طراحی سقف یوبوت

امروزه استفاده از سیستم دال مجوف که با برندهای بوبوت، کوبیاکس شاید به گوش بخورند، در صنعت ساختمان سازی و طراحی سازه به جهت مزایای آنها فراگیر شده و شاهد استفاده از این نوع تکنولوژی در ساختمان های بتنی خواهیم بود. از جمله مزیت هایی که در این نوع سیستم ها دیده می شود می توان به موارد نظیر کم شدن وزن نسبی سازه به دلیل حضور بلوک های توخالی، عدم نیاز به استفاده از تیرهای آویز در صورت انتخاب سیستم سازه ای مناسب، کاهش ارتفاع کلی سازه، ایجاد سطحی صاف در زیر سقف و قالب بندی راحت سطح زیرین دال اشاره کرد. در کنار مزایای اشاره شده، از جمله معایب آن می توان به عدم شناخت رفتار لرزه ای این نوع سقف ها اشاره کرد. سقف های دال بتنی مسلح مجوف بسته به شکل ظاهری بلوک های ماندگار، در حال حاضر به دو دسته تقسیم بندی می شوند که به شرح زیر می باشد:
1- دال های بتن مسلح مجوف با استفاده از بلوک های توخالی کروی شکل
2- دال های بتن مسلح مجوف با استفاده از بلوک های توخالی مکعبی شکل
سقف بوبوت

استفاده از هر یک دو مورد فوق بسته به شرایط پروژه می تواند انتخاب شود. هر یک به نسبت دیگر مزایا و معایبی دارند. ممکن است این سوال ذهن خواننده را درگیر کند که بلوک های توخالی موجب کاهش مقاومت نخواهند شد؟ در پاسخ باید گفت که اگر مقطع را تحت لنگر خمشی بررسی کنیم به این نتیجه می رسیم که بلوک های توخالی در اصل در تار خنثی قرار دارند هرچند طراحی باید به گونه ای باشد که بلوک فشاری در نظر گرفته شده به مقطع بلوک های توخالی تجاوز نکنند. یعنی در عمل قسمتی از بتن را حذف می کنیم که در طراحی نقش مهمی ندارند. در محل اعمال بارهای متمرکز و یا تکیه گاه ها همچون ستون ها و یا دیوارها، تنش های برشی افزایش می یابد که اگر مقدار این تنش ها از نصف مقاومت برشی تجاوز کند، دیگر مجاز به استفاده از بلوک های توخالی نمی باشیم و در آنجا مقطع دال باید به صورت توپر اجرا شود. در دال های معمولی برای افزایش مقاومت برشی از کتیبه استفاده می کنند که با مشکلات اجرایی رو به رو می باشد. یکی از ضوابط و معیار های بسیار مهم در طراحی این نوع سقف ها اعمال نیروی طراحی دیافراگم ها است به طوری که استاندارد 2800 در این باره اینگونه بیان می کند که دیافراگم های صلب و نیمه صلب باید برای تلاش های برشی و خمشی طراحی شوند. طبق این رابطه، تمامی سقف ها خصوصا سقف هایی که تیر خمشی زیادی ندارند مانند سقف های مجوف باید طراحی شوند چرا که ممکن است به یکی از پارامترهای تاثیرگذار برای طراحی آنها به شمار آید.

ضوابط طراحی دال های بتنی مجوف با بلوک های توخالی مکعبی شکل

1- در طراحی سقف یوبوت از قالب ماندگار برای ساخت سقف های بتن مسلح دوطرفه مجوف استفاده می شود. در این قالب های ماندگار، بین شبکه آرماتوربندی لایه زیرین و لایه فوقانی سقف قرار می گیرند و در نهایت مقطع دال سقف به لحاظ سازه ای متشکل از تیرچه های متعامد در نظر گرفت.
2- حداقل فاصله بین بلوک های ماندگار در طراحی سقف یوبوت در هر جهت نباید از 10 سانتی متر کمتر باشد و نسبت ضخامت سقف به فاصله بین بلوک ها در هیچ حال نباید بیشتر از 3.5 باشد.
3- براگذاری ثقلی و لرزه ای به ترتیب باید بر اساس آخرین ویرایش مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "بارهای وارد بر ساختمان" و "استاندارد2800" اعمال شود.
4- استفاده از این نوع سقف بتنی در ساختمان های با اسکلت بتن مسلح مندرج در استاندارد 2800 ایران و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه" رعایت شود و در طراحی، ساخت و اجرای اسکلت این ساختمان ها، ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران و آیین نامه ACI 318-14 رعایت شود.
5- مطابق استاندارد 2800 ایران، استفاده از این نوع سیستم سقف (دال تخت) به همراه ستون های بتن آرمه در صورتی مجاز است که مقاومت در برابر نیروی های جانبی توسط دیوارهای برشی بتن مسلح تامین می شود.
6- طراحی دیوارهای برشی و نیز کنترل تغییر مکان جانبی طبقات باید با فرض عدم مشارکت خمشی دال مجوف در تحمل نیروهای زلزله انجام شود. ستون ها باید تحمل جابجایی ناشی از اعمال بارهای جانبی و ثقلی به کل سازه را دارا باشند و برای نیروهای ناشی از آن طراحی شوند. تامین ضوابط دیافراگم صلب در این سیستم سقف با توجه با استاندارد 2800 ایران الزامی است.
7- در این سیستم، به خصوص در حالت بزرگ بودن دهانه و وجود نیروهای ثقلی قابل ملاحظه، در نظر گرفتن تمهیدات لازم به منظور کنترل برش سوراخ کننده (برش پانچ) بسیار حائز اهمیت بوده و باید ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران و آیین نامه ACI 318-14 در این زمینه کنترل و رعایت شود.
8- باید تیرچه های ما بین بلوک های ماندگار برای برش مطابق با ضوابط این آیین نامه ها طراحی شوند. در مواردی که در هر جهت مطابق طرح برای برش، به خاموت گذاری نیاز باشد باید در مقطع تیرچه خاموت به شکل سنجاقی یا رکابی، متکی به فولاد های بالا و پایین تیرچه و به تعداد لازم، پیش بینی شود.
9- حداقل ضخامت بتن در بالا و پایین قالب ها 5 سانتی متر است.
10- شبکه آرماتور بالایی و زیرین باید تمهیدات مناسب به گونه ای استقرار یابد که پوشش بتنی ما بین آرماتور و سطح قالب ماندگار حداقل چهارسوم بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه بتن و حداقل 20 میلی متر باشد.
11- در طراحی سقف یوبوت اتصال این سیستم سقف به اسکلت سازه ای ساختمان باید به گونه ای باشد که بار های ثقلی و جانبی وارده به راحتی توسط سیستم سقف تحمل شده و به اسکلت سازه ای ساختمان منتقل شود.
12- پیش بینی اعضای لبه و اعضای جمع کننده در دیافراگم سقف الزامی است. طرح لرزه ای دیافراگم و کنترل کفایت اعضای لبه و اعضای جمع کننده باید مطابق آیین نامه های معتبر بین المللی مانند ACI 318-14 و ASCE 7-10 صورت گیرد. کلیه اعضای در مسیر انتقال نیروهای دیافراگم (در حین اعمال بارهای زلزله) به سیستم باربر جانبی باید دارای مقاومت کافی باشند. همواره باید در محل اعضای جمع کننده تیر بتن آرمه پیش بینی شود و به این منظور ضروری است در عرضی که طبق محاسبات تعیین می شود سقف به صورت تو پر اجرا شود و آرماتورگذاری طولی به همراه خاموت گذاری در مقطع توپر (تیر مدفون) انجام گیرد.