دال بتنی
مزایای سیستم دال بتنی
1-صرفه جویی در مصالح مصرفی در سقف ( سیمان ، سنگدانه ، آب و فولاد ...) – هر یک کیلو گرم پلاستیک ، جایگزین صد کیلوگرم بتن می شود – اگر یک دال بتنی را با یک دال بتنی مجوف بادکنکی ، با ضخامت یکسان در نظر بگیریم ، مصالح مصرفی در سقف بادکنکی حدودا 34 درصد کمتر می باشد.
2-مقاومت در برابر زمین لرزه (به علت کاهش وزن )
3-کاهش وزن سقف باعث ایجاد آزادی عمل در طرح معماری – انتخاب شکل مناسب سازه ای - ساخت طره های بزرگتر – ایجاد دهانه های بزرگ با تکیه گاه های کمتر می گردد. با اجرای این سیستم به علت در دست داشتن فضای قابل ملاحظه بدون ستون میانی در طراحی و معماری داخلی می توان با سهولت بیشتری عمل نمود. برای میزان معادل فولاد و بتن با این نوع دال می توان دهانه های تا 40 درصد بزرگتر را پوشاند و در عین حال 15 درصد اقتصادی تر عملیات ساخت را انجام داد.
4-با در نظر گرفتن جرم یکسان در مقایسه این دو سقف ، صلبیت سقف بادکنکی سه برابر دال بتنی توپر می باشد.
5-مقاومت در برابر آتش – (اجرا و ساخت ایمن در برابر آتش – مقاومت در برابر آتش از 180-60 دقیقه )
6-برای هر ترکیب دلخواه دهانه و ضخامت ، دال مجوف بادکنکی ، 5 تا 16 درصد ارزانتر از دال توپر تمام می شود.
7-نتایج مطالعات و آزمایش های صورت پذیرفته تصدیق می نماید که این سیستم سازه ای توزیع بار را به نحو بهتر و بهینه تری از انواع دیگر دال های مجوف صورت می دهد . به علت داشتن ساختار و رفتار سه بعدی و هدایت جریان بار کره های پلاستیکی تو خالی هیچ اثر منفی نداشته و باعث هیچگونه اتلاف مقاومتی نمی گردد.
8-تجربیات عملی ، تاثیر مثبت تو پ ها را در فرآیند گیرش بتن نشان می دهد. ( توپ های پلاستیکی مشابه افزودنی های پلاستیکی بتن ، عمل می کنند)
9-مقاومت و رفتار خمشی
آزمایشات صورت پذیرفته در دانشگاه های مختلف اروپایی از جمله دانشگاه صنعتیEINDHOVENوDELFTهلند
، این نوع سازه ها را با دال های تو پر هم به طور عملی و هم تئوری مقایسه نموده اند. نتایج حاصل از این آزمایشات در جدول زیر آمده است :
10- مقاومت برشی
آزمایشات نشان می دهند که مقاومت برشی در این نوع سازه ها ، حتی از مقادیر پیش بینی شده نیز بیشتر بوده و این نشانگر تاثیر مثبت توپها می باشد.
aفاصله محل اعمال نیرو تا تکیه گاه وdضخامت دال می باشد.
11- خزش
گزارشات به دست آمده از آزمایشات متعدد هیچگونه تفاوت قابل توجهی را در مقایسه این نوع دال ها با دال های توپر در خزش نشان نمی دهد.
12- کاهش هزینه های حمل و نقل
13- زمان کوتاهتر ساخت ( 20% - 40% )
14- عمر مفید و طولانی تر ساختمان
الحاقات سازه های یکپارچه در سیستم سنتی موجب افزایش نسبی هزینه ها در قیاس با الحاقات غیر یکپارچه و قابل تعویض در این سیستم می گردد. بنابراین طول عمر سازه با به کار گیری این سیستم در حدود 10 برابر بیشتر شده و می توان در صورت لزوم قطعات مستهلک و قدیمی را با قطعات جدید تعویض نمود.
15- در مقایسه به عمل آمده بین این نوع دال و دال توپر ، این نتیجه حاصل شده است که قابلیت عایق صوتی بودن این نوع دال ، دست کم به میزان dB 1 بیشتر از دال توپر می باشد. (مهم ترین علت این امر وجود فضای مجوف در المانهای میانی این نوع دال می باشد.)
معرفی سیستم سقف ( تیرچه فلزی بدون شمع بندی )
دراين سيستم سقف از تيرچه های فولادی با جان باز در ترکيب بـا بتن استفاده مـی شود . درساخت تيرچه های مذکور از يک تسمه، نبشی و يا چند ميلگرد در بال فوقانی و يک تسمه در بال تحتانی ونيز يک ميلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پر کردن فضای خالی بين تيرچه ها از قـالب های ثابت مـانند بلوکهای سيمانی، سفالی و طاق ضربی يا قالبهای موقت فولادی و چوبی استفاده می شود.
فـواصل تيرچه هـا بسته بـه نـوع قالب از ۷۲ سانتيمتـر تـا ۱۰۰ سانتيمتر متغير است و روی سقف نــيز بـا ۴ تـا ۱۰ سانتيمتر بتن پوشيده می شود. تيرچه ها از نوع خود ايستا بوده و به همين علت هيچ نوع شمع بندی در زير سقف مورد نياز نمی باشد. تيرچه ها به نحوی طراحی می شوند کـه بتوانند وزن بتن خيس، قالبها و عـوامل اجرايی سقف را به تنهايی تحمل کنند. پس از اينکه بتن بـه ۷۵٪ مقاومت مشخصه خـود ميرسد ، تير چه های فولادی و بتن بـه صورت يک مقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحمل ميکنند.
عدم نیاز به شمع بندی
طراحی سقف با اين فرض انجام می شود که تيرچه ها به تنهايی ( قبل از گرفتن بتن ) توانايی تحمل وزن خود ، بلوک، بتن خيس و عوامل اجرايی را داشته باشند. بنابراين ، اين سقف نـيازی بـه شـمع بندی در هيچ يک از مراحل عمليات اجرايی ندارد.
سرعت و سهولت اجرا
در اين سيستم ، اجرای سقف نسبت به سيستمهای مشابه آسان تر بوده و با سرعت بيشتری انجام می شود. ۴۸ ساعت پس از بتن ريزی ، روی سقف قابل رفت و آمد و بارگذاری سبک بوده ، ميتوان عمليات ساختمانی را ادامه داد که اين مزيت موجب کاهش زمان در روند عمليات ساخت می گردد.
امکان اجرای هم زمان چند سقف
با توجه به اين که در سيستم ايـن سقف هيچ گونه شمع بندی وجود ندارد ، عملا می توان چنـد سقف را بـرای بتن ريزی آماده کرد و همزمان عمليات بتن ريزی را بـر روی سقفها انجام داد. ايـن کـار برای ساختمانهای با طبقات زياد و با زير بنـای کـم بسيار مقرون بـه صـرفه و مناسب می باشد.
یکپارچگی سقف و اسکلت
بـه عـلت جوش شـدن تيرچه هـا بـه اسکلت ، پس از گرفتن بتن ، سـقف و اسکلت يکپارچه شده و ميتواند مانند يک ديافراگم صلب عمل کند . در اسکلتهای بتنی نيز با در نظر گرفتن قلابهای مخصوصی ، امکان يکپارچگی بيشتری ايجاد ميشود.
امکان حذف کش ها
با توجه به يکپارچگی سقف و اسکلت ، ميتوان کش ها (اعضای غير باربر) را حذف کـرد . حذف کش ها علاوه بر صرفه جويی در مصرف فولاد باعث يکنواختی بيشتر زيـر سقف شـده و عمليات نازک کاری را به حداقل ميرساند. امروزه از مفهوم ديافراگم صلب در آناليز و طراحی اغلب ساختمانها استفاده ميشود. در اين سازه ها نيروی القايی زلزله ، از طـريق يک دال صلب بتنی بـه سيستمهای مقاوم در مقابـل نيروی جانبی ، مـثل بادبندها و ديـوارهای برشی منتقل مـيشود . در سقفهای تـيرچه بلوک معمولی به علت عدم امکان اتصال مکانيکی بين تيرچه های بتنی و پلهای فلزی ، فرض بر ايـن است که هماهنگی تـغيير مـکان جانبی قـابها بوسيله کش ها تامين ميگردد . ايـن نـوع سقفها در مقايسه با سقفهای تيرچه و بلـوک معمولـی دارای دو وجـه تمايز عمده هستند:
۱. تيرچـه هـا فـلزی بـوده و به اسکلت جـوش ميـشوند و تـغيير مکان جانبی قابها را کاملا هماهنگ ميسازند.
۲. پس از گرفتن بـتن و تشکيـل مـقطع مرکب تنش فشاری بتن ، به طور قابل ملاحظه ای از تـنش مجاز کمتر است و ميتوان روی اين ظـرفيت اضافی در ظرفيت باربری نهايی سقف حساب کرد. بنابراين شبکه به هم پيوسته پل ها و تيرچه های اين سقف ميتواند دال بتنی سقف را در مقابل نيروهای درون صفحه ای مسلح کند .
اين سقف بخوبی مانند يک ديافراگم صلب عمل می کند و ديگر نيازی به استفادها از کش ها نيست
بررسی امکان حذف کشها در این سقف
برای انجام اين کار ابتدا مروری بر وظايف و عملکرد کشها در ساختمانها انجام ميدهيم . از عمده عملکرد کشها ميتوان سه مورد زير را نام برد :
۱. بکار گيری در هنگام نصب اسکلت برای
شاقول کردن ستونها .
۲. بعنوان عضوی از ديافراگم سقف برای تحمل
کشش در مقابل نيروهای زلزله .
۳. بعنوان تکيه گاه جانبی برای ستونها و
نهايتاً تعريف کردن طول کمانش آنها .
برای حذف اين عضو از سيستم سقف بايد برای کليه موارد فوق جايگزينی مناسب تعبيه نمود
- در خصوص بند يک ميتوان با استفاده از نصب اعضای موقت ، ستونها را شاقول نموده و پس ازانجام عمليات اجرای سقف اعضای فوق را در قسمتهای ديگر ساختمان استفاده نمود .
- در مـورد بنـد دو ، بـررسی کفايت مقطع ديـافراگم سقف يکبار بـدون حذف کشها و يکبار بـا حذف کشها و جـايگزينی بـال تحتانی تيرچه هـا در فواصـل ۷۵ cm نشان ميدهد کـه ظرفيت بـاربری مقطع ديـافراگم بـا جايگزينی تيرچه های فلزی و جوش دادن آنها به پلها بيشتر از حالتی است که تنها کشها را در محاسبات منظور مينماييم ضمناً اين نکته نيز قابل توجه ميباشد که مقطع کشها هنگامی ميتوانند بعنوان عضو کشش در ديافراگم عمل نمايند که طول جوش و تکيه گاه مناسب داشته باشند در صورتيکه دراين سقف بـا توجه به اينکه سطح مقطع بال تحتانی تيرچه ها محدود و تعداد آنها قابل توجه ميباشد ، هميشه طول جوش تکيه گاه بـرای عملکرد بال تحتانی در کشش کفايت ميکند .
- در مورد بند سوم از آنجايي که نيروی لازم برای مقابله با کمانش جانبی ستونها بسيار نـاچيز ميباشد ( در حـدود يک در صد نيروی فشاری ستون ) و با استناد به آيين نامه های معتبر ميتوان خود سقف را بعنوان تکيه گاه جانبی ستونها منظور نمود . ( دال بتنی با ضخامت حداقل ۵ cm ) و از دلايل ديگر برای حذف کشها ميتوان مـوارد زير را ذکر نمود :
- عدم عملکرد کامپوزيت کشها : از آنجايي که معمولاً بر روی کشها برشگير نصب نميشود ، بتن روی آن بـا تير پيوستگی نـدارد و امـکان عملکرد بصورت مختلط با بتن وجود ندارد .
- حذف کشها در سقف باعث يکنواختی زير سقف ميگردد .
- کشها بدليل بر هم زدن نظم تيرچه ها باعث ميگردند تا بتن غير سازه ای نسبتاً زيادی در اطراف آنها مصرف شود .
در پايان بايد دقت نمود ، اعضايی که برای تحمل بار فشاری ( اعضای زير بادبندها ) ، اعضـای باندری ( تيرهـای محيطی ) ، تيرهای قاب خمشی يا بطور کلی هر عضوی که برای تحمل بارهای ثقلی يا جانبی طراحی گرديده اند ، کش نمي باشند و نبايد آنها را از سقف حذف نمود ضمناً در سقفهايی که دارای باز شوهای بزرگ ميباشند بايـد حذف کشها با کنترل عملکرد ديافراگم انجام پذيرد .
امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه و باربری ویژه
دراين سيستم امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه های بلند و بارهای سنگين وجود دارد. تـا کـنون سقف بـا دهانه ۱۲ متر و همچنين سقف با شدت بار ۷ تن بر متر مربع اجـرا شده کـه در هـر دو مـورد ، آزمـايشهای بارگذاری ايمنی سقف را تاييد کرده اند.
کاهش مصرف بتن و وزن کمتر سقف
به علت فاصله زيـاد تيرچه ها ( حـدود ۷۵ سانتيمتر محور به محور ) از مـصرف بتن در حـدود ۲۰٪ نسبت به تيرچه و بلوک معمولی کـاسته شـده و نهـايتا وزن سـقف سبکتر ميـگردد. استفاده از بلوکهای پوکه ای يا پلاستوفومی نيز در کاهش وزن سقف موثر است.
پایین بودن تنش در بتن
به علت خود ايستا بودن تيرچه ها ( تيرچه قبل از گرفتن بتن ميتواند وزن بلوک ، بتن خيس و عـوامل اجـرايی را به تنهايی تحمل کند ) تنش ايجـاد شـده در بتن بـسيار پايين است . آزمـايشهای بارگذاری روی ايـن نوع سقفها کـه مقاومت مشخصه بتن آنها کمتر از مقدار مورد نظر بوده ، نشان داده که بتن با مقاومت پايين به ظرفيت باربری سقف لطمه ای وارد نمی کند.
مقاومت نهایی و شکل پذیری بالا
مـحاسبات و آزمايشهای بـارگذاری روی سقف نشان ميدهد که گسيختگی ايـن سيستم پـس از تغيير شکـلهای بسيـار زيـاد اتفاق مـی افتد ( گسيختگی نرم ) و اين رفتار سقف از نظر ايمنی مطلوب است.
حذف رد فولاد در زیر سقف
اثر و يا داغ تيرآهن در سقفهای ضربی به صورت خط تيره ای روی گـچ مشاهده ميشود. ولـی در اين سقف به علت پايين بـودن سطح بلوک از تيرچه ها ، پوشش گـچ و خاک در زيـر تير چـه ها نسبت بـه بقيه نقاط سقف بيشتر است و همين امـر سبب کـاهش جـذب ذرات معلق می شود . بنابـراين سايه فولاد بال تحتانی تيرچه ها مشاهده نمی گردد. يکنواختی زير سقف از مصرف گچ و خاک ميکاهد.
امکان اجرای داکت یا بازشو
به علت فاصله زياد تيرچه ها ( ۷۲ تا ۷۶ سانتيمتر محور تا محور ) ايجاد داکت در سقف جهت عبور لوله های تاسيساتی ، نصب دودکـش موتورخانه و نصب شومينه ، نصب توالت ايرانی و يـا عبور کانال کولر به راحتی امکان پذير است و نياز به قطع کردن تيرچه ها نمی باشد.