سقف عرشه فولادی

فناوری سقف‌های عرشه فولادی یا متال دک

سیستم سقفهای مرکب عرشه فولادی(متال دک) یکی از فناوریهای نوین در اجرای سقف در اسکلت های فولادی و بتنی می باشد که ابتدا در سال 1820 توسط مهندس و معماری به نام هنری پالمر در ساختمان بوسیله کنگره ای کردن ورق گالوانیزه مورد استفاده قرار گرفت. به مرور زمان و با تغییرات متعدد و پیشرفتهای چشمگیری که در روش سقف های عرشه فولادی ایجاد شد سرانجام در دهه 1980 این سیستم توسط شرکت های معتبر اروپایی و آمریکایی بعنوان یک سیستم نوین و با تکنولوژی روز دنیا که دارای مزایای فراوانی می باشد مورد استفاده قرار گرفت .

هرچند مدت زیادی از رواج این نوع سقف در کشورمان نمی‌گذرد اما در واقع این سیستم اجرای سقف از سال ۱۹۳۹ و با تدوین یک استاندارد صنعتی برای طراحی، اجرا و بهره‌برداری از این سقف توسط انستیتو سقف فولادی وارد صنعت ساختمان شده است

سقف‌های کامپوزیت عرشه فولادی گامی است در راستای صنعتی سازی ساختمان چرا که ضمن معرفی الزامات و روش‌های اجرای آن در آئین‌نامه‌های معتبر بین‌المللی و تأیید آن توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در کشورمان، دارای سرعت اجرای بالاییست. همانطور که اشاره شد با استفاده از این روش انواع مختلف سقف‌ها با کاربری‌ها و حالات متفاوت را می‌توان اجرا نمود که ما در اینجا به ویژگی‌ها و شیوه اجرای نوع خاصی از این سقف که در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (بند ۱۰-۱-۲-۵-۷) تحت عنوان (مقاطع مختلف با استفاده از ورق‌های ذوزنقه‌ای) به آن اشاره شده است می‌پردازیم.

سقف‌های کامپوزیت عرشه فولادی معمولاً طوری طراحی می‌شوند که نیازی به شمع‌‌بندی نداشته باشند اما برای دهانه های بزرگتر از ۳ متر در برخی موارد به شمع‌بندی موقت نیاز داریم. این اتفاق معمولاً در مواردی رخ می‌دهند که یا از لحاظ اقتصادی «حذف یک تیر فرعی و زمان اضافه لازم جهت اجرای شمع‌بندی» قابل توجیه باشد، یا این که دهانه ها با اشکال یا موقعیت خاص باشند مانند دهانه‌هایی که شامل شفت آسانسور یا تاور می‌باشند. به طور معمول محل قرارگیری شمع‌ها در وسط دهانه‌ها می‌باشد در برخی موارد هم در یک سوم دهانه قرار می‌گیرند ورق‌های فولادی هرگز نباید در محل شمع‌ها قطع یا اورلب و به آنها بسته شوند. عرض تکیه‌گاه ورق فولادی بر روی شمع بین ۷۵ تا ۱۰۰ میلیمتر و فاصله بین دو پایه شمع در حدود یک متر می‌باشد.

مشخصات عمومی سقف

حذف قالب بندی- حذف تیرهای فرعی- حذف میلگردهای کششی-% 22سبکتر از سقف های کامپوزیت 40% سبکتر از سقف های تیرچه بلوک سنتی- تامین ایمنی کارگاه و حداقل فضا برای دپو

امکان بتون ریزی کلیه طبقات در یک زمان

20%تا 30% صرفه جویی در مصرف فولاد اسکلت سازه

60%تا 70% صرفه جویی در مصرف میلگرد بتن ریزی کلیه سقف ها در یک زمان

15%تا 20% صرفه جویی در مصرف بتن سقف

وزن کمتر سقف باعث وزن کمتر سازه شده و اسکلت و فونداسیون ساختمان سبکتر می شود

وزن بار مرده این پروفیل با 8 سانتیمتر حجم بتن 210 کیلو گرم بر متر مربع است که از وزن سقف کامپوزیت سنتی با همین خصوصیات فنی 60 کیلو گرم کمتر می باشد

وزن کمتر سقف موجب کاهش وزن سازه و سبکتر شدن اسکلت و فونداسیون ساختمان خواهد شددر ساختمان های اسکلت فلزی وزن فولاد تا 22 کیلوگرم برمترمربع کاهش خواهد یافت

لرزش در این سقف ها به میزان قابل توجهی کمتر از سقف دال بتونی و یا مشابه می باشد

سرعت اجرا تا یازده برابر اجرای سقف دال بتونی و یا سقف تیرچه و بلوک می باشد

مقاومت این نوع سقف در برابر آتش سوزی چندین برابر سایر انواع سقف ها می باشد

مورد تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ایران

مقایسه عمومی

مقایسه عمومی سقف عرشه فولادی‌ به نسبت سایر سقف‌های معمول

صرفه جویی در حجم و ضخامت بتون ریزی، صرفه جویی در مصرف میلگرد و حذف میلگردهای کششی، حذف کلیه هزینه های قالب بندی ، حذف تیرهای فرعی و صرفه جویی در مصرف آهن و کاهش هزینه های اجرایی، تأمین ایمنی کارگاه و حداقل فضا برای دپو و نگهداری، حمل و نقل کمتر، آسان و راحت، سبکتر از سقف های رایج (تیرچه بلوک، کرومیت کامپوزیت و غیره)، 12 برابر صرفه جویی در مدت زمان اجرا به نسبت سطح مشابه سایر سقف‌ها، تقلیل وزن سازه، فونداسیون و جرم کلی ساختمان، رفع تاخیر در مراحل زمانبندی اجرای ساختمان، بازگشت سریع سرمایه به علت سرعت اجرایی بالا، تقلیل ابعاد فونداسیون و اسکلت، اجراء سیستم تأسیسات، لوله کشی به روش میان سقفی که باعث عدم فشار و درگیری مصالح روی سیستم تأسیسات می باشد

خصوصیات برتر و منحصر به فرد سیستم سقف عرشه فولادی

حذف قالب بندی، در این سیستم قالب بندی که یکی از مشکلات اجرایی ساختمان را تشکیل می دهد حذف گردیده و اجرای سقف را با سرعت بسیار بالایی عملی می نماید و این امکان نیز وجود دارد که بعد از تکمیل شبکه های تأسیساتی بصورت یکجا نسبت به بتن ریزی تمام سقف و طبقات اقدام نمود و بدین روش می‌توان تا 12 بار سرعت اجرای سقف را افزایش داد.

برشگیرهایی نظیر برشگیر نبشی و ناودانی حذف گردیده و از برش گیرهای مطابق با استانداردهای بین المللی استفاده می گردد و این برشگیرها تواماً با نصب سقف اجرا می شود و سقف آماده بتن ریزی خواهد بود. حذف جوشکاری در اجرای برشگیرها

میزان بتون مورد نیاز در این نوع سقفها بطور میانگین 07 /0متر مکعب برای هر متر مربع می باشد و نسبت به سقف های مشابه نیاز کمتری به بتون خواهد داشت. نگهداری و کیورینگ در این نوع سقفها بدلیل حفظ مقدار قابل توجهی از آب بتون به مراتب ساده تر و کم هزینه تر بوده و به دلیل عدم ریزش و نفوذ شیره بتون از کیفیت بالایی برخوردار می باشد.

بتون ریزی در این سقف از سطح بسیار صاف و یکپارچه برخوردار بوده که پس از آن نیاز به رگلاژ بتون و کف سازی و پوکه ریزی نمی‌باشد و با سرعت بالا آماده اجرای پوشش نازک کاری (سرامیک، سنگ، پارکت و موکت) می‌باشد.

سقف برای سازه‌های فلزی سبک یا خشک مدرن عرشه فولادی ، تکنولوژی سازه‌هایبا صفحات سیمانی سبک

این نوع سقف کاربرد و مزایای بیشتری برای ساختمان‌ها، خانه‌ها، ویلاهای یک تا سه طبقه داشته و مورد استفاده مطلوب می‌باشد، همچنین برای افزودن یک تا دو طبقه بر روی بناهای موجود. (اضافه اشکوب) و به خصوص مناطق صـعـب الــعــبور و کوهســتانی و مکانهای غیر دائم و موقت که قابل استفاده مجدد می باشد

ساختار سقف عرشه فولادی یا خشک مدرن با ایجاد شبکه فلزی (نورد سرد) و یا با ایجاد تیرهای فرعی فلزی در داخل دهنه‌ی پل‌ها و تیر‌های اصلی مطابق با محاسبات سازه‌ای با یک لایه از ورق‌های گالوانیزه پروفیل شده آجدار و صفحات مسلح سیمانی سبک (سمنت بورد)، ورق‌هاییک یا دو لایه از عایق‌های پشم سنگ و فوم مخصوص با لوازم نصب و اتصالات مخصوص و سقف کاذب در زیر شبکه می‌باشد.

این سیستم سقف دارای تکنولوژی پیشرفته و از مصالح کارا و تکنیک‌های نوین در صنعت ساختمان‌سازی روز جهان برخوردار می‌باشد.

مورد استفاده بسیار و متداول در کشورهای پیشرفته و کاربرد خیلی سریع و مطلوب در سیستم‌های ساختمانی فلزی سبک دارد.

این سیستم سقف در سازه‌های فلزی سبک با حذف تمامی‌مصالح سنتی مناسب ترین روش برای احداث ساختمان‌ها در همه ی مناطق اقلیمی‌و آب و هوایی می‌باشد.

: روش‌های طراحی

اصولاً دو روش کلی برای طارحی این نوع سقف وجود دارد.

الف) ورق فولادی به عنوان قالب ماندگار(Permanent Shuttering)

در این روش طراحی، از قابلیت مقاومت کششی ورق فولادی در مقطع صرف‌نظر می‌کنند، به عبارت دیگر به ورق فولادی به عنوان یک قالب نگاه می‌کنند که می‌بایست قادر به تحمل بارهای زنده (ابزار و نفرات) موجود تا مرحله بتن‌ریزی همچنین وزن بتن خیس و خشک باشد که البته پس از گیرش بتن نیازی به دکفراژ ندارد و تا پایان عمر ساختمان باقی خواهد ماند. در این حالت در واقع از عملکرد سازه‌ای ورق فولادی چشم‌پوشی شده و سقف به عنوان یک دال بتنی مسلح در نظر گرفته می‌شود این نحوه طراحی، موجب می‌شود مقدار آرماتور محاسباتی مقطع بیشتر شود چرا که می‌بایست به جای ورق فولادی نیز در تحمل کشش مقطع شرکت نمایند. طراحان در این حالت، معمولاً این آرماتورهای کششی را درکف کنگره‌ها قرار داده و آنها را آرماتورهای طولی (Longitudinal Reinforcement) می‌نامند.

ب) ورق فولادی به عنوان المان کششی(Tensile Component)

روش سوم دیگری نیز وجود دارد؛ که طراحی براساس نتایج بدست آمده از یک سری آزمایش‌های استاندارد انجام می‌پذیرد که این امر مستلزم ساخت نمونه‌هایی با دقت بالا و سپس انجام آزمایش‌های مذکور با شویه و الگوریتم خاص خود و در نهایت گرفتن خروجی‌های قابل استفاده از آنهاست

در این روش ورق فولادی به عنوان المان کششی مقطع در نظر گرفته می‌شود و مقطع حاصله به صورت مرکبعمل می‌کند در واقع در این حالت درگیری بتن و ورق فولادی به اندازه‌ای کافی است که در حین مقاومت در برابر لنگرها و برش‌های موجود با یکدیگر عمل کرده و دچار لغزش نسبت به هم نمی‌شوند. طراحی با استفاده از این فرضیات، اقتصادی‌ترین حالت این سقف را بدست می‌دهد چرا که موجب کاهش آرماتور محاسباتی مقطع خواهد شد. هرچند در نظر گرفتن درستی این فرضیات منوط به داشتن اطلاعات دقیق از مشخصات هندسی ورق و رفتار مشترکبتن و ورق فولادی می‌باشد.

: سقف کامپوزیت عرشه فولادی در مجموع شامل چهار نوع مصالح است که عبارتند از

الف) ورق فولادی(Steel Sheet)

ورق فولادی شاخص‌ترین مصالح این نوع سقف می‌باشد که برای ساخت آن ورق فولادی گالوانیزه (هر دو طرف) با ضخامت‌های ۸/۰ تا ۲/۱ میلیمتر را به روش نورد سردبه حالت موجدار شکل دهی می‌کنند به وسیله دستگاه‌های به صورتی که در مقطع ورق حاصله هر موج به شکل یک ذوزنقه دیده می‌شود. برای محاسبه مشخصات هندسی مقطع می‌بایست از ضخامت پوشش گالوانیزهصرف نظر نمود ارتفاع ذوزنقه‌ها (عمق کنگره) حداکثر ۷۵ میلیمتر می‌باشد همچنین عرض متوسط کنگره‌های پرشده با بتن نمی‌بایست کمتر از ۵۰ میلیمتر باشد.

ضمن رعایت ضوابط موجود برای این ورق‌ها می‌توان آنها را برای کاربری‌های مختلف به حالت‌های خاصی از ذوزنقه شکل داد تا به قابلیت‌های جدیدی دست یابند. این ورق‌ها می‌بایست در جان خود (قسمت شیبدار ورق) دارای فرورفتگی‌ها و برجستگی‌هایی باشند بین فولاد و بتن را ایجاد نمایند. در طی مراحل بارگیری، حمل و دپوی این ورق‌ها می‌بایست دقت لازم برای جلوگیری از تغییر شکل آنها صورت گیرد

ب) برشگیر(Stud Shear Connector)

برشگیرها یا گل میخ‌های خاصی که در این نوع سقف استفاده می‌شود به جهت نوع مصالح و روش خاص اجرا، یکی دیگر نقاط قوت این نوع سقف محسوب می‌شود. قطر این برشگیرها حداکثر ۲۰ میلیمتر و ارتفاع آنها بسته به شکل ورق فولادی متغییر می‌باشد و در نهایت حداقل ارتفاع گل میخ بعد از نصب که از بالای ورق زوزنقه‌ای اندازه‌گیری می‌شود نباید کمتر از ۴۰ میلیمتر باشد.

این گل میخ‌ها به وسیله دستگاه جوش قوس الکتریکی خاصی کهبه بال تیرهای سازه‌ای جوش می‌شود. این فرآیند جوشکاری می‌تواند هم به صورت مستقیم روی بال تیر سازه‌ای انجام گیردو از روی ورق فولادی انجام گیردقبل از قرارگیری گل میخ یک حلقه سرامیکی در محل جوش قرارمی‌گیرد تا از حوضچه مذاب ایجاد شده در لحظه ایجاد قوس الکتریکی محافظت نماید.

ج) آرماتور

: آرماتوربندی در چهار مورد زیر می‌بایست اجرا گردد

مقاومت در برابر لنگر منفی در دهانه‌های ممتد و کنسول ها 1-

بارهای متمرکز یا بازشوها -2

3- آرماتور حرارتی

4- مقاومت در برابر لنگر مثبت در صورتی که از عملکرد کششی ورق فولادی صرف‌نظر شود

آرماتوربندی این سقف در صورتی که با استفاده از میلگردهای آجدار مرسوم و موجود در بازار صورت گیرد تا حدودی وقت‌گیر خواهد بود اما در صورت استفاده از مش‌های آمادهنسبت به سایر مراحل اجرای این نوع سقف این مرحله از اجرای سقف نیز سرعت قابل قبولی صورت خواهد پذیرفت البته این مش‌های آماده می‌بایست مطابق با استانداردهای مربوطه ساخته، حمل و نصب گردندد

د) بتن

مقاومت فشاری بتن مورد استفاده با توجه به اینکه از بتن سبک یا بتن معمولی استفاده شود می‌توانداز ۲۰۰ تا ۳۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع متغیر باشد که با توجه به نوع بارگذاری و مشخصات دهانه تعیین خواهد شد

در هنگام محاسبه مشخصات هندسی مقطع می‌بایست به جهت کنگره‌های ورق فولادی نسبت به تیر سازه‌ای موجود دقت نمود چرا که در صورت عمود بودن کنگره‌ها بر تیر، از بتن موجود در زیر سطح فوقانی ورق ذوزنقه‌ای باید صرف‌نظر نمود

ضخامت دال بتنی در بالای کنگره روق ذوزنقه‌ای نباید از ۵۰ میلیمتر کمتر باشد. ورق فولادی با ارتفاع حداکثر

یکی دیگر از راهکارهای سرعت بخشیدن به اجرای این سقف استفاده از بتن دارای فیبرهای پلیمری یا فولادی می‌باشد که با استفاده از آن می‌توان آرماتوربندی را در اکثر نقاط عرشه فولادی حذف نمود که البته تهیه، حمل و ریختن آن می‌بایست با دقت خاص و براساس آئین‌نامه‌های مربوطه باشد

مزیت ها:

سرعت اجرای بالا

بدون نیاز به شمع‌بندی

امکان اجرای چندین سقف به طور همزمان

حذف کامل مراحل قالب‌بندی و دکفراژ

کاهش تعداد نیروهای فرعی

کاهش بار مرده

در اختیار داشتن یک عرشه فولادی با ایمنی بالا قبل از بتن‌ریزی

کاهش ضخامت سقف

سطح یکنواخت و یکدست زیر سقف با ظاهری زیبا

قابلیت اجرا در پلان‌های معماری پیچیده با رعایت جزئیات

امکان شکل‌دهی و تعیین موقعیت دقیق داکت‌های تأسیساتی

امکان اجرای سقف‌های مختلف با کاربری‌ها و دهانه‌های متفاوت

امکان اجرا در انواع شرایط آب و هوایی

عمر مفید طولانی

: نصب و اجرا

نصب ورق‌های فولادی با سرعت بالایی انجام می‌گیرد چرا که کافی است پس از چیدن ورق‌ها و پوشش دهانه‌ها، به وسیله‌ی دستگاه‌های میخکوب مخصوص، ورق‌ها را در محل نشیمن روی تیرهای سازه‌ای ثابت کرد پس از این مرحله که می‌بایست به صورت همزمان یا بلافاصله بعد از چیدن ورق‌ها انجام گیرد، گل‌میخ‌ها نصب و سپس آرماتوربندی و در نهایت بتن‌ریزی انجام خواهد شد. همانطور که گفته شد مراحل اجرای این سقف یکی پس از دیگری با سرعت بالایی انجام می‌شود و با توجه به این موضوع که برای اجرای سقف کامپوزیت عرشه فولادی نیازی به شمع‌بندی نیست (تا دهانه ۳ متر) این امکانوجود دارد که چندین سقف به طور همزمان پس از نصب ورق‌ها، ثابت کردن آنها و نصب گل میخ‌ها و اجرای آرماتوربندیف بتن‌ریزی شوند، این امر موجب می‌گردد تا در ساختمان‌های بلند مرتبه که معمولاً عملیات نصب اسکلت با سرعت بیشتری صورت می‌گیرد دیگر با مشکل سرعت پایین اجرای سقف‌ها مواجه نباشیم. آنچه در اینجا لازم به ذکر است این است که در برخی از پروژه‌های ساختمانی، سازه براساس نوع سقف دیگری طراحی شده است، بنابراین تیرهای فرعی می‌بایست از نو و با توجه به مشخصات فنی سقف کامپوزیت عرشه فولادی طراحی شوند، این سقف به طور معمول تا دهانه ۳ متر بدون نیاز به شمع‌بندی قابلیت اجرا دارد بدین معنی که دهانه‌ای به طول ۶متر بدون نیاز به شمع و فقط با نصب یک تیر فرعی به وسیله این نوع سقف قابل اجرا خواهد بود. معمولاً برای دهانه‌های بیش از ۳متر از شمع‌‌بندی استفاده می‌شود که بسته به نیاز و شرایط از یک یا دو ردیف شمع استفاده خواهد شد.

سقف عرشه فولادی

مطالب مشابه :

سقف کامپوزیت عرشه فولادی-Metal Deck

سقف عرشه فولادی

روش اجرای ستون

تجهیزات سقف عرشه فولادی

سقف کامپوزیت

تعریف دال بتنی به زبان ساده

سقف کامپوزیت عرشه فولادی-Metal Deck

سبک سازی دال های بتنی (Cobiax)