سیستم سقف مجوف بتن مسلح با گوی توخالی (کوبیاکس)
این روش یکی از متداول ترین روش های اجرای سقف با بهره گیری از گوی های توخالی از جنس پلی اتیلن می باشد. در این سیستم بار مرده غیر سازه ای حذف شده و میزان مقاومت دو محوره افزایش می یابد.
از طریق شکل گیری غشایی، بتنی مقاوم در بخش تحتانی و فوقانی دال به همراه شکل گیری شبکه تیرچه های درونی، در دو امتداد و همچنین به دلیل قرار گیری گوی های توخالی در سرتاسر فضای داخلی دال بتنی، باربری بسیار مطلوبی برای دال به وجود خواهد آمد.
لازم به ذکر است که در این سیستم اعضای دال سقف شامل: بتن، آرماتور ها، گوی های توخالی و قفسه مسلح می باشد. که این گوی های توخالی درواقع درون هسته مرکزی قفسه مسلح جای گرفته و یک قفسه مدولار مسلح ایجاد می کند.
الزامات سیستم سقف مجوف بتن مسلح با گوی های توخالی کروی و تخت (کوبیاکس)
- بهره گیری از اینگونه سیستم سقف دال تخت به عمراه ستون های بتن آرمه در صورتی مجاز است که مقاومت در مقابل نیرو های جانبی از طریق دیوار های برشی بتن مسلح تامین گردد. در چنین شرایطی بر اساس جدول 3-4 استاندارد 2800 باید سیستم سازه ای، سیستم قاب ساختمانی در نظر گرفته شود که در آن مقاومت در برابر نیرو های جانبی تنها از طریق دیوار های برشی تامین شود.
ضروری است که در این حالت مقادیر ضریب رفتار، حداکثر ارتفاع مجاز، ضریب بزرگنمایی تغییر مکان جانبی و ضریب اضافه مقاومت ساختمان بر همین اساس تعیین گردد.
- طراحی دیوار برشی و کنترل تغییر مکان جانبی طبقات باید با فرض عدم مشارکت خمشی دال مجوف در میزان تحمل نیرو های زلزله، صورت پذیرد.
- باید تمامی ستون ها جهت اثرات نشات گرفته از تغییر شکل های جانبی که در اثر اعمال بار های لرزه ای به سازه بوده، کنترل شود.
- مجموع بار مرده غیر سازه ای روی این سقف ها شامل پارتیشن، کف سازی و نازک کاری محدود به 350 کیلوگرم بر متر مربع است. چنانچه که اینگونه سقف ها در پارکینگ مورد نظر قرار گیرد، تنها در پارکینگ هایی که محل عبور اتومبیل های سواری با حداکثر وزن 4 تن و بار متمرکز 2 تن باشد، مجاز می باشد.
- تاثیر بار قائم نشات گرفته از زلزله باید بر اساس بند 3-3-9 استاندارد 2800 در خصوص این نوع سقف ها در تمامی پهنه های لرزه خیز، لحاظ گردد.
- نباید ضخامت دال بتنی به منظور چشمه های داخلی و خارجی کمتر از Ln/30 (طول دهانه آزاد بزرگ تر در دال دو طرفه) باشد.
- مقاومت فشاری بتن مصرفی در دال سقف باید خداقل 30 مگاپاسکال باشد. ضخامت بتن در اطراف گوی ها شامل بالا، پایین و مابین دو گوی متوالی مطابق با برش پانچ و برش یک طرفه تعیین شده و در هر حال نباید از 5 سانتیمتر کمتر باشد.
- در طراحی از ظرفیت برشی فولاد مورد بهره گیری در قفسه گوی ها صرف نظر گردد و با این شرایط میزان فولاد با امتداد قائم در این قفسه باید بر اساس بند 1-3-6-9-15 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران با لحاظ کردن عرض موثر در هر امتداد و با توجه به هندسه گوی ها تامین شود.
- در طراحی به منظور برش در هر طرف دال، مقاومت برشی نهایی بتن حداکثر باید 45 درصد مقدار محاسبه شده، مطابق با بند 4-9-15 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران و با فرض مقطع تمام پر بتنی محاسبه گردد. در کلیه نقاط دال که نیروی برشی نهایی بیشتر از مقاومت برشی نهایی تامین شده از طریق بتن باشد، باید اجرای دال به شکل توپر و بدون گوی صورت گیرد.
- در حالت نهایی طراحی و برش به منظور عملکرد دو طرفه در اطراف بار های متمرکز و تکیه گاه ها، نباید مقاومت برشی نهایی بتن از حداکثر 50 درصد مقداری که در بند 2-4-9-15-17 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران درج شده، بیشتر باشد.
- طراحی دال به منظور خمش در هر طرف، بر اساس جزئیات اجرایی و با لحاظ کردن حفره ها، در ضعیف ترین مقطع دال انجام پذیرد.
- باید محاسبات تغییر شکل دال با توجه به بند 1-2-6-9-17 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و با محاسبه دقیق ممان اینرسی تاثرگذار دال سوراخ دار صورت گیرد. اضافه افتادگی هم می بایست در طولانی مدت مطابق با بند 2-3-4-9-17 محاسبه شود و مقدار ضریب افزایش تغییر مکان حداقل باید 2 برابر در نظر گرفته شود.
الزامی است که در این محاسبات، خیز آنی نشات گرفته از بار مرده شامل سازه، کف سازی و تیغه بندی به همراه 50 درصد بار زنده لحاظ گردد. در هر صورت رعایت محدودیت تغییر شکل ها بر اساس بند 1-9-17 ضروری است.
- اجرای هر مدل بازشو در این نوع دال باید مطابق با بند 3-5-9-18 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران باشد.
- در نقطه تقاطع دیوار های برشی و دال مجوف کوبیاکس، انتقال برش نشات گرفته از زلزله از دال به دیوار باید در ضعیف ترین سطح مقطع دیوار کنترل گشته و در صورت نیاز از فولاد گذاری به منظور تسهیل انتقال برش داخل صفحه دیافراگم به دیوار استفاده شود. در سقف های بدون تیر جهت تضمین عملکرد دیافراگم سقف، کنترل های مورد نیاز در مورد عضو جمع کننده و عضو مرزی در دیافراگم انجام پذیرد.
ضروری است برای تضمین عملکرد دیافراگم، گوی ها در امتداد محور دیوار های برشی و یا لبه طول دیافراگم ها در عرضی که مطابق با محاسبات مشخص شده، حذف گردیده و آرماتور گذاری لازم در مقطع توپر صورت گیرد.
- مشخص کردن المان های مرزی در پیرامون بازشو ها و لبه دال با توجه به ضوابط طراحی آیین نامه ها و مقررات موجود، الزامی است.
- به منظور جلوگیری از برش پانچ دال تخت باید بر روی ستون ها از کلاهک برشی و یا فولاد گذاری طولی و عرضی صلیبی بر اساس جزئیات بند 6-7-8 آیین نامه ACI 318-14 بهره گیری شود.
- استفاده از این سیستم فقط در شرایطی که قفسه و گوی ها در کنار دال درگیر باشند و فولاد های کششی در پیش دال مشخص شده باشد، مجاز است.
- می بایست ضوابط و الزامات فنی لحاظ شده در تاییدیه شماره Z-15.1-282 موسسه DIBT جهت سیستم سقف مجوف کوبیاکس رعایت گردد.
- الزامی است که گوی ها در دو امتداد مستقیم عمود بر هم جای گیرند و حداکثر قطر سنگدانه مصرفی در بتن با در نظر گرفتن فواصل گوی ها مطابق با آیین نامه مربوطه مشخص و رعایت شود.
- پایه های اطمینان و شمع بندی مورد نیاز در اجرای اینگونه سیستم سقف، باید از قابلیت تعمال خیز لازم پیش از بن ریزی برخوردار باشد.
- ضریب های کاهش سختی و مقاومت درج شده در مشخصات فنی این نوع سیستم سقف، می بایست در محاسبه سختی، مقاومت خمشی و برشی دال لحاظ گردد. توصیه می شود از ضرایب کاهش سختی زیر به منظور تحلیل ارتجاعی تحت بار های ضریبدار، بهره گیری شود:
الف. ستون: 0.7
ب. ديوار برشی: 0.7 ترک نخورده و 0.35 ترک خورده ( با توجه به مقايسه تنش كششی ديوار با مدول گسيختگی بتن)
پ. دال تخت در خمش: 0.5 تحت بار ثقلی
ت. ديافراگم دال مجوف: 0.5 (داخل صفحه)
ث. ديافراگم دال توپر: 0.1 (داخل صفحه)
- رعایت الزامات مربوط به صرفه جویی در مصرف انرژی باید بر اساس مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان “صرفه جویی در مصرف انرژی” ضروری است.
- رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان “محافظت از ساختمان ها در مقابل حریق” و الزامات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت اجزای ساختمان در برابر آتش سوزی با لحاظ کردن ابعاد ساختمان، نوع کاربری و نحوه عملکرد اجزای سازه، الزامی می باشد.
- الزامی است که عایق بندی بام، عایق پلی استایرن منبسط شده پلاستوفوم مصرفی، از نوع کند سوز و مطابق با استاندارد های معتبر باشد. همچنین باید این عایق پلی استایرن با استفاده از حداقل 1.5 سانتیمتر اندود و یا تخته گچی محافظت شود. توجه داشته باشید که اتصال مکانیکی اندود یا تخته، به بان ضروری است.
- مطابق با مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان “عایق بندی و تنظیم صدا”، باید صدا بندی سقف مابین طبقات تامین گردد.
- باید تمامی مصالح و اجزا در این روش اعم از معماری و سازه ای از حیث دوام و عوامل زیست محیطی، بر اساس مقررات ملی ساختمان ایران و آیین نامه های معتبر بین المللی، صورت گیرد.
- در شرایط اقلیمی مختلف و محیط های با احتمال خوردندگی در ایران، رعایت ملاحظات لازم از لحاظ دوام و پایایی اعضای بتنی، الزامی می باشد.
- رعایت مجموع مباحث مقررات ملی ساختمان ایران در طراحی و اجرای سیستم سقف کوبیاکس، ضروری است.
- باید تمهیدات لازم در مراحل ساخت، حمل، ریختن و تراکم بتن در سقف کوبیاکس اعمال شود، به گونه ای که کلیه فضا های پیرامون گوی ها، علی الخصوص بخش زیرین آن ها به طور کامل با بتن پر شود.
- در کلیه مراحل طراحی، تولید و اجرا، مسئولیت نظارت عالیه و کنترل کیفی بر عهده شرکت مربوطه می باشد.
- اعتبار این الزامات و نظریه فنی تا 18 ماه پس از تاریخ صدور است.
