع قالب یوبوت

در ایران قالب‌های دال مجوف یا همان سقف یوبوت را در ابعاد ۳۰ در ۳۰ سانت و ۵۲ در ۵۲ سانت و به شکل‌های کره و یا مکعب تهیه می‌کنند. انواع دال مجوف به شرح زیر است:

قالب یوبوت به‌صورت تک

قالب یوبوت به‌صورت دوبل

قالب یوبوت از جنس پلی‌استایرن

قالب یوبوت اصلاح شده

با ما همراه باشید تا با انواع قالب دال مجوف و مزایا و معایب هرکدام آشنا شوید:

• قالب یوبوت تکی

اولین و قدیمی‌ترین نوع قالب استفاده شده در ساخت سقف یوبوت است. دقیقاً همان قالبی است که به تأیید مرکز تحقیقات ساختمان رسیده و ابعاد آن ۵۲ در ۵۲ سانت خواهد بود. در ۴ طرف این قالب‌ها بندهایی وجود دارد که علاوه بر اینکه فاصله بین قالب‌ها را بنا به نظر طراح مشخص می‌کند؛ بلکه زمان بتن‌ریزی حرکت باعث ثابت ماندن قالب نیز می‌شود. پایه‌هایی که زیر قالب کار شده است یک‌لایه با سطح زیرین ایجاد کرده که باعث قرارگیری باثبات‌تر آن روی زمین خواهد شد.

معایب و مزایای قالب U-Boot تکی: از ایراد این قالب شروع کنیم. درصورتی‌که هنگام بتن‌ریزی شرایط استاندارد در نظر گرفته نشود و بتن وارد قالب شود، حفراتی که انتظار می‌رود در سقف یوبوت وجود داشته باشد پر شده و این امر مشکل‌ساز خواهد شد. مزیت این قالب، حمل بسیار ساده آن است. قیمت غالب U-Boot تکی هزینه‌های کار با این قالب کم می‌شود و سرعت تولید بالا می‎‌رود.

• قالب یوبوت دوبل

نسل دوم یوبوت ساختمان را می‌توان این قالب دوبل دانست. باتوجه‌به ایراد ورود بتن در قالب تک، مؤسسه تحقیقات بتن ضوابط سخت‌گیرانه‌تری را برای تولید قالب‌هایی که اجازه ورود بتن نمی‌دهند ایجاد کرد که نتیجه این تحقیقات تولید قالب دوبل با حجم کاملاً بسته است. شکل این قالب‎‌ها و ابعاد آن دقیقاً مشابه حالت تک است و تنها تفاوت موجود وجود از نظر ظاهری وجود دوتکه مجزا بر روی یکدیگر است. قیمت سقف یوبوت با این قالب کمی بالاتر است و از نظر زمان تولید نیز بیشتر طول می‌کشد؛ اما ایراد اساسی قالب تک را ندارد.

• قالب یوبوت اصلاح شده

یکی از مشکلاتی که در دال‌های قالب یوبوت به وجود می‌آید دشواری است که هنگام بتن‌ریزی با آن مواجه می‌شوید. برای پر شدن زیر قالب باید از روان‌کننده‌های بسیار قوی و ویبراسیون استفاده کنید تا بتن‌ریزی زیر بادقت بالا انجام شود. در همین راستا قالب اصلاح شده یوبوت تهیه شد. قالب‌های پیشین با ابعاد ۵۲ در ۵۲ سانت بود که این قالب در ابعاد کوچک‌تر و به‌اندازه ۳۰ در ۳۰ طراحی شد. ابعاد و حجم و شیوه طراحی کار بتن‌ریزی را ساده خواهد کرد و امکان ورود بتن نیز به داخل آن وجود ندارد. تولید این قالب به‌صورت بادی بوده و هزینه‌های کمتری نیز نسبت به هر دو مدل دوبل و تک خواهد داشت. مشکلی که در مورداستفاده از این قالب در اجرای سقف یوبوت وجود دارد، افزایش حجم بتن‌ریزی است که در مقایسه با دو مدل پیشین مشهود خواهد بود.

• قالب یوبوت با جنس پلی‌استایرن

این قالب توپر است. امکان ورود بتن به داخل آن وجود ندارد. استفاده از U-Boot پلی‌استایرن در جهان بسیار گسترده است. به‌خوبی اهداف سبک‌سازی سازه را برآورده خواهد کرد. به دلیل گستردگی استفاده از این قالب در اجرای سقف یوبوت، تمامی مراکز تحقیقاتی تمرکز خود را بر روی بررسی مشکلات سلامتی این متریال قرار دادند. نتایج تحقیقات نشان‌دهنده ایرادات متعددی است. به طور مثال اگر دمای سازه در طی آتش‌سوزی بالا برود پس از ۲۰ دقیقه شاهد انفجار خواهید بود. هوای گرم به داخل حفرات نفوذ کرده و باعث افزایش تصعید می‌شود.

ایراد دیگر امکان ورود گاز سمی استایرن مونومر در دمای معمولی اتاق است. برای جلوگیری از انفجار در حین آتش‌سوزی دریچه‌هایی تعبیه شده است که همین دریچه باعث انتشار بیشتر گاز سمی به محیط می‌شود. اگر از نظر جنس قالب، مقایسه‌ای میان قالب‌های دوبل و تک انجام شود، باتوجه‌به استفاده از پلی پروبین در این قالب‌ها در هنگام آتش‌سوزی گاز سمی منتشر نخواهد شد. در زمینه یوبوت اصلاح شده هنوز نتایج بررسی‌ها به طور دقیق روشن نیست. در مورد این قالب پلی‌استایرن هزینه‌های حمل‌ونقل برای اجرای سقف یوبوت نیز بیشتر خواهد بود.

4. سقف تیرچه‌بلوک

همان‌طور که از نام این نوع سقف پیداست، سقف تیرچه‌بلوک از تیرچه و بلوک‌های پرکننده تشکیل شده است. البته علاوه بر این‌ها، از بتن، آرماتور حرارتی و تقویتی برش هم در این سقف استفاده می‌شود؛  به این صورت که تیرچه‌ها در حکم تیر فرعی هستند و بین آن‌ها با بلوک پر می‌شود. در سقف تیرچه‌بلوک، بلوک‌ها نقش سازه‌ای ندارند و تنها به‌عنوان پرکننده مورداستفاده قرار می‌گیرند. از این نوع سقف در ساختمان‌هایی که اسکلت فلزی، بتنی و آجری دارند، استفاده می‌شود. چون این سقف‌ها به لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه هستند، استفاده از آن‌ها در حال بیشترشدن است. سقف تیرچه‌بلوک کم‌وزن است و در مقابل نیروهای افقی مقاومت کافی دارد.

بلوک‌هایی که برای پیاده‌سازی این سقف‌ها استفاده می‌شوند، بلوک‌های توخالی و سبک بتنی، سفالی و یا فومی هستند. این نوع سقف به‌نوعی جزء سقف‌های دال یک‌طرفه محسوب می‌شود. اگر تیرچه به تیرآهن برسد، باید با استفاده از میلگرد ممان منفی، تیرچه به تیرآهن مهار شود تا دچار گسیختگی در زمان زلزله نشود. میل‌گردهای ممان منفی باعث می‌شوند که سقف به‌صورت یکپارچه عمل کند و ایمنی بالاتر برود.

تیرچه‌هایی که در این نوع سقف استفاده می‌شوند، می‌توانند از نوع پاشنه بتنی و یا فلزی با جانباز باشند.

• انواع تیرچه:

الف) تیرچه پاشنه بتنی

ب) تیرچه فلزی با جانباز (کرمیت)

ج) تیرچه پیش‌تنیده (اشپنیت)

• انواع بلوک پرکننده:

الف) بلوک پلی‌استایرن

ب) بلوک سفالی

ج) بلوک سیمانی

البته این امکان هم وجود دارد که بلوک پرکننده را حذف کرده و با استفاده از قالب، شکلی شبیه به بلوک پرکننده ایجاد نمود و پس از گیرش بتن، قالب را برداشت. درواقع با این روش فضایی را که در حالت عادی توسط بلوک پرکننده اشغال می‌شود، به‌صورت خالی در اختیار خواهید داشت و می‌توانید برای عبور تأسیسات از آن استفاده کنید.

5. سقف تیرچه کرومیت

این سقف مانند سقف تیرچه‌بلوک است که با استفاده از تیرچه فلزی با جانباز اجرا می‌شود. در این سقف، فضاهای بین تیرچه‌ها با پلی‌استایرن، بلوک سیمانی، کامپوزیت و یا هر پرکنندهٔ دیگری، پر می‌شود. سقف تیرچه کرومیت در مقایسه با سقف تیرچه‌بلوک کم‌وزن‌تر است و همین باعث می‌شود که وزن سازه در کل پایین‌تر بیاید. تیرچه کرومیت انسجام بالا و صلبیت خوبی دارد و چون نیاز به شمع‌بندی ندارد، در نتیجه سرعت اجرای آن بالاست.

• نحوه ساخت تیرچه کرومیت

تیرچه‌های کرومیت به دو صورت دستی (در کارگاه) و یا در کارخانه تولید می‌شوند. اگرچه قیمت تیرچه کرومیت‌های ساخته شده به روش دستی ارزان‌تر است، اما سرعت اجرای پایین‌تر و کیفیت نسبی کمتری دارند.

نحوه ساخت تیرچه کرومیت بدین صورت است که از تسمه فولادی به‌عنوان بال تحتانی و از نبشی، تسمه و یا ناودانی برای بال فوقانی آن استفاده می‌گردد. حداقل عرض تسمه تحتانی تیرچه کرومیت ۸ سانتی‌متر بوده و به‌عنوان عضو کششی بارهای وارده را تحمل می‌کنند. در واقع حداقل عرض تسمه برای ساخت تیرچه کرومیت باتوجه‌به اندازه دهانه‌ها تعیین می‌گردد. برای دهانه‌های زیر ۴ متر از تسمه‌های با حداقل عرض ۸ سانتی‌متر و برای دهانه‌های بزرگ‌تر از تسمه‌های با حداقل عرض ۱۰ سانتی‌متر استفاده می‌شود.

برای اعضای مورب تیرچه کرومیت نیز غالباً از میل‌گرد استفاده می‌شود. این اعضا ایستایی خرپا را فراهم می‌کنند. برای آرماتور تیرچه‌ها از میل‌گردهای ساده یا آجدار A1 یا A2 جوش‌پذیر استفاده می‌گردد. سطح مقطع اعضای قطری تیرچه‌ها نباید از (b_mt۰/۰۰۱۵) کمتر اختیار شود که دراین‌رابطه b_m عرض متوسط جان مقطع و t فاصله دو عضو قطری متوالی است.

در نحوه ساخت تیرچه کرومیت باید دقت داشت که جوشکاری تیرچه‌ها بادقت و نظارت کافی انجام شده و از اعوجاج و انحنای زیاد آنها تحت اثر عملیات حرارتی جلوگیری شود. همچنین ضخامت ورق‌ها، نبشی‌ها و تسمه‌هایی که جوشکاری می‌شوند، نباید از ۳ میلی‌متر کمتر باشد. فولاد مصرفی در تولید این نوع تیرچه باید با استاندارد ملی شماره ۱۶۰۰ ایران مطابقت کامل داشته باشد. قسمت‌هایی از تیرچه که داخل بتن قرار می‌گیرد، نباید رنگ شود.

• مزایای تیرچه کرومیت

از مزایای استفاده از تیرچه کرومیت، امکان اجرای چندین سقف و انجام بتن‌ریزی آنها به طور هم‌زمان است. استفاده از این نوع تیرچه‌ها عدم نیاز به شمع‌بندی در زیر سقف را در پی دارد. کرومیت سقف خود ایستا بوده و نیازی به شمع‌بندی نمی‌باشد. از تیرچه کرومیت می‌توان هم در اجرای سقف سازه‌های بتنی و هم اجرای سقف سازه‌های فلزی استفاده کرد.

برای اجرای سقف تیرچه کرومیت به تعداد کمتری تیرچه نیاز بوده و در نتیجه وزن نهایی سازه کاهش می‌یابد. استفاده از تیرچه کرومیت در اجرای سقف موجب یکپارچگی بیشتر سقف و در نتیجه باربری بیشتر سازه می‌گردد. همچنین در این نوع سقف اجرای داکت و عبور تأسیسات راحت‌تر خواهد بود.

6. سقف طاق ضربی

یکی دیگر از انواع سقف، طاق ضربی است که درگذشته به دلیل دسترسی آسان به مصالح استفاده می‌شد؛ ولی اکنون به دلیل استحکام کم در برابر زلزله و وزن بالا استفاده از آن منسوخ شده است. از دیگر معایب این سقف می‌توان به عدم امکان عبور تأسیسات از روی سقف و خورده شدن آهن در اثر تماس با سیلیکات گچ اشاره کرد. ولی برای برپایی این نوع سقف نیاز به تخصص خاصی نیست و پیاده‌سازی آن هزینه کمی دارد. همچنین این سقف نیاز به شمع‌بندی ندارد و بعد از اجرا هم می‌توان آن را تغییر داد.

اجرای این سقف به این صورت است که دو تیر موازی که در اصطلاح پل خوانده می‌شوند، زده می‌شود و تیرهای فرعی به‌موازات هم و عمود بر این پل‌ها قرار می‌گیرند. برای اجرای این سقف از تیر، آجرفشاری و ملات گچ‌وخاک استفاده می‌شود. آجرهای فشاری را با ملات گچ‌وخاک و با فشار دست به‌صورت قوسی پیاده‌سازی می‌کنند.

7. سقف کاذب

سقف کاذب پس از آنکه کار تأسیسات ساختمان تمام شد، اجرا می‌کنند. این نوع سقف از سبک‌ترین انواع سقف است. از مواد مختلفی مانند: کناف، رابیتس، پی‌وی‌سی و … در ساخت این نوع سقف استفاده می‌شود. این سقف از اجزایی مانند: الیاف پلیمری، توری، گچ و افزودنی تشکیل می‌شود. سقف کاذب به سقف اصلی متصل می‌شود و بین تیرچه‌ها به‌راحتی قابل اجراست. سقف کاذب بسیار سبک است و مقاومت حرارتی و رطوبتی بالایی دارد. این سقف را می‌توان به‌راحتی و با سرعت، پیاده‌سازی کرد و ایمنی خوبی هم دارد.

8. سقف وافل

وافل یکی دیگر از انواع سقف است که به آن دال دوطرفه هم گفته می‌شود که با سیستم دال قابلمه‌ای ساخته می‌شود؛ به همین دلیل به این سقف‌ها، قابلمه‌ای و یا مشبک هم گفته می‌شود. این سقف در مقایسه با سایر سقف‌های مجوف و عرشه فولادی، هزینه اجرای پایین‌تری دارد. این مدل به دلیل این‌که نیازی به میلگرد تقویتی و اتصال آن به تیرها ندارد، به‌سرعت پیاده‌سازی می‌شوند. در ضمن، برای اجرای این سقف بدون افزودن روان‌کننده، بتن‌ریزی یکپارچه انجام می‌دهند.

برای اجرای وافل ابتدا زیرسازی انجام می‌شود، سپس قالب‌های وافل چیده می‌شوند و بعد آرماتوربندی، بتن‌ریزی و قالب‌برداری انجام می‌گیرد.

از سقف وافل برای پوشاندن بخش‌های زیادی که بار کمتری به آن وارد می‌شود: استفاده می‌کنند. این نوع سقف بیشتر در بیمارستان‌ها، پارکینگ‌های مسقف و … استفاده می‌شود. برای کاهش بار، حفره‌هایی در آن ایجاد می‌کنند.

1.8. مراحل اجرای سقف وافل

اجرای این نوع سازه شامل چند مرحله است که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

• زیر سازی: در این مرحله با نصب جک و به‌ کمک لوله یا قوطی، اسکلت بنا ساخته و شرایط برای نصب قالب وافل آماده می‌شود. مهندسان و پیمانکاران به این مرحله، شاسی‌کشی نیز می‌گویند.
• چیدن قالب‌های وافل: باتوجه‌به نقشه سازه، قالب‌ روی قوطی‌ قرار گرفته و پس از چیدن قالب‌، عملیات میل‌گردگذاری و آرماتوربندی انجام می‌شود.
• بتن‌ریزی: باتوجه‌به قوانین اجرایی سازه و پس از کنترل نهایی، بتن‌ریزی سقف انجام می‌شود.
• قالب‌برداری از سقف: پس از سپری‌شدن زمان موردنظر و سفت‌شدن بتن، قالب‌ها از سازه برداشته می‌شوند. در این مرحله باید دقت کرد که قالب‌ها آسیب نبیند؛ گاهی‌ برای جداسازی بهتر قالب‌ها از روغن‌های گیاهی استفاده می‌شود.
• نازک‌کاری: این قسمت، آخرین مرحله است. در برخی از سازه‌ها و باهدف افزایش زیبایی از طرح‌های مختلف همچون سقف کاذب استفاده می‌کنند. البته برخی مهندسان از همان سازه به‌عنوان نمای پایانی بهره می‌گیرند و با نورپردازی‌های متنوع، جلوه‌ زیبایی به آن می‌دهند.

نکات مهم در طراحی و اجرای سقف وافل

اولین نکته برای اجرای سقف وافل، طراحی آن است. در این مسیر، از نرم‌افزارهایی همچون Safe و Etabs استفاده می‌شود. ضمناً آیین‌نامه‌ها و استانداردهای مختلفی برای تعیین اعداد ارقام مورداستفاده در نظر گرفته می‌شود.

به‌عنوان‌مثال، نسبت ضخامت دال به دهانه 1 به 24 است. به طور معمول، این اندازه چیزی حدود 25 تا 50 سانتی متر است؛ عدد 35 سانتی متر بیشتر رایج است.

2.8. انواع سقف وافل

در حالت کلی دو نوع سقف وافل وجود دارد؛ یک‌طرفه و دوطرفه.

محل استفاده از این دو مدل، باتوجه‌به دهانه سازه مشخص می‌شود. اگر نسبت طول دهانه به عرض آن بیشتر از 2 باشد، از نوع یک طرفه استفاده می‌شود و درصورتی که این عدد کمتر از 2 باشد، عموماً نمونه دو طرفه اجرا خواهد شد.

البته طول دهانه هم اهمیت زیادی دارد؛ اگر طول دهانه کمتر از 9 متر باشد، از سقف وافل یک طرفه، و اگر طول دهانه بیشتر از 9 متر باشد از مدل دو طرفه استفاده می‌شود. از نظر طراحی، تفاوتی بین سازه یک طرفه و سقف تیرچه بلوک وجود ندارد و در نوع اجرا تفاوت کمی دارند. (برای کسب اطلاعات کامل درخصوص سقف تیرچه بلوک، به لینک مربوطه وارد شوید.)

از نظر شکل ظاهری عموماً مدل یک‌طرفه به شکل قالب‌های مستطیلی است و وافل دوطرفه قالب‌های مربعی‌شکل دارد. در حالت یک‌طرفه میزان میل‌گرد کمتری مصرف شده و درنتیجه هزینه کمتری نسبت به وافل دوطرفه دارد. البته با وجود هزینه بیشتر اجرای وافل دوطرفه، ای نوع سقف برای دهانه‌های بزرگ‌تر کاربرد بیشتری دارد.

• کاربرد سقف وافل

کاربرد سقف وافل اغلب در ساختمان‌هایی با ارتفاع بالای 12 متر و مکان هایی است که با هدف کاهش وزن مرده سازه ایجاد شده اند. کاربرد سقف بتنی وافل، بیشتر در موقعیت هایی است که به کاهش تعداد ستون و همینطور افزایش فاصله‌ بین ستون‌ ها نیاز دارد؛ مانند بیمارستان ها، استخرهای سرپوشیده، سوله های صنعتی، هتل ها، کتابخانه ها، فرودگاه‌ ها و ایستگاه های مترو.

از مهم‌ترین سازه‌هایی که در آن از سقف وافل استفاده شده، می‌توان به سالن تئاتر ملی بریتانیا اشاره کرد. این مکان هنری باشکوه در سال 1976 در شهر لندن ساخته شده است و بالغ بر 2000 نفر ظرفیت دارد. متروی واشنگتن نیز از معماری‌ های زیبایی است که در قسمتی از آن، تمامی فضای داخلی تونل با وافل پوشیده شده‌ است.

• کاربرد سقف وافل در سازه اسکلت فلزی

ممکن است این سؤال پیش بیاید که آیا این نوع سقف برای اسکلت فلزی هم کارایی دارد؟

پاسخ این سؤال مثبت است. اگر بخواهید سازه‌های اسکلت فلزی با دهانه‌ای بزرگ‌تر اجرا کنید، می‌توانید از سقف وافل استفاده کنید. این موضوع می‌تواند به‌صرفه جویی اقتصادی هم کمک کند.

3.8. مزایا و معایب سقف وافل

زمان انتخاب نوع سقف در سازه‌های بتنی و فلزی، مواردی پیشروی طراح وجود دارد که باتوجه‌به نوع پروژه، زمان اجرا، استحکام، ارتفاع سازه و قیمت تمام شده می‌توان یکی از انواع آن‌ها را انتخاب کرد. آشنایی با مزایا و معایب هر سازه‌، در انتخاب درست پروژه به شما کمک می‌کند. در این بخش، به بیان مزایا و معایب استفاده از این نوع سازه می‌پردازیم.

مزایای سقف وافل

سیستم وافل یک‌طرفه و دوطرفه اگر به‌ شکل صحیح طراحی و اجرا شود، مزایای زیادی برای کارفرما و سازه دارد. تعدادی از مزایای استفاده از آن عبارت‌اند از:

• کاهش حجم مصرف بتن و فولاد، به دلیل کاهش وزن نسبت به سقف‌های سنتی
• حذف انواع بلوک و تیرچه‌های پیش‌ساخته و محدود نبودن در استفاده از سایز میل‌گرد
• پیاده‌سازی ساده با ایمنی بالا و اجرای سریع، به دلیل سبک بودن قالب.
• قابل‌استفاده بودن قالب‌ها برای دفعات متعدد
• ایجاد ظاهر و نمایی زیبا و شکیل در سطح زیرین در طرح‌های معماری به‌صورت نمایان (اکسپوز) و با نورپردازی‌های متنوع (موردتوجه مهندسان)
• عملکرد مناسب در برابر حوادث طبیعی
• حذف ستون‌های میانی سازه
• کاهش هزینه‌ها نسبت به اجرای سقف‌های کرومیت و یا عرشه فولادی (برای کسب اطلاعات کامل در خصوص سقف عرشه فولادی، به لینک مربوطه وارد شوید.
• قابل‌استفاده در انواع اسکلت‌های بتنی و فلزی

معایب سقف وافل

وافل‌ سقفی همانند هر سازه‌ دیگر، در کنار همه مزیت‌ها، ایراداتی هم دارد. در ادامه چند مورد از معایب استفاده از آن را ذکر می‌کنیم:

• قالب‌های آن به دلیل استفاده از ابزارهای تخصصی، پر هزینه هستند.
• استفاده از آن در سطوح شیب‌دار محدودیت دارد و برای مسطح کردن سطح شیب‌دار نیاز به خاک دارید؛ این کار نیاز به زمان و هزینه بالایی دارد.
• برای ساخت و اجرای آن نیاز به تیم اجرایی و کارگران حرفه‌ای دارید.
• به دلیل ضخامت کم، عایق نامناسبی برای حرارت و برودت بوده و به همین دلیل در ساختمان‌های مسکونی عموماً از آن استفاده نمی‌شود.

9. سقف عرشه فولادی

در عرشه فولادی از مصالحی همچون: ورق گالوانیزه ذوزنقه‌ای شکل، فلاشینگ، بتن، گل‌میخ و میل‌گرد تشکیل شده است. این نوع سقف این روزها بسیار در صنعت ساختمان‌سازی مورداستفاده قرار می‌گیرد. این سقف به لحاظ وزنی سبک است و اجرای آن سرعت بالایی دارد. هم‌زمان می‌توان طبقات مختلف را با هم اجرا و بتن‌ریزی کرد. برای اجرای این سقف نیاز به شمع‌بندی و دپوی مصالح نیست. عرشه فولادی از نظر اقتصادی هم به‌صرفه است. البته پیاده‌سازی این سقف معایبی همچون لرزش دارد و برای اجرای آن نیاز به افراد کاربلد است.

این نوع سقف در سال‌های اخیر رواج زیادی در ساختمان‌سازی پیدا کرده است. دلیل اصلی این اقبال خوب سازندگان و پیمانکاران ساختمانی، سرعت بالای اجرای آن است.

در واقع مهندس طراح در این حالت از نقش ورق عرشه فولادی به‌عنوان المان کششی مقطع صرف‌نظر می‌کند و ورق عرشه فولادی را صرفاً به‌عنوان قالب در نظر می‌گیرد. یکی دیگر از دلایل رواج سقف عرشه فولادی ایمنی قابل‌قبول آن در حین اجراست. چراکه پس از پخش‌کردن و اتصال ورق‌ها به سازه (به‌وسیله دستگاه میخکوب) یک عرشه فولادی گسترده ایجاد می‌شود که یک سطح ایمن را اختیار اکیپ اجرایی قرار می‌دهد و آنها می‌توانند با اطمینان خاطر و ایمنی بالا به ادامه عملیات اجرایی سقف بپردازند.

• مزایای سقف عرشه فولادی

سرعت اجرای این نوع سقف بالاست و موجب کاهش زمان اجرای پروژه می‌شود. علاوه‌برآن، میزان مصرف بتن در اجرای این نوع سقف کمتر می‌شود و وزن سازه کاهش می‌یابد. سقف عرشه فولادی در برابر زلزله و آتش‌سوزی نیز مقاومت بالایی دارد.

• معایب سقف عرشه فولادی

اجرای دشوار در اسکلت بتنی و امکان خوردگی فلز از جمله معایب سقف عرشه فولادی به‌حساب می‌آید. سقف عرشه فولادی به دلیل وجود ورق‌های فلزی، در برابر آتش‌سوزی آسیب‌پذیر است؛ بنابراین، در ساختمان‌هایی که احتمال آتش‌سوزی وجود دارد، باید اقدامات لازم برای افزایش مقاومت سقف در برابر آتش‌سوزی انجام شود.

10. سقف کامپوزیت

سقف‌های کامپوزیتی در ساختمان‌هایی که اسکلت فلزی دارند، استفاده می‌شود. این سقف‌ها از اجزایی مانند: تیرهای اصلی و فرعی، برشگیر، بتن و آرماتور تشکیل شده‌اند. برای اجرای این سقف‌ها نیاز به شمع‌بندی نیست. باید دقت داشت که قالب‌های فلزی و تخته‌ها نباید زودتر از زمان مشخص باز شوند. در سقف کامپوزیتی می‌توان چند سقف را هم‌زمان بتن‌ریزی کرد.

مزایای سقف کامپوزیت فلزی

باتوجه‌به مواد سازنده و همچنین ساختار سقف‌های کامپوزیت فلزی، دارای نصب آسان هستند و موجب کاهش هزینه‌ها می‌شوند. علاوه‌برآن، این امکان را به کارفرما می‌دهد که چند سقف را به طور هم‌زمان بتن‌ریزی کنند. سایر مزایای این نوع سقف به شرح زیر هستند:

• سرعت اجرای بالا
• صرفه‌جویی در میزان مصرف فولاد به علت استفاده از مصالح مرکب
• کاهش وزن نهایی سقف در مقایسه با سقف‌های طاق ضربی و تیرچه‌بلوکی
• افزایش سختی و استحکام سقف
• عدم نیاز به شمع‌بندی (سقف‌های کامپوزیتی را می‌توان به کمک شمع‌بندی هم اجرا کرد)

معایب سقف کامپوزیت فلزی

سقف کامپوزیت فلزی ممکن است در اسکلت بتنی ناسازگار باشد؛ به‌علاوه شرایط آب‌وهوایی منطقه می‌تواند منجر به پوسیدگی آن شود. محدودیت در اجرای دهانه‌های بلند، از دیگر معایب این نوع سقف است. سایر عیوب این نوع سقف عبارت‌اند از:

• احتمال تغییر شکل در درازمدت به علت خزش در بتن
• دسترسی مشکل به تأسیسات برای تعمیرات
• گران‌تر از سایر سقف‌ها

11. سقف روفیکس

سقف روفیکس مانند سقف کامپوزیتی است؛ تفاوت این دو نوع سقف در این است که در کامپوزیتی از تخته یا ورق به‌عنوان قالب استفاده می‌شود؛ ولی در سقف روفیکس از یک صفحه فلزی مشبک به نام روفیکس به‌عنوان قالب ماندگار استفاده می‌شود. ورق‌های روفیکس از نوع گالوانیزه هستند که ضخامتی بین ۰.۷ تا ۰.۸ میلیمتر دارند.

خوبی این سقف این است که چون مشبک است به‌خوبی با بتن تازه درگیر می‌شود و در نتیجه این درگیری، مقاومت خوبی برای تحمل بارهای فرعی ایجاد می‌شود. فاصله تیرهای فرعی می‌تواند، حداکثر ۸۰ سانتی‌متر باشد. فاصله بیشتر از این باعث می‌شود که سقف روفیکس در هنگام بتن‌ریزی خیز بردارد.

در بتن‌ریزی سقف روفیکس نسبت آب به سیمان بتن نباید بالا باشد به‌طوری‌که بتن شل بشود. از طرفی، نباید بتن در یک نقطه جمع شود؛ چون ممکن است باعث خیز برداشتن سقف و پارگی آن شود. ورق روفیکس، آرماتور و بتن از اجزای تشکیل‌دهنده سقف روفیکس هستند. این سقف سرعت اجرای بالایی دارد؛ ولی چون قالب روفیکس ماندگار است، جزء مصالح مصرفی سقف محسوب شده و در نتیجه هزینه بالایی دارد.

12. سقف تیردال

اجرای این سقف، مشابه سقف کامپوزیتی است با این تفاوت که تیرهای فرعی در این سقف، بتنی هستند. سقف تیر دال در اسکلت بتنی به‌صورت درجا اجرا می‌شود و در اسکلت فلزی به‌صورت پیش‌ساخته.

13. سقف پیش‌تنیده

جدیدترین سقفی که اکنون مورداستفاده قرار می‌گیرد، سقف پیش‌تنیده است. در این نوع سقف از کابل با مقاومت کششی بالا به‌جای آرماتور استفاده می‌شود. این کابل‌ها تحت کشش قرار می‌گیرند. طرز قرارگرفتن این کابل‌ها، یک نیروی فشاری اولیه قبل از بهره‌برداری از سازه در ناحیه کششی دال بتنی ایجاد می‌کند تا بعد از بهره‌برداری از سازه، این ناحیه کششی دچار ترک و شکستگی نشود و بتوان از حداکثر ظرفیت باربری بتن استفاده کرد.

در سقف‌های پیش‌تنیده، تعداد ستون‌ها نسبت به سایر سقف‌ها، کمتر است. این امر باعث می‌شود که با این‌که هزینه اجرای این سقف بالاست؛ ولی بسیاری از ساختمان‌سازان، در ساختمان‌هایی که حائز اهمیت هستند از این نوع سقف استفاده کنند. نکته منفی در مورد این سقف این است که پیاده‌سازی این نوع سقف نیاز به دانش فنی و ابزار و ادوات خاص دارد.

در سقف پیش‌تنیده، کابل‌های کششی در دو سرتیر محکم بسته و تثبیت می‌شوند. این کابل‌ها نیروی بارهای ثقلی را خنثی می‌کنند. این سقف مصرف مصالح را به حداقل می‌رساند و در نتیجه سازه سبک‌تر می‌شود.

از این توضیحات می‌توان فهمید که روش پیش تنیدگی مورداستفاده برای این سقف روش پس‌کشیدگی است.

یکی از مزایای اصلی استفاده از سقف پیش‌تنیده ایست که این امکان را فراهم می‌آورده تا سازه با تعداد ستون کمتری نسبت به سایر سقف‌ها اجرا شود این موضوع در بحث معماری ساختمان و همچنین تأمین پارکینگ بسیار تأثیرگذار است همین مزیت باعث می‌شود تا برخی از سازندگان ساختمان با وجود هزینهٔ بالای اجرای سقف پیش‌تنیده باز هم از این سیستم سقف استفاده کنند.

اجزای این سقف منوط به داشتن ابزار ادوات و دانش فنی لازم است به‌سادگی امکان‌پذیر نیست.

14. سقف کوبیاکس

این سقف که از مدت‌ها پیش وارد صنعت ساختمان‌سازی در ایران شده، از نظر سازه‌ای شبیه به سقف دال دوطرفه عمل می‌کند. البته در این سقف در ضخامت دال، گوی‌های توخالی سبکی را به‌صورت منظم قرار می‌دهند. این کار باعث می‌شود که نیاز به مصرف بتن برای پر کردن آن قسمت نباشد.

نقش گوی‌های توخالی در این سقف مشابه نقش بلوک‌های پرکننده در سقف تیرچه‌بلوک است. این گوی‌ها، عموماً از جنس پلی‌اتیلن بازیافتی و یا پلی‌پروپیلن هستند. چون هزینه این سقف بالاست و اجرای آن وقت‌گیر، هرگز این مدل سقف، جایگاه مناسبی در سقف‌سازی پیدا نکرده است.

جمع‌بندی ونتیجه‌گیری

جهت آشنایی کامل با  “انواع سقف سازه‌ای” به پکیج “جزوات کاربردی” در بخش گنجینه فایل وب‌سایت مراجعه فرمایید