سیستم سقف کوبیاکس و حوزه کاربرد آن در ایران

سیستم سقف کوبیاکس و حوزه کاربرد آن در ایران

پیشگفتار:

در این مقاله قصد داریم به تفصیل به بررسی و معرفی سیستم سقف کوبیاکس و دامنه کاربرد آن در کشور ایران بپردازیم. با ما همراه باشید…

مقدمه:

 وزن زیاد بتن در سقف‌های با دهانه های بلند، نیروی زیادی به سقف وارد می کند و سبب سنگین شدن وزن کلی سازه می شود.  و این وزن زیاد بر اسکلت سازه نیز وارد می شود. در سیستم دال مجوف، حفره های ایجاد شده در قسمت هایی از دال های بتنی، که نقش سازه ای در آن قسمت وجود ندارد راه حلی مناسب برای کاهش هزینه ها، کاهش وزن ساختمان و صرفه جویی و کاهش مصالح مصرفی می باشند. کاهش وزن دال های دو طرفه به طور ویژه مورد توجه طراحان ، کارفرمایان و سازندگان ساختمان قرار گرفته است. و البته این کاهش هزینه ها قطعا با هدف عدم آسیب رساندن به عملکرد کلی سازه همراه می باشد.

معرفی سیستم دال مجوف:

در سقف‌های بتنی معمولی، که بتن ریزی به صورت یکپارچه انجام می‌شود، وزن بتن باعث تحمیل وزن بیشتری به ساختمان می‌شود. اما در سقف کوبیاکس با کم کردن میزان بتن مصرفی، وزن سقف و در کل، وزن ساختمان به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند. ایده طراحی سیستم سقف مجوف از سال ها قبل در راستای حذف بتن در قسمت مرکزی و یا نواحی کششی دال ها با هدف کاهش بار مرده و همین طور طراحی و دست یابی به دهانه های بلند تر شکل گرفت. اصول کلی این سیستم ها تقریبا مشابه هم هستند و تنها در نحوه اجرا و همین طور قالب های بکار رفته با هم تفاوت دارند.

 انواع متداول دال های مجوف:

  • کوبیاکس
  • یوبوت
  • سقف حبابی
  • گرین وافل و نظایر آن

تاریخچه پیدایش سقف های کوبیاکس:

تاریخچه پیدایش سقف کوبیاکس و ایده طراحی این سقف ها بر اساس فلسفه پرواز پرندگان شکل گرفت. ساختار استخوان بندی بال پرندگان به آنها کمک می کند تا بتوانند پرواز کنند.
می دانیم پرواز پرندگان و معلق ماندن آنها در آسمان به علت وزن سبک پرندگان و همین طور وجود هوا در بدن آنها می باشد.
مهندسان سازه از این ایده به شکل خلاقانه ای در طراحی سقف های کوبیاکس استفاده نمودند. و با در نظر گرفتن دو عامل وزن سبک و وجود هوا در بدن پرندگان سقف های کوبیاکس را طراحی نمودند.

اساسا ایده طراحی سقف های سبک با هدف حذف بتن ناکارآمد در قسمت غیر سازه ای از سال ۱۹۸۵ در دانشگاه های آلمان و در سال ۱۹۷۷ در مجموعه شرکت های گروه فناوری های کوبیاکس، با کمک مهندسان و متخصصانی از کشور سوئیس و سایر کشور های اتحادیه اروپا پایه ریزی شده است . و هم اکنون نیز به یک مجموعه متخصص تبدیل شده است. این دانش به صورت انحصاری از سال ۱۳۸۷ در اختیار کوبیاکس ایران قرار گرفته است.

سیستم سقف کوبیاکس چیست؟

یکی از انواع سقف های دال دو طرفه مجوف، کوبیاکس می باشد که امروزه در زمره سقف های جدید محاسبه می شود. سیستم سقف کوبیاکس  (Cobiax) نوعی سقف سبک محسوب می شود و یکی از انواع سقف های مجوف I شکل با عملکرد دال بتنی دو طرفه است. و به دلیل مزایای آن در سال های اخیر مورد توجه طراحان و سازندگان ساختمان قرار گرفته است.

در اصل اجرای آن مشابه سقف‌های دال بتنی دوطرفه مرسوم است. با این تفاوت که در این نوع سقف بار مرده حذف می‌شود. به طوری که، هسته‌ی بتن مرکزی در محل‌هایی که وزن و کاربرد سازه‌ای ویژه‌ای وجود ندارد، حذف می‌شود و به جای آن یک گوی خالی قرار داده می‌شود. یعنی فضایی که قبلا با بتن پر می‌شده، در سقف کوبیاکس با یک گوی خالی پر می‌شود. بنابراین، پر واضح است که در این سیستم تا چه حدی از وزن سقف کاسته خواهد شد. و نهایتا وزن سازه به طور چشمگیر کاهش یافته و خاصیت مقاومت دو محوره حفظ خواهد شد.

اجزای  اصلی تشکیل دهنده سقف های کوبیاکس:

  • مدول قفسه ای (گوی های پلاستیکی به همراه خرپای فولادی)
  • دال های فوقانی و تحتانی بتن آرمه ( دال بتن مسلح )

در این سقف  ماژول های قفسه ای شامل گوی پلاستیکی توخالی شامل پلی اتیلن یا پلی پروپلین به همراه خرپای فلزی از نوع فولاد AII ، بتن و شبکه مش فوقانی و تحتانی عناصر اصلی این سقف هستند.
این گوی ها قابل بازیافت هستند و طوری طراحی و ساخته شده‌اند که به راحتی در بین آرماتورها قرار گرفته می شوند. و حد فاصل فضای بین آرماتوربندی را می‌پوشانند. در بتن ریزی، فضاهای خالی و فضای اطراف گوی‌ها کاملا با بتن پر می‌شود. و همچنین بالا و زیر گوی‌ها با بتن کاملا پوشانده می‌شود. بنابراین، سقف کوبیاکس بدون افزایش وزن سازه قادر به تحمل بار میشود.

انواع ماژول های قفسه ای کوبیاکس:

انواع ماژول های قفسه ای سقف های کوبیاکس

  • ماژول های تخت یا لهیده (Slim-Line)  :

با ارتفاع ۱۰ ، ۱۴، ۱۸، ۲۰، ۲۲ سانتیمتر برای دال های تا ضخامت نهایی ۳۰- ۳۵  سانتی متر

  • گوی های کروی (Eco-Line):

با  ارتفاع گوی ۱۸، ۵/۲۲، ۵/۳۱، ۳۶، ۵/۴۰، ۴۵ سانتی متر برای دال های با ضخامت نهایی ۳۵ – ۶۰ سانتی متر به کار می رود.
ابعاد مذکور در قالب های تولیدی برندهای مختلف متفاوت می باشد. و هر کدام در شرایط خاصی بر اساس صلاح دید مهندس پروژه در ساخت سقف مورد استفاده قرار می گیرند.
کیج ماژول های کوبیاکس به صورت شاخه ای در طول های ۵/۲ متری تولید شده و فاصله بین گوی ها حدود ۵ سیانتی متر می باشد.

  استفاده از سقف کوبیاکس در ایران:

قرار گیری ایران در زمره ۱۰ کشور اول مستعد بلایای طبیعی از جمله زلزله، لزوم توجه به کیفیت مراحل احداث سازه شامل طراحی، ساخت، اجرا و نظارت بر آن را دو چندان نموده است. لیکن تجارب زلزله های گذشته و بروز خسارات فراوان مالی و جانی حاکی از وجود نقایص زیاد در سازه ها، عدم رعایت ضوابط فنی و کیفیت پایین عملیات اجرایی است. هنگام زلزله یک سازه ممکن است لرزشها و تکان های شدیدی را تجربه نماید. مسئله بسیار مهم این است که در این مواقع سازه بتواند تنش های ناگهانی ایجاد شده را بدون شکست در اعضا عبور دهد. بنابراین در این جا  مسئله ایمن سازی سازه اهمیت پیدا می کند.

سقف نیز به عنوان یک جزء اصلی سازه باید در هنگام زلزله تنش های ناگهانی به وجود آمده را بدون شکست اعضا عبور دهد. و خود باعث تخریب بیشتر دیگر اعضا به دلیل سنگینی و یا دلایل دیگر نباشد. از جمله مزایای سیستم سقف کوبیاکس که موجب انتخاب و استفاده از آن در کشور ما شده است این است که توانسته وزن ساختمان را تا حد ممکن کاهش داده بدون اینکه ساختمان در عملکرد استاتیکی دچار مشکل شود.

معایب سیستم سقف کوبیاکس:

همانطور که در بالا اشاره شد، اولین بار فناوری سیستم سقف کوبیاکس توسط مهندسان سوئیسی و آلمانی اختراع شد. و با توجه به این مسئله که خطر زلزله تهدیدی جدی برای کشورهای اروپایی محسوب نمیشود استفاده از این سقف ها در ایران به عنوان یک کشور زلزله خیز همچنان جای سوال دارد. چرا که این سیستم در کشورهای زلزله خیزی مثل ژاپن و آمریکا به شکل گستره اجرا نمی‌شود، همچنین هنوز میزان مقاومت این سقف‌ها در برابر زلزله تا به امروز به طور کامل مشخص نشده است. و در هیچ یک از آئین نامه‌های مربوط به زلزله، استاندارد مشخصی برای آن تعریف نشده است.

بنابراین آنچه مشخص است این است که استفاده از این نوع سقف در مناطق زلزله خیز توصیه نمی شود.

مزایای سیستم سقف کوبیاکس:

مزایای سقف کوبیاکس

مزایای سقف های کوبیاکس برای معماران :

  • قابلیت انطباق با هر گونه معماری
  • انعطاف پذیری در پلان معماری (کاهش عددی بتن ریزی)
  • کاهش یافتن تعداد ستون ها
  • امکان اجرای کنسول با طول بیشتر (تا ۷ متر) با کنترل و محاسبات
  • امکان ایجاد بازشو در هر شکل و اندازه ای در این سقف ها
  • افزایش فضای مفید، در واقع امکان اجرای دهانه ها با طول بیشتر (تا ۱۸ متر) با کنترل و ارائه محاسبات لازم در این سیستم امکان پذیر می باشد.
  • قابلیت پذیرش کاربری های گوناگون
  • سهولت تغییر کاربری افقی و عمودی
  • امکان بازسازی ساختمان با این سیستم بسیار آسان است.
  • با تمام پلان ها می تواند سازگار باشد.

مزایای اقتصادی سقف های کوبیاکس:

  • کاهش المان های سازه ای
  • کاهش زمان ساخت
  • بسیار مقرون به صرفه و اقتصادی است
  • برای اجرای آن نیاز به نیروی متخصص وجود ندارد
  • مصرف مواد اولیه (بتن و آرماتور) در آن به طور چشم گیری کاهش می یابد
  • همین طور وزن دال و به دنبال آن وزن کلی ساختمان را کاهش می دهد
  • هزینه اجرای تاسیسات ساختمان را کاهش می دهد. (با حذف تیرها و مشکلات ناشی از آویز تیرها)

مزایای  فنی سقف های کوبیاکس:

  • باربری دو محوره
  • حذف شدن تیرهای اصلی
  • کنترل کردن بهتر خیز
  • بهینه شدن ستون ها و دیوارهای برشی (لاغرتر شدن ستون ها و کاهش حجم و تعداد ستون ها)
  • بهینه سازی دال و کاهش بارهای وارد بر فونداسیون(در این سیستم دال ها تا ۳۰ % هم میتوانند سبک تر شوند)
  • به علت کاهش وزن سازه می تواند در مقابل زمین لرزه هم مقاوم باشد.
  • در بتن به روش درجا، پیش ساخته و حتی نیمه پیش ساخته هم قابل اجرا می باشد.
  • با بهینه کردن ضخامت سقف ها، ارتفاع کلی ساختمان را کاهش دهد.

سایر مزایای سقف های کوبیاکس:

  • بتن ریزی سقف های کوبیاکس بسیار آسان است.
  • سرعت نصب این سقف بسیار بالاست.
  • تکنولوژی به کار رفته در سیستم سقف کوبیاکس بسیار دوستدار محیط زیست است. و مصالح قابل بازیافت در آن به کار می رود. و مصرف مواد سمی که برای محیط زیست خطرناک هستند در آن به میزان ۲۰% کاهش می یابد.
  • سیستم کوبیاکس از گروه سیستم های دال ستونی می باشد. به نحوی که دال تخت بتنی بدون نیاز به تیر، مستقیما بر روی ستون ها و دیوارهای برشی استقرار می یابد.

برای دریافت اطلاعات جامع تر در زمینه سیستم سقف های کوبیاکس و همین طور شیوه اجرای این سقف ها، توصیه میشود به کتاب ” فوت و فن های ساختمان سازی ” و کتاب های ” دستیار مهندسان مجری و ناظر (۳ جلد) ” انشارات نوآور، مراجعه شود.

موفق باشید.
فاطمه صالحی

انتشارات نوآور
ناشر تخصصی کتاب‌های نظام مهندسی

0 نظر در مورد «سیستم سقف کوبیاکس و حوزه کاربرد آن در ایران»

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *