عرشه های فولادی مرکب

سقف های کامپوزیت عرشه فولادی شامل چهار نوع مصالح هستند که عبارتند از:

۱-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 وسیله دستگاه‌های Rol Forming به روش نورد سرد (Cold Forming) به حالت موجدار شکل دهی می‌کنند به صورتی که در مقطع ورق حاصله هر موج به شکل یک ذوزنقه دیده می‌شود. برای محاسبه مشخصات هندسی مقطع می‌بایست از ضخامت پوشش گالوانیزه (Zinc Coating) صرف 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 تا درگیری (Interlock) بین فولاد و بتن را ایجاد نمایند. در طی مراحل بارگیری، حمل و دپوی این ورق‌ها می‌بایست دقت لازم برای جلوگیری از تغییر شکل (Deformation) آنها صورت گیرد.

 ۲- 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 که Stud Welder خوانده می‌شود به بال تیرهای سازه‌ای جوش می‌شود. این فرآیند جوشکاری می‌تواند هم به صورت مستقیم روی بال تیر سازه‌ای انجام گیرد (Direct Attach Welding) و هم از روی ورق فولادی انجام گیرد (Through the Sheet Welding) قبل از قرارگیری گل میخ یک حلقه سرامیکی در محل جوش قرارمی‌گیرد تا از حوضچه مذاب ایجاد شده در لحظه ایجاد قوس الکتریکی محافظت نماید.

۳-آرماتور (Reinforcement):

آرماتوربندی در چهار مورد زیر می‌بایست اجرا گردد:

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

۲-   بارهای متمرکز یا بازشوها

۳-   آرماتور حرارتی

۴-   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 (نسبت به سایر مراحل اجرای این نوع سقف) خواهد بود اما در صورت استفاده از مش‌های آماده (Fabric Reinforcement) این مرحله از اجرای سقف نیز با سرعت قابل قبولی صورت خواهد پذیرفت البته این مش‌های آماده می‌بایست مطابق با استانداردهای مربوطه ساخته، حمل و نصب گردند.

۴-بتن (concrete):

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. با توجه به این موضوع در صورت استفاده از ورق فولادی با ارتفاع حداکثر mm 75 مجموع ضخامت سقف mm125 خواهد بود.

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

مزایای سقف های عرشه فولادی:

یکی از فاکتور های صنعتی سازی  سرعت بسیار بالای اجرا و حذف متریال و همچنین  روش های سنتی وقت گیر و پرهزینه می باشد که از این رو سقف های کامپوزیت عرشه فولادی با سرعت اجرایی در حدود ۱۱ برابر به دلیل اجرای ساده جایگزین مناسبی برای سیستمهای سنتی می باشد .

۱-کاهش تعداد تیرهای فرعی
۲- کاهش ضخامت سقف و کاهش بار مرده سقف و کاهش وزن سازه و در نتیجه کاهش نیروی زلزله
۳- حذف کامل مراحل قالب بندی و شمع گذاری (شاید مقاله انواع شمع و مشخصات سازه ای آن هاشمعه به کارتان آید )
۴- کاهش حجم بتن ریزی و در نتیجه کاهش هزینه های پروژه
۵- امکان اجرای همزمان سقف ها
۶- امکان بتن ریزی همزمان طبقات
۷- امکان اجرای سقف بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ متر مربع در روز
۸- یکپارچگی و صلبیت بیشتر دیافراگم سقف
۹- حمل و نقل آسان
۱۰- امکان شکل دهی با توجه به پلان معماری و تعیین موقعیت دقیق داکت ها
۱۱- افزایش سرعت اجرا به دلیل سادگی اجرای کار در سقف های مرکب عرشه فولادی نسبت به سیستم های قدیمی
۱۲- بازگشت سریع سرمایه با توجه به بالا بودن سرعت اجرا
۱۳- افزایش ایمنی اجرا
۱۴- امکان اجرای ساده سقف کاذب کاذب و عبور تاسیسات از زیر سقف

کاهش وزن مرده سقف و سبک تر شدن سازه به طوریکه :

۲۰ تا ۳۰ درصد صرفه جویی در مصرف فولاد اسکلت سازه
۶۰ تا ۷۰ درصد صرفه جویی در مصرف آرماتور سقف
۱۵ تا ۲۰ درصد صرفه جویی در مصرف بتن سقف
۲۰ درصد سبکتر از سقف های کامپوزیت معمولی
کاهش ۶۰ کیلوگرم بر متر مربع از وزن سقف در مقایسه با سقف کامپوزیت معمولی
کاهش ۴۰ درصدی زمان اجرا

 روند اجرای سقف:

دراین روش اجرای سقف پس از طراحی سقف و مشخص شدن فواصل تیرهای فرعی ، نقشه های شاپ جهت جا گذاری صفحات به روی دهانه های مختلف تهیه و دستور تولید به کارخانه داده می شود. پس از تولید ، صفحات بسته بندی شده توسط کامیونهای حمل بار به محل پروژه ارسال و بوسیله جرثقیل و یا تاورکرین مستقر در کارگاه برروی اسکلت در ترازهای مختلف سقف قرارداده می شود. سپس صفحات بر روی تیرها طبق نقشه شاپ پخش شده ، بوسیله  پرچهای  مخصوص با استفاده از دستگاه هیلتی در جای خود ثابت  می گردد.در مرحله بعد ( برش گیر ها یا گل میخ ها )  بر روی  بال پل ها  و  تیر های فرعی جوش می شوند.  نصب گل میخ ها توسط دستگاه  لاتین صورت می گیرد. با توجه به اینکه این برشگیر ها نقش سازه ای در ایمنی سقف در زمان بهره برداری و هنگام زلزله ایفا می کنند ، در انتخاب گل میخ می بایستی دقت کافی صورت گیرد.  همچنین نصب گل میخ ها باید توسط افراد متخصص انجام شود. بعد از اتمام عملیات جوشکاری گل میخ ها آرماتورهای حرارتی طبق نقشه بر روی سقف قرار گرفته ، عملیات بتن ریزی با پمپ  بر روی سقف های آماده انجام و بتن توسط گروه بتن ریزی بر روی سقف پخش می شود.

الزامات اجرای سقف عرشه فولادی:

۱- ارتفاع ورق های فولادی ذوزنقه ای در این مقاطع به ۷۵mm محدود میشود.

۲- تامین ضوابط دیافراگم صلب با توجه به ضوابط موجوددر فصل ۱۲آیین نامه ASCE7-05 و ضوابط موجود در استاندارد۲۸۰۰ ایران الزامی است . (ورکشاپ رایگان تفسیر ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ را از دست ندهید )

۳- حداکثر تغییر مکان مجاز ناشی از بار مرده حین اجرا به L/180 یا ۲۰ mm برای هر دهانه محدود میشود.

۴- حداکثر تغییر مکان مجازی ناشی از بار زنده بهره برداری به L/360 برای هر دهانه محدود میشود.

۵- رعایت الزامات مربوط به بازشو در سقفها، براساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان الزامی است.

۶- رعایت ضوابط طراحی برشگیرها براساس بند۱۰-۱-۲-۷ مبحث دهممقررات ملی ساختمان ملی ساختمان یا براساس ضوابط موجود در بخش ۱۳ آیین نامه ASCE 7-05 الزامی است.

۷- قطر گل میخهای برش گیر باید ۲۰mm یا کمتر بوده وحداقل ارتفاع آنها بعد از نصب، که از بالای ورق ذوزنقه ای اندازه گیری میشود، نباید کمتر از ۴۰mm باشد.

۸- ضخامت دال بتن آرمه در بالای کنگره ورق ذوزنقه ای نبایداز ۵۰mm کمتر باشد.

۹- رعایت مشخصات فولادهای بکار برده شده بر اساس استاندارد ASTM با حداقل Fy برابر ۲۳۰MPa الزامی است.

۱۰- رعایت مشخصات بتن سازه ای برای بتن مورد استفاده در دال بتن ارمه،مطابق با ضوابط موجود در AISC و با حداقل fc برابر ۲۱MPa و حداکثر آن برابر ۷۰MPa وهمچنین رعایت ضوابط مربوط به آرماتور گذاری دال بتن آرمه براساس ضوابط موجود در آیین نامه ACI 318-05 الزامی است.

۱۱- مقاومت تسلیم آرماتورهای مورد استفاده در دال بتن آرمه رویه، مطابق ضوابط AISC نباید از ۵۲۵MPa تجاوز کند.

۱۲- رعایت ضوابط ومقررات مربوط به جوشکاری اعضای سرد نورد شده مطابق استاندارد AISI وآیین نامه های AWS و AISC الزامی است .

۱۳- رعایت ضوابط راهنمای طراحی Floor vibrations due to human activity منتشر شده توسط انجمن AISC برای کنترل ارتعاش کف ها الزامی است.

۱۴- رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان در خصوص حفاظت ساختمانها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه شماره ۴۴۴ مرکز تحقیقات ساختمان ومسکن مربوط به مقاومت جداره ها در مقابل حریق با در نظر گرفتن تعداد طبقات، ابعاد ساختمان،کاربری و وظیفه عملکردی عنصرساختمانی ضروری است.

۱۵- صدا بندی هوابرد وکوبه ای سقف بین طبقات میبایست مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تامین شود.

۱۶- رعایت الزامات مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان، جهت صرفه جوئی در مصرف انرژی الزامی است.

۱۷- در نظر گرفتن جزئیات دقیق مسیر و محل نصب کلیه اجزای تاسیات مکانیکی و برقی در مرحله طراحی و اجرای سقف، ضروری است.

۱۸- اخذ گواهینامه فنی برای محصول تولیدی، پس از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است.

مطالعه مقالات زیر خالی از لطف نمی باشد: