عمران مدرن بازار نوین ارتباطات ساختمانی
سقف کوبیاکس نوعی دال دوطرفه توخالی است که در آن بتن غیرسازه ای بخش مرکزی دال حذف و با گوی های پلاستیکی از جنس پلی اتیلن یا پلی پروپیلن جایگزین می شود. گوی های کوبیاکس در بین دو شبکه میلگردی بالا و پایین قرار گرفته و باعث کاهش وزن مرده و حفظ عملکرد باربری دوطرفه می گردند. این گوی ها از اتیلن و پلی اتیلن بازیافتی تولید می شوند که به کاهش هزینه ها کمک می کند. سقف های کوبیاکس در بین پیمانکاران و مهندسین بسیار محبوب اند، چرا که به خاطر ساختار توخالی، نسبت به انواع سقف دیگر مانند سقف تیرچه بلوک و سقف پیش تنیده وزن کمتری دارد. علاوه بر این، بار را روی دو محور تقسیم می کنند و بدین ترتیب فشار اضافی را از روی سقف برمی دارند.
در سال ۱۹۹۸، تحقیقات نشان داد که این دال ها می توانند بدون نیاز به تقویت برشی اضافی، ظرفیت باربری مناسبی داشته باشند. بین سال های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۴، پروژه های آزمایشی متعددی با سیستم کوبیاکس اجرا شد و پس از آن این فناوری به طور مداوم توسعه یافت.
در سال ۲۰۰۴، کوبیاکس به عنوان نام تجاری این فناوری ثبت شد و از سال ۲۰۰۵ قالب های کروی سقف کوبیاکس به صورت صنعتی تولید شدند. در ادامه، با معرفی مدل های Slim-Line،Eco-Line و در نهایت Cobiax CLS، امکان اجرای دال های نازک تر، ایمن تر و با عملکرد سازه ای بالاتر فراهم شد و سیستم کوبیاکس به یکی از روش های نوین و کارآمد در ساخت دال های بتنی سبک تبدیل گردید.
انواع قالب کوبیاکس
به طور کلی قالب های کوبیاکس در سه مدل اصلی تولید می شوند که هرکدام برای شرایط اجرایی و ضخامت های متفاوت دال کاربرد دارند.
قالب کوبیاکس Eco-Line
در میان انواع کوبیاکس سقف ، مدل اکولاین شناخته شده تر و قدیمی تر است و به صورت گوی های کروی ساده می باشد. به طور معمول، وقتی دهانه بزرگ تر باشد یا ضخامت دال افزایش پیدا کند، اکولاین کاربرد بیشتری دارد. ساختار هر ماژول هم معمولاً از ۵ تا ۸ گوی به اضافه قطعات نگهدارنده تشکیل می شود.
قالب کوبیاکس Slim-Line
اسلیم لاین نسل دوم کوبیاکس سقف است که به دلیل شکل بیضی، نصب و جابه جایی راحت تری دارد. این مدل برای اجرای دهانه های بزرگ با ضخامت کمتر طراحی شده است.
ماژول های آن معمولاً شامل ۶ تا ۷ قالب بیضوی به همراه المان های نگهدارنده فولادی هستند.
قالب کوبیاکس CLS
CLS نسل سوم سیستم سقف کوبیاکس است که با قالب های مربعی–بیضوی شناخته می شود. این مدل به دلیل چیدمان منظم تر، معمولاً نصب ساده تر داشته و از نظر ایمنی و عملکرد اجرایی نسبت به مدل های قبلی بهبود یافته است.
در جدول زیر ویژگی های مختلف این سقف ها از جمله میزان تاثیری که در کاهش بتن دارند و نیز ضخامت دال آنها ارائه شده است.
| ویژگی | Eco‑Line | Slim‑Line | CLS |
| شکل قالب | کروی ساده | بیضوی (دو تکه) | مربعی–بیضوی |
| مناسب برای (دهانه و ضخامت) | دهانه بزرگ + ضخامت زیاد | دهانه بزرگ + ضخامت کمتر | دهانه بزرگ + ضخامت دلخواه |
| کاهش بتن (لیتر/متر مربع) | ۱۱۵ تا ۱۹۱ | ۵۳ تا ۱۳۵ | ۴۶ تا ۲۵۹ |
| کاهش بار (کیلوگرم/متر مربع) | ۲۸۶ تا ۴۷۷ | ۱۳۲ تا ۳۳۷ | ۱۱۴ تا ۶۴۹ |
| کاهش CO₂ (تن/متر مربع) | تا ۰.۰۲۴ ۰.۰۴ | تا ۰.۰۱۱ ۰.۰۲۸ | تا۰.۰۱ ۰.۰۵۴ |
| ضخامت دال (cm) | ۴۰ تا ۷۵ | ۲۲ تا ۵۶ | ۲۰ تا ۸۰ |
| نکته کلیدی | قدیمی ترین روش اجرای سیستم؛ استفاده گسترده و عملکرد تأییدشده | نصب و جابه جایی آسان تر به دلیل شکل بیضوی | بهبود لجستیک، نصب، ایمنی و عملکرد نسبت به EL/SL |
مقایسه انواع قالب کوبیاکس
اجزای اصلی سقف های کوبیاکس
اجزای اصلی تشکیل دهنده سقف کوبیاکس شامل بتن، آرماتور، قالب های پلاستیکی و اسپیسرها می باشد. هر یک از این اجزا نقش تعیین کننده ای در عملکرد درست سقف ایفا می کنند.
| اجزای تشکیل دهنده سقف کوبیاکس | ||
| جزء | توضیح | نقش در سقف کوبیاکس |
| بتن | بدنه اصلی دال که در بالا و پایین قالب های توخالی قرار می گیرد. | انتقال بار، ایجاد یکپارچگی و تأمین عملکرد کلی سقف کوبیاکس |
| آرماتور | میلگردهای فولادی (معمولاً به صورت شبکه) برای مقاومت کششی. | افزایش مقاومت خمشی/کششی و کنترل رفتار سازه ای دال |
| مش فوقانی و تحتانی | شبکه های میلگردی در بالا و پایین دال. | توزیع یکنواخت بار، کنترل ترک خوردگی و مبنای جانمایی ماژول ها |
| قالب توخالی (گوی/بیضی/مربعی-بیضوی) | المان پلاستیکی سبک ساز (اغلب از پلاستیک بازیافتی) که در هسته میانی دال قرار می گیرد. | حذف بتن غیر باربر و کاهش وزن سقف های کوبیاکس |
| کیج/نگهدارنده (ماژول قفسه ای) | سازه مدولار برای نگهداری و تثبیت قالب های توخالی در موقعیت طراحی شده. | ثابت نگه داشتن قالب ها در زمان اجرا و افزایش دقت نصب |
| خرپای فلزی ماژول | ساختار سه بعدی از آرماتور که قالب ها را مهار می کند. | پایداری ماژول و حفظ فاصله لایه های آرماتور در حین بتن ریزی |
| میلگرد سنجاقی (قلاب دوخت) | میلگرد خم شده برای اتصال بهتر شبکه ها و تثبیت ردیف های مجاور. | بهبود یکپارچگی، فیکس کردن ماژول ها و کمک به عملکرد دال در نواحی حساس |
| اسپیسر | قطعه فاصله گذار (پلاستیکی/فلزی/چوبی) برای تنظیم فاصله قالب تا مش ها و حفظ کاور. | تنظیم ارتفاع و تراز اجزا مطابق نقشه و جلوگیری از جابه جایی در اجرا |
بتن
بتن بدنه اصلی دال را تشکیل می دهد و وظیفه اصلی آن انتقال بار و تحمل بارهای فشاری است. ولی در عین حال با توجه به وزن بالایی که دارد باعث افزایش وزن ساختمان می شود. این موضوع می تواند در موارد مختلف از جمله زلزله نه تنها ایمنی ساختمان را کم کند بلکه با افزایش برش پایه ساختمان باعث خرابی های زیادی شود
آرماتور و مش فوقانی و تحتانی
میلگردها در کنار بتن نقش مقاومت در برابر بارهای وارده را بر عهده دارند. میلگردها به شکل شبکه مش بالا و پایین چیده می شوند تا مقاومت کششی و خمشی تأمین شود. یکی دیگر از نقش های اساسی آرماتورها تحمل بار کششی و جلوگیری از ترک خوردگی بتن است.
قالب های کوبیاکس سقف
این قالب ها از پلیمر سبک و مقاوم (اغلب بازیافتی) ساخته می شوند و در هسته میانی دال قرار می گیرند تا بتن غیر باربر حذف شود که این موضوع باعث کاهش وزن چشمگیر در سقف می شود. این قاب ها به شکل های گوناگونی از جمله کروی، بیضوی یا مربعی-بیضوی تولید می شوند.
نگهدارنده، قفسه یا کیج ماژولار (ماژول قفسه ای)
نگه دارنده ها و قفسه های به کار رفته در سقف کوبیاکس نقش مقاومتی ندارند بلکه برای چیدمان درست و برقراری نظم در اجزا مورد استفاده قرار می گیرند.
خرپای فلزی ماژول (در کیج ها)
یک ساختار فضایی از آرماتور که قالب های کوبیاکس سقف را مهار می کند و فاصله بین لایه های آرماتور را پایدار نگه می دارد.
میلگرد سنجاقی (قلاب دوخت)
برای اتصال بهتر مش بالا و پایین، ثابت کردن ردیف های مجاور ماژول ها و کمک به عملکرد بهتر دال به خصوص در ناحیه های حساس اجرایی، استفاده می شود.
اسپیسر
قطعه فاصله گذار از جنس پلاستیک، فلز یا چوب است که برای تنطیم فاصله قاب تا مش ها و همچنین رعایت کاور مناسب برای بتن به کار می رود.
نکات و الزامات اجرایی سقف کوبیاکس
با توجه به بکارگیری قالب های گوناگون، اجرای سقف کوبیاکس مانند سقف های نوظهور دیگری همچون سقف های وافل و سقف یوبوت، باید با دقت بالا و رعایت جزئیات اجرایی انجام شود. برای اجرای صحیح سقف کوبیاکس رعایت چند نکته کلیدی ضروری است. این موارد که در ادامه بررسی می شوند در نهایت باعث می شوند که سازه رفتار مناسب و مورد انتظار طراح را از خود نشان دهد.
پوشش بتن و جانمایی گوی های کوبیاکس
بر اساس نقشه و ضوابط پروژه حداقل ضخامت بتن پوششی در بالا، پایین و بین گوی ها معمولاً ۵ سانتی متر در نظر گرفته می شود. همچنین برای جلوگیری از بالا آمدن کوبیاکس سقف هنگام بتن ریزی، باید کیج ها را به مش تحتانی مهار و فیکس کرد.
بازشوها، داکت های تأسیساتی و آرماتور تقویتی سقف کوبیاکس
قبل از بتن ریزی باید طبق طراحی سازه محل داکت ها و بازشوها روی سقف مشخص و اطراف بازشوهای بزرگ آرماتورهای تقویتی اجرا شود. بازشوهای بزرگ (مثل شفت، پله، آسانسور یا داکت های حجیم) مسیر انتقال نیرو را قطع می کنند و باعث تمرکز تنش و ایجاد ترک در گوشه ها می شوند که می تواند خسارت های جبران ناپذیری در پی داشته باشد. به همین دلیل، مهندس طراح معمولاً یک نوار توپر بتنی و آرماتورگذاری تقویتی را مشخص می کند تا سختی و مقاومت از دست رفته جبران شود.
اطراف ستون و دیوارهای سقف کوبیاکس
در نواحی نزدیک ستون ها و دیوارها که معمولاً منطقه حساس برشی است، برای حفظ فاصله مش بالا و پایین و افزایش ظرفیت برشی، از میلگردهای رکابی یا تقویتی مطابق نقشه محاسب استفاده می شود.
بتن ریزی، روانی بتن و ویبره
برای جلوگیری از ایجاد فضای خالی در زیر گوی های پلاستیکی، بتن باید روانی کافی داشته باشد. معمولاً طبق طرح اختلاط از افزودنی روان کننده استفاده می شود. همچنین ویبره کامل و اصولی ضروری است تا بتن همه فضاهای زیر و اطراف قالب های سقف کوبیاکس را پر کند.
قالب برداری و شمع بندی کوبیاکس
پس از باز کردن قالب ها، توصیه می شود همه جک ها هم زمان جمع نشوند و بخشی از شمع ها طبق برنامه زمان بندی و دستورالعمل اجرایی نگه داشته شوند. این کار باعث می شود تا تغییر مکان های ناخواسته رخ ندهد.
ضوابط سازه ای و حدود رایج طراحی سقف های کوبیاکس
استفاده از سقف های کوبیاکس باید مطابق آیین نامه ها و مقررات ملی ساختمان و با تأیید مهندس محاسب انجام شود.
برخی منابع اجرایی، محدودیتی در استفاده از سقف کوبیاکس به شکل دال تخت مطرح می کنند و آن هم محدود کردن استفاده از آن برای ساختمان های بیشتر از ۳ طبقه می باشد. در واقع برای طبقات بیشتر، استفاده از سیستم مقاوم جانبی مثل دیوار برشی را ضروری می دانند، اما تصمیم نهایی در این مورد مربوط به طراح سازه و ضوابط پروژه است.
درباره دهانه نیز گاهی حدود رایج ۶.۵ متر برای دال تخت و تا حدود ۸ متر در ترکیب با قاب بتن آرمه (تیر و ستون مجزا) ذکر می شود. با این حال مقدار نهایی باید بر اساس طراحی سازه و کنترل های آیین نامه ای باشد.
بارهای مرده و کاربری پارکینگ
برای بار مرده عددی در حدود ۲۶۰ کیلوگرم بر مترمربع در بعضی دستورالعمل ها ارائه شده است. ولی مقدار دقیق باید مطابق مشخصات معماری و اجرایی پروژه تعیین شود. اجرا در پارکینگ هم وابسته به طراحی بارگذاری است. محدودیت هایی برای خودروهای سواری (مثلاً وزن و بار متمرکز مشخص) وجود دارد، اما معیار نهایی همان محاسبات بارگذاری و تأیید محاسب است.
مزایای سقف کوبیاکس چیست
مزایای سقف کوبیاکس شامل کاهش بار مرده سازه، امکان اجرای دهانه های بزرگتر، قابلیت اجرای پلان های پیچیده تر معماری می باشد.
۱. کاهش وزن و مصرف مصالح
حذف بتن غیرسازه ای، وزن دال و به تبع آن بار مرده ساختمان را کاهش می دهد. به طوری که کاهش مصرف بتن تا حدود ۳۵٪ هم گزارش شده است.
۲. افزایش سرعت اجرا
به دلیل آماده بودن ماژول ها، سرعت اجرا تا حدود ۲۰٪ بهتر می شود. همچنین یکپارچگی دال، بعضی فعالیت های وقت گیر را کم و برنامه ریزی کارگاهی را راحت تر می کند.
۳. امکان اجرای دهانه های بزرگ تر با ستون های کمتر
سقف کوبیاکس امکان اجرای ستون با فواصل بیشتر را فراهم می کند و دست طراح را برای پلان های منعطف تر باز می گذارد.
۴. کیفیت بهتر فضای معماری و تغییر کاربری
با افزایش دهانه و کاهش ستون، فضای داخلی کاربردی تر می شود. همچنین بازسازی یا تغییر کاربری ساختمان معمولاً ساده تر خواهد بود.
۵. صرفه جویی اقتصادی در برخی پروژه ها
کاهش بتن، امکان کاهش ابعاد برخی اجزا و حتی کاهش ارتفاع کلی سازه می تواند هزینه های کلی پروژه را کاهش دهد. به عنوان مثال، برای یک سقف با ضخامت حدود ۵۵ سانتی متر کاهش هزینه نسبت به دال توپر تا حدود ۳۰٪ هم ذکر شده است. اجرای سقف کوبیاکس نسبت به اجرای سقف عرشه فولادی و اجرای سقف تیرچه کرومیت هزینه بیشتری دارد.
۶. مزایای زیست محیطی
کاهش مصرف بتن به کاهش انتشار CO₂ کمک می کند. همچنین قالب ها معمولاً از پلاستیک بازیافتی ساخته می شوند.
۷. مناسب برای خاک های نسبتاً ضعیف
چون بار مرده کمتر می شود، فشار وارد بر فونداسیون کاهش می یابد. این موضوع در پروژه های اجرایی روی خاک های ضعیف مزیت محسوب می شود.
معایب سقف کوبیاکس چیست
۱. عدم توجیه اقتصادی در پروژه های کوچک
در پروژه های کوچک و گاهی تا متوسط، هزینه های قالب، لجستیک و مدیریت اجرا ممکن است باعث شود سیستم مقرون به صرفه نباشد.
۲. نیاز به دقت اجرایی و نظارت
با اینکه اجرای سقف کوبیاکس ذاتاً پیچیدگی خاصی ندارد، اما بی دقتی در چیدمان قالب ها، مهار ماژول ها، بتن ریزی و ویبره می تواند به کیفیت دال لطمه بزند.
بنابراین می توان گفت اجرای سقف های کوبیاکس نیاز به نیروی خیلی خاص ندارد، اما به تیم آشنا و نظارت دقیق نیاز دارد.
۳. محدودیت های طراحی و ضخامت
در بعضی پروژه ها، محدودیت های ضخامت یا جزئیات اجرایی کوبیاکس ممکن است با نیازهای معماری و تأسیساتی هماهنگ نباشد.
۴. دشواری دپو و لجستیک
انتقال و جابه جایی ماژول ها در کارگاه (مخصوصاً در کارگاه های کوچک یا شلوغ) می تواند سخت تر از سیستم های ساده تر باشد.
۵. بحث استانداردها و طراحی لرزه ای
برای کوبیاکس ، استانداردهای اختصاصی یکپارچه در همه آیین نامه های لرزه ای رایج وجود ندارد و معمولاً طراحی باید با تکیه بر اصول دال های دوطرفه و کنترل های دقیق محاسب انجام شود. این موضوع بهتر است با توجه به ضوابط کشور و پروژه و نظر محاسب بررسی شود.
کاربرد سقف کوبیاکس
در مجموع، سقف کوبیاکس یک دال مجوف دوطرفه است که با قرار دادن قالب های توخالی در هسته دال، بتن غیر باربر را حذف می کند. در پاسخ به پرسش سقف کوبیاکس چیست ، باید گفت سقفی است سبک تر با مصرف بتن کمتر و امکان دهانه های بازتر. همین موضوع باعث می شود در بسیاری از پروژه ها، کاهش وزن سازه، بهبود انعطاف معماری و در برخی شرایط افزایش سرعت اجرا و کاهش اثرات محیط زیستی قابل دستیابی باشد.
در عین حال، سقف های کوبیاکس زمانی بهترین انتخاب اند که طراحی سازه و جزئیات اجرایی دقیق باشد. جانمایی ماژول ها، مهار مناسب، بتن ریزی و ویبره درست و نظارت فنی اهمیت زیادی دارد. همچنین اجرای آن در پروژه های کوچک همواره توجیه اقتصادی ندارد و تصمیم نهایی باید با توجه به ضوابط پروژه، محدودیت های اجرا و نظر مهندس محاسب گرفته شود.
برای مطالعه بیشتر:
دیدگاهتان را بنویسید