انواع سقف, عرشه فولادی, کلیات سقف عرشه فولادی, مقاله

تاریخچه عرشه های فولادی مرکب

تاریخچه عرشه
امتیاز دهید

تاریخچه ی عرشه های فولادی مرکب

فولاد، برای اولین بار برای نگاه داشتن یـک سقف بتنی در سال 1920 مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1926 سیـستم عرشـه فولادی را تحت عنوان یک  اختراع ثبت نمودنـد. در اوایـل توسعه، عرشه فولادی تمامی موارد نیاز سازه به مقاومت را تامین می ساخت و بـتن جـهت ارائه یک سطح پیاده روی و مقاومت در برابر آتش اضافه می گشت.

استـفاده از عرشـه های فولادی برای سـازنده ها به عنوان قالب دائمـی و پلتفرم سـاخت و سـاز بسیار جـذاب بود و از سمت دیـگر یـک جایگزین جذاب تر برای  دال های بتنی تقویت شده به حسـاب می آمد. در سال 1938، مهندسان از یک سیستم غیر کامپوزیـت کف سلولی در ساختمان های صنعتی استفاده می کردند.

اولـین دال کامـپوزیت، بـتن مسلح شده توسـط عرشه فولاد Á در سال 1950 پدیدار گردیـد. اولیـن محصول شناخته شده دارای یک بخش ذوزنقه ای با سیم های سرد کشیده شده Tسیم بود که در میان دنده های عرشه جوش داده شده بود. دال به عنوان یک دال بتـن مسلح سنتی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و این گونه استخراج گردیـد کـه نتایج پیش بینی شده با نتایج آزمایشگاهـی دارای تناظر خوبـی است.

تاریخچه سقف عرشه فولادی

در سال 1961 یک عرشه فولادی ذوزنقه ای با دندانه های نورد شده در پروفیل برای رسیـدن به انتقال برش افقی بین بتن و فولاد تولید شد. این عرشه ها، مشهور به  HiBond، پیشرو در سقف های مدرن مرکب عرشه فولادی محسـوب می شوند که با استفاده از برجستگی پیوند بین بتن و عرشه را توسعه دادند.

تاریخچه آیین نامه ای عرشه های فولادی

اواسط دهـه 1960، تعدادی از تولید کنندگان، عرشه های مرکـب فولادی با ظرفیت حمل بـار قابل قبول دال ترکیبی با توجه به آزمایشات تولید می کردند. هر یک از تولید کننده عرشه های فولادی، با به کارگیری اصول طراحـی مهندسی، محصولات خود را بـا تحقیقات گسترده و مستقل توسعه دادند و آئین نامه های ساختمانی این سیستم را تحت عنوان عرشه های فولادی خاص پذیرش کردند.

در بسیاری از موارد، آئین نامه های بومی اطلاعات بیشتری برگرفته از آزمایشات را از تولید کنندگان، با توجه به وضعیت ساخت خاص آن ها خواستار بودند. نتایج مستقل بدست آمده از تولیدات در حال رقابت، شرایط هزینه ای که سبب تاثیر سوء بر روی ساخت و ساز سقف های مسلح شده عرشه فولادی شد، را ایجاد کرد.

با توجه بـه نیاز وجود یـک استاندارد، موسسه آهن و فولاد (AISI) یک پروژه تحقیقاتی در دانشگاه ایالتی آیووا زیر نظر پروفسور  Carl Ekberg، به منـظور توسعه بخشیدن بـه یـک پایه و اساس و معیاری مدون جـهت طراحـی سقف های عرشـه فـولادی در سال 1967 آغاز کـرد. تحقیقـات گستـرده توسـط  اساتیـد Carl Ekberg و Max Porter  در ایالت آیـووا، و محققان دیگر در دانشگاه Waterloo دانشـگاه Lehigh، موسسـه پلی تکنیک Virginia و دانشـگاه ایالتی،  دانشـگاه West Virginia و دانشـگاه  Washington، سبب ایـجاد دامنه اصلی دانش در دال های کامپوزیت عرشه فولادی گردید.

این تلاش های تحقیقاتی در جامعه مهندسان عمران آمریکایی  (ASCE)سبب ایجاد ASCE 3-84 دارای مشخصات برای طراحی و ساخت دال های کامپوزیت با عرشه فولادی با کمیته ای استاندارد تحت رهبری پروفسور پورتر گردید. این سند دوباره در سال 1991 تجدید نظر شـد. هر دو سنـد مربوط بـه سال 1984 و 1991 اسنـادی بودند که قابل قبـول برای طراحـی دال های کامپوزیت عرشـه فـولادی جهـت مدل سازی به عنوان یک استاندارد به رسمیت شناخته شده اند. داشتن یک استاندارد پذیرش عرشه فولادی مرکب توسط مقامات ساختمانی و به رسمیت شناخته شده سبب فرآیند طراحی ساده، منجر به رشد این محصول در بازار است.

درباره ی تاریخچه ی Metal Deck یا مصالح تشکیل دهنده سقف های مرکب عرشه فولادی چه می دانید؟

Metal Deck  یا سقف کامپوزیت عرشه فولادی از جمله روش های اجرای سقف در اسکلت های فولادی و بتنی بوده که در سال 1820 توسط مهندسی به نام هنری پالمر به کار رفت که این کارکرد در ساختمان به وسیله کنگره ای کردن ورق گالوانیزه انجام گرفت. این مدل اجرای سقف از سال 1939 و با تالیف استاندارد صنعتی برای طراحی، اجرا و بهره ‌برداری از این سقف توسط انستیتو سقف فولادی  (SDI) وارد صنعت ساختمان شد که در طی گذشت زمان و با تغییرات زیادی که در روش سقف های عرشه فولادی ایجاد گردید؛ در سال 1980 بود که این سیستم توسط شرکت های آمریکایی و اروپایی به عنوان یک سیستم جدید و با تکنولوژی روز دنیا به کار رفت؛ چرا که دارای مزیت های زیادی بود.

از جمله مهم ترین فاکتور های سقف های عرشه فولادی، صنعتی سازی سقف های عرشه فولادی نسبت به دیگر سقف ها بوده که با توجه به لزوم وجود موادی یا حداکثر کیفیت و کمترین هزینه در ساختمان ها، ضرورت استفاده از روش های ساخت صنعتی بیش از پیش در ساختمان ها آشکار شده است.

بیشتر بخوانید  رابیتس چیست؟

ویژگی های ساخت و ساز به روش صنعتی را برایتان در زیر شرح داده ایم:

  • اول، سبک سازی.
  • دوم، سری سازی.
  • سوم، ایمن سازی.
  • چهارم، سریع سازی.

پارامتر های صنعتی سازی سقف های مرکب با عرشه فولادی: 

سقف های مرکب دارای چهار پارامتر صنعتی سازی بوده که در ادامه به اختصار آن ها را برایتان شرح خواهیم داد.

اول، سبک سازی:

با کم شدن تعداد تیر های فرعی کامپوزیت و کم شدن ضخامت بتن دال، بار مرده سقف را می توان تا 50 کیلوگرم سبک تر از سقف های کامپوزیت معمولی نموده و همچنین 150 کیلوگرم سبک تر از سقف های تیرچه بلوک خواهد کرد.

دوم، سری سازی:

توان تولید تعداد زیاد عرشه در کارخانه ها، با ابعاد، مشخصات دقیق، امکان چیدمان و نصب مدولار عرشه سبب شده تا سری سازی در این زمینه امکان پذیر گردد.

سوم، ایمن سازی:

در زمان اجرا و نصب با بهره گیری از یک نیروی انسانی و تجهیزات خاص، می توان سکو های ایمن و باربر کاری در تراز های مختلف پروژه را ایجاد کرد. علاوه بر این، عملکرد تیر فولادی، دال بتنی و عرشه فولادی در زمان بهره برداری، موجب مقاومت و سختی مطلوب با حداقل لرزش در سقف را امکان پذیر می کند.

چهارم، سریع سازی:

عواملی مانند کم شدن تعداد تیر های کامپوزیت، سرعت تولید و نصب عرشه های ماندگار در سقف های مرکب با عرشه فولادی موجب بالا رفتن 10 برابری سرعت اجرا نسبت در سقف های کامپوزیت و سقف های تیرچه بلوک قدیمی خواهد شد.

سقف ‌های کامپوزیت عرشه فولادی به نحوی طراحی می ‌شوند که به شمع‌ ‌بندی نیازی نداشته باشند؛ اما جهت دهانه های بزرگ تر از 4 متر در برخی موارد به شمع ‌بندی موقت نیاز خواهید داشت. این امر در مواردی اتفاق می افتد که یا از لحاظ اقتصادی حذف یک تیر فرعی و زمان اضافه لازم برای اجرای شمع‌ بندی قابل توجیه بوده و یا این که دهانه ها با اشکال یا موقعیت خاص قرار بگیرند؛ مانند دهانه ‌هایی که شامل شفت آسانسور یا تاور باشند. معمولا محل قرارگیری شمع ‌ها در میان دهانه ‌ها خواهد بود.

سقف کامپوزیت عرشه فولادی: 

این سقف از چهار نوع مصالح اصلی تشکیل می شود که در زیر به شرح آن ها خواهیم پرداخت.

سقف کامپوزیت عرشه فولادی

اول، ورق فولادی یا  Steel Sheet:

از جمله مهم ترین مصالح سقف های کامپوزیت عرشه ی فولادی، ورق فولادی بوده که جهت ساخت آن از ورق فولادی گالوانیزه ای بهره می گیرند که ضخامت ‌های بین 0.8 تا 1.2 میلیمتر داشته و سپس آن را به کمک دستگاه ‌های Rol Forming و به روش نورد سرد به حالت موجدار فرم دهی خواهد کرد. در این حال، مقطع ورق حاصل از هر موج به شکل یک ذوزنقه دیده شده که ارتفاع ذوزنقه ‌ها یا همان عمق کنگره، حداکثر ۷۵ میلیمتر بوده و همچنین عرض متوسط کنگره‌ های پرشده با بتن نباید کمتر از ۵۰ میلیمتر باشد. این ورق‌ ها ‌باید از فرورفتگی ‌ها و برجستگی‌ هایی تولید گردند تا درگیری بین فولاد و بتن را ایجاد کنند. در زمان مراحل بارگیری، باید حمل و دپوی این ورق ‌ها را با دقت انجام داد تا از تغییر شکل ورق ها جلوگیری کرد.

دوم، برشگیر گلمیخ یا  Stud Shear Connector:

برشگیر های مورد استفاده در سقف های کامپوزیت عرشه فولادی به جهت نوع مصالح و روش خاص اجرا، از نقاط قوت این نوع سقف محسوب می‌ گردد. قطر این برشگیر ها در بیشترین حالت ۲۰ میلیمتر بوده و ارتفاع آن ها بسته به ارتفاع مقطع ورق فولادی بوده و در نهایت حداقل ارتفاع گل میخ پس از نصب که از بالای ورق ذوزنقه‌ای اندازه‌گیری می‌ گردد، از ۴۰ میلیمتر کمتر نباشد.
گلمیخ ‌ها توسط دستگاه جوش قوس الکتریکی خاصی که دستگاه استاد ولدینگ نام دارد به بال تیر های سازه ‌ای جوش داده خواهد شد. جوشکاری گل میخ ها نیز به صورت مستقیم بر روی بال تیر سازه ‌ای صورت گرفته و همچنین از روی ورق فولادی انجام خواهد گرفت. پیش از قرارگیری گلمیخ یک حلقه سرامیکی در محل جوش قرار خواهد گرفت تا از اپراتور دستگاه و حوضچه مذاب ایجاد و در لحظه ایجاد قوس الکتریکی حفاظت کند.

سوم، آرماتور:

آرماتوربندی در سقف های مرکب عرشه فولادی باید در چهار مورد اجرا شود:

  • اول، آرماتور حرارتی.
  • دوم، بار های متمرکز یا بازشو ها.
  • سوم، مقاومت در برابر لنگر منفی در دهانه ‌های ممتد و کنسول ها.
  • چهارم، مقاومت در برابر لنگر مثبت در صورت صرف نظر کردن از عملکرد کششی ورق فولادی.

 

آرماتوربندی این سقف توسط میلگرد های آجدار شاخه ای و یا به وسیله ی مش‌ های آماده صورت گرفته و یا به کمک الیاف های مخصوص بتن صورت می گیرد که تهیه، حمل و ریختن آن باید با دقت و مطابق آئین ‌نامه ‌های مربوطه صورت پذیرد.

چهارم، بتن:

بتن ریزی در این سقف ها باید در همه ی طبقات به صورت همزمان و در یک مرحله صورت گرفته و با توجه به عدم شمع بندی سقف ها اجرای بتن ریزی با سرعت بالایی انجام شود. ضخامت دال بتنی در بالای کنگره ورق ذوزنقه‌ای از ۵۰ میلیمتر کمتر نباشد. درنتیجه در صورت استفاده از ورق فولادی با ارتفاع 75 میلی متر مجموع ضخامت سقف 125 میلی متر می باشد.