09123058416, 09366929939info@tahkimsazeh.ir

سقف عرشه فولادی

تاریخچه سقف عرشه فولادی :

در سال 1742میلادی شیمیدان فرانسوی به نام پل مالوبن برای اولین بار روشی را برای کااور کردن آهن اختراع کرد . پل مالوین با غوطه ور کردن آهن درون روی مذاب ، آهن کاور شده را تولید می کرد .

در سال 1820 میلادی ، کنگره ای کردن ورق گالوانیزه توسط مهندس معمار به نام هنری پالمر برای اولین بار صورت گرفت . مقاوت زیاد ، وزن کم و جا به جایی و اجرای راحت م.جب شد که به سرعت در صنعت ساختمان وارد شود .

سقف عرشه فولادی در سال 1939 میلادی توسط انستیتو سقف فولادی SDI به طور رسمی با تدوین یک استاندارد برای طراحی و اجرا و بهره برداری وارد صنعت ساختمان شد . با گذشت زمان بالاخره در سال 1980 میلادی سیستم عرشه فولادی توسط شرکت های آمریکایی و اروپایی به عنوان تکنولوژی نوین که دارای مزیت های فراوانی بود و وارد عرضه ساختمان گردید .

در کشورهایی چون شیلی  ، استرالیا ، ایالت متحده و نیوزلند و چندی بعد در انگلستان و هندوستان گسترش یافت و به دنبال آن در سایر کشورهای اروپایی اجرای این سقف متدوال گشت .

در سال های اول که سقف مرکب عرشه فولادی از آمریکا وارد ایران شده بود امکانات و تجهیزات کافی برای اجرای سقف عرشه فولادی وجود نداشت . و هیچ گونه استاندارد و آیین نامه ای برای این سقف در ایران تعریف نشده بود و تولید و اجرای سقف عرشه فولادی بر اساس استانداردها و آیین نامه های آمریکایی و اروپایی بود . به دلیل اینکه گل میخ سقف عرشه فولادی در ایران تولید نمی شد اصولا از کشورهای خارجی گل میخ ها را وارد می کردند ( برند KOKO ) به همین دلیل هزینه اجرا این سقف ها چندین برابر سقف کامپوزیت و دال بتنی آن زمان می شد . به مرور زمان و با گذشته چندین سال شرکت های داخلی شروع به تولید وسایل مورد نیاز سقف عرشه فولادی از جمله دستگاه های studwelding  که برای جوش گل میخ ها به روش قوس الکتریکی بود ،کردند . به دنبال آن آیین نامه ها و استاندارد های معقول در اختیار سازندگان قرار گرفت . امروزه در کشور عزیزمان ایران توانایی اجرای 3000 متر مربع سقف عرشه فولادی روزانه دارا می باشند .

معرفی سقف عرشه فولادی ( متال دک metal deck ) :

سقف های عرشه فولادی عملکردی توام با بتن و فولاد ( کامپوزیت ) هستند . منظور از سقف عرشه فولادی مقطع خمشی مختلطی می باشد که از دو قطعه ی برش گیرها و ورق های فولادی گالوانیزه ذوذنقه ای شکل ، ساخته می شود و بعد از آن با آرماتوربندی و بتن ریزی روی ورق های فولادی گالوانیزه برای اجرای سقف عرشه فولادی اقدام می کنند.

سقف عرشه فولادی در ساختمان هایی با اسکلت فلزی در مقایسه با سایر سقف ها دارای وزن کمتری می باشد و سبک تر نیز است . استفاده از عرشه فولادی در سقف های کامپوزیت سرعت اجرایی را به شدت افزایش می دهد و سپس به دنبال آن هزینه های اجرایی تمام شده برای پروژه های بزرگ کاهش می یابد .

ورق های فولادی گالوانیزه شده که در سقف عرشه فولادی به عنوان قالب بتن ریزی قرار می دهیم در سقف باقی می ماند . که این امر خود باعث افزایش دهانه های تیرریزی تا 4 متر و بیشتر بدون استفاده از شمع بندی را به ما می دهد . با توجه به مبحث 10 مقررات ملی ساختمان ایران ، با استفاده از گل میخ های استاندارد ورق به تیر جوش می خورد که این امر استاندارد ترین روش اجرایی می باشد .

بار گذاری سقف عرشه فولادی با توجه به سیستم سازه ای این سقف ، به دلیل وجود داشتن حداقل یک تیرچه فلزی در بین قالب ها بار سقف اصولا به صورت دو طرفه بر روی تیرهای پیرامونی توزیع می گردد .

سقف کامپوزیت عرشه فولادی در مقایسه با سقف های مشابه خود حدود 30 الی 40 درصد وزن کمتری دارد و سرعت اجرایی این سقف نسبت به دال بتنی و تیرچه بتن حدود 12 برابر بیشتر است .

 

اجزا سقف عرشه فولادی :

در سقف عرشه فولادی از 4 نوع مصالح استفاده می کنیم . این مصالح از این قرار می باشند :

  • ورق فولادی ، 2- گل میخ یا برش گیر ،  3- آرماتور  ،  4- بتن

1-ورق های فولادی گالوانیزه : ورق های فولادی گالوانیزه دارای ضخامت هایی بین 1/2 الی 8  میلی متر هستند . این ورق ها را با دستگاه به حالت موج دار تولید می کنند به طوری که در مقطع ورق هر موج به شکل ذوزنقه در خواهد آمد .

2 . گل میخ : گل میخ ها در واقع میان بتن و ورق های گالوانیزه هستند تا از لحاظ سازه ای بتوانند عملکرد برشی را تامین کنند از این رو به آن ها برش گیر نیز گفته می شود زیرا در واقع همان نقش برش گیر ها را دارند . قطر گل میخ ها در حدود 20 میلی متر و ارتفاع آن ها متفاوت است و بستگی به شکل ورق ها ارتفاع متفاوتی خواهند داشتند . ارتفاع گل میخ ها نباید از 40 میلی متر کمتر باشد .

گل میخ ها توسط دستگاه جوش قوس الکتریکی به تیرهای سازه متصل می شوند .

تنها روش استاندارد که گل میخ ها باید تولید شود روش فورج سرد یا نورد سرد (برای پرداخت سطحی و دقت ابعادی به کار برده می شود و همچنین جهت افزایش استحکام ورق از طریق کار مکانیکی ) می باشد .

3 . آرماتور : با توجه به وجود برآمدگی بر روی ورق های عرشه فولادی ، این ورق ها بعد از بتن ریزی نقش آرماتور کششی را پیدا می کنند به همین دلیل در اکثر مواقع تنها آرماتور حرارتی خواهیم داشت و برای افزایش سرعت از شبکه های آماده به نام مش استفاده می شود . آرماتور مورد استفاده در سقف عرشه فولادی باید از نوع آجدار  باشد .در برخی جاها از جمله کنسول ها و بازشوها و ... باید از آرماتور استفاده کنیم که در این مواقع باید ضوایط مربوط به آرماتور کششی رعایت گردد .

4 . بتن : مقا.مت فشاری بتن که بر روی سقف عرشه فولادی ریخته می شود به بتن معمولی و یا بتن سبکی که استفاده شده بستگی دارد که می تواند 200 تا 300 کیلوگرم بر  سانتی متر مربع متغیر باشد .

ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در سقف عرشه فولادی برای بتن ریزی این است که پوشش بتن روی گل میخ ها نباید از 13 میلی متر کمتر  باشد و همچنین ضخامت دال بتنی در بالای کنگره ورق ذوزنقه ای نباید از 50 میلی متر کمتر باشد .

 

 

مراحل اجرای سقف عرشه فولادی :

 

1 . دپو وانتقال دادن به طبقات : حمل ورق های گالوانیزه باجرثقیل صورت می گیرد و بعد از آن ورق های گالوانیزه باید علامت گذاری شوند و سپس توسط نیروهای انسانی و بالابرهای موجود در پروژه به طبقات مورد نظر ( بدون استفاده از ماشین آلات ) منتقل می شوند .

2 . جاگذاری عرشه فولادی : برای ثابت ماندن عرشه های فولادی بر روی تیرها و جلوگیری از حرکت ورق ها همزمان با نصب ورق ها با استفاده از بست و میخ به همراه میخکوب ورقه های فولادی را بر سر جای خود محکم می کنند . ورقه های فولادی  دارای گیره های نری و مادگی هستند که نیروهای انسانی نیمه ماهر با توضیح کارفرما و مهندسین به راحتی می توانند  آن ها را درگیر یک دیگر کنند و بعد از این کار به راحتی در طبقات رفت و آمد کنند و بدین ترتیب سرعت کار بالا می رود .

3 . نصب کردن میلگرد و گل میخ ها : برای اتصال عرشه فولادی بر روی تیرها از گل میخ ( برش گیر ) استفاده می کنند . قبل از اینکه گل میخ ها را نصب کنند یک حلقه سرامیکی در محل جوش قرار داده می شود تا حوضچه مذاب ایجاد شده در هنگام ایجاد قوس الکتریکی ، از پاشش آن ها  کنترل و محافظت  نماید .

4 . میلگرد گذاری : اجرای میلگرد های حرارتی ، آرماتورها و ضد حریق طبق نقشه های اجرایی بر روی سقف عرشه فولادی صورت می گیرد .

5 . بتن ریزی :  در این مرحله که مرحله آخر می باشد با یتن ریزی روی عرشه فولادی ، که به صورت قالب ماندگار عمل می کند انجام می شود . به دلیل کم بودن ضخامت دال و یکنواختی و یکپارچگی بدون سطح صفحات باعث می شود که مواد به آسانی و به سرعت خارج شود .

 

 

 

گل میخ :

ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان :

حداقل ارتفاع گل میخ بعد از نصب که از بالای ورق ذوزنقه ای اندازگیری می شود نباید کمر از 40 میلی متر باشد .

ضوابط  عمومی گل میخ ها :

 1 . شکل گل میخ ها باید برای جوش قوس الکتریکی با استفاده از تجهیزات اتوماتیک خاص ، مناسب باشد  2 . اندازه و نوع گل میخ ها باید در نقشه های مشخصات فنی و طراحی مشخص شده باشد .

3 . هر گل میخ باید یک حلقه محافظ در برابر حرارت از جنس سرامیک و یا مصالح مناسب دیگر داشته باشد .

4 . بعد اتمام جوشکاری و سرد شدن حوضچه مذاب باید حلقه سرامیکی شکسته و برداشته شود .

5 . حداقل ارتفاع گل میخ ها بعد از نصب بروی ورق ها باید کمتر از 40 میلی متر از بالای ورق عرشه فولادی نباشد .

6 . فاصله گل میخ ها در امتداد تیر تکیه گاهی از 900 میلی متر نباید بیشتر باشد .

ضوابط مکانیکی گل میخ ها :

 1 . سطح محلی که گل میخ ها قرار است به آن جوش شود باید عاری از هرگونه رطوبت و رنگ و فلس و .. که مانع از انجام یک جوش مطمعن می شود باشد .

2 . جنس گل میخ ها از میله های سرد کشیده شده می باشد .

3 . حلقه سرامیکی یا حفاظ قوس یاسد یه طور کامل خشک باشد .

4 . فاصله طولی و عرضی گل میخ ها از یکدیگر نباید کمتر از 38 میلی متر باشد .

5 . گل میخ هایی که داخل بتن فرو می روند حلقه سرامیکی باید برداشته و یا شکسته شود .

 

تکنیک جوشکاری گل میخ ها:

1 . گل میخ ها با استفاده از دستگاه جوشکاری ( Studwelding  ) که به یک منبع انرژی جریان یک شو با قطبیت مثبت متصل است گل میخ ها به تیر ها جوش داده می شوند .

2 . هنگامی که سطح جوشکاری مرطوب است و دمای فلز پایه کمتر از منفی 18 درجه می باشد ، انجام جوشکاری ممنوع بوده است .

3 . در پروژه ها و مکان هایی که برق سه فاز مقدور نیست می توان برای جوش مستقیم گل میخ ها به سازه فلزی از اینورتر استفاده کنیم .

4 . گل میخ ها نباید از محلی که جوش خورده است شکسته و یا جدا شود .

ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان :

الزامات فنی در مورد تهیه و نصب ورق عرشه فولادی :

1 . حداقل ارتفاع گام ورق های عرشه فولادی نباید از 75 میلی متر بزگتر باشد .

2 .حمل و جا به جایی ورق های عرشه فولادی باید به گونه ای باشد تا ورق ها آسیب نبینند .

3 . حداقل عرض نشیمن ورقه های عرشه بر روی تیرهای اصلی و تیرهای لبه برابر با نصف عرض بال تیر اهن است که این مقدار نباید کمتر از 50 میلی متر باشد .

4 . وصله ورقه های عرشه صرفا بر روی تیرهای اصلی مجاز بوده و در این حالت می بایست دو عرشه وصله شونده به طولی حداقل براب با 50 میلی متر بر روی تیر اصلی با یکدیگر همپوشانی داشته باشند .

5 . از اجرا ی ورقه های عرشه فولادی که دچار تغییر شکل های ماندگار گردیده اند خودداری شود .

6 . پس از پخش عرشه فولادی بر روی اسکلت سازه و قبل از اجرای گل میخ ، عرشه های فولادی باید به نحوه مناسبی با پرج و یا خال جوش به تیرهای اصلی و فرعی مهار گردند .

7 . پس از پخش ورق عرشه فولادی بر روی اسکلت از چرتاب ابزار آلات ، حرکت تجهیزات و ماشین آلات اجرایی و ... بر روی عرشه های فولادی که باعث تغییر شکل های ماندگار می گردد ، خودداری شود .

مزایای سقف عرشه فولادی :

1 . سرعت بالا : در سریع ترین نوع سقف عرشه فولادی می توان 500 تا 1000 متر مربع را در 1 روز تحویل داد و بیش از 50 درصد زمان اجرای سقف ها را کاهش می دهد . نصب آن آسان است و نیازی به شمع گذاری در این سقف وجود ندارد .

می توان همزمان بتن ریزی را در چند سقف به طور همزمان انجام داد و هم چنین عملیات قالب بندی ، بستن و باز کردن قالب ها که خود عملیاتی زمان بر است در سقف عرشه فولادی وجود ندارد .

به دلیل سطح یک پارچه و هموار سقف عرشه فولادی بعد از گرفتن بتن نیازی به کف سازی نیست بدین ترتیب عملیات نازک کاری با سرعت بیشتری اجرا می شود .

2 . سبک بودن : به دلیل اینکه 40 الی 70 درصد از میلگرد مصرفی کاهش می یابد .10 الی 30 درصد فولاد سازه های فلزی کاهش پیدا می کند و به همین دلیل سبک تر خواهد بود و به دلیل سبکی سقف عرشه فولادی می توان تا 2500 متر مربع در یک تریلر حمل و جابه جا کرد که هم سریع تر عملیات انتقاع صورت می گیرد و هم اینکه هزینه حمل و جا به جایی به مراتب کمتر می شود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول مقایسه سقف ها از لحاظ  سبک بودن سقف : ( وزن مخصوص بتن 2300 کیلوگرم بر متر مکعب )

مصالح مصرفی

واحد

کامپوزیت عرشه فولادی

دال تخت

تیرچه بلوک

کامپوزیت

پیش تنیده

بتن

متر مکعب

0.09

0.2

0.13

0.1

0.2

میلگرد

کیلوگرم

2.4

20.5

4

7.8

10.1

سفال +فوندوله

کیلوگرم

0

0

50

0

0

کابل

کیلوگرم

0

0

0

0

9.6

تیر فرعی

کیلوگرم

4

0

7

14

0

ورق فولادی

کیلوگرم

8.6

0

0

0

0

برش گیر

کیلوگرم

0.460

0

0

1.5

0

وزن سقف

کیلوگرم

222.46

480.6

360

263.3

479.7

 با توجه به جدول بالا وزن سقف عرشه فولادی کمتر از سایر سقف ها می باشد .

3 . استاندارد : سقف کامپوزیت قابل طراحی در نرم افزار ETABS  می باشد که در آن به کارگیری برش گیر های استاندارد که مطابق میحث دهم مقررات ملی ساختمان است . همچنین سرعت نصب بالا و راحتی اجرا را به دلیل حذف ناودونی خواهیم داشت .

4 . مدرن : به دلیل این که سقف عرشه فولادی مقاومت کششی بالایی دارد به همین دلیل قابل انعطاف ، در برابر هر نوع طراحی از سوی مهندسان معمار می باشد . به کارگیری عایق صوتی و حرارتی ممکن می باشد .

 

5 . مقرون به صرفه : هزینه اجرایی را بیش از 50 درصد نسبت به سایر سقف های اسکلت فلزی را کاهش می دهد . هزینه بالاسری و اجرا و نظارت کم می شود و به دلیل نداشتن قالب و نخواستن نیروی ماهر و ... هزینه های کارگاهی کاهش می یابد .

کاهش تیرهای فرعی به حداقل مقدار آن ( 20 الی 30 درصد در مصرف فولاد سازه صرفه جویی می شود )

 

  1. عملکرد لرزه ای : به دلیل بالا بودن صلبیت ساختمان عملکرد مناسبی در برابر زلزله خواهیم داشت .

 

7 . ایمنی بالا : به دلیل وجود روق های فولادی گالوانیزه که به صورت کامل بر روی سقف ها وجود دارند پس در هنگام زلزله ریزش آوار نخواهیم داشت و به همین دلیل خطر سقوط افراد و اشیا به دلیل ماندگاری این قالب ها از بین می رود .

8 . ارتفاع سقف : کاهش ضخامت سقف که به دنبال آن افزایش ارتفاع مفید در طبقات را خواهیم داشت .

تنظیمات طراحی سقف عرشه فولادی ETABS  :

طرح سازه ای سقف عرشه فولادی مطابق ضوابط طراحی و اجرایی مبحث دهم و نهم مقررات ملی و آیین نامه های استاندارد  AISC360-10وACI318  برای طراحی استفاده می کنیم .

مشخصات فولاد به کار برده شده بر اساس استاندارد ASTM با حداقل Fy  برابر با 230 Mpa  الزامی می باشد . طراحی گل میخ ها بر اساس میحث دهم مقررات ملی ساختمان و ایین نامه AISC 360-10 باید انجام شود و همچنین مشخصات بتن مصرفی بر اساس میحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران و ایین نامه AISC 360-10 باید رعایت شود .آرماتورهای مورد استفاده در دال بتن آرمه مطابق با ضوابط AISC360-10 نباید مقاومت تسلیم آن ها  از 525 مگا پاسکال بیشتر باشد .

در نرم افزار ایتبس در  بخش Dfine menu  گزینه Section properties  وارد می شویم از انجا  Deck sections  باید مقطع سقف عرشه فولادی را تعریف کنیم . در محل property Name  میتوانیم نام مقطع را وراد کنیم و در بخش Type  گزینه  filled را برای طراحی سقف عرشه فولادی همراه با گل میخ طراحی میکنیم .

در گزینه  slab material  برای طراحی دال بتنی کنگره ای ، مصالح بتنی را تعریف می کنیم .

در بخش deck material مصالح فولادی برای عرشه ها را انتهاب می کنیم و در بخش modeling type  گزینه  membrane  را برای سقف عرشه فولادی باید انتخاب کرد.

در بخش  property Data  :

 Tc: ضخامت دال بالای عرشه: بین 6 الی 7 سانتی متر در نظر گرفته می شود.

Wrt: عرض ریب های کنگره ای در بالا: عدد 17.5 مناسب است.

WRB: عرض ریب های کنگره ای در بالا: عدد 12.5 مناسب است.

Hr: ارتفاع پاشنه عرشه: برای اغلب ورق ها عدد 7.5 سانتی متر متداول است.

 Sr : فاصله محور تا محور هر کنگره : 30 سانتی متر در نظر گرفته می شود .

Hs : ارتفاع گل میخ بعد از جوشکاری : عدد 11.5 سانتی متر عددی مناسب می باشد .

Fu  : تنش نهایی گل میخ : بین 4000 تا 50000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع با توجه به نوع مصالح گل میخ متغییر می باشد .

 

 

 

 

 

 

 

 

مقایسه سقف کامپوزیت سنتی با کامپوزیت عرشه فولادی ( HBC  ) :

شرح

سقف کامپوزیت سنتی

HBC

قالب بندی

تمام سقف

ندارد

برش گیردر هر متر

5 عدد

2.5 عدد

وزن تیر فرعی

14 کیلوگرم بر متر مکعب

5 کیلوگرم بر متر مکعب

هزینه جوشکاری بابت تیر فرعی

تا دهانه 3 متر X

تا دهانه 7 متر 5X

 

2X

کاهش وزن سقف

---------

حداقل 10درصد

میلگرد مصرفی در هر متر

8 کیلوگرم

2.5 کیلوگرم

وزن بتن در هر متر مربع

240 کیلوگرم

203 کیلوگرم

هزینه جوش برش گیر

X  ریال

ندارد

مدت زمان اجرا برای سطح مساوی

10

1

کاهش اهن الات

-------

حداقل 15 درصد

 

 

 

 

ارتباط با ما

آدرس دفتر: تهران- حیابان 

آدرس کارخانه: جاده ساوه- ...

تلفن:09123058416-09366929939

آدرس ایمیل:info@tahkimsazeh.ir

تمامی حقوق این سایت متعلق به تحکیم سازه می باشد.