یکی از اصلی ترین و صد البته مهم ترین بخش های یک سازه طبیعتا سقف آن می باشد.هرچه سریع تر بتوان آن را اجرا کرد پروژه با سرعت بیشتر ی به اتمام خواهد رسید.
امروزه انواع مختلفی از سقف وجود دارد .که یکی از جدیدترین آنها می باشد.
تاریخچه اجرای سقف عرشه فولادی
در سال 1742 میلادی پل مالوین فرانسوی برای ایجاد روکش روی آهن روشی را اختراع کرد او با قرار دادن آهن درون مذاب روی و غوطه ور کردن آن موفق شد تا آهنی روکش دار را تولید کند.
چندین سال بعد یعنی در دهه 1890 میلادی یک مهندس معمار به نام هنری پالمر برای اولین بار آهن با پوشش گالوانیزه را به شکل کنگره دار درآورد.این اختراع جدید یعنی عرشه کنگره دار فلزی به دلایل مختلفی از جمله سبکی مقاومت در برابر خوردگی حمل و نقل راحت مقاومت و ضریب ایمنی بالا به سرعت به یک مصالح پرطرفدار در صنعت سازه و ساختمان در کشورهایی مانند شیلی نیوزیلند استرالیا و ایالت متحده و با کذشت چند سال در کشورهایی نظیر انگلستان و هندوستان و متعاقبا در کشور های اروپایی دیگر تبدیل شد.
در واقع پالمر برای تولید این نوع سقف از آهنی با درصد کربن بسیار پایین که با گذشت سالها این آلیاژ حالا جای خود را به فولاد نرم داده است استفاده می کرد.
حالا پس از گذشت یک قرن سقف های عرشه کامپوزیتی به یکی از پرطرفدارترین مصالح ساختمانی تبدیل شده است.ابتدا از این سقف فقط به عنوان قالب درجا برای انجام بتن ریزی سقف های معمول و متداول استفاده می کردید.پس از مدتی مهندسین سازه با اجرای تمهیداتی به این نتیجه رسیدند که برای ایجاد درگیری کامل بین بتن و عرشه, پس از مرحله ی گیرش بتن از این عرشه ها به عنوان نقش سازه ای بصورت مرکب در مراحل بهره برداری استفاده کنند.
همه ی ما می دانیم که روش های مرسوم و قدیمی برای اجرای یک سقف بسیار سخت و دشوار و همراه با هزینه های بیشتر و از طرفی زمانبر می باشند.
این نوع سقف در قیاس با سقف ها ی معمول بسیار سبکند و باعث میشوند تا سازه و اسکلت و فونداسیون وزن کمتری را متحمل شوند. میزان وزن بتن مورد استفاده در سقف نیز حدودا 30 تا 60 درصد کمتر از سایر سقف های دال بتونی کامپوزیت و تیرچه بلوک می باشد. و از ورق های فولادی گالوانیزه به روش نورد سرد و شکل کنگره دار(ذوزنقه ای)ساخته می شود.در اجرای این سقف برخلاف روش های معمول و شناخته شده از قالب بندی استفاده نمی شود و این مهم خود یکی از دلایل بسیار مهم در افزایش سرعت اجرا می باشد.
سقف عرشه فولادی به دلیل ارائه ی یک تکنیک نوین و تازه در صنعت ساختمان مورد استقبال بسیاری تا به امروز قرار گرفته است.صرفه اقتصادی زیادی دارد.و به طور گسترده در ساخت ساختمان های مرتفع از این نوع سقف استفاده می شود،چراکه یک عامل مهم و موثر در سرعت ساخت و اجرای ساختمان ها طبیعتا سرعت در اجرای سقف آنها می باشد
بنابر مطالب فوق بدلیل زمانبر نبودن و سرعت بالا در از آن بهره میبرند. نکته ی شگفت انگیز دیگری که در میان مزایای این سقف به چشم میخورد ترکیب ورق های عرشه فولادی و بتن است که باعث بهبود عملکرد تحمل بار توسط سقف می شود.
مراحل اجرای سقف عرشه فولادی
ابتدا با توجه به نقشه های ارائه شده برای سازه ورق های فولادی گالوانیزه به شکل پروفیل موردنیاز با نورد سرد تولید می شود.
سپس به محل پروژه منتقل میشوند و به وسیله ی بالابر ها (جرثقیل) و به کمک کارگران ورقه ها را روی اسکلت سقف در هر طبقه قرار میدهند.در این مرحله تمامی ورق ها براساس جایگاه مشخص شده که توسط نقشه ساختمان تعیین و شماره بندی شده اند جایگذاری میشوند.
ورق ها ی عرشه فولادی برای انواع متنوعی از دهانه های بزرگ و کوچک قابل استفاده می باشند و تا دهانه ۶ متر به کمک تیر فرعی بدون نیاز به اجرای شمع و تا دهانه ۳ متر بدون نیاز به هیچگونه تیر فرعی قابلیت اجرایی دارند.
مرحله بعد که در واقع ثابت کردن ورق ها توسط جوش موضعی و یا پرچ صورت میگیرد در واقع از جابجایی ورق ها در محل های نصب و حوادث احتمالی جلوگیری میکند.پس از انجام این مرحله باید برشگیر ها(گلمیخ) روی تیر های اصلی نصب شوند(اگر در مورد گلمیخ می خواهید اطلاعاتی کسب کنید مقاله گلمیخ چیست؟ را مطالعه نمایید). بسته به این موضوع که طول دهانه و ارتفاع دال چقدر باشد و مطابق با نقشه های اجرایی گلمیخ ها تعداد و ابعاد مختلفی دارند.با استفاده از آیین نامه ها و استاندارد های ایران و قوانین بین المللی وضع شده فواصل و طول گلمیخ ها از یکدیگر ، در انواع مختلف محاسبه و طراحی میشوند.
جایگذاری میلگرد ها نیز پس از نصب برشگیرها انجام میشود اجرای و تقویتی ضد حریق باید مطابق نقشه های اجرایی بر روی ورق های کامپوزیتی انجام شود.
در مرحله نهایی با اجرای بتن ریزی روی سقف ،ورق کامپوزیتی خود به عنوان یک قالب عمل کرده و بتن به خوبی با فولاد درگیر میشود سپس سطح بتن ریخته شده را تسطیح می نماییم.
همانطور که در مراحل ذکر شده در مطالب فوق مشاهده فرمودید مراحل اجرای با سرعت بالایی و یکی پس از دیگری انجام میکیرد لازم به ذکر است برای ساختمان هایی که براساس نوع دیگری از سقف طراحی شده اند تیرهای فرعی باید دوباره از نو و وبا توجه به مشخصات فنی سقف عرشه کامپوزیتی طراحی شوند.
نحوه محاسبه بتن سقف عرشه فولادی
در این مرحله باید با در نظر گرفتن رفتار مرکب دال و عرشه، دهانه مجاز را طبق خیز تحت بار زنده، کنترل ظرفیت خمشی مثبت دال و خیز تحت مجموع بارهای زنده و مرده برآورد شوند. از آن جایی که مقاومت تسلیم ورق های فولادی گالوانیزه تولیدی در کارخانجات داخلی در بازه ۳۰۰۰kg/m² تا ۳۵۰۰kg/m² قرار دارند، باید حداقل تنش مجاز عرشه ها را با فرمول fy=3000kg/m² محاسبه کنیم. مهندسین معمولا در محاسبات دال عرشه از بتن با وزن مخصوص خشک ۲۳۵۰kg/m² و بتن با وزن مخصوص تَر ۲۴۰۰kg/m² با مقاومت فشاری f’c=210kg/m² استفاده می کنند. همچنین یادآور می شود که در محاسبات دال عرشه از عرشه و تیر بدون شمع بندی استفاده می شود.
سایر فاکتورهای مهم در سقف عرشه فولادی عبارتند از:
- مقدار دهانه مجاز دال عرشه: مقدار دهانه مجاز عرشه بستگی به نوع تکیه گاه دارد. به گونه ای که این مقدار در عرشه هایی که دارای تکیه گاه ساده هستند با مواردی که دارای چند دهانه هستند، متفاوت است. البته به منظور کاهش هزینه ها هنگام محاسبات و اجرا از عرشه گذاری به صورت حداقل دو دهانه استفاده می شود. آرماتور حرارتی نیز در بالای عرشه با حداکثر و حداقل پوشش بتنی 30 و 15 میلی متری قرار خواهد گرفت. مقدار آرماتور حرارتی در صورتی که از عرشه مرکب استفاده شود معادل با 0.075 درصد سطح مقطع دال بر روی عرشه خواهد بود.
- حداکثر دهانه مجاز در عرشه فولادی: مطابق با مبحث دهم آین نامه مقررات ملی ساختمان، حد فاصل بین دو تیر اصلی در سقف های عرشه فولادی باید 12 متر باشد. این فاصله در تیرهای فرعی نیز با توجه به نوع شبکه میلگردی، ارتفاع ورق و عمق تیر بر اساس فرمول زیر محاسبه می شود.
d/L>1/20
d= عمق تیر+ضخامت دال روی آن
L= طول دهنه تیر