مقایسه سقف کوبیاکس با سقف پیش تنیده

به طور کلی افزایش طول دهانه ها برای ایجاد فضاهای بزرگ تر موجب افزایش وزن سازه و در نتیجه ابعاد اجزای باربر سازه ای و هزینه های اجرایی می شود. همچنین با توجه به اینکه سقف ها بیشترین سهم را از وزن کلی سازه دارا هستند، کاهش وزن سقف ها از اهمیت ویژه ای در سبک سازی سازه برخوردار است. در صد سال اخیر روش های متنوعی برای کاهش وزن سازه ارائه شده، که می توان به سیستم پیش تنیدگی یا استفاده از مصالح با وزن مخصوص پایین در مکان هایی که اهمیت سازه ای ندارند، اشاره نمود.

کوبیاکس و سقف پیش تنیده به روش پس کشیده

پیش تنیدگی به دو روش عمده پیش کشیدن (Pre Tension) و پس کشیدن (Post Tension) انجام می شود. در سقف های بتنی پیش تنیده پس کشیده، نیروی پیش تنیدگی در بتن، توسط کشش کابل ها بعد از ریختن بتن و رسیدن بتن به مقاومت لازم، ایجاد می شود.

در اجرای سقف های PT ابتدا غلاف های فلزی جایگذاری می شوند. سپس، کابل ها درون غلاف ها قرار گرفته و پس از بتن ریزی و رسیدن بتن به مقاومت لازم، ( میزانی ذکر شده در مدارک محاسباتی طرح) کشیده می شوند. در مرحله بعد به منظور محافظت کابل ها در برابر خوردگی و زنگ زدگی، گروت یا دوغاب سیمانی مخصوص و یا مواد پلیمری مانند انواع مناسب قیر یا گریس به درون غلاف ها تزریق می شود. سیستم سقف پیش تنیده پس کشیده دو نوع هستند.

با این روش کابل های پس کشیده از میان غلاف های تخت ممتد وکوچک از جنس گالوانیزه عبور می کند که داخل غلاف ها پس از بتن ریزی و کشیده شدن کابل ها با دوغاب پر می شود.در این روش هر کابل داخل یک غلاف پلاستیکی قرار دارد (کابل قابلیت حرکت درون غلاف پلاستیکی را دارد) و مستقیماً توسط یک مهار نگه داشته می شود. پس از بتن ریزی و کسب مقاومت فشاری مورد نیاز کابل ها کشیده می شوند. در این روش نیروی فشاری از طریق مهارهای انتهایی به بتن منتقل شده و کابل در طول خود پیوندی با بتن ندارد. از آنجایی که نیازی به تامین چسبندگی بین کابل و بتن وجود ندارد، عملیات تزریق گروت در این سیستم حذف می شود.

از آنجاییکه در سیستم های پس کشیده تامین قطعات جزاً و یا کلاً از خارج از کشور است، با توجه به تحریم های بین المللی استفاده از آنها ممکن است خطرات، هزینه ها و یا تاخیراتی را به پروژه تحمیل کند.در روش پس کشیده هر کابل به یک مهار انتهایی متصل می شود و مهار انتهایی محل انتقال نیروی فشاری از کابل به بتن است. نتیجتاً از آنجایی که کابل ها، به جهت دارا بودن مشخصاتی چون مقاومت کششی بالا، مقاومت در برابر افت و وادادگی و انعطاف پذیری، نقش بسیار مهم و حیاتی دارند، در نتیجه نسبت به خطاهای ساخت، اجرا یا بهره برداری بسیار آسیب پذیر و خطر آفرین هستند.

کابل های مربوط به سیستم پس کشیده مانند کابل های برق به روی حلقه های چوبی بزرگ بسته شده اند و برای بردن آنها به روی سقف نیاز به یک فضای دپو با طول زیاد داریم تا کابل ها بر روی یک پایه فلزی قرار گرفته و در طول های حدود 20 و 25 متر بریده شوند. بنابراین فضای دپو مورد نیاز برای سیستم پس کشیده باید حداقل عرضی در حدود 5/4 و طولی 30 متر داشته باشند.

کوبیاکس

کیج های کوبیاکس از مفتول 5، 6 و گوی های آن از جنس پلی اتیلن هستند که تماماً و کاملاً در داخل کشور تهیه و تولید می‌شوند و هیچ گونه وابستگی به خارج از کشور در مراحل مختلف تولید، اجرا و بهره برداری ندارند. با عنایت به اینکه این کیج ماژول ها (گوی های کوبیاکس) نقش باربری در ساختمان ندارند و تنها نقش پر کننده را دارند و به محض رسیدن به مقاومت مورد نیاز بتن ماموریت آنها به پایان می رسد. لذا استحکام ساختمان ارتباطی با گوی ها نخواهد داشت. کیج ماژول های کوبیاکس با توجه به مقدار مورد نیاز برای هر سقف پروژه قبل از اجرای آن سقف سفارش داده می شوند و به صورت کاملاً آماده به محل پروژه ارسال می‌شوند. با توجه به اینکه آنها طول های حدود 22 متری دارند، دپو کردن آنها نیاز به فضای زیادی نمی خواهد.

پس کشیده

در اجرای سقف به روش پس کشیده بخش اعظمی از کار (مانند جایگذاری و کشیدن کابل ها) باید توسط نیروی متخصص انجام پذیرد. این امر نیاز به هماهنگی اکیپ اجرایی با نیروی کار خارج از محل پروژه دارد. توصیه می شود در سیستم پس کشیده برای بلند کردن دسته ای کابل های بریده شده و یا کویل کابل ها، تاور کرین در محل پروژه قرار گیرد زیرا کار کردن با بالابر و جرثقیل به دلیل وزن بالای کابل ها مشکل است.

بعد از اینکه بتن به مقاومت فشاری مورد نیاز رسید، می توان عملیات کشش کابل ها را آغاز نمود. هر کابل از یک طرف یا از هر دو طرف (در صورت نیاز) کشیده می شود. میزان افزایش طول هر کابل با توجه به طول و پروفیل آن محاسبه شده و پس از کشش نیز اندازه گیری می شود. بدین ترتیب صحت اجرای عملیات کنترل می شود. برای اعمال نیروی پیش تنیدگی به کابل از جک هیدرولیک استفاده می شود. پمپ هیدرولیک نیروی مورد نیاز را برای کشش فراهم کرده و عملیات کشش توسط جک انجام می شود. کالیبراسیون (واسنجی) جک و پمپ در کشش کابل ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

جهت برآورد سرعت اجرای این سیستم می توان گفت کابل های یک سقف حدود 1500 متری پس کشیده در سه روز با 8 نیروی کار جایگذاری خواهد شد. آرماتورهای مورد نیاز در سقف پس کشیده شامل کلاف های کناری، آرماتورهای تقویتی روی ستون ها و دیوارها، آرماتورهای مربوط به برش پانچ، آرماتورهای اطراف بازشوها و …است که در این مرحله روی سقف نصب می شوند. حجم آرماتوربندی در این روش در مقایسه با دال بتن آرمه کمتر است و عملاً آرماتوربندی به صورت شبکه فوقانی و تحتانی وجود ندارد.

به دلیل سهولت اجرای سقف کوبیاکس نیازی به نیروی کار متخصص و ابزار خاصی نبوده و این سقف مانند سایر سیستم های بتنی با اکیپ های ساده کارگری امکان اجرا دارد. این در حالی است که اجرای سقف پیش تنیده نیاز به اکیپ و تجهیزات اجرایی خاص دارد.توسط نیروی کار ساده قابل جابه جایی و انتقال به تمام نقاط پروژه هستند. جهت برآورد سرعت اجرای این سیستم می توان گفت کیج ماژول های یک سقف حدود 1500 متری در یک روز با 8 نیروی کار جایگذاری خواهد شد.

پس کشیده

بتن مورد استفاده در سقف پس کشیده با عیار 450 در طراحی نقشه ها درنظر گرفته می شود که عموماً به دلیل عدم اطمینان از کیفیت بتن ارائه شده و اهمیت مقاومت بالای مورد نیاز به جهت تحت فشار قرار گرفتن آن پس از کشیدن کابل ها، بتن با عیار 500 سفارش داده می شود.

حساسیت کار در این مورد به دو جهت بالاست، یک به جهت لزوم رسیدن به مقاومت 80 درصد در زمان قبل از کشیدن کابل ها و دیگری اینکه در صورتی که به اشتباه بتن به مقاومت مورد نظر نرسد، بتن با مقاومت پایین دچار ترکیدگی خواهد شد. بعد از بستن آرماتورها و قرارگیری کابل ها روی سقف، بتن ریزی انجام می شود. در این مرحله باید در مورد ویبره زدن اطراف مهارهای انتهایی دقت کافی به خرج داد.

بتن ریزی سقف های پس کشیده در یک مرحله انجام می گیرد، اما این امر مستلزم دقت بالایی است به این دلیل که در حین بتن ریزی و ویبره کردن اسپیسرها دچار شکستگی و کابل ها دچار خوردگی یا جابه جایی نشوند. تا زمانی که بتن به مقاومت نرسیده، نمی توان کابل ها را کشید و قالب ها رو باز کرد. در سیستم پس کشیده اجرای کامل سقف حدود سه تا چهار هفته کاری زمان خواهد برد و تنها در ساختمان های با اسکلت بتنی قابل اجرا هستند.

از مزایای دال پس کشیده ضخامت کم این دال در مقایسه با دیگر دال ها است. البته این موضوع تبعاتی مانند لرزش و ارتعاش این سقف ها را به دنبال دارد. به همین جهت برای اجرای سقف پس کشیده در دهانه های بلند، به جهت کنترل خیز و ارتعاش، گاهی ضخامت سقف افزایش می یابد که موجب سنگین شدن سقف می‌شود. در سیستم پس کشیده تیرهای آویزدار و کتیبه های بیرون زده مشاهده می شود که نیاز به اجرای سقف کاذب را به همراه دارد.

می توان گفت یکی از بزرگ ترین مشکلات سیستم پس کشیده، ایجاد بازشو پس از اجرای سقف است. به دلیل نقش مهم و سازه ای کابل ها تعبیه بازشو در مسیر کابل ها امکان پذیر نیست و آسیب های فنی و مشکلات جدی در استحکام سازه ایجاد خواهد کرد. همچنین به لحاظ استفاده از بتن با مقاوت بالاتر، تحت فشار کابل، در هنگام تخریب حالتی مانند انفجار در بتن ایجاد می شود. به همین دلیل گاهی در روش پس کشیده محل هایی برای عبور تأسیسات احتمالی در آینده تعیین می‌شود که مطابقت با نقشه های تأسیسات در حین ساخت ندارند.

در مورد سقف کوبیاکس عیار بتن در حین طراحی 350 درنظر گرفته می شود که در صورت حساسیت کارفرما بتن با عیار 400 خریداری می شود. در ضمن بتن مورد استفاده در سقف کوبیاکس بتن معمولی است، در حالی که بتن سقف پس کشیده باید با عیار 400 کیلوگرم ساخته شود. از آنجایی که گوی های کوبیاکس در قفسه ها مهار شده اند و جابه جایی آنها در قفسه ها در حین بتن ریزی به میزانی مجاز است که از قبل در محاسبات در نظر گرفته شده است. تنها اتصال کیج ها به می‌گرد های پایین برای ثابت نگه داشتن گوی ها هنگام بتن ریزی کافی است.

در این سقف توصیه می شود جهت بتن ریزی آسانتر و جلوگیری از کرمو شدن زیر سقف، بتن ریزی در دو مرحله متوالی صورت گیرد. در ابتدا یک لایه 10 سانتی در کل سقف بتن ریزی و ویبره می شود و سپس در مرحله دوم تا تراز مورد نظر بتن ریزی تکمیل شود. البته باید توجه داشت به هیچ وجه لایه اول به گیرش اولیه نرسد و درز سرد افقی ایجاد نشود. این نوع دال مجوف نیاز به ویبره بیشتری در مقایسه با سقف های سنتی دارد اما الزامی نیست ما بین تمام گوی ها در هر جهت عمل ویبره انجام شود. فرم کروی شکل گوی های کوبیاکس باعث سهولت حرکت بتن به زیر گوی ها می شود.

مطلوب ترین نوع سازه برای اجرای سقف کوبیاکس، سازه با اسکلت بتنی است کما اینکه اجرای آن با ستون های فلزی نیز امکان پذیر است.در سقف کوبیاکس، با افزایش فاصله بین تار بالا و پایین دال، خود به راحتی می تواند خیز و ارتعاش را بدون افزایش بتن مصرفی و سنگین کردن سقف کنترل نماید. همچنین سقف کوبیاکس به دلیل داشتن حفره های هوایی داخل سقف، در برابر انتقال صدای هوابرد و گسترش آتش مقاومت خوبی دارد.در سیستم کوبیاکس تیر در معنای مصطلح قابل حذف بوده که در صورت حذف باربری جانبی توسط دیوارهای برشی تأمین می شود. دیوارهای برشی به همراه عملکرد دیافراگمی دال تخت کوبیاکس، اصل اساسی مقاومت در برابر زمین لرزه در این سیستم است.