سقف کامپوزیت
سقف کامپوزیت، نوعی سقف سازه‌ای است که به صورت ترکیبی از تیرآهن و بتن است. در این نوع سقف لنگرهای خمشی و برشی را تیرهای فلزی در ترکیب با بتن تحمل می‌کنند. فشار را بال فوقانی تیرها به همراه بتن تحمل کرده و نیروی کششی را بال پایینی تیر تحمل می‌نماید و به این ترتیب مقطعی مرکب از بتن و فولاد برای تحمل لنگرهای کششی و فشاری ایجاد می‌شود. برای درگیر کردن بتن و فولاد در تیرها، روی بال‌های تیرها قطعات فلزی به عنوان برشگیر جوش داده می‌شود. میلگردهایی که روی سقف کامپوزیت قرار دارند میلگردهایی حرارتی هستند که در جهت مخا‌لف با تیرهایی فرعی، باعث یکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف کامپوزیت شده و با جوش دادن به تیرهای فرعی مانع ترک خوردن بتن می‌شوند.
در قالب بندی نوع مرسوم این سقف‌ها (نه عرشه فولادی) معمولاً از تخته کوبی استفاده می‌شود. در برخی موارد از یونولیت استفاده می‌شود که به علت محکم نبودن باید شمع کوبی کنند که مشکلات اجرایی بیشتری دارد. دلیل دیگر اینکه، یونولیت زیر سقف می‌ماند و از فضای زیر سقف کامپوزیت که تیرهای فرعی آنها معمولاً زنبوری هستند، نمی‌توان برای عبور لوله تاسیساتی استفاده کرد. در ضمن عایق خوبی برای حرارت بالا نیست.
این سقف‌ها در مقایسه با سقف تیرچه بلوک از مقاومت بیشتری برخور دارند و در هنگام زلزله به دلیل یکپارچگی بیشتر، بهتر عمل می‌کنند. انتخاب یک نوع سقف مناسب برای سازه می‌تواند بسیاری از هزینه‌ها را کاهش داده و کیفیت سازه را بالا برد.
عوامل تاثیرگذار بر انتخاب سقف کامپوزیت
- سرعت بالا در اجرا
- وزن پایین و مناسب با سازه
- داشتن توجیه اقتصادی
به طور كلی می‌توان انواع روش‌های اجرای سقف را در ۳ گروه سقف‌های تیرچه‌دار، سقف‌های كامپوزیت، و دال‌های بتنی تقسیم بندی نمود. که گروه سقف‌های کامپوزیت شامل ۴ نوع سقف زیر است.
- کامپوزیت فلزی
- کامپوزیت کرمیت
- عرشه فولادی
- Roofix
خصصویات سقف کامپوزیت
- سقف کامپوزیت بار خود را به صورت یک طرفه منتقل می‌کند. این سقف ترکیب تیرچه‌های فولادی و دال بتنی است.
- در سقف کامپوزیت از بتن زیر تار خنثی که بتن کششی است صرف نظر شده و بجای آن از فولاد استفاده می‌کنند که فولاد هم در کشش و هم در فشار عملکرد خوبی دارد.
- در سقف کامپوزیت به دلیل وجود نداشتن بلوک سفالی یک فضای توخالی مناسب بین تیرآهن‌ها وجود دارد، از این فضای توخالی می‌توان برای لوله کشی‌های برق و آب و تاسیسات ساختمان استفاده کرد. همچنین بین دال و سقف کاذب زیر آن یک بالشتک هوا وجود دارد که عایق صوتی مناسبی است.
- در اجرای سقف کامپوزیت باید دقت شود که برای درگیری فولاد و بتن دال از زائده‌هایی به نام گل میخ و یا ناودانی بریده شده استفاده کرد.
- در زیر سقف کامپوزیت نیز برای پوشاندن تیرآهن‌ها از سقف کاذب استفاده می‌شود که برای طرح‌های معماری نیز کاربرد دارد.
مزایای سقف کرمیت
- کاهش هزینه
- امکان حذف کش‌ها
- سرعت و سهولت اجرا
- عدم نیاز به شمع بندی
- پایین بودن تنش در بتن
- سهولت اجرا داکت (بازشو)
- حذف رد فولاد در زیر سقف
- امکان اجرای همزمان چند سقف
- مقاومت نهایی و شکل پذیری بالا
- یکنواختی زیر سقف (مصرف گچ و خاک کمتر)
- امكان نظارت بر اجرای سقف در طول عملیات اجرایی
- کاهش مصرف بتن و وزن کمتر سقف (حدود ۲۰%)
- یکپارچگی سقف و اسکلت (مقاومت در طول اجرای سقف)
- امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه‌ها و باربری های خاص
عدم نیاز به شمع بندی
معایب سقف کامپوزیت
- سقف کامپوزیت به دلیل هزینه کاذب کاری سنگین از عموم سقف‌های تیرچه و بلوک و کرومیت هزینه تمام شده بیشتری دارد.
- هرچند سرعت اجرایی سقف‌های کامپوزیت نسبت به سقف‌های تیرچه و بلوک و کرومیت بیشتر است اما بدلیل کاذب کاری سنگین و نیاز به نبشی کشی، در مجموع اجرای پروژه زمان بیشتری طول خواهد کشید.
- سقف‌های کامپوزیت بدلیل داشتن لرزش، گزینه مناسبی برای سقف پروژه‌های مسکونی نیست. مگر اینکه به هنگام بتن ریزی زیر تمامی تیرآهن‌های فرعی و اصلی شمع بندی کامل شود که در این صورت اجرای همزمان چند سقف منتفی است یا با مشکلات فراوانی همراه خواهد بود.
سقف کامپوزیت کرمیت
سیستم‌های معمول کامپوزیت با تیرچه‌های با جان باز انجام می‌شود و معمولا” همراه با گذاشتن یک ورق فولادی موجودار به عنوان عرشه و آرماتوربندی روی آن بتن ریخته می‌شود. دراین سیستم قالب ماندگار است و قطعات جان نیز با بتن احاطه نمیشود. سیستم‌های کامپوزیت رایج در ایران که با تیر آهن ساده یا لانه زنبوری با تیر ورق استفاده می‌شوند، دارای جان باز نیستند.
در سقف کامپوزیت کرمیت با توجه به سبکی وزن سقف و کاهش بار وارده به تیرچه‌ها، اجرای دهانه‌های بلند با اطمینان خاطر بیشتری انجام گرفته و تنش بتن مانند تمام سیستم‌های سقف‌های کرمیت بسیار پایین باقی خواهد ماند و بتن را دچار خزش ننموده و ضریب مقاومت سقف بالا است. کاهش هزینه‌های تمام شده کاهش وزن تیر چه مصرفی، کاهش هزینه‌های بلوک، کاهش هزینه‌های حمل و نقل، کاهش وزن اسکلت و فونداسیون، نداشتن پرت، سرعت اجرای بالا، نصب سقف کاذب با کمتر از نصف هزینه سقف‌های کاذب موجود در بازار، در مجموع باعث کاهش هزینه ساختمان می‌شود.
اجزای سقف کامپوزیت کرمیت
- تیرچه‌های فلزی کرمیت
- میلگرد‌های حرارتی
- قالب فلزی
- کلاف عرضی
- بتن رویه
در این سقف با استفاده از قالب‌های فلزی فضاهای خالی بین تیرچه‌ها قالب بندی شده و نهایتاً با حذف آنها پس از بتن ریزی سقفی سبک خواهد شد. در این سیستم به علت غرق شدن کامل جان تیرچه‌ها در بتن، لرزش کمتری در مقایسه با سیستم‌های مشابه کامپوزیت معمولی مشاهده می‌شود.
طراحی سقف کرمیت با این فرض انجام می‌شود که تیرچه‌ها به تنهایی (قبل از گرفتن بتن) توانایی تحمل وزن خود، بلوک، بتن خیس و عوامل اجرایی را داشته باشند. بنابراین سقف کرمیت نیازی به شمع بندی در هیچ یک از مراحل عملیات اجرایی ندارد.
مزایای سقف کرومیت
سرعت و سهولت اجرا
در این سیستم، اجرای سقف نسبت به سیستم‌های مشابه آسانتر بوده و با سرعت بیشتری انجام می‌شود. ۴۸ ساعت پس از بتن ریزی، روی سقف قابل رفت و آمد و بارگذاری سبک بوده و می‌توان عملیات ساختمانی را ادامه داد که این مزیت موجب سرعت در روند عملیات ساخت می‌شود.
امکان اجرای همزمان چند سقف
با توجه به این که در سیستم سقف کرمیت هیچ گونه شمع بندی وجود ندارد. عملا” می‌توان چند سقف را برای بتن ریزی آماده کرد و هم زمان عملیات بتن ریزی را بر روی سقف‌ها انجام داد. این کار برای ساختمان‌های با طبقات زیاد و یا زیربنای کم بسیار مقرون به صرفه و مناسب است.
یکپارچگی سقف و اسكلت
به علت جوش شدن تیرچه‌ها به اسکلت، پس از گرفتن بتن، سقف و اسکلت یکپارچه شده و می‌تواند مانند یک دیافراگم صلب عمل کند. در اسکلت‌های بتنی نیز با در نظر گرفتن قلاب‌های مخصوصی، امکان یکپارچگی بیشتری ایجاد می‌شود.
امکان حذف کش‌ها
با توجه به یکپارچگی سقف و اسكلت، می‌توان کش‌ها (اعضای غیرباربر) را حذف کرد. حذف کش‌ها علاوه بر صرفه جویی در مصرف فولاد باعث یکنواختی بیشتر زیر سقف شده و عملیات نازک کاری را به حداقل می‌رساند.
پایین بودن تنش در بتن
به علت خود ایستا بودن تیرچه‌ها (تیرچه قبل از گرفتن بتن می‌تواند وزن بلوک، بتن خیس و عوامل اجرایی را به تنهایی تحمل کند) تنش ایجاد شده در بتن بسیار پایین است. آزمایش بارگذاری روی سقف‌های کرمیت که مقاومت نهایی بتن آنها کمتر از مقدار مورد نظر بوده، نشان داده که بتن با مقاومت پایین به ظرفیت باربری سقف لطمه‌ای وارد نمی‌سازد.
امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه‌ها و باربری‌های خاص
در سیستم سقف کرمیت امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه‌های بلند و بارهای سنگین وجود دارد. تاکنون سقف با دهانه ۵/۱۲ متر و همچنین سقف با شدت بار ۷ تن بر متر مربع اجرا شده که در هر مورد آزمایش‌های بارگذاری، ایمنی سقف را تایید کرده‌اند.
حذف رد فولاد زیر سقف
اثر داغ آهن در سقف‌های ضربی به صورت خط تیرهای روی گچ مشاهده می‌شود ولی در سقف کرمیت به علت پایین‌تر بودن سطح بلوک‌ها از تیرچه‌ها، پوشش گچ و خاک در زیر تیرچه‌ها نسبت به بقیه نقاط سقف بیشتر است و همین امر سبب کاهش جذب ذرات معلق می‌شود. بنابراین سایه فولاد بال تحتانی تیرچه‌ها مشاهده نمیشود.
سهولت اجرای داکت (بازشو)
به علت فاصله زیاد تیرچه‌ها (۷۳ تا ۱۰۰ سانتی متر محور به محور) ایجاد داکت درسقف جهت عبور لوله‌های تاسیساتی نصب دودکش موتورخانه و شومینه نصب توالت ایرانی یا عبور کانال كولر به راحتی امکان پذیر است و نیاز به قطع کردن تیرچه‌ها نیست.
کاهش مصرف بتن و وزن کمتر سقف
به علت فاصله زیاد تیرچه‌ها (حدود ۷۵ سانتی متر محور به محور) از مصرف بتن در حدود ۲۰٪ نسبت به تیرچه و بلوک معمولی کاسته شده و نهایتا” وزن سبک‌تر می‌شود. استفاده از بلوک‌های پوکه‌ای و بلوک‌های پلی استایرن کرمیت یا سیستم کامپوزیت نیزدر کاهش وزن موثر است.
مقاومت نهایی و شکل پذیری بالا
محاسبات و آزمایش‌های بارگذاری روی سقف نشان می‌دهد که گسیختگی این سیستم پس از تغییر شکل‌های بسیار زیاد اتفاق می‌افتد.
حذف اثر فولاد در زیر سقف
به علت پایین‌تر بودن سطح بلوک‌ها نسبت به تیرچه‌ها، پوشش گچ و خاک زیر تیرچه‌ها نسبت به سایر سقف‌ها بیشتر است. این موضوع باعث کاهش جذب ذرات معلق می‌شود.
نداشتن لرزش نسبت به سیستم کامپوزیت معمولی
کاهش هزینه‌های تمام شده
کاهش وزن تیرچه مصرفی، کاهش هزینه‌های بلوک، کاهش هزینه‌های حمل و نقل، کاهش وزن اسکلت و فونداسیون، نداشتن پرت، سرعت اجرای بالا، نصب سقف کاذب با کمتر از نصف هزینه سقف‌های کاذب موجود در بازار، در مجموع باعث کاهش هزینه ساختمان می‌شود.
سقف کامپوزیت با عرشه فولادی
سقف عرشه فولادی برای سازه‌های اسکلت فلزی سبک و سنگین (مدرن، سنتی، صنعتی و نیمه صنعتی) با بتن سبک دانه سازه‌ای مناسب است. این نوع سقف کاربرد و مزایای بیشتری برای ساختمان‌ها، خانه‌ها، ویلاهای یک تا سه طبقه، برای افزودن یک تا دو طبقه بر روی بناهای موجود و به خصوص مناطق صـعـب الــعــبور و کوهســتانی و مکان‌های غیر دائم و موقت که قابل استفاده مجدد هستند.
در این سیستم،قالب بندی که یکی از مشکلات اجرایی ساختمان است، حذف شده و اجرای سقف را با سرعت بالا عملی می‌کند و بعد از تکمیل شبکه‌های تاسیساتی به صورت یک جا، نسبت به بتن ریزی تمام سقف و طبقات اقدام می‌شود. نصب ورقه‌ها بدون جوشکاری و فقط با میخ‌های فولادی انجام می‌شود. بتن ریزی در این سقف از سطح بسیار صاف و یکپارچه برخوردار است و پس از آن نیاز به کف سازی و پوکه ریزی نیست.
ساختار سقف عرشه فولادی یا خشک مدرن، با ایجاد شبکه فلزی (نورد سرد) 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، ورق‌های O.S.P، یک یا دو لایه از عایق‌های پشم سنگ و فوم مخصوص با لوازم نصب و اتصالات مخصوص و سقف کاذب در زیر شبکه است.
