سقف کوبیاکس
سقف کوبیاکس یا دال دوبل یا دال‌های مجوف دوپوش
یک نوع سقف جدید است که از نظر سازه ای بر مبنای سقف های دال بتنی دوطرفه اما متفاوت با آنهاست.
یکی از روش‌های اجرای سقف با استفاده از گوی‌های پلاستیکی توخالی از جنس پلی اتیلن است که می تواند از مواد بازیافتی باشد.
در حال حاضر شرکت Cobiax با ارائهٔ دال‌های تخت و سبک دومحوره که دارای قابلیت‌های مدولار و انعطاف‌پذیری می‌باشد بهینه‌سازی قابل توجهی را در زمینهٔ فناوری و اقتصاد ساخت و ساز ارائه کرده‌است. با استفاده از دال‌های تخت و سبک کوبیاکس به جای دال‌های بتنی توپر یا دیگر دال‌های سبک موجود می‌توانید ارزش بالایی به ساختمان خود و فرایند ساخت و ساز دهید.
اساس طراحی تکنولوژی Cobiax مبنی است بر سقف سازه ای با ویژگی «سقف دال ۲ طرفه» مشابه سقف های بتنی دال ۲ طرفه مرسوم با این تفاوت که هسته بتن مرکزی در محل هایی که کاربرد سازه ای ندارد با گوی های توخالی جایگزین می گردد.
بدین صورت که این گوی‌ها در حدفاصل مش‌های میلگردی بالا و پایین قرار می‌گیرند. با توجه به اینکه در دال‌های بتنی دوطرفه مشکل تحمل نیروی برشی وجود ندارد، طراحی این نوع سقف بر مبنای حذف قسمتی از بتن میانی و ایفای عملکرد دال دوطرفه می‌باشد. در فناوری Cobiax با حذف بار مرده غیرسازه‌ای خاصیت باربری دومحوره همچنان حفظ می‌گردد. همچنین با شکل‌گیری غشای بتنی مستحکم در قسمت فوقانی و تحتانی دال به همراه شکل‌گیری شبکه تیرچه‌های داخلی در دو امتداد در اثر قراردهی گوی‌ها در سرتاسر فضای میانی دال بتنی میتوان باربری مناسبی را برای این دال متصور شد.
در حدفاصل مش‌های میلگردی بالا و پایین به جای بتن غیرسازه‌ای گوی‌های پلاستیکی تو خالی از جنس پلی اتیلن بازیافت شده قرار می‌گیرند. نتیجه این امر دالی است که حدوداً ۳۵٪ وزن کمتری نسبت به یک دال مشابه توپر دارد. این موضوع سبب می‌گردد که صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای در وزن تمام شده سقف و نیز مواد اولیه و مصالح کل ساختمان حاصل گردد. چنانچه فناوری کوبیاکس را از دیدگاه کلی قاب‌های سازه‌ای مد نظر قرار دهیم، بهره‌گیری از این فناوری مزایا و صرفه جویی‌های فراوانی را در ساخت و ساز به همراه خواهد داشت.
ابتدا به معایب سقف کوبیاکس می پردازیم چرا که تنها تا به امروز دو عیب توانسته اند از فناوری سقف کوبیاکس بگیرند که در نوع خود میتوان گفت سقف کوبیاکس فقط مزایا دارد تا معایب. یکی از معایب سقف کوبیاکس این است که فناوری سقف کوبیاکس اختراع و خلاقیت مهندسین سوئیسی و آلمانی است و به طور عمده میتوان اذعان داشت آن ها در مناطقی هستند که خطر زلزله تهدید عمده ای برای آن ها بحساب نمی آید و هنوز میزان مقاومت این سقف ها در برابر زلزله کاملا روشن نیست و همچنین در هیچ یک از آئین نامه‌های مربوط به زلزله برای سقف کوبیاکس استاندارد مشخصی تعریف نشده است. دومین معایب در تکنولوژی سقف کوبیاکس مقرون به صرفه نبودن آن در پروژه های کوچک است در حقیقت مالکین منفرد ساختمان‌ها نمی‌توانند از مزیت‌های بسیار این نوع سقف بهره مند شوند.
عملکرد سقف کوبیاکس :
مزایای فنی سیستم کوبیاکس عبارتند از:
- باربری دومحوره
- بهینه‌سازی المان‌های عمودی مانند ستون‌ها و دیوارهای برشی (ستون‌های لاغرتر، کاهش ۴۰ درصدی حجمی و عددی ستون‌ها)
- بهینه‌سازی دال و فونداسیون (کاهش بارهای وارد بر پی، دال‌های تا ۳۰ درصد سبک‌تر)
- بهینه‌سازی المان‌های سخت‌کننده (کاهش بارهای افقی)
- کاهش ارتفاع کلی سازه (بهینه‌سازی ارتفاع سقف)
- کنترل خیز بهتر
- مقاومت بهتر در برابر نیروهای زلزله (کاهش اثر آسیب‌های لرزه‌ای، کاهش ارتفاع و سبک‌شدن سازه)
- حذف تمام تیرهای اصلی
مزایای معماری سیستم کوبیاکس عبارتند از:
- انعطاف‌پذیری در پلان معماری (کاهش عددی ستون‌ها)
- قابلیت پذیرش کاربری‌های گوناگون
- سهولت تغییر کاربری افقی و عمودی
- امکان اجرای کنسول تا ۷ متر
- امکان ایجاد بازشو در هر شکل و اندازه در سقف
- افزایش فضای مفید (قابلیت اجرای دهانه تا ۱۸ متر بدون اجرای ستون) (گاهی تا ۲۲ متر)
کوبیاکس جزو مصالح سبز به شمار می آید :
سیستم کوبیاکس با بهره‌گیری مؤثر از منابع فوق موفق به اخذ جایزه نوآوری R.I.O در سال ۲۰۰۳ گردید. کوبیاکس هم‌زمان با کاهش هزینه‌ها سهم عمده‌ای را در کمک به حفظ محیط زیست به جهت کاهش مصرف بتن دارا است. سیمان خود به تنهایی به جهت انتشار ۷٪ از گاز Co2 تولید شده یکی از بزرگترین آلاینده‌های محیط زیست می‌باشد که با بهره‌گیری از فناوری کوبیاکس میتوان به گونه‌ای مؤثر در راستای اهداف کاهش گازهای Co2 گام برداشت. مزایای اقتصادی سیستم کوبیاکس عبارتند از:
- کاهش مصرف بتن
- کاهش المان‌های سازه‌ای
- کاهش مصرف آرماتور
- کاهش زمان ساخت سازه
- کاهش هزینه‌های اجرای تأسیسات (حذف تیرها و مشکلات ناشی از آویز تیرها)
- کاهش ارتفاع کلی سازه به دلیل بهینه‌سازی ارتفاع سقف
دلالیل انتخاب سقف کوبیاکس :
- صنعتی‌سازی
- عدم نیاز به سرمایه‌گذاری زیاد برای احداث کارخانجات مواد اولیه
- عدم نیاز به نیروی کار خیلی متخصص و امکان استفاده از نیروهای موجود
- امکان احداث کارخانجات تولیدی در اقصی نقاط کشور
- عدم وابستگی به خارج از کشور
- سازگاری با مباحث و مقررات ملی ساختمانی کشور
- اقتصادی بودن تکنولوژی و امکان رقابت با سیستم‌های رایج
- انعطاف‌پذیری سیستم در ارتباط با مسآله معماری و سازه‌ای
- تکنولوژی دوستدار محیط زیست
ضخامت سقف کوبیاکس
ضخامت سقف کوبیاکس به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که فاصله دهانه، تعداد طبقات، میزان مصرف مصالح و وزن نهایی سازه بر این ضخامت تأثیر گذار هستند. بنابراین نمی‌توان یک عدد مشخص برای ضخامت این سقف‌ها در نظر گرفت. اما به عنوان مثال، برای سقف‌هایی با دهانه ۵ متر از ضخامت تقریبی ۲۰ سانتی متر، برای سقفهای با دهانه ۱۱ متر از ضخامت تقریبی ۳۵ سانتی متر و برای دهانه‌ای با طول ۱۴ تا ۱۶ متر از ضخامت تقریبی ۴۵ تا ۶۰ سانتیمتر استفاده می‌شود.
مزایای سقف کوبیاکس در مقایسه با سقف های دیگر
در سیستم کوبیاکس اعضای دال سقف شامل بتن، آرماتور، توپی های توخالی پلاستیکی، و قفسه مسلح می باشد. توپی های توخالی در هسته مرکزی قفسه مسلح قرار گرفته و یک قفسه مدولار مسلح ایجاد می کند. این کیج مسلح مابین ۲ لایه آرماتور زیرین و رویین دال قرار گرفته و با حذف بتن غیرباربر از درون دال موجب سبک سازی آن می شود. در این سازه سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی سازه شامل ترکیب دال و ستون (تقریباً قاب ساده) و دیوار برشی بتنی با شکل پذیری متوسط می باشد.
الزامات طراحی و اجرا برای سقف کوبیاکس
- لازم است حداقل ضخامت بتن در اطراف گوی‌ها شامل بالا و پایین و مابین دو گوی متوالی حداقل ۵ سانتیمتر در نظر گرفته شود.
- در طراحی برای برش در هر جهت دال، مقاومت برشی نهایی بتن باید حداکثر ۵۰ درصد مقدار محاسبه طبق رابطه ۹–۱۲–۴ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و با فرض مقطع تمام پر بتنی محاسبه شود. در تمام نقاط دال که نیروی برشی نهایی بیش از مقاومت برشی نهایی تأمین شده توسط بتن باشد دال باید به صورت توپر و بدون گوی اجرا شود.
- در طراحی و کنترل برش در حالت حدی نهایی برای عملکرد دوطرفه در حوالی بارهای متمرکز و تکیه گاه‌ها، مقاومت برشی نهایی بتن نباید حداکثر از ۵۰ درصد مقذاری که در بند ۹–۱۲–۱۷–۲–۴ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران حاصل می‌شود بیشتر منظور شود.
- محاسبات تغییر شکل دال بر مبنای بند ۹–۱۴–۲–۶–۱ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و با محاسبه دقیق ممان اینرسی مؤثر دال سوراخ دار انجام گیرد. اضافه افتادگی دراز مدت بر پایه بند ۹–۱۴–۲–۴–۳ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان محاسبه شود.
- ایجاد هرگونه بازشو در این دال تابع ضوابط بند ۹–۱۵–۳–۵ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان می‌باشد.
- در محل تقاطع دیوار برشی و دال کوبیاکس، انتقال برش ناشی از زلزله از دال به دیوار باید در ضعیف‌ترین سطح مقطع دیوار کنترل شده و در صورت نیاز از فولادگذاری برای تسهیل انتقال برش درون صفحه دیافراگم به دیوار بهره برده شود.
- پیش‌بینی المان‌های مرزی در اطراف بازشوها و لبه دال حسب مورد مطابق ضوابط طراحی آیین‌نامه‌ها و مقررات موجود انجام گیرد.
- استفاده از روش پیش دال تنها در حالی که قفسه و گوی‌ها در پیش دال درگیر بوده و فولادهای کششی در پیش دال پیش‌بینی شده باشد مجاز است.
- اخذ گواهی نامه فنی برای محصول تولیدی، پس از راه‌اندازی خط تولید کارخانه، از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است.
- رعایت مبحث سوم مقررات ملی سختمان در خصوص حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه شماره ۴۴۴ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جداره‌ها در مقابل حریق با در نظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربری و وظیفه عملکردی اجزای ساختمانی الزامی است.
- صدابندی هوا برد جداکننده‌های بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات می‌بایست طبق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تأمین شود.
- در شرایط اقلیمی مختلف، باید تمهیدات لازم در طراحی و اجرای ساختمان‌ها در نظر گرفته شود.
- لازم است تمهیدات لازم مناسب باشرایط مختلف اقلیمی و محیط‌های خورنده ایران صورت پذیرد.
- کلیه مصالح و اجزاء در این سیستم اعم از معماری و سازه‌ای از حیث دوام، خوردگی، زیست‌محیطی و غیره می‌بایستی بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران یا آیین‌نامه‌های ملی یا معتبر بین‌المللی شناخته شده و مورد تأیید، به کار گرفته شود.
