درباره بی ستون

مقایسه یوبوت اصلاح شده و سقف وافل

 

مقاله پیش رو به برخی ابهامات در خصوص کارایی سیستم وافل  و یوبوت اصلاح شده پرداخته  و مقایسه ای ساده و گویا نسبت به مزایا ،معایب  و برآورد ریالی این دو سیستم انجام شده است.ابتدا جهت آشنایی با هر دوسیستم به تاریخچه  و توضیحات مختصری در خصوص هر دو سیستم می پردازیم :

1-    سقف وافل چیست؟


سقف وافل نوعی از دال های دو محوره ی مجوف است که مقطع T شکل دارد که در مقایسه با دال توپر تخت یاتیر و دال به دلیل حذف محدوده های ناکار آمد(مانند قسمت میانی دال)بسیار کم هزینه تر و کارآمدتر خواهد بود.

سقف وافل

این سیستم به دلیل ضعف ملموس در برش (به دلیل دارا بودن حداقل سطح مقطع )در محدوده ی سر ستون ها دال حتما می بایست با ماهیچه اجرا شود.(یا در صورت عدم نیاز ماهیچه مدفون  و در ضخامت سقف اجرا شود.)

قالب وافل

سازه وافل

درباره وافل

هم چنین در نواحی اتصال دال به تیر  و دیوار برشی همین موضوع تکرار می شود.این ضعف با تراکم آرماتور عمودی و اضافه کردن محدوده ی غیر مجوف (دال توپر)در نواحی بحرانی قابل جبران است.به عکس های زیر توجه فرمایید:

قالب وافل

مزایای وافل

وافل چیست

میتوان گفت سقف وافل در حالت یک طرفه همان تیرچه بلوک است و در حالت دو طرفه به عنوان وافل مشهور است.

      دال بتنی یا سقف تیرچه؟!

سقف یوبوت اساسأ دال بتنی محسوب می شود و روش طراحی این نوع سقف ها همانند دال های بتنی توپر می باشد. در طرف مقابل، سقف وافل ( وافل اسلب ) یک نوع سقف تیرچه دوطرفه می باشد. این مسئله در جوابیه های مرکز تحقیقات مسکن و شهرسازی به صراحت قید گردیده است (تصویر زیر). لذا از آنجا که مزایای دال بتنی بر کسی پوشیده نیست، استفاده از سقف یوبوت در ساخت و سازها، سبب برخورداری از مزایای دال بتنی به اضافه کاهش وزن اسکلت سازه ای می گردد. از طرف دیگر، استفاده از سقف وافل، سبب بروز همان مشکلاتی می گردد که سقف های تیرچه بلوک با آن دست به گریبان هستند. امروزه بر کسی پوشیده نیست که سقف تیرچه بلوک از نظر استانداردهای فنی دچار کاستی های بیشماری می باشد و لذا وقت آن رسیده است که همانند سقف های طاق ضربی این نوع سقف را نیز کنار گذاشته و به سیستم های نوین سقف روی آورده و از مزایای آنها بهره بری نمود.

 

تصریح عبارت «سقف های تیرچه ای یک یا دوطرفه» برای سیستم سقف وافل

2- یوبوت چیست؟

آنگونه که از نام این سیستم مشخص است، به انواع دال میان تهی گفته می شود که متشکل از سه جزء اصلی است :

الف  حجم پرکننده (قالب ماندگار در قسمت میانی)

ب  دو دال فوقانی و تحتانی به ضخامت 8-5 سانتی متر (دال فوقانی روی احجام پرکننده و دال تحتانی زیر حجم پرکننده تشکیل می شود.)

ج  تیرچه های بتن بین احجام

سیستم دال مجوف قابلیت های مطلوبی دارد که امروزه با استقبال وسیع مهندسین مواجه شده است که مهم ترین آنها به شرح ذیل است :

1)    پوشش دهانه های بلند (افزایش فاصله ی ستون ها از هم و تأمین پارکینگ بیشتر و فراخ شدن معماری و امکان ستون گزاری نامنظم)

2)      حذف تیرها از سقف (افزایش ارتفاع مفید معماری و عدم مزاحمت برای اجرای تأسیسات)

3)    ایزوله بودن سقف به لحاظ صوتی و حرارتی (به دلیل استفاده از بلوک های حاوی هوا در قسمت میانی دال و افزایش ظرفیت حرارتی سقف)

4)       کاهش محسوس بار مرده ی سازه و به تبع آن مصرف حداقلی بتن و میلگرد

 

5)   عدم نیاز به تیرچه، یونولیت، کابل و تجهیزات خاص و نیروی متخصص (سهولت در اجرای اسکلت و سهولت در نظارت بر اجرای صحیح و به تبع آن سرعت بالای اجرا)

سقف یوبوت

قالب یوبوت

سیستم دال مجوف با استفاده از احجام پرکننده و حذف بتن زائد میانی بار مرده ی سقف را به مقدار محسوسی کاسته است، به نحوی که در مقایسه با دال توپر هم ضخامت خود حداقل 30 درصد سبک تر است، ولی از آنجا که حذف بتن از قسمت میانی دال بوده، تأثیر ناچیزی بر کاهش سختی (ممان اینرسی) سقف دارد، به نحوی که سختی آن از دال توپر هم ضخامت خود فقط 10% کمتر است.

 

محاسبات دقیق کاهش سختی و کاهش وزن دال به تفصیل در بند 3و4 آمده است.

فروش یوبوت3- دسه مقطع سقف :

همان گونه که از طلاهر سقف پیداست سقف وافل دارای مقطع  شکل است.در حالی که سقف یوبوت اصلاح شده دارای مقطع I شکل می باشد.در واقع یک دال 5 سانتی متری سراسری در قسمت دال تحتانی نسبت به دال T شکل اضافه دارد.

 

شایان ذکر است که در هر دو سیستم مقطع TI به صورت متعامد و عمود بر هم اجرا می شود.به تعبیر دیگر هم در محور x وهم در محور y  مقطع یکسان دارند.در نهایت می بایست توجه داشت  که در نواحی اتصال سقف به ستون و دیوار برشی در هر دو سیستم مقطع به صورت دال توپر (مقطع مستطیل کامل می شود)طراحی و اجرا می شود.

4- ممان اینرسی دال در ضخامت یکسان و میزان مصرف بتن یکسان:

 

طبیعی است که به دلیل وجود دال تحتانی در سیستم دال مجوف و عدم وجود آن در دال وافل در ضخامت یکسان ممان اینرسی دال مجوف قریب 1.5 برابر دال وافل می باشد.که از رابطه ی زیر به سهولت قابل استخراج است.

uboot

 

محاسبه ممان اینرسی مقطع بتنی در سیستم سقف وافل (تیرچه تشکیل شده T شکل)

فرمول یوبوت

 

حال برای مقایسه ممان اینرسی دومقطع با فرض مقدار مصالح یکسان و ارتفاع مقطع (h) برابر با ابعاد ذیل خواهیم داشت:

یوبوت یا واافل

لذا خواهیم داشت

وافل

ممان اینرسی مقطع یوبوت در این حالت به میزان 37% از ممان اینرسی مقطع وافل بیشتر خواهد بود.

5-صلبیت دیافراگم بر سه قسم است:

الف)دال دیافراگم صلب

ب)دیافراگم نیمه صلب

ج)دیافراگم انعطاف پذیر

 

دیافراگمی که نسبت تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم به تغییر مکان طبقه کوچکتر از نیم باشد.اگر این عدد بین نیم تا دو باشد دیافراگم را نیمه صلب در نظر می گیریم  و اگر این عدد بیش از دو باشد دیافراگم را انعطاف پذیر در نظر می گیریم .به عبارت ساده تر, ستون ها به همراه سقف در هنگام زلزله دچار تغییر مکان می شوند.به این تغییر مکان ,تغییر مکان طبقه اطلاق می شود.حال اگر فارغ از تغییر مکان ستون ها ,صرفا تغییر مکان دیافراگم را در نظر بگیریم به این تغییر مکان ,تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم اطلاق می شود.

waffle iran

 

حال به عواملی که در سختی درون صفحه دیافراگم تاثیر گذار است می پردازیم :

نظر به رویکرد قیاسی در خصوص صلب دال از پرداختی به مسائل جزئی پرهیز می شود,آنچه که در قیاس میان این دو سیستم از منظر سختی درون صفحه حائز اهمیت می باشد ضخامت معادل دال توپر این دو سیستم می باشد.در سیستم یوبوت و در دهانه مشابه تقریبا ضخامت معادل دال توپر با سیستم وافل یکسان است ولی کن نکته ی قابل تامل آن است که قطعا هندسه ی مقطع  و وجود دو دال تحتانی و فوقانی 5 سانتی متری و ممان اینرسی  بیشتر در ضخامت یکسان و مصرف بتن یکسان حاکی از برتری نسبی یوبوت نسبت به دال وافل می باشد.

 

سقف یوبوت به عنوان دال بتنی مجوف شناخته می شود. مطالعات علمی این مسئله را ثابت کرده اند که دال های بتنی مجوف دارای عملکردی مشابه دال های بتنی توپر می باشند. دال های بتنی با توجه به ضخامت و درگیری مناسب آنها با سیستم سازه ای، بعنوان یکی از بهترین دیافراگم های لرزه ای مطرح می گردند. خسارات و تلفات به بار آمده در اثر زمین لرزه های بیشماری که در کشورمان رخ داده اند این امر را ثابت کرده اند که صلبیت دیافراگمی سقف، نقش عمده ای را در حفظ یکپارچگی سازه طی وقوع زمین لرزه ها ایفا می کند. سقف وافل دارای مقطع T شکل بوده و برخلاف سیستم سقف یوبوت فاقد دال بتنی زیرینمی باشد. دال فوقانی در سقف وافل دارای ضخامتی در حدود 5 سانتی متری می باشد. در سیستم یوبوت مقطع سقف به شکل I  دارای دو دال بتنی در بالا و پایین بوده و بر اساس علوم استاتیک می دانیم مقطع I شکل از مقاومت خمشی و صلبیت بالاتری نسبت به مقطع T شکل برخوردار است. بنابراین سقف یوبوت با داشتن صلبیت کافی و بسیار بالای خود نسبت به سقف وافل برتری داشته و بعنوان سیستم برتر لرزه ای مطرح می گردد

وافل

6-هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف:

برای بررسی دقیق مزیت ریالی قالب ها در دو حالت یوبوت  و وافل می بایست ابتدا به تفکیک ,هزینه ی  قالب ها را بررسی کرد:

هزینه ی قالب های یوبوت در دهانه های 9.5 تا 11 متری حدودا به ازای هر متر مربع 20-18 هزار تومان می باشد.

هزینه ی  قالب های وافل در دهانه های مشابه حدودا به ازای هر متر مربع به همراه اجرا 700.000 ریال می باشد.این در حالی است که هزینه ی اجرای سیستم یوبوت به ازای هر متر مربع 450.000 ریال می باشد.جمع هزینه ی اجرای یوبوت و بلوک های مصرفی ماندگار در سقف تقریبا  به ازای هر متر مربع 650.000 ریال می باشد.به تعبیری جمع یوبوت و اجرا نسبت به وافل و اجرا 10٪ کمتر خواهد بود ولی این نکته را نباید فراموش کرد  که در دهانه های خیلی بلند (15متری و بیش از آن )چون ارتفاع یوبوت افزایش می یابد و قطعات ماندگار در سقف پر هزینه می شوند,اختلاف 10٪ درصدی به صفر میل می کند.دلیل این موضوع آن است که در این دهانه ها در صد افزایش هزینه ی هزینه ی بلوک های ماندگار نسبت به در صد افزایش هزینه ی قالب های وافل بیشتر است.

به عنوان مثال :یوبوت در دهانه ی 15 متری به ازای هر متر مربع 30 هزار تومان  و اجرای آن 45 هزار تومان می باشد.این در حالی است که وافل و اجرا بیش از 75 هزار تومان نخواهد شد.توجه داشته باشید آنالیز فوق        (بند 16)صرفا به بررسی هزینه ی اجرا و قالب ها پرداخته است و در خصوص مصرف متریال سقف و سازه در بند........بحث خواهد شد.

 

مطلب بعدی در خصوص هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف این استدر پروژه هایی که نسبت به مساحت هر طبقه به تعداد طبقات آن حدود 26 باشد  (با تلورانس 7٪-5٪)می توان عنوان کرد که وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.مثلا اگر پروژه ای(همانند برج باغ ها)که تعداد طبقات آن 15 طبقه باشد و مساحت هر سقف آن 400 متر باشدنسبت تعداد مساحت به طبقه معادل 26.6 می باشد.لذا در این پروژه وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.دلیل این امر این است که هزینه ی اولیه قالب های وافل زیاد است ,در حالی که یوبوت هزینه ی اولیه ندارد.با همین فلسفه به ضرایب بالا خواهیم رسید.

7-مقاومت در برابر حریق:

 

مسئله مهم دیگر در بررسی پارامترهای سقف یوبوت و وافل، مقاومت در برابر حریق می باشد. در سقف وافل همانند سقف تیرچه بلوک تنها یک دال بتنی به ضخامت حدودأ 5 سانتی متر استفاده می شود. مقدار مقاومت زمانی در برابر حریق برای این نوع سقف ها در حدود 20 دقیقه می باشد. ولی در سقف یوبوت همانگونه که اشاره شد از دولایه دال بتنی در بالا و پایین استفاده شده است که این امر سبب افزایش مقاومت حریق سقف و تحمل سه ساعت دمای 1000 درجه سانتی گراد می گردد گواهی مقاومت در برابر حریق REI از موسسه.( CSI برای اطلاعات بیشتر بخش گواهی نامه ها را مطالعه کنید.).

سقف وافل و یوبوت

8-لزوم سقف کاذب زیر دال :

 

آنچه در استفاده از سقف کاذب محدود کننده است کاربری ساختمانی است که سقف یوبوت یا وافل در آن استفاده خواهد شد.به عنوان مثال در ساختمان های اداری و مسکونی و تجاری :

الف)کلیه ی تاسیسات الکتریکی و خصوصا مکانیکی از زیر سقف عبور داده می شود و حتما باید توسط سقف کاذب مخفی گردد.

ب)در معماری پروژه معمار نور مخفی  و طرح سقف کاذب را به جهت زیبایی زیر سقف طراحی می کند.

ج)وجود سقف کاذب ,خود به کاهش ضریب انتقال صوت و حرارت کمک می کند.

 

به طور خلاصه می توان ادعا نمود استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,تجاری و مسکونی الزامی است.لذا با رویکرد قیاسی در خصوص لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری,تجاری و مسکونی تفاوتی میان سقف یوبوت  و دال وافل وجود ندارد.

9-کاربرد سیستم در حالت اکسپوز:

 

اما دو نکته :آن است که سلایق طراحان معمار در ساختمان های تفریحی,گردشی وخدماتی متفاوت است. برخی بر این باورند که دال اکسپوز تخت  به لحاظ زیبایی نسبت به دال وافل که از زیر به صورت مشبک است زیباتر است و برخی دیگر شکست های متعامد دال وافل را زیباتر می انگارند. دومین نکته آن است که همه گان بر این نکته واقفند که با توجه به لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,مسکونی و تجاری بحث اجرای اکسپوز دال منتفی است.مگر صرفا در قسمت های محدودی از پلان در طبقات پارکینگ و لابی.در جمع بندی به نظر می رسد که دال اکسپوز ,اولا در ساختمان های خدماتی و تفریحی و گردشی کارایی دارد. ثانیا این که بین سطح زیرین دال وافل و یوبوت کدام سطح زیباتر است به سلیقه ی معمار وابسته است.

یوبوت اکسپوز.

10-اثر ارتعاش در سیستم یوبوت و سقف وافل:

 

کنترل ارتعاش سقف رابطه ی مستقیم با ممان اینرسی  مقطع دارد.این رابطه مستقیم و غیر خطی است و بستگی به عوامل دیگری مانند جنس و درجه میرایی آن و دهانه دارد.حتی در تعیین میرایی برای اسباب و وسایل موجود در فضا درصد میرایی تعیین می کنند که از جدول زیر قابل استخراج است.

جدول یوبوت+وافل

نکته ی اول در این جدول به وضوح میرایی سقف و اسکلت فلزی نسبت به بتن نمایانگر این مهم است که اسکلت های بتنی  ودال ها نسبت به اسکلت فلزی در ارتعاش عملکرد بهتری دارند.لذا است که خصوصا سقف های عرشه فولادی روی اسکلت فلزی با مشکل جدی در بحث ارتعاش روبه رو هستند حتی در دهانه های 5.5 متری این ضعف به وضوح ماموس است.

 

نکته ی دوم در این جدول میرایی چوب 6 درصد, بتن 2 درصد و فولاد 1 درصد می باشد.به تعبیر دیگر میرایی چوب 6 برابر فولاد و 3 برابر بتن می باشد.رویکرد قیاسی فی مابین سقف وافل و یوبوت ما را بر آن می دارد که به مهم ترین فاکتور در ارتعاش که همان ممان اینرسی مقطع است بپردازیم .در بند.........به این نتیجه رسیدیم که با متریال و ارتفاع ثابت ممان اینرسی یوبوت 40٪ نسبت به وافل بیشتر می باشد.این به این معناست که قطعا به نسبت قابل توجهی در ارتعاش عملکرد مناسب تری دارد.از آنجایی که رابطه ی بین ممان اینرسی  و ارتعاش مستقیم  و غیر خطی است لذا به این معنا نخواهد بود که 40 درصد بهبود عملکرد را شاهد نخواهیم بود,بررسی های انجام شده نشان می دهد که اثر غیر خطی بهبود ارتعاش را با 15٪ افت مواجه خواهد کرد.لذا  به جرات می توان  ادعا نمود سقف یوبوت اصلاح شده نسبت به وافل در مبحث ارتعاش با 25 ٪ بهبود عملکرد حائز برتری نسبی می باشد.

11-ایزوله بودن  در برابر صوت و حرارت:

 

جهت بررسی آیتم حرارت هر دو سقف را در ضخامت یکسان در نظر می گیریم .از تیرچه های بین یوبوت و وافل صرف نظر می کنیم 

محاسبات دستی در زیر آمده است ولی کن جهت استحضار به صورت خلاصه سقف یوبوت نزدیک به 3 برابر سقف وافل عایق حرارتی است.

 

حقیقتا اختلاف بیش از 3 برابری اختلاف فاحشی است.این تفاوت به قدری بزرگ است که می توان به صراحت عنوان ایزوله حرارتی را برای سقف یوبوت به کار برد و سقف وافل را هادی نامید.(مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان).

یوبوت کوبیاکس

صدا چیست؟

در فیزیک، صدا عبارت است از ارتعاشی مکانیکی یک فضای گازی، مایع و یا جامد ارتجاعی. (elastic) صدا نوعی انرژی مکانیکی محسوب می شود و هنگامی بوجود می آید که ذرات حول مرکز تعادل خود نوسان کنند.

- محدود شنوایی انسان (Audible Frequency Range)Audible frequency range 1

گوش انسان می تواند از فرکانس 20Hz تا 20000Hz را بشنود و فرکانس های پایین تر از این محدوده و بالاتر از آن، توسط گوش انسان تشخیص داده نمی شوند. در زیر نمودار محدوده فرکانس و شدت صوت قابل شنیدن توسط گوش انسان ارائه شده است.برای بررسی عملکرد عایق کاری صوتی از مدل ها و ضرایب مختلفی استفاده می شود. معروف ترین و پرکاربردترین این ضرایب عبارتند از: ضریب کاهش صوت نرماله شده (Rw) و کلاس انتقال صوت (Sound Transmission Class) که دومی مخصوص استانداردهای آمریکا می باشد. (برای آشنایی بیشتر با این ضرایب به بخش اصول عایق کاری صوتی – معیارهای اندازگیری مراجعه فرمایید.)

-سرعت صوت

در هوای معمولی حدودا( 200C )سرعت صوت تقریبا ثابت بوده و برابر است با تقریبا c≈340m/s   در مواد دیگر و در دمای 200C سرعت صوت متغیر است مثلا در:

شیشه: 5500-6000m/s

 

آلومینیوم/ فولاد: 5100m/s

 

چوب: 3400-4500 m/s

 

سیمان / بتون: 4000m/s

 

آجر: 3600m/s

 

یخ: 3100m/s

 

آب: 1500m/s

 

پشم های معدنی: 180m/s

 

از آنجایی که سرعت صوت تنها تابعی از دمای هوا (یا فضایی که در آن منتشر میشود) میباشد، در دمای ثابت، سرعت آن ثابت خواهد بود. بنابراین با افزایش فرکانس در سرعت مشخص، طول موج کم می شود و بلعکس. به عبارت دیگر، همواره فرکانس و طول موج نسبت عکس با یکدیگر دارند.

مکانیزم های انتقال صوت:

معمولا دو نوع مکانیزم انتقال صوت وجود دارد: 1- هوابرد (Airborne) و 2- ضربه (Impact)

در مکانیزم هوابرد، آلودگی صوتی مستقیم از طریق هوا از منبع صوتی، منتقل می شود مانند سروصدای خودروهای درون خیابان، تجهیزات مکانیکی، سیستم های تهویه، سیستم سینمای خانگی همسایه مجاور.

در مکانیزم ضربه، آلودگی صوتی از درون خود اجزاء سازه منتقل می شوند، مانند صدای قدم زدن افراد واحدهای بالاسر، ضربه به دیوار مجاور، بستن درب. به مکانیزم انتقال صوت ضربه، صوت سازه برد (Structure Borne Sound) نیز گفته می شود.

در واقع می توان گفت که سرعت انتقال صوت به جدول الاستیسیته آن ماده وابسته است.هرچه ماده چگال تر باشد انتقال صوت راحت تر انجام میگرد .

 

همانگونه که در جدول بالا مشاهده می کنید سرعت انتقال صوت در هوا c≈340m/s   استو سرعت انتقال صوت در آهن 5100 m/s  است.این 15 برابر اختلاف همان اختلافی است که در گذشتگان برای تشخیص وجود قطار در نزدیکی ,منتظران را به نهادن گوش بر ریل قطار مجبور می کرد.اما رویکرد قیاسی مابین سقف یوبوت  و وافل با عنوان بررسی ضریب انتقال صوت بین این دوسیستم ما را بر آن می داردکه یک بار دیگر مقاطع سقف را بررسی کنیم .

 

مطابق جدول ارائه شده سرعت انتقال صوت در هوا 340 m/s و در بتن این عدد 4000 m/s می باشد.در گام نخست اختلاف 12 برابری سرعت صوت در بتن نسبت به هوا بسیار قابل تامل است.ولی آیا می توان به همین دلیل ادعا نمود سقف یوبوت قریب 10 برابر نسبت به صوت, عایق تر از سقف وافل است؟؟ جهت اثبات این ادعا می بایست در گام نخست به شکل تئوریک مسئله را مورد بررسی قرار داد که به ما ثابت خواهد کرد این ادعا صحیح است.

uboot

رفتار پارتیشن دوپوش به طور شماتیک در شکل 3.26 نشان داده شده است.دو ویژگی مهم عملکرد عدم انتقال پنل های دو پوش ,یکی تشدید پنل های دو پوش (شناخته شده به عنوان تشدید جرم-هوا)و دیگری تشدیدهای شکاف هوا(شناخته شده به عنوان تشدیدهای حفره ای )می باشد.تشدید پانل دو لبه یک تشدیدفرکانس پایین است که ناشی از رفتار پانل ها مانند جفت جرم های ایجاد شده توسط یک فنر هوایی می باشد.در واقع این یک عملکرد جرم های پانل و شکاف هوا می باشد.آقای fahy فرکانس تشدید پانل دوپوش را اینگونه می یابد

یوبوت سقف

که d فاصله ی شکاف هوای بین پانل ها, جرم سطح پانل اول (kgm-2) و جرم سطح پانل دوم می باشد.تشدید های شکاف  هوا به عبارت دیگر,تشدید هایی با فرکانس بالا هستند.(kd> )

صدا در یوبوت

12-اتصال ملحقات به سقف:

 

در سقف یوبوت به دلیل اینکه در پایین مقطع سقف، دال بتنی زیرین وجود دارد، اتصال ملحقات (مانند آویزها و ...) از سقف حتی بعد از اتمام عملیات نازک کاری در هرجایی از سقف به راحتی امکان پذیر است. اما در سقف وافل اینگونه نیست و در این سقف بایستی همانند سقف تیرچه محل های مربوطه را از قبل جهت اتصال ملحقات پیش بینی نمود.

 

در این مقاله، به برسی تفاوت های میان سقف های یوبوت و وافل پرداخته شد. با شناخت مزایا و معایب سیستم های مختلف سازه ای می توان انتخاب بهتر و مطمئن تری داشت. نکته ی حیاتی آن است که اتصال ملحقات به تیرچه صرفا با رعایت تمهیدات در مقابل اتصال ملحقات به دال زیرین در سیستم یوبوت بدون رعایت تمهیدات باید مورد توجه قرار گیرد.این نکته نشان از مزیت و برتری سیستم یوبوت نسبت به وافل است چرا که شرایط ایده آل پیش نخواهد رفت و در مقاطعی برای گرفتن ساپورت از زیر سقف مجبور به تخریب یا شات گان در محل احداث ساپورت خواهیم بود.حال این تخریب یا صدمه یا شات گان در سیستم یوبوت به دال تحتانی اعمال می شودو در وافل به تیرچه.

دریفت یوبوت وافل

13-عملکرد تک محوره  و دو محوره :

 

با توجه به امکان تغییر نوع قالب ها ی وافل (به صورت کشیده در یک جهت)می توان عنوان کرد که این تکنولوژی قابلیت اجرای دال تک محوره را دارد ولی کن در سیستم یوبوت این امکان وجود ندارد.لذا چنانچه طول دهانه ها و نحوه ی چیدمان تکیه گاه ها به صورتی بود که طول چشمه بیش از 1.75 برابر عرض چشمه باشد حتما می بایست به جهت رعایت اقتصاد طرح و توزیع منطقی تر نیروها می بایست تکنولوژی وافل را برگزید.این که در سیستم یوبوت همانند وافل قابلیت اجرای دال تک محوره وجود دارد یا خیر, ذیل اقتصاد آن معنا می شود و الا قطعا به نظر فنی این امکان مهیا است ولی کن اقتصادی نخواهد بود.

14-کارایی سیستم یوبوت اصلاح شده و سقف وافل:

جهت بررسی درصد تخلخل می بایست در گام نخست شرایط پروژه نظیر بارگذاری دهانه و تکیه گاه ها مشابه در نظر گرفته شود.در بند بررسی ممان اینرسی به این نتیجه رسیدیم که با فرض ضخامت و میزان متریال مصرفی یکسان فی مابین وافل و یوبوت قریب به 40 درصد ممان اینرسی دال یوبوت بیش از دال وافل می باشد.از این مطلب می توان نتیجه گیری کرد که اگر برای کنترل خیز ,برش ولرزش یک دهانه با بارگذاری و طول دهانه ی ثابت به X ممان اینرسی نیاز باشد با سیستم یوبوت می توان با متریال وآرماتور کمتری به  ممان اینرسی برسیم.

 

حال این سوال پیش می آید که آیا حقیقتا این میزان متریال و آرماتور و ارتفاع کمتر 40٪ است؟پاسخ این است که تحلیل صورت گرفته به بررسی خطی ممان اینرسی پرداخته در حالی که در بررسی غیر خطی که دقیق تر و حقیقی تر است این اختلاف به بیش از نصف تقلیل پیدا می کند و این اختلاف بین 20٪ خواهد بود,جهت تدقیق پاسخ به این نکته نیز توجه داشته باشید که آنالیز انجام شده مربوط به پربازده ترین ضخامت و ابعاد یوبوت می باشد که ابعاد 34*34 با ارتفاع 20(ضخامت دال 32 سانتی متر)می باشد.در بند 6به بررسی اختلاف در دهانه های مختلف پرداخته می شود.

 

15-سازگاری با اسکلت فلزی :

 

امکان استفاده  سیستم وافل  و یوبوت به جهت عدم نیاز به تیرهای فرعی فلزی  و تیرهای اصلی (شاه تیرها)فلزی  و تبع آن حذف پلاستر ضد حریق برای سقف (استفاده از پلاستر مبلغی حدود 70.000 تومان به ازای هر متر مربع به پروژه با اسکلت فلزی تحمیل می کند.)با استقبال خوبی مواجه شده است.اما آنچه استفاده از سیستم دال را به صورت کلی در اسکلت فلزی اعم از وافل و یوبوت محدود می کند ترکیب قاب خمشی فلزی و دال است که در این صورت طرح به سمت غیر اقتصادی شدن میل می کند چرا که فارغ از نوع سقف اولا اسکلت فلزی با سیستم قاب خمشی اختلاف 30 درصدی در هزینه ها نسبت به اسکلت فلزی با سیستم بادبند (یا دیوار برشی) دارد.ثانیا اگر بنا باشد این اختلاف با استفاده از دال بتنی تشدید شود(افزایش هزینه ی قالب بندی )قطعا غیر اقتصادی خواهد شد.اما سوال مهم اینجاست که در چه صورتی استفاده از سیستم وافل یا یوبوت با اسکلت فلزی در نهایت راندمان قرار دارد.با بررسی هایی که در پروژه های مختلف صورت گرفته نشان دهنده ی این است که اولا تلفیق دال با اسکلت فلزی در حالتی که باربر جانبی قاب خمشی نباشد (دیوار برشی باشد.) مناسب است چرا که در این حالت ستون ها به صورت صرفا ثقلی طراحی می گردند و اجرای اتصالات صرفا به نشیمن دال روی ستون محدود می شود و ثانیا استفاده از دال در طبقات زیر تراز حائل دارای بیشترین راندمان می باشند.در واقع می توان عنوان کرد استفاده از سیستم دال (هم یوبوت  و هم وافل و هم اقسام دیگر)تنها در حالتی که اسکلت بدون قاب طراحی می شوند راندمان بالایی دارند چرا که حذف پلاستر ضد حریق تمام هزینه های مازاد قالب بندی و دال را پوشش می دهد.

16-یکی از اختلافات دو سیستم در اجرای سقف می باشد که مهم است.این اختلاف را به 3 دسته تقسیم می کنیم :

 

الف)اختلاف در کارگزاری قطعات :

در سیستم یوبوت اصلاح شده پس از کفراژ بندی بستن شبکه تحتانی نیاز است.قطعات پلاستیکی روی شبکه کارگذاری شود نظر به سهولت در کارگزاری قطعات می توان به صراحت عنوان نمود که هر 500 متر مربع را به 3 نفر کارگر ساده ظرف مدت 5 ساعت می توانند جای گذاری نمایند.ولی کن کارگذاری پنل های وافل مرتبط با کفراژ بندی است و بنا به تحقیقات میدانی گروه توسعه شرکت از پیمانکاران آنها قائل بودند کفراژبندی با ثعوبت 30٪ تا 40٪ بیش از کفراژبندی دال تخت است و عمده دلایل به شرح ذیل بود:

1-قطعات می بایست یکی یکی کنار هم پیچ بشوند.

2-قالب ها هر کدام نزدیک به 15 کیلو وزن دارند.

3-هم زمان  با کارگذاری هر قالب از زیر با جک یا چهار پایه می بایست مهار شوند.

ب) اختلاف در آرماتورگذاری تیرچه های میانی:

سقف وافل نسبت به دال یوبوت در شبکه ی فوقانی دال به هم شبیه ولی در آرماتور گذاری تیرچه های میانی بسیار باهم متفاوت هستند.به شکلی که آرماتورگذاری تیرچه های میانی در دال یوبوت تنها یک سنجاق نمره 10 در هر 0.7 متر مربع است.در حالی که آرماتورگذاری وافل همانند عکس و دیتیل زیر با این پیچیدگی روبه روست.

ج)اختلاف در دکفراژ :

 

پس از اجرای دال نوبت به دکفراژ می رسد.قالب های ذوزنقه ای زیر دال به جهت درگیری بیشتر سطح ,قطعا زمان برتر خواهد بودنسبت به دکفراژ دال تخت.خیلی از اوقات دکفراژ دال تخت  و جدا کردن تخته از زیر سقف ,هم زمان با باز کردن (شل کردن سر جک)اتفاق می افتد.در حالی که دکفراژ سیستم  وافل  با دیلم گذاری بر لبه ی قالب ها همراه است که در همین هنگام بخشی از قالب ها دچار لطمات  و صدماتی می شوند و در هر طبقه به طور میانگین 2٪ قالب هادچار شکستگی خواهند شد.

 

نتیجه گیری مقاله پیش رو :

جهت جمع بندی سه  دسته موضوع  را مورد بررسی قرار میدهیم :

الف) اختلافات جزعی

ب ) اختلافات فاحش

ج ) بد.ن اختلاف

الف ) سیستم وافل و یوبوت تشابه فنی و اجرایی فراوانی نسبت به هم دارند و هم چنین به لحاظ هزینه تمام شده بسیار به هم شبیه است چرا که هزینه اولیه قالب های یوبوت کمتر و هزینه اولیه قالبهای وافل زیادتر  میباشد در مورد اجرای سقف به همراه قالب ها در بند 6 به این نتیجه رسیدیم که در دهانه های 10-12 متری که بیشترین راندمان را سیستم یوبوت دارد هزینه اجرا به همراه فالب ها  در سقف وافل در مقایسه با سیستم یوبوت 10% بیشتر است . یا به تعبیری به ازای هر مترمربع 50000 ريال یوبوت به صرفه تر است . و در مقابل مصرف بتن یوبوت بیشتر و مصرف بتن وافل کمتر است و میتوان با نگاهی منصفانه عنوان کرد که حدود 50000 ريال وافل در بتن مصرفی به صرفه تر است و در مورد ارماتور مصرفی اختلاف مصرفی قابل عنوانی وجود ندارد چرا که در سیستم یوبوت شبکه تحتانی اضافه میشود و در مقابل در سقف وافل افزایش  ارماتور تیرچه ها هم وزن  شبکه تحتانی خواهد بود مجموع اختلافات بسیار نزدیک به هم میباشد .

ب ) اولین اختلاف فاحش بین دو سیستم اختلاف در ضریب انتقال حرارتی است که قریب 3 برابر عملکرد یوبوت بهتر است . دومین اختلاف فاحش در بحث انتقال ضریب صوتی است که بیش از 2 برابر عملکرد سقف یوبوت بهتر است .سومین اختلاف فاحش در مورد ارتعاش دال میباشد که زیر مجموعه سختی و اختلاف 40 درصدی در ممان اینرسی بیشتر دال یوبوت نسبت به وافل است (در ضخامت و مصرف بتن یکسان).اختلاف اول و دوم با هزینه ی اضافی بعد از اجرای سقف به میزان 20 سانتی متر فوم بتن یا پشم سنک یا شیشه قابل جبران است که هزینه ی ان معادل هر مترمربع 20 هزار تومان به پروژه تحمیل خواهد کرد ولی کن اختلاف سوم بعد از اجرای سقف حتی با فرض انجام هزینه ی اضافی قابل جبران نخواهد بود و ذات تکنولوژی در ممان اینرسی ضعیف تر از یوبوت میباشد.

ج) سیستم یوبوت و وافل در بهره گیری از اسکلت فلزی همانند هم میباشند هم چنین در تلفیق با پستنیدگی این امکان در هر دو سیستم مهیا است . هم چنین در لزوم یا عدم لزوم استفاده از سقف کاذب مثل هم هستند در مورد زمان اجرا  نیز اختلافی ندارند و به لحاظ فنی عملکرد هر دو سیستم به صورت دو محوره خواهد بود .

 

گروه تحقیق و توسعه شرکت بی ستون

مقایسه یوبوت اصلاح شده و سقف وافل

 

مقاله پیش رو به برخی ابهامات در خصوص کارایی سیستم وافل  و یوبوت اصلاح شده پرداخته  و مقایسه ای ساده و گویا نسبت به مزایا ،معایب  و برآورد ریالی این دو سیستم انجام شده است.ابتدا جهت آشنایی با هر دوسیستم به تاریخچه  و توضیحات مختصری در خصوص هر دو سیستم می پردازیم :

1-    سقف وافل چیست؟


سقف وافل نوعی از دال های دو محوره ی مجوف است که مقطع T شکل دارد که در مقایسه با دال توپر تخت یاتیر و دال به دلیل حذف محدوده های ناکار آمد(مانند قسمت میانی دال)بسیار کم هزینه تر و کارآمدتر خواهد بود.

سقف وافل

این سیستم به دلیل ضعف ملموس در برش (به دلیل دارا بودن حداقل سطح مقطع )در محدوده ی سر ستون ها دال حتما می بایست با ماهیچه اجرا شود.(یا در صورت عدم نیاز ماهیچه مدفون  و در ضخامت سقف اجرا شود.)

قالب وافل

سازه وافل

درباره وافل

هم چنین در نواحی اتصال دال به تیر  و دیوار برشی همین موضوع تکرار می شود.این ضعف با تراکم آرماتور عمودی و اضافه کردن محدوده ی غیر مجوف (دال توپر)در نواحی بحرانی قابل جبران است.به عکس های زیر توجه فرمایید:

قالب وافل

مزایای وافل

وافل چیست

میتوان گفت سقف وافل در حالت یک طرفه همان تیرچه بلوک است و در حالت دو طرفه به عنوان وافل مشهور است.

      دال بتنی یا سقف تیرچه؟!

سقف یوبوت اساسأ دال بتنی محسوب می شود و روش طراحی این نوع سقف ها همانند دال های بتنی توپر می باشد. در طرف مقابل، سقف وافل ( وافل اسلب ) یک نوع سقف تیرچه دوطرفه می باشد. این مسئله در جوابیه های مرکز تحقیقات مسکن و شهرسازی به صراحت قید گردیده است (تصویر زیر). لذا از آنجا که مزایای دال بتنی بر کسی پوشیده نیست، استفاده از سقف یوبوت در ساخت و سازها، سبب برخورداری از مزایای دال بتنی به اضافه کاهش وزن اسکلت سازه ای می گردد. از طرف دیگر، استفاده از سقف وافل، سبب بروز همان مشکلاتی می گردد که سقف های تیرچه بلوک با آن دست به گریبان هستند. امروزه بر کسی پوشیده نیست که سقف تیرچه بلوک از نظر استانداردهای فنی دچار کاستی های بیشماری می باشد و لذا وقت آن رسیده است که همانند سقف های طاق ضربی این نوع سقف را نیز کنار گذاشته و به سیستم های نوین سقف روی آورده و از مزایای آنها بهره بری نمود.

 

تصریح عبارت «سقف های تیرچه ای یک یا دوطرفه» برای سیستم سقف وافل

2- یوبوت چیست؟

آنگونه که از نام این سیستم مشخص است، به انواع دال میان تهی گفته می شود که متشکل از سه جزء اصلی است :

الف  حجم پرکننده (قالب ماندگار در قسمت میانی)

ب  دو دال فوقانی و تحتانی به ضخامت 8-5 سانتی متر (دال فوقانی روی احجام پرکننده و دال تحتانی زیر حجم پرکننده تشکیل می شود.)

ج  تیرچه های بتن بین احجام

سیستم دال مجوف قابلیت های مطلوبی دارد که امروزه با استقبال وسیع مهندسین مواجه شده است که مهم ترین آنها به شرح ذیل است :

1)    پوشش دهانه های بلند (افزایش فاصله ی ستون ها از هم و تأمین پارکینگ بیشتر و فراخ شدن معماری و امکان ستون گزاری نامنظم)

2)      حذف تیرها از سقف (افزایش ارتفاع مفید معماری و عدم مزاحمت برای اجرای تأسیسات)

3)    ایزوله بودن سقف به لحاظ صوتی و حرارتی (به دلیل استفاده از بلوک های حاوی هوا در قسمت میانی دال و افزایش ظرفیت حرارتی سقف)

4)       کاهش محسوس بار مرده ی سازه و به تبع آن مصرف حداقلی بتن و میلگرد

 

5)   عدم نیاز به تیرچه، یونولیت، کابل و تجهیزات خاص و نیروی متخصص (سهولت در اجرای اسکلت و سهولت در نظارت بر اجرای صحیح و به تبع آن سرعت بالای اجرا)

سقف یوبوت

قالب یوبوت

سیستم دال مجوف با استفاده از احجام پرکننده و حذف بتن زائد میانی بار مرده ی سقف را به مقدار محسوسی کاسته است، به نحوی که در مقایسه با دال توپر هم ضخامت خود حداقل 30 درصد سبک تر است، ولی از آنجا که حذف بتن از قسمت میانی دال بوده، تأثیر ناچیزی بر کاهش سختی (ممان اینرسی) سقف دارد، به نحوی که سختی آن از دال توپر هم ضخامت خود فقط 10% کمتر است.

 

محاسبات دقیق کاهش سختی و کاهش وزن دال به تفصیل در بند 3و4 آمده است.

فروش یوبوت3- دسه مقطع سقف :

همان گونه که از طلاهر سقف پیداست سقف وافل دارای مقطع  شکل است.در حالی که سقف یوبوت اصلاح شده دارای مقطع I شکل می باشد.در واقع یک دال 5 سانتی متری سراسری در قسمت دال تحتانی نسبت به دال T شکل اضافه دارد.

 

شایان ذکر است که در هر دو سیستم مقطع TI به صورت متعامد و عمود بر هم اجرا می شود.به تعبیر دیگر هم در محور x وهم در محور y  مقطع یکسان دارند.در نهایت می بایست توجه داشت  که در نواحی اتصال سقف به ستون و دیوار برشی در هر دو سیستم مقطع به صورت دال توپر (مقطع مستطیل کامل می شود)طراحی و اجرا می شود.

4- ممان اینرسی دال در ضخامت یکسان و میزان مصرف بتن یکسان:

 

طبیعی است که به دلیل وجود دال تحتانی در سیستم دال مجوف و عدم وجود آن در دال وافل در ضخامت یکسان ممان اینرسی دال مجوف قریب 1.5 برابر دال وافل می باشد.که از رابطه ی زیر به سهولت قابل استخراج است.

uboot

 

محاسبه ممان اینرسی مقطع بتنی در سیستم سقف وافل (تیرچه تشکیل شده T شکل)

فرمول یوبوت

 

حال برای مقایسه ممان اینرسی دومقطع با فرض مقدار مصالح یکسان و ارتفاع مقطع (h) برابر با ابعاد ذیل خواهیم داشت:

یوبوت یا واافل

لذا خواهیم داشت

وافل

ممان اینرسی مقطع یوبوت در این حالت به میزان 37% از ممان اینرسی مقطع وافل بیشتر خواهد بود.

5-صلبیت دیافراگم بر سه قسم است:

الف)دال دیافراگم صلب

ب)دیافراگم نیمه صلب

ج)دیافراگم انعطاف پذیر

 

دیافراگمی که نسبت تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم به تغییر مکان طبقه کوچکتر از نیم باشد.اگر این عدد بین نیم تا دو باشد دیافراگم را نیمه صلب در نظر می گیریم  و اگر این عدد بیش از دو باشد دیافراگم را انعطاف پذیر در نظر می گیریم .به عبارت ساده تر, ستون ها به همراه سقف در هنگام زلزله دچار تغییر مکان می شوند.به این تغییر مکان ,تغییر مکان طبقه اطلاق می شود.حال اگر فارغ از تغییر مکان ستون ها ,صرفا تغییر مکان دیافراگم را در نظر بگیریم به این تغییر مکان ,تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم اطلاق می شود.

waffle iran

 

حال به عواملی که در سختی درون صفحه دیافراگم تاثیر گذار است می پردازیم :

نظر به رویکرد قیاسی در خصوص صلب دال از پرداختی به مسائل جزئی پرهیز می شود,آنچه که در قیاس میان این دو سیستم از منظر سختی درون صفحه حائز اهمیت می باشد ضخامت معادل دال توپر این دو سیستم می باشد.در سیستم یوبوت و در دهانه مشابه تقریبا ضخامت معادل دال توپر با سیستم وافل یکسان است ولی کن نکته ی قابل تامل آن است که قطعا هندسه ی مقطع  و وجود دو دال تحتانی و فوقانی 5 سانتی متری و ممان اینرسی  بیشتر در ضخامت یکسان و مصرف بتن یکسان حاکی از برتری نسبی یوبوت نسبت به دال وافل می باشد.

 

سقف یوبوت به عنوان دال بتنی مجوف شناخته می شود. مطالعات علمی این مسئله را ثابت کرده اند که دال های بتنی مجوف دارای عملکردی مشابه دال های بتنی توپر می باشند. دال های بتنی با توجه به ضخامت و درگیری مناسب آنها با سیستم سازه ای، بعنوان یکی از بهترین دیافراگم های لرزه ای مطرح می گردند. خسارات و تلفات به بار آمده در اثر زمین لرزه های بیشماری که در کشورمان رخ داده اند این امر را ثابت کرده اند که صلبیت دیافراگمی سقف، نقش عمده ای را در حفظ یکپارچگی سازه طی وقوع زمین لرزه ها ایفا می کند. سقف وافل دارای مقطع T شکل بوده و برخلاف سیستم سقف یوبوت فاقد دال بتنی زیرینمی باشد. دال فوقانی در سقف وافل دارای ضخامتی در حدود 5 سانتی متری می باشد. در سیستم یوبوت مقطع سقف به شکل I  دارای دو دال بتنی در بالا و پایین بوده و بر اساس علوم استاتیک می دانیم مقطع I شکل از مقاومت خمشی و صلبیت بالاتری نسبت به مقطع T شکل برخوردار است. بنابراین سقف یوبوت با داشتن صلبیت کافی و بسیار بالای خود نسبت به سقف وافل برتری داشته و بعنوان سیستم برتر لرزه ای مطرح می گردد

وافل

6-هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف:

برای بررسی دقیق مزیت ریالی قالب ها در دو حالت یوبوت  و وافل می بایست ابتدا به تفکیک ,هزینه ی  قالب ها را بررسی کرد:

هزینه ی قالب های یوبوت در دهانه های 9.5 تا 11 متری حدودا به ازای هر متر مربع 20-18 هزار تومان می باشد.

هزینه ی  قالب های وافل در دهانه های مشابه حدودا به ازای هر متر مربع به همراه اجرا 700.000 ریال می باشد.این در حالی است که هزینه ی اجرای سیستم یوبوت به ازای هر متر مربع 450.000 ریال می باشد.جمع هزینه ی اجرای یوبوت و بلوک های مصرفی ماندگار در سقف تقریبا  به ازای هر متر مربع 650.000 ریال می باشد.به تعبیری جمع یوبوت و اجرا نسبت به وافل و اجرا 10٪ کمتر خواهد بود ولی این نکته را نباید فراموش کرد  که در دهانه های خیلی بلند (15متری و بیش از آن )چون ارتفاع یوبوت افزایش می یابد و قطعات ماندگار در سقف پر هزینه می شوند,اختلاف 10٪ درصدی به صفر میل می کند.دلیل این موضوع آن است که در این دهانه ها در صد افزایش هزینه ی هزینه ی بلوک های ماندگار نسبت به در صد افزایش هزینه ی قالب های وافل بیشتر است.

به عنوان مثال :یوبوت در دهانه ی 15 متری به ازای هر متر مربع 30 هزار تومان  و اجرای آن 45 هزار تومان می باشد.این در حالی است که وافل و اجرا بیش از 75 هزار تومان نخواهد شد.توجه داشته باشید آنالیز فوق        (بند 16)صرفا به بررسی هزینه ی اجرا و قالب ها پرداخته است و در خصوص مصرف متریال سقف و سازه در بند........بحث خواهد شد.

 

مطلب بعدی در خصوص هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف این استدر پروژه هایی که نسبت به مساحت هر طبقه به تعداد طبقات آن حدود 26 باشد  (با تلورانس 7٪-5٪)می توان عنوان کرد که وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.مثلا اگر پروژه ای(همانند برج باغ ها)که تعداد طبقات آن 15 طبقه باشد و مساحت هر سقف آن 400 متر باشدنسبت تعداد مساحت به طبقه معادل 26.6 می باشد.لذا در این پروژه وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.دلیل این امر این است که هزینه ی اولیه قالب های وافل زیاد است ,در حالی که یوبوت هزینه ی اولیه ندارد.با همین فلسفه به ضرایب بالا خواهیم رسید.

7-مقاومت در برابر حریق:

 

مسئله مهم دیگر در بررسی پارامترهای سقف یوبوت و وافل، مقاومت در برابر حریق می باشد. در سقف وافل همانند سقف تیرچه بلوک تنها یک دال بتنی به ضخامت حدودأ 5 سانتی متر استفاده می شود. مقدار مقاومت زمانی در برابر حریق برای این نوع سقف ها در حدود 20 دقیقه می باشد. ولی در سقف یوبوت همانگونه که اشاره شد از دولایه دال بتنی در بالا و پایین استفاده شده است که این امر سبب افزایش مقاومت حریق سقف و تحمل سه ساعت دمای 1000 درجه سانتی گراد می گردد گواهی مقاومت در برابر حریق REI از موسسه.( CSI برای اطلاعات بیشتر بخش گواهی نامه ها را مطالعه کنید.).

سقف وافل و یوبوت

8-لزوم سقف کاذب زیر دال :

 

آنچه در استفاده از سقف کاذب محدود کننده است کاربری ساختمانی است که سقف یوبوت یا وافل در آن استفاده خواهد شد.به عنوان مثال در ساختمان های اداری و مسکونی و تجاری :

الف)کلیه ی تاسیسات الکتریکی و خصوصا مکانیکی از زیر سقف عبور داده می شود و حتما باید توسط سقف کاذب مخفی گردد.

ب)در معماری پروژه معمار نور مخفی  و طرح سقف کاذب را به جهت زیبایی زیر سقف طراحی می کند.

ج)وجود سقف کاذب ,خود به کاهش ضریب انتقال صوت و حرارت کمک می کند.

 

به طور خلاصه می توان ادعا نمود استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,تجاری و مسکونی الزامی است.لذا با رویکرد قیاسی در خصوص لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری,تجاری و مسکونی تفاوتی میان سقف یوبوت  و دال وافل وجود ندارد.

9-کاربرد سیستم در حالت اکسپوز:

 

اما دو نکته :آن است که سلایق طراحان معمار در ساختمان های تفریحی,گردشی وخدماتی متفاوت است. برخی بر این باورند که دال اکسپوز تخت  به لحاظ زیبایی نسبت به دال وافل که از زیر به صورت مشبک است زیباتر است و برخی دیگر شکست های متعامد دال وافل را زیباتر می انگارند. دومین نکته آن است که همه گان بر این نکته واقفند که با توجه به لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,مسکونی و تجاری بحث اجرای اکسپوز دال منتفی است.مگر صرفا در قسمت های محدودی از پلان در طبقات پارکینگ و لابی.در جمع بندی به نظر می رسد که دال اکسپوز ,اولا در ساختمان های خدماتی و تفریحی و گردشی کارایی دارد. ثانیا این که بین سطح زیرین دال وافل و یوبوت کدام سطح زیباتر است به سلیقه ی معمار وابسته است.

یوبوت اکسپوز.

10-اثر ارتعاش در سیستم یوبوت و سقف وافل:

 

کنترل ارتعاش سقف رابطه ی مستقیم با ممان اینرسی  مقطع دارد.این رابطه مستقیم و غیر خطی است و بستگی به عوامل دیگری مانند جنس و درجه میرایی آن و دهانه دارد.حتی در تعیین میرایی برای اسباب و وسایل موجود در فضا درصد میرایی تعیین می کنند که از جدول زیر قابل استخراج است.

جدول یوبوت+وافل

نکته ی اول در این جدول به وضوح میرایی سقف و اسکلت فلزی نسبت به بتن نمایانگر این مهم است که اسکلت های بتنی  ودال ها نسبت به اسکلت فلزی در ارتعاش عملکرد بهتری دارند.لذا است که خصوصا سقف های عرشه فولادی روی اسکلت فلزی با مشکل جدی در بحث ارتعاش روبه رو هستند حتی در دهانه های 5.5 متری این ضعف به وضوح ماموس است.

 

نکته ی دوم در این جدول میرایی چوب 6 درصد, بتن 2 درصد و فولاد 1 درصد می باشد.به تعبیر دیگر میرایی چوب 6 برابر فولاد و 3 برابر بتن می باشد.رویکرد قیاسی فی مابین سقف وافل و یوبوت ما را بر آن می دارد که به مهم ترین فاکتور در ارتعاش که همان ممان اینرسی مقطع است بپردازیم .در بند.........به این نتیجه رسیدیم که با متریال و ارتفاع ثابت ممان اینرسی یوبوت 40٪ نسبت به وافل بیشتر می باشد.این به این معناست که قطعا به نسبت قابل توجهی در ارتعاش عملکرد مناسب تری دارد.از آنجایی که رابطه ی بین ممان اینرسی  و ارتعاش مستقیم  و غیر خطی است لذا به این معنا نخواهد بود که 40 درصد بهبود عملکرد را شاهد نخواهیم بود,بررسی های انجام شده نشان می دهد که اثر غیر خطی بهبود ارتعاش را با 15٪ افت مواجه خواهد کرد.لذا  به جرات می توان  ادعا نمود سقف یوبوت اصلاح شده نسبت به وافل در مبحث ارتعاش با 25 ٪ بهبود عملکرد حائز برتری نسبی می باشد.

11-ایزوله بودن  در برابر صوت و حرارت:

 

جهت بررسی آیتم حرارت هر دو سقف را در ضخامت یکسان در نظر می گیریم .از تیرچه های بین یوبوت و وافل صرف نظر می کنیم 

محاسبات دستی در زیر آمده است ولی کن جهت استحضار به صورت خلاصه سقف یوبوت نزدیک به 3 برابر سقف وافل عایق حرارتی است.

 

حقیقتا اختلاف بیش از 3 برابری اختلاف فاحشی است.این تفاوت به قدری بزرگ است که می توان به صراحت عنوان ایزوله حرارتی را برای سقف یوبوت به کار برد و سقف وافل را هادی نامید.(مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان).

یوبوت کوبیاکس

صدا چیست؟

در فیزیک، صدا عبارت است از ارتعاشی مکانیکی یک فضای گازی، مایع و یا جامد ارتجاعی. (elastic) صدا نوعی انرژی مکانیکی محسوب می شود و هنگامی بوجود می آید که ذرات حول مرکز تعادل خود نوسان کنند.

- محدود شنوایی انسان (Audible Frequency Range)Audible frequency range 1

گوش انسان می تواند از فرکانس 20Hz تا 20000Hz را بشنود و فرکانس های پایین تر از این محدوده و بالاتر از آن، توسط گوش انسان تشخیص داده نمی شوند. در زیر نمودار محدوده فرکانس و شدت صوت قابل شنیدن توسط گوش انسان ارائه شده است.برای بررسی عملکرد عایق کاری صوتی از مدل ها و ضرایب مختلفی استفاده می شود. معروف ترین و پرکاربردترین این ضرایب عبارتند از: ضریب کاهش صوت نرماله شده (Rw) و کلاس انتقال صوت (Sound Transmission Class) که دومی مخصوص استانداردهای آمریکا می باشد. (برای آشنایی بیشتر با این ضرایب به بخش اصول عایق کاری صوتی – معیارهای اندازگیری مراجعه فرمایید.)

-سرعت صوت

در هوای معمولی حدودا( 200C )سرعت صوت تقریبا ثابت بوده و برابر است با تقریبا c≈340m/s   در مواد دیگر و در دمای 200C سرعت صوت متغیر است مثلا در:

 

شیشه: 5500-6000m/s

 

آلومینیوم/ فولاد: 5100m/s

 

چوب: 3400-4500 m/s

 

سیمان / بتون: 4000m/s

 

آجر: 3600m/s

 

یخ: 3100m/s

 

آب: 1500m/s

 

پشم های معدنی: 180m/s

 

از آنجایی که سرعت صوت تنها تابعی از دمای هوا (یا فضایی که در آن منتشر میشود) میباشد، در دمای ثابت، سرعت آن ثابت خواهد بود. بنابراین با افزایش فرکانس در سرعت مشخص، طول موج کم می شود و بلعکس. به عبارت دیگر، همواره فرکانس و طول موج نسبت عکس با یکدیگر دارند.

مکانیزم های انتقال صوت:

معمولا دو نوع مکانیزم انتقال صوت وجود دارد: 1- هوابرد (Airborne) و 2- ضربه (Impact)

در مکانیزم هوابرد، آلودگی صوتی مستقیم از طریق هوا از منبع صوتی، منتقل می شود مانند سروصدای خودروهای درون خیابان، تجهیزات مکانیکی، سیستم های تهویه، سیستم سینمای خانگی همسایه مجاور.

در مکانیزم ضربه، آلودگی صوتی از درون خود اجزاء سازه منتقل می شوند، مانند صدای قدم زدن افراد واحدهای بالاسر، ضربه به دیوار مجاور، بستن درب. به مکانیزم انتقال صوت ضربه، صوت سازه برد (Structure Borne Sound) نیز گفته می شود.

در واقع می توان گفت که سرعت انتقال صوت به جدول الاستیسیته آن ماده وابسته است.هرچه ماده چگال تر باشد انتقال صوت راحت تر انجام میگرد .

 

همانگونه که در جدول بالا مشاهده می کنید سرعت انتقال صوت در هوا c≈340m/s   استو سرعت انتقال صوت در آهن 5100 m/s  است.این 15 برابر اختلاف همان اختلافی است که در گذشتگان برای تشخیص وجود قطار در نزدیکی ,منتظران را به نهادن گوش بر ریل قطار مجبور می کرد.اما رویکرد قیاسی مابین سقف یوبوت  و وافل با عنوان بررسی ضریب انتقال صوت بین این دوسیستم ما را بر آن می داردکه یک بار دیگر مقاطع سقف را بررسی کنیم .

 

مطابق جدول ارائه شده سرعت انتقال صوت در هوا 340 m/s و در بتن این عدد 4000 m/s می باشد.در گام نخست اختلاف 12 برابری سرعت صوت در بتن نسبت به هوا بسیار قابل تامل است.ولی آیا می توان به همین دلیل ادعا نمود سقف یوبوت قریب 10 برابر نسبت به صوت, عایق تر از سقف وافل است؟؟ جهت اثبات این ادعا می بایست در گام نخست به شکل تئوریک مسئله را مورد بررسی قرار داد که به ما ثابت خواهد کرد این ادعا صحیح است.

uboot

رفتار پارتیشن دوپوش به طور شماتیک در شکل 3.26 نشان داده شده است.دو ویژگی مهم عملکرد عدم انتقال پنل های دو پوش ,یکی تشدید پنل های دو پوش (شناخته شده به عنوان تشدید جرم-هوا)و دیگری تشدیدهای شکاف هوا(شناخته شده به عنوان تشدیدهای حفره ای )می باشد.تشدید پانل دو لبه یک تشدیدفرکانس پایین است که ناشی از رفتار پانل ها مانند جفت جرم های ایجاد شده توسط یک فنر هوایی می باشد.در واقع این یک عملکرد جرم های پانل و شکاف هوا می باشد.آقای fahy فرکانس تشدید پانل دوپوش را اینگونه می یابد

یوبوت سقف

که d فاصله ی شکاف هوای بین پانل ها, جرم سطح پانل اول (kgm-2) و جرم سطح پانل دوم می باشد.تشدید های شکاف  هوا به عبارت دیگر,تشدید هایی با فرکانس بالا هستند.(kd> )

صدا در یوبوت

12-اتصال ملحقات به سقف:

 

در سقف یوبوت به دلیل اینکه در پایین مقطع سقف، دال بتنی زیرین وجود دارد، اتصال ملحقات (مانند آویزها و ...) از سقف حتی بعد از اتمام عملیات نازک کاری در هرجایی از سقف به راحتی امکان پذیر است. اما در سقف وافل اینگونه نیست و در این سقف بایستی همانند سقف تیرچه محل های مربوطه را از قبل جهت اتصال ملحقات پیش بینی نمود.

 

در این مقاله، به برسی تفاوت های میان سقف های یوبوت و وافل پرداخته شد. با شناخت مزایا و معایب سیستم های مختلف سازه ای می توان انتخاب بهتر و مطمئن تری داشت. نکته ی حیاتی آن است که اتصال ملحقات به تیرچه صرفا با رعایت تمهیدات در مقابل اتصال ملحقات به دال زیرین در سیستم یوبوت بدون رعایت تمهیدات باید مورد توجه قرار گیرد.این نکته نشان از مزیت و برتری سیستم یوبوت نسبت به وافل است چرا که شرایط ایده آل پیش نخواهد رفت و در مقاطعی برای گرفتن ساپورت از زیر سقف مجبور به تخریب یا شات گان در محل احداث ساپورت خواهیم بود.حال این تخریب یا صدمه یا شات گان در سیستم یوبوت به دال تحتانی اعمال می شودو در وافل به تیرچه.

دریفت یوبوت وافل

13-عملکرد تک محوره  و دو محوره :

 

با توجه به امکان تغییر نوع قالب ها ی وافل (به صورت کشیده در یک جهت)می توان عنوان کرد که این تکنولوژی قابلیت اجرای دال تک محوره را دارد ولی کن در سیستم یوبوت این امکان وجود ندارد.لذا چنانچه طول دهانه ها و نحوه ی چیدمان تکیه گاه ها به صورتی بود که طول چشمه بیش از 1.75 برابر عرض چشمه باشد حتما می بایست به جهت رعایت اقتصاد طرح و توزیع منطقی تر نیروها می بایست تکنولوژی وافل را برگزید.این که در سیستم یوبوت همانند وافل قابلیت اجرای دال تک محوره وجود دارد یا خیر, ذیل اقتصاد آن معنا می شود و الا قطعا به نظر فنی این امکان مهیا است ولی کن اقتصادی نخواهد بود.

14-کارایی سیستم یوبوت اصلاح شده و سقف وافل:

جهت بررسی درصد تخلخل می بایست در گام نخست شرایط پروژه نظیر بارگذاری دهانه و تکیه گاه ها مشابه در نظر گرفته شود.در بند بررسی ممان اینرسی به این نتیجه رسیدیم که با فرض ضخامت و میزان متریال مصرفی یکسان فی مابین وافل و یوبوت قریب به 40 درصد ممان اینرسی دال یوبوت بیش از دال وافل می باشد.از این مطلب می توان نتیجه گیری کرد که اگر برای کنترل خیز ,برش ولرزش یک دهانه با بارگذاری و طول دهانه ی ثابت به X ممان اینرسی نیاز باشد با سیستم یوبوت می توان با متریال وآرماتور کمتری به  ممان اینرسی برسیم.

 

حال این سوال پیش می آید که آیا حقیقتا این میزان متریال و آرماتور و ارتفاع کمتر 40٪ است؟پاسخ این است که تحلیل صورت گرفته به بررسی خطی ممان اینرسی پرداخته در حالی که در بررسی غیر خطی که دقیق تر و حقیقی تر است این اختلاف به بیش از نصف تقلیل پیدا می کند و این اختلاف بین 20٪ خواهد بود,جهت تدقیق پاسخ به این نکته نیز توجه داشته باشید که آنالیز انجام شده مربوط به پربازده ترین ضخامت و ابعاد یوبوت می باشد که ابعاد 34*34 با ارتفاع 20(ضخامت دال 32 سانتی متر)می باشد.در بند 6به بررسی اختلاف در دهانه های مختلف پرداخته می شود.

 

15-سازگاری با اسکلت فلزی :

 

امکان استفاده  سیستم وافل  و یوبوت به جهت عدم نیاز به تیرهای فرعی فلزی  و تیرهای اصلی (شاه تیرها)فلزی  و تبع آن حذف پلاستر ضد حریق برای سقف (استفاده از پلاستر مبلغی حدود 70.000 تومان به ازای هر متر مربع به پروژه با اسکلت فلزی تحمیل می کند.)با استقبال خوبی مواجه شده است.اما آنچه استفاده از سیستم دال را به صورت کلی در اسکلت فلزی اعم از وافل و یوبوت محدود می کند ترکیب قاب خمشی فلزی و دال است که در این صورت طرح به سمت غیر اقتصادی شدن میل می کند چرا که فارغ از نوع سقف اولا اسکلت فلزی با سیستم قاب خمشی اختلاف 30 درصدی در هزینه ها نسبت به اسکلت فلزی با سیستم بادبند (یا دیوار برشی) دارد.ثانیا اگر بنا باشد این اختلاف با استفاده از دال بتنی تشدید شود(افزایش هزینه ی قالب بندی )قطعا غیر اقتصادی خواهد شد.اما سوال مهم اینجاست که در چه صورتی استفاده از سیستم وافل یا یوبوت با اسکلت فلزی در نهایت راندمان قرار دارد.با بررسی هایی که در پروژه های مختلف صورت گرفته نشان دهنده ی این است که اولا تلفیق دال با اسکلت فلزی در حالتی که باربر جانبی قاب خمشی نباشد (دیوار برشی باشد.) مناسب است چرا که در این حالت ستون ها به صورت صرفا ثقلی طراحی می گردند و اجرای اتصالات صرفا به نشیمن دال روی ستون محدود می شود و ثانیا استفاده از دال در طبقات زیر تراز حائل دارای بیشترین راندمان می باشند.در واقع می توان عنوان کرد استفاده از سیستم دال (هم یوبوت  و هم وافل و هم اقسام دیگر)تنها در حالتی که اسکلت بدون قاب طراحی می شوند راندمان بالایی دارند چرا که حذف پلاستر ضد حریق تمام هزینه های مازاد قالب بندی و دال را پوشش می دهد.

16-یکی از اختلافات دو سیستم در اجرای سقف می باشد که مهم است.این اختلاف را به 3 دسته تقسیم می کنیم :

 

الف)اختلاف در کارگزاری قطعات :

در سیستم یوبوت اصلاح شده پس از کفراژ بندی بستن شبکه تحتانی نیاز است.قطعات پلاستیکی روی شبکه کارگذاری شود نظر به سهولت در کارگزاری قطعات می توان به صراحت عنوان نمود که هر 500 متر مربع را به 3 نفر کارگر ساده ظرف مدت 5 ساعت می توانند جای گذاری نمایند.ولی کن کارگذاری پنل های وافل مرتبط با کفراژ بندی است و بنا به تحقیقات میدانی گروه توسعه شرکت از پیمانکاران آنها قائل بودند کفراژبندی با ثعوبت 30٪ تا 40٪ بیش از کفراژبندی دال تخت است و عمده دلایل به شرح ذیل بود:

1-قطعات می بایست یکی یکی کنار هم پیچ بشوند.

2-قالب ها هر کدام نزدیک به 15 کیلو وزن دارند.

3-هم زمان  با کارگذاری هر قالب از زیر با جک یا چهار پایه می بایست مهار شوند.

ب) اختلاف در آرماتورگذاری تیرچه های میانی:

سقف وافل نسبت به دال یوبوت در شبکه ی فوقانی دال به هم شبیه ولی در آرماتور گذاری تیرچه های میانی بسیار باهم متفاوت هستند.به شکلی که آرماتورگذاری تیرچه های میانی در دال یوبوت تنها یک سنجاق نمره 10 در هر 0.7 متر مربع است.در حالی که آرماتورگذاری وافل همانند عکس و دیتیل زیر با این پیچیدگی روبه روست.

ج)اختلاف در دکفراژ :

 

پس از اجرای دال نوبت به دکفراژ می رسد.قالب های ذوزنقه ای زیر دال به جهت درگیری بیشتر سطح ,قطعا زمان برتر خواهد بودنسبت به دکفراژ دال تخت.خیلی از اوقات دکفراژ دال تخت  و جدا کردن تخته از زیر سقف ,هم زمان با باز کردن (شل کردن سر جک)اتفاق می افتد.در حالی که دکفراژ سیستم  وافل  با دیلم گذاری بر لبه ی قالب ها همراه است که در همین هنگام بخشی از قالب ها دچار لطمات  و صدماتی می شوند و در هر طبقه به طور میانگین 2٪ قالب هادچار شکستگی خواهند شد.

 

نتیجه گیری مقاله پیش رو :

جهت جمع بندی سه  دسته موضوع  را مورد بررسی قرار میدهیم :

الف) اختلافات جزعی

ب ) اختلافات فاحش

ج ) بد.ن اختلاف

الف ) سیستم وافل و یوبوت تشابه فنی و اجرایی فراوانی نسبت به هم دارند و هم چنین به لحاظ هزینه تمام شده بسیار به هم شبیه است چرا که هزینه اولیه قالب های یوبوت کمتر و هزینه اولیه قالبهای وافل زیادتر  میباشد در مورد اجرای سقف به همراه قالب ها در بند 6 به این نتیجه رسیدیم که در دهانه های 10-12 متری که بیشترین راندمان را سیستم یوبوت دارد هزینه اجرا به همراه فالب ها  در سقف وافل در مقایسه با سیستم یوبوت 10% بیشتر است . یا به تعبیری به ازای هر مترمربع 50000 ريال یوبوت به صرفه تر است . و در مقابل مصرف بتن یوبوت بیشتر و مصرف بتن وافل کمتر است و میتوان با نگاهی منصفانه عنوان کرد که حدود 50000 ريال وافل در بتن مصرفی به صرفه تر است و در مورد ارماتور مصرفی اختلاف مصرفی قابل عنوانی وجود ندارد چرا که در سیستم یوبوت شبکه تحتانی اضافه میشود و در مقابل در سقف وافل افزایش  ارماتور تیرچه ها هم وزن  شبکه تحتانی خواهد بود مجموع اختلافات بسیار نزدیک به هم میباشد .

ب ) اولین اختلاف فاحش بین دو سیستم اختلاف در ضریب انتقال حرارتی است که قریب 3 برابر عملکرد یوبوت بهتر است . دومین اختلاف فاحش در بحث انتقال ضریب صوتی است که بیش از 2 برابر عملکرد سقف یوبوت بهتر است .سومین اختلاف فاحش در مورد ارتعاش دال میباشد که زیر مجموعه سختی و اختلاف 40 درصدی در ممان اینرسی بیشتر دال یوبوت نسبت به وافل است (در ضخامت و مصرف بتن یکسان).اختلاف اول و دوم با هزینه ی اضافی بعد از اجرای سقف به میزان 20 سانتی متر فوم بتن یا پشم سنک یا شیشه قابل جبران است که هزینه ی ان معادل هر مترمربع 20 هزار تومان به پروژه تحمیل خواهد کرد ولی کن اختلاف سوم بعد از اجرای سقف حتی با فرض انجام هزینه ی اضافی قابل جبران نخواهد بود و ذات تکنولوژی در ممان اینرسی ضعیف تر از یوبوت میباشد.

ج) سیستم یوبوت و وافل در بهره گیری از اسکلت فلزی همانند هم میباشند هم چنین در تلفیق با پستنیدگی این امکان در هر دو سیستم مهیا است . هم چنین در لزوم یا عدم لزوم استفاده از سقف کاذب مثل هم هستند در مورد زمان اجرا  نیز اختلافی ندارند و به لحاظ فنی عملکرد هر دو سیستم به صورت دو محوره خواهد بود .

 

گروه تحقیق و توسعه شرکت بی ستون

مقایسه یوبوت اصلاح شده و سقف وافل

 

مقاله پیش رو به برخی ابهامات در خصوص کارایی سیستم وافل  و یوبوت اصلاح شده پرداخته  و مقایسه ای ساده و گویا نسبت به مزایا ،معایب  و برآورد ریالی این دو سیستم انجام شده است.ابتدا جهت آشنایی با هر دوسیستم به تاریخچه  و توضیحات مختصری در خصوص هر دو سیستم می پردازیم :

1-    سقف وافل چیست؟


سقف وافل نوعی از دال های دو محوره ی مجوف است که مقطع T شکل دارد که در مقایسه با دال توپر تخت یاتیر و دال به دلیل حذف محدوده های ناکار آمد(مانند قسمت میانی دال)بسیار کم هزینه تر و کارآمدتر خواهد بود.

سقف وافل

این سیستم به دلیل ضعف ملموس در برش (به دلیل دارا بودن حداقل سطح مقطع )در محدوده ی سر ستون ها دال حتما می بایست با ماهیچه اجرا شود.(یا در صورت عدم نیاز ماهیچه مدفون  و در ضخامت سقف اجرا شود.)

قالب وافل

سازه وافل

درباره وافل

هم چنین در نواحی اتصال دال به تیر  و دیوار برشی همین موضوع تکرار می شود.این ضعف با تراکم آرماتور عمودی و اضافه کردن محدوده ی غیر مجوف (دال توپر)در نواحی بحرانی قابل جبران است.به عکس های زیر توجه فرمایید:

قالب وافل

مزایای وافل

وافل چیست

میتوان گفت سقف وافل در حالت یک طرفه همان تیرچه بلوک است و در حالت دو طرفه به عنوان وافل مشهور است.

      دال بتنی یا سقف تیرچه؟!

سقف یوبوت اساسأ دال بتنی محسوب می شود و روش طراحی این نوع سقف ها همانند دال های بتنی توپر می باشد. در طرف مقابل، سقف وافل ( وافل اسلب ) یک نوع سقف تیرچه دوطرفه می باشد. این مسئله در جوابیه های مرکز تحقیقات مسکن و شهرسازی به صراحت قید گردیده است (تصویر زیر). لذا از آنجا که مزایای دال بتنی بر کسی پوشیده نیست، استفاده از سقف یوبوت در ساخت و سازها، سبب برخورداری از مزایای دال بتنی به اضافه کاهش وزن اسکلت سازه ای می گردد. از طرف دیگر، استفاده از سقف وافل، سبب بروز همان مشکلاتی می گردد که سقف های تیرچه بلوک با آن دست به گریبان هستند. امروزه بر کسی پوشیده نیست که سقف تیرچه بلوک از نظر استانداردهای فنی دچار کاستی های بیشماری می باشد و لذا وقت آن رسیده است که همانند سقف های طاق ضربی این نوع سقف را نیز کنار گذاشته و به سیستم های نوین سقف روی آورده و از مزایای آنها بهره بری نمود.

 

تصریح عبارت «سقف های تیرچه ای یک یا دوطرفه» برای سیستم سقف وافل

2- یوبوت چیست؟

آنگونه که از نام این سیستم مشخص است، به انواع دال میان تهی گفته می شود که متشکل از سه جزء اصلی است :

الف  حجم پرکننده (قالب ماندگار در قسمت میانی)

ب  دو دال فوقانی و تحتانی به ضخامت 8-5 سانتی متر (دال فوقانی روی احجام پرکننده و دال تحتانی زیر حجم پرکننده تشکیل می شود.)

ج  تیرچه های بتن بین احجام

سیستم دال مجوف قابلیت های مطلوبی دارد که امروزه با استقبال وسیع مهندسین مواجه شده است که مهم ترین آنها به شرح ذیل است :

1)    پوشش دهانه های بلند (افزایش فاصله ی ستون ها از هم و تأمین پارکینگ بیشتر و فراخ شدن معماری و امکان ستون گزاری نامنظم)

2)      حذف تیرها از سقف (افزایش ارتفاع مفید معماری و عدم مزاحمت برای اجرای تأسیسات)

3)    ایزوله بودن سقف به لحاظ صوتی و حرارتی (به دلیل استفاده از بلوک های حاوی هوا در قسمت میانی دال و افزایش ظرفیت حرارتی سقف)

4)       کاهش محسوس بار مرده ی سازه و به تبع آن مصرف حداقلی بتن و میلگرد

 

5)   عدم نیاز به تیرچه، یونولیت، کابل و تجهیزات خاص و نیروی متخصص (سهولت در اجرای اسکلت و سهولت در نظارت بر اجرای صحیح و به تبع آن سرعت بالای اجرا)

سقف یوبوت

قالب یوبوت

سیستم دال مجوف با استفاده از احجام پرکننده و حذف بتن زائد میانی بار مرده ی سقف را به مقدار محسوسی کاسته است، به نحوی که در مقایسه با دال توپر هم ضخامت خود حداقل 30 درصد سبک تر است، ولی از آنجا که حذف بتن از قسمت میانی دال بوده، تأثیر ناچیزی بر کاهش سختی (ممان اینرسی) سقف دارد، به نحوی که سختی آن از دال توپر هم ضخامت خود فقط 10% کمتر است.

 

محاسبات دقیق کاهش سختی و کاهش وزن دال به تفصیل در بند 3و4 آمده است.

فروش یوبوت3- دسه مقطع سقف :

همان گونه که از طلاهر سقف پیداست سقف وافل دارای مقطع  شکل است.در حالی که سقف یوبوت اصلاح شده دارای مقطع I شکل می باشد.در واقع یک دال 5 سانتی متری سراسری در قسمت دال تحتانی نسبت به دال T شکل اضافه دارد.

 

شایان ذکر است که در هر دو سیستم مقطع TI به صورت متعامد و عمود بر هم اجرا می شود.به تعبیر دیگر هم در محور x وهم در محور y  مقطع یکسان دارند.در نهایت می بایست توجه داشت  که در نواحی اتصال سقف به ستون و دیوار برشی در هر دو سیستم مقطع به صورت دال توپر (مقطع مستطیل کامل می شود)طراحی و اجرا می شود.

4- ممان اینرسی دال در ضخامت یکسان و میزان مصرف بتن یکسان:

 

طبیعی است که به دلیل وجود دال تحتانی در سیستم دال مجوف و عدم وجود آن در دال وافل در ضخامت یکسان ممان اینرسی دال مجوف قریب 1.5 برابر دال وافل می باشد.که از رابطه ی زیر به سهولت قابل استخراج است.

uboot

 

محاسبه ممان اینرسی مقطع بتنی در سیستم سقف وافل (تیرچه تشکیل شده T شکل)

فرمول یوبوت

 

حال برای مقایسه ممان اینرسی دومقطع با فرض مقدار مصالح یکسان و ارتفاع مقطع (h) برابر با ابعاد ذیل خواهیم داشت:

یوبوت یا واافل

لذا خواهیم داشت

وافل

ممان اینرسی مقطع یوبوت در این حالت به میزان 37% از ممان اینرسی مقطع وافل بیشتر خواهد بود.

5-صلبیت دیافراگم بر سه قسم است:

الف)دال دیافراگم صلب

ب)دیافراگم نیمه صلب

ج)دیافراگم انعطاف پذیر

 

دیافراگمی که نسبت تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم به تغییر مکان طبقه کوچکتر از نیم باشد.اگر این عدد بین نیم تا دو باشد دیافراگم را نیمه صلب در نظر می گیریم  و اگر این عدد بیش از دو باشد دیافراگم را انعطاف پذیر در نظر می گیریم .به عبارت ساده تر, ستون ها به همراه سقف در هنگام زلزله دچار تغییر مکان می شوند.به این تغییر مکان ,تغییر مکان طبقه اطلاق می شود.حال اگر فارغ از تغییر مکان ستون ها ,صرفا تغییر مکان دیافراگم را در نظر بگیریم به این تغییر مکان ,تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم اطلاق می شود.

waffle iran

 

حال به عواملی که در سختی درون صفحه دیافراگم تاثیر گذار است می پردازیم :

نظر به رویکرد قیاسی در خصوص صلب دال از پرداختی به مسائل جزئی پرهیز می شود,آنچه که در قیاس میان این دو سیستم از منظر سختی درون صفحه حائز اهمیت می باشد ضخامت معادل دال توپر این دو سیستم می باشد.در سیستم یوبوت و در دهانه مشابه تقریبا ضخامت معادل دال توپر با سیستم وافل یکسان است ولی کن نکته ی قابل تامل آن است که قطعا هندسه ی مقطع  و وجود دو دال تحتانی و فوقانی 5 سانتی متری و ممان اینرسی  بیشتر در ضخامت یکسان و مصرف بتن یکسان حاکی از برتری نسبی یوبوت نسبت به دال وافل می باشد.

 

سقف یوبوت به عنوان دال بتنی مجوف شناخته می شود. مطالعات علمی این مسئله را ثابت کرده اند که دال های بتنی مجوف دارای عملکردی مشابه دال های بتنی توپر می باشند. دال های بتنی با توجه به ضخامت و درگیری مناسب آنها با سیستم سازه ای، بعنوان یکی از بهترین دیافراگم های لرزه ای مطرح می گردند. خسارات و تلفات به بار آمده در اثر زمین لرزه های بیشماری که در کشورمان رخ داده اند این امر را ثابت کرده اند که صلبیت دیافراگمی سقف، نقش عمده ای را در حفظ یکپارچگی سازه طی وقوع زمین لرزه ها ایفا می کند. سقف وافل دارای مقطع T شکل بوده و برخلاف سیستم سقف یوبوت فاقد دال بتنی زیرینمی باشد. دال فوقانی در سقف وافل دارای ضخامتی در حدود 5 سانتی متری می باشد. در سیستم یوبوت مقطع سقف به شکل I  دارای دو دال بتنی در بالا و پایین بوده و بر اساس علوم استاتیک می دانیم مقطع I شکل از مقاومت خمشی و صلبیت بالاتری نسبت به مقطع T شکل برخوردار است. بنابراین سقف یوبوت با داشتن صلبیت کافی و بسیار بالای خود نسبت به سقف وافل برتری داشته و بعنوان سیستم برتر لرزه ای مطرح می گردد

وافل

6-هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف:

برای بررسی دقیق مزیت ریالی قالب ها در دو حالت یوبوت  و وافل می بایست ابتدا به تفکیک ,هزینه ی  قالب ها را بررسی کرد:

هزینه ی قالب های یوبوت در دهانه های 9.5 تا 11 متری حدودا به ازای هر متر مربع 20-18 هزار تومان می باشد.

هزینه ی  قالب های وافل در دهانه های مشابه حدودا به ازای هر متر مربع به همراه اجرا 700.000 ریال می باشد.این در حالی است که هزینه ی اجرای سیستم یوبوت به ازای هر متر مربع 450.000 ریال می باشد.جمع هزینه ی اجرای یوبوت و بلوک های مصرفی ماندگار در سقف تقریبا  به ازای هر متر مربع 650.000 ریال می باشد.به تعبیری جمع یوبوت و اجرا نسبت به وافل و اجرا 10٪ کمتر خواهد بود ولی این نکته را نباید فراموش کرد  که در دهانه های خیلی بلند (15متری و بیش از آن )چون ارتفاع یوبوت افزایش می یابد و قطعات ماندگار در سقف پر هزینه می شوند,اختلاف 10٪ درصدی به صفر میل می کند.دلیل این موضوع آن است که در این دهانه ها در صد افزایش هزینه ی هزینه ی بلوک های ماندگار نسبت به در صد افزایش هزینه ی قالب های وافل بیشتر است.

به عنوان مثال :یوبوت در دهانه ی 15 متری به ازای هر متر مربع 30 هزار تومان  و اجرای آن 45 هزار تومان می باشد.این در حالی است که وافل و اجرا بیش از 75 هزار تومان نخواهد شد.توجه داشته باشید آنالیز فوق        (بند 16)صرفا به بررسی هزینه ی اجرا و قالب ها پرداخته است و در خصوص مصرف متریال سقف و سازه در بند........بحث خواهد شد.

 

مطلب بعدی در خصوص هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف این استدر پروژه هایی که نسبت به مساحت هر طبقه به تعداد طبقات آن حدود 26 باشد  (با تلورانس 7٪-5٪)می توان عنوان کرد که وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.مثلا اگر پروژه ای(همانند برج باغ ها)که تعداد طبقات آن 15 طبقه باشد و مساحت هر سقف آن 400 متر باشدنسبت تعداد مساحت به طبقه معادل 26.6 می باشد.لذا در این پروژه وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.دلیل این امر این است که هزینه ی اولیه قالب های وافل زیاد است ,در حالی که یوبوت هزینه ی اولیه ندارد.با همین فلسفه به ضرایب بالا خواهیم رسید.

7-مقاومت در برابر حریق:

 

مسئله مهم دیگر در بررسی پارامترهای سقف یوبوت و وافل، مقاومت در برابر حریق می باشد. در سقف وافل همانند سقف تیرچه بلوک تنها یک دال بتنی به ضخامت حدودأ 5 سانتی متر استفاده می شود. مقدار مقاومت زمانی در برابر حریق برای این نوع سقف ها در حدود 20 دقیقه می باشد. ولی در سقف یوبوت همانگونه که اشاره شد از دولایه دال بتنی در بالا و پایین استفاده شده است که این امر سبب افزایش مقاومت حریق سقف و تحمل سه ساعت دمای 1000 درجه سانتی گراد می گردد گواهی مقاومت در برابر حریق REI از موسسه.( CSI برای اطلاعات بیشتر بخش گواهی نامه ها را مطالعه کنید.).

سقف وافل و یوبوت

8-لزوم سقف کاذب زیر دال :

 

آنچه در استفاده از سقف کاذب محدود کننده است کاربری ساختمانی است که سقف یوبوت یا وافل در آن استفاده خواهد شد.به عنوان مثال در ساختمان های اداری و مسکونی و تجاری :

الف)کلیه ی تاسیسات الکتریکی و خصوصا مکانیکی از زیر سقف عبور داده می شود و حتما باید توسط سقف کاذب مخفی گردد.

ب)در معماری پروژه معمار نور مخفی  و طرح سقف کاذب را به جهت زیبایی زیر سقف طراحی می کند.

ج)وجود سقف کاذب ,خود به کاهش ضریب انتقال صوت و حرارت کمک می کند.

 

به طور خلاصه می توان ادعا نمود استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,تجاری و مسکونی الزامی است.لذا با رویکرد قیاسی در خصوص لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری,تجاری و مسکونی تفاوتی میان سقف یوبوت  و دال وافل وجود ندارد.

9-کاربرد سیستم در حالت اکسپوز:

 

اما دو نکته :آن است که سلایق طراحان معمار در ساختمان های تفریحی,گردشی وخدماتی متفاوت است. برخی بر این باورند که دال اکسپوز تخت  به لحاظ زیبایی نسبت به دال وافل که از زیر به صورت مشبک است زیباتر است و برخی دیگر شکست های متعامد دال وافل را زیباتر می انگارند. دومین نکته آن است که همه گان بر این نکته واقفند که با توجه به لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,مسکونی و تجاری بحث اجرای اکسپوز دال منتفی است.مگر صرفا در قسمت های محدودی از پلان در طبقات پارکینگ و لابی.در جمع بندی به نظر می رسد که دال اکسپوز ,اولا در ساختمان های خدماتی و تفریحی و گردشی کارایی دارد. ثانیا این که بین سطح زیرین دال وافل و یوبوت کدام سطح زیباتر است به سلیقه ی معمار وابسته است.

یوبوت اکسپوز.

10-اثر ارتعاش در سیستم یوبوت و سقف وافل:

 

کنترل ارتعاش سقف رابطه ی مستقیم با ممان اینرسی  مقطع دارد.این رابطه مستقیم و غیر خطی است و بستگی به عوامل دیگری مانند جنس و درجه میرایی آن و دهانه دارد.حتی در تعیین میرایی برای اسباب و وسایل موجود در فضا درصد میرایی تعیین می کنند که از جدول زیر قابل استخراج است.

جدول یوبوت+وافل

نکته ی اول در این جدول به وضوح میرایی سقف و اسکلت فلزی نسبت به بتن نمایانگر این مهم است که اسکلت های بتنی  ودال ها نسبت به اسکلت فلزی در ارتعاش عملکرد بهتری دارند.لذا است که خصوصا سقف های عرشه فولادی روی اسکلت فلزی با مشکل جدی در بحث ارتعاش روبه رو هستند حتی در دهانه های 5.5 متری این ضعف به وضوح ماموس است.

 

نکته ی دوم در این جدول میرایی چوب 6 درصد, بتن 2 درصد و فولاد 1 درصد می باشد.به تعبیر دیگر میرایی چوب 6 برابر فولاد و 3 برابر بتن می باشد.رویکرد قیاسی فی مابین سقف وافل و یوبوت ما را بر آن می دارد که به مهم ترین فاکتور در ارتعاش که همان ممان اینرسی مقطع است بپردازیم .در بند.........به این نتیجه رسیدیم که با متریال و ارتفاع ثابت ممان اینرسی یوبوت 40٪ نسبت به وافل بیشتر می باشد.این به این معناست که قطعا به نسبت قابل توجهی در ارتعاش عملکرد مناسب تری دارد.از آنجایی که رابطه ی بین ممان اینرسی  و ارتعاش مستقیم  و غیر خطی است لذا به این معنا نخواهد بود که 40 درصد بهبود عملکرد را شاهد نخواهیم بود,بررسی های انجام شده نشان می دهد که اثر غیر خطی بهبود ارتعاش را با 15٪ افت مواجه خواهد کرد.لذا  به جرات می توان  ادعا نمود سقف یوبوت اصلاح شده نسبت به وافل در مبحث ارتعاش با 25 ٪ بهبود عملکرد حائز برتری نسبی می باشد.

11-ایزوله بودن  در برابر صوت و حرارت:

 

جهت بررسی آیتم حرارت هر دو سقف را در ضخامت یکسان در نظر می گیریم .از تیرچه های بین یوبوت و وافل صرف نظر می کنیم 

محاسبات دستی در زیر آمده است ولی کن جهت استحضار به صورت خلاصه سقف یوبوت نزدیک به 3 برابر سقف وافل عایق حرارتی است.

 

حقیقتا اختلاف بیش از 3 برابری اختلاف فاحشی است.این تفاوت به قدری بزرگ است که می توان به صراحت عنوان ایزوله حرارتی را برای سقف یوبوت به کار برد و سقف وافل را هادی نامید.(مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان).

یوبوت کوبیاکس

صدا چیست؟

در فیزیک، صدا عبارت است از ارتعاشی مکانیکی یک فضای گازی، مایع و یا جامد ارتجاعی. (elastic) صدا نوعی انرژی مکانیکی محسوب می شود و هنگامی بوجود می آید که ذرات حول مرکز تعادل خود نوسان کنند.

- محدود شنوایی انسان (Audible Frequency Range)Audible frequency range 1

گوش انسان می تواند از فرکانس 20Hz تا 20000Hz را بشنود و فرکانس های پایین تر از این محدوده و بالاتر از آن، توسط گوش انسان تشخیص داده نمی شوند. در زیر نمودار محدوده فرکانس و شدت صوت قابل شنیدن توسط گوش انسان ارائه شده است.برای بررسی عملکرد عایق کاری صوتی از مدل ها و ضرایب مختلفی استفاده می شود. معروف ترین و پرکاربردترین این ضرایب عبارتند از: ضریب کاهش صوت نرماله شده (Rw) و کلاس انتقال صوت (Sound Transmission Class) که دومی مخصوص استانداردهای آمریکا می باشد. (برای آشنایی بیشتر با این ضرایب به بخش اصول عایق کاری صوتی – معیارهای اندازگیری مراجعه فرمایید.)

-سرعت صوت

در هوای معمولی حدودا( 200C )سرعت صوت تقریبا ثابت بوده و برابر است با تقریبا c≈340m/s   در مواد دیگر و در دمای 200C سرعت صوت متغیر است مثلا در:

 

شیشه: 5500-6000m/s

 

آلومینیوم/ فولاد: 5100m/s

 

چوب: 3400-4500 m/s

 

سیمان / بتون: 4000m/s

 

آجر: 3600m/s

 

یخ: 3100m/s

 

آب: 1500m/s

 

پشم های معدنی: 180m/s

 

از آنجایی که سرعت صوت تنها تابعی از دمای هوا (یا فضایی که در آن منتشر میشود) میباشد، در دمای ثابت، سرعت آن ثابت خواهد بود. بنابراین با افزایش فرکانس در سرعت مشخص، طول موج کم می شود و بلعکس. به عبارت دیگر، همواره فرکانس و طول موج نسبت عکس با یکدیگر دارند.

مکانیزم های انتقال صوت:

معمولا دو نوع مکانیزم انتقال صوت وجود دارد: 1- هوابرد (Airborne) و 2- ضربه (Impact)

در مکانیزم هوابرد، آلودگی صوتی مستقیم از طریق هوا از منبع صوتی، منتقل می شود مانند سروصدای خودروهای درون خیابان، تجهیزات مکانیکی، سیستم های تهویه، سیستم سینمای خانگی همسایه مجاور.

در مکانیزم ضربه، آلودگی صوتی از درون خود اجزاء سازه منتقل می شوند، مانند صدای قدم زدن افراد واحدهای بالاسر، ضربه به دیوار مجاور، بستن درب. به مکانیزم انتقال صوت ضربه، صوت سازه برد (Structure Borne Sound) نیز گفته می شود.

در واقع می توان گفت که سرعت انتقال صوت به جدول الاستیسیته آن ماده وابسته است.هرچه ماده چگال تر باشد انتقال صوت راحت تر انجام میگرد .

 

همانگونه که در جدول بالا مشاهده می کنید سرعت انتقال صوت در هوا c≈340m/s   استو سرعت انتقال صوت در آهن 5100 m/s  است.این 15 برابر اختلاف همان اختلافی است که در گذشتگان برای تشخیص وجود قطار در نزدیکی ,منتظران را به نهادن گوش بر ریل قطار مجبور می کرد.اما رویکرد قیاسی مابین سقف یوبوت  و وافل با عنوان بررسی ضریب انتقال صوت بین این دوسیستم ما را بر آن می داردکه یک بار دیگر مقاطع سقف را بررسی کنیم .

 

مطابق جدول ارائه شده سرعت انتقال صوت در هوا 340 m/s و در بتن این عدد 4000 m/s می باشد.در گام نخست اختلاف 12 برابری سرعت صوت در بتن نسبت به هوا بسیار قابل تامل است.ولی آیا می توان به همین دلیل ادعا نمود سقف یوبوت قریب 10 برابر نسبت به صوت, عایق تر از سقف وافل است؟؟ جهت اثبات این ادعا می بایست در گام نخست به شکل تئوریک مسئله را مورد بررسی قرار داد که به ما ثابت خواهد کرد این ادعا صحیح است.

uboot

رفتار پارتیشن دوپوش به طور شماتیک در شکل 3.26 نشان داده شده است.دو ویژگی مهم عملکرد عدم انتقال پنل های دو پوش ,یکی تشدید پنل های دو پوش (شناخته شده به عنوان تشدید جرم-هوا)و دیگری تشدیدهای شکاف هوا(شناخته شده به عنوان تشدیدهای حفره ای )می باشد.تشدید پانل دو لبه یک تشدیدفرکانس پایین است که ناشی از رفتار پانل ها مانند جفت جرم های ایجاد شده توسط یک فنر هوایی می باشد.در واقع این یک عملکرد جرم های پانل و شکاف هوا می باشد.آقای fahy فرکانس تشدید پانل دوپوش را اینگونه می یابد

یوبوت سقف

که d فاصله ی شکاف هوای بین پانل ها, جرم سطح پانل اول (kgm-2) و جرم سطح پانل دوم می باشد.تشدید های شکاف  هوا به عبارت دیگر,تشدید هایی با فرکانس بالا هستند.(kd> )

صدا در یوبوت

12-اتصال ملحقات به سقف:

 

در سقف یوبوت به دلیل اینکه در پایین مقطع سقف، دال بتنی زیرین وجود دارد، اتصال ملحقات (مانند آویزها و ...) از سقف حتی بعد از اتمام عملیات نازک کاری در هرجایی از سقف به راحتی امکان پذیر است. اما در سقف وافل اینگونه نیست و در این سقف بایستی همانند سقف تیرچه محل های مربوطه را از قبل جهت اتصال ملحقات پیش بینی نمود.

 

در این مقاله، به برسی تفاوت های میان سقف های یوبوت و وافل پرداخته شد. با شناخت مزایا و معایب سیستم های مختلف سازه ای می توان انتخاب بهتر و مطمئن تری داشت. نکته ی حیاتی آن است که اتصال ملحقات به تیرچه صرفا با رعایت تمهیدات در مقابل اتصال ملحقات به دال زیرین در سیستم یوبوت بدون رعایت تمهیدات باید مورد توجه قرار گیرد.این نکته نشان از مزیت و برتری سیستم یوبوت نسبت به وافل است چرا که شرایط ایده آل پیش نخواهد رفت و در مقاطعی برای گرفتن ساپورت از زیر سقف مجبور به تخریب یا شات گان در محل احداث ساپورت خواهیم بود.حال این تخریب یا صدمه یا شات گان در سیستم یوبوت به دال تحتانی اعمال می شودو در وافل به تیرچه.

دریفت یوبوت وافل

13-عملکرد تک محوره  و دو محوره :

 

با توجه به امکان تغییر نوع قالب ها ی وافل (به صورت کشیده در یک جهت)می توان عنوان کرد که این تکنولوژی قابلیت اجرای دال تک محوره را دارد ولی کن در سیستم یوبوت این امکان وجود ندارد.لذا چنانچه طول دهانه ها و نحوه ی چیدمان تکیه گاه ها به صورتی بود که طول چشمه بیش از 1.75 برابر عرض چشمه باشد حتما می بایست به جهت رعایت اقتصاد طرح و توزیع منطقی تر نیروها می بایست تکنولوژی وافل را برگزید.این که در سیستم یوبوت همانند وافل قابلیت اجرای دال تک محوره وجود دارد یا خیر, ذیل اقتصاد آن معنا می شود و الا قطعا به نظر فنی این امکان مهیا است ولی کن اقتصادی نخواهد بود.

14-کارایی سیستم یوبوت اصلاح شده و سقف وافل:

جهت بررسی درصد تخلخل می بایست در گام نخست شرایط پروژه نظیر بارگذاری دهانه و تکیه گاه ها مشابه در نظر گرفته شود.در بند بررسی ممان اینرسی به این نتیجه رسیدیم که با فرض ضخامت و میزان متریال مصرفی یکسان فی مابین وافل و یوبوت قریب به 40 درصد ممان اینرسی دال یوبوت بیش از دال وافل می باشد.از این مطلب می توان نتیجه گیری کرد که اگر برای کنترل خیز ,برش ولرزش یک دهانه با بارگذاری و طول دهانه ی ثابت به X ممان اینرسی نیاز باشد با سیستم یوبوت می توان با متریال وآرماتور کمتری به  ممان اینرسی برسیم.

 

حال این سوال پیش می آید که آیا حقیقتا این میزان متریال و آرماتور و ارتفاع کمتر 40٪ است؟پاسخ این است که تحلیل صورت گرفته به بررسی خطی ممان اینرسی پرداخته در حالی که در بررسی غیر خطی که دقیق تر و حقیقی تر است این اختلاف به بیش از نصف تقلیل پیدا می کند و این اختلاف بین 20٪ خواهد بود,جهت تدقیق پاسخ به این نکته نیز توجه داشته باشید که آنالیز انجام شده مربوط به پربازده ترین ضخامت و ابعاد یوبوت می باشد که ابعاد 34*34 با ارتفاع 20(ضخامت دال 32 سانتی متر)می باشد.در بند 6به بررسی اختلاف در دهانه های مختلف پرداخته می شود.

 

15-سازگاری با اسکلت فلزی :

 

امکان استفاده  سیستم وافل  و یوبوت به جهت عدم نیاز به تیرهای فرعی فلزی  و تیرهای اصلی (شاه تیرها)فلزی  و تبع آن حذف پلاستر ضد حریق برای سقف (استفاده از پلاستر مبلغی حدود 70.000 تومان به ازای هر متر مربع به پروژه با اسکلت فلزی تحمیل می کند.)با استقبال خوبی مواجه شده است.اما آنچه استفاده از سیستم دال را به صورت کلی در اسکلت فلزی اعم از وافل و یوبوت محدود می کند ترکیب قاب خمشی فلزی و دال است که در این صورت طرح به سمت غیر اقتصادی شدن میل می کند چرا که فارغ از نوع سقف اولا اسکلت فلزی با سیستم قاب خمشی اختلاف 30 درصدی در هزینه ها نسبت به اسکلت فلزی با سیستم بادبند (یا دیوار برشی) دارد.ثانیا اگر بنا باشد این اختلاف با استفاده از دال بتنی تشدید شود(افزایش هزینه ی قالب بندی )قطعا غیر اقتصادی خواهد شد.اما سوال مهم اینجاست که در چه صورتی استفاده از سیستم وافل یا یوبوت با اسکلت فلزی در نهایت راندمان قرار دارد.با بررسی هایی که در پروژه های مختلف صورت گرفته نشان دهنده ی این است که اولا تلفیق دال با اسکلت فلزی در حالتی که باربر جانبی قاب خمشی نباشد (دیوار برشی باشد.) مناسب است چرا که در این حالت ستون ها به صورت صرفا ثقلی طراحی می گردند و اجرای اتصالات صرفا به نشیمن دال روی ستون محدود می شود و ثانیا استفاده از دال در طبقات زیر تراز حائل دارای بیشترین راندمان می باشند.در واقع می توان عنوان کرد استفاده از سیستم دال (هم یوبوت  و هم وافل و هم اقسام دیگر)تنها در حالتی که اسکلت بدون قاب طراحی می شوند راندمان بالایی دارند چرا که حذف پلاستر ضد حریق تمام هزینه های مازاد قالب بندی و دال را پوشش می دهد.

16-یکی از اختلافات دو سیستم در اجرای سقف می باشد که مهم است.این اختلاف را به 3 دسته تقسیم می کنیم :

 

الف)اختلاف در کارگزاری قطعات :

در سیستم یوبوت اصلاح شده پس از کفراژ بندی بستن شبکه تحتانی نیاز است.قطعات پلاستیکی روی شبکه کارگذاری شود نظر به سهولت در کارگزاری قطعات می توان به صراحت عنوان نمود که هر 500 متر مربع را به 3 نفر کارگر ساده ظرف مدت 5 ساعت می توانند جای گذاری نمایند.ولی کن کارگذاری پنل های وافل مرتبط با کفراژ بندی است و بنا به تحقیقات میدانی گروه توسعه شرکت از پیمانکاران آنها قائل بودند کفراژبندی با ثعوبت 30٪ تا 40٪ بیش از کفراژبندی دال تخت است و عمده دلایل به شرح ذیل بود:

1-قطعات می بایست یکی یکی کنار هم پیچ بشوند.

2-قالب ها هر کدام نزدیک به 15 کیلو وزن دارند.

3-هم زمان  با کارگذاری هر قالب از زیر با جک یا چهار پایه می بایست مهار شوند.

ب) اختلاف در آرماتورگذاری تیرچه های میانی:

سقف وافل نسبت به دال یوبوت در شبکه ی فوقانی دال به هم شبیه ولی در آرماتور گذاری تیرچه های میانی بسیار باهم متفاوت هستند.به شکلی که آرماتورگذاری تیرچه های میانی در دال یوبوت تنها یک سنجاق نمره 10 در هر 0.7 متر مربع است.در حالی که آرماتورگذاری وافل همانند عکس و دیتیل زیر با این پیچیدگی روبه روست.

ج)اختلاف در دکفراژ :

 

پس از اجرای دال نوبت به دکفراژ می رسد.قالب های ذوزنقه ای زیر دال به جهت درگیری بیشتر سطح ,قطعا زمان برتر خواهد بودنسبت به دکفراژ دال تخت.خیلی از اوقات دکفراژ دال تخت  و جدا کردن تخته از زیر سقف ,هم زمان با باز کردن (شل کردن سر جک)اتفاق می افتد.در حالی که دکفراژ سیستم  وافل  با دیلم گذاری بر لبه ی قالب ها همراه است که در همین هنگام بخشی از قالب ها دچار لطمات  و صدماتی می شوند و در هر طبقه به طور میانگین 2٪ قالب هادچار شکستگی خواهند شد.

 

نتیجه گیری مقاله پیش رو :

جهت جمع بندی سه  دسته موضوع  را مورد بررسی قرار میدهیم :

الف) اختلافات جزعی

ب ) اختلافات فاحش

ج ) بد.ن اختلاف

الف ) سیستم وافل و یوبوت تشابه فنی و اجرایی فراوانی نسبت به هم دارند و هم چنین به لحاظ هزینه تمام شده بسیار به هم شبیه است چرا که هزینه اولیه قالب های یوبوت کمتر و هزینه اولیه قالبهای وافل زیادتر  میباشد در مورد اجرای سقف به همراه قالب ها در بند 6 به این نتیجه رسیدیم که در دهانه های 10-12 متری که بیشترین راندمان را سیستم یوبوت دارد هزینه اجرا به همراه فالب ها  در سقف وافل در مقایسه با سیستم یوبوت 10% بیشتر است . یا به تعبیری به ازای هر مترمربع 50000 ريال یوبوت به صرفه تر است . و در مقابل مصرف بتن یوبوت بیشتر و مصرف بتن وافل کمتر است و میتوان با نگاهی منصفانه عنوان کرد که حدود 50000 ريال وافل در بتن مصرفی به صرفه تر است و در مورد ارماتور مصرفی اختلاف مصرفی قابل عنوانی وجود ندارد چرا که در سیستم یوبوت شبکه تحتانی اضافه میشود و در مقابل در سقف وافل افزایش  ارماتور تیرچه ها هم وزن  شبکه تحتانی خواهد بود مجموع اختلافات بسیار نزدیک به هم میباشد .

ب ) اولین اختلاف فاحش بین دو سیستم اختلاف در ضریب انتقال حرارتی است که قریب 3 برابر عملکرد یوبوت بهتر است . دومین اختلاف فاحش در بحث انتقال ضریب صوتی است که بیش از 2 برابر عملکرد سقف یوبوت بهتر است .سومین اختلاف فاحش در مورد ارتعاش دال میباشد که زیر مجموعه سختی و اختلاف 40 درصدی در ممان اینرسی بیشتر دال یوبوت نسبت به وافل است (در ضخامت و مصرف بتن یکسان).اختلاف اول و دوم با هزینه ی اضافی بعد از اجرای سقف به میزان 20 سانتی متر فوم بتن یا پشم سنک یا شیشه قابل جبران است که هزینه ی ان معادل هر مترمربع 20 هزار تومان به پروژه تحمیل خواهد کرد ولی کن اختلاف سوم بعد از اجرای سقف حتی با فرض انجام هزینه ی اضافی قابل جبران نخواهد بود و ذات تکنولوژی در ممان اینرسی ضعیف تر از یوبوت میباشد.

ج) سیستم یوبوت و وافل در بهره گیری از اسکلت فلزی همانند هم میباشند هم چنین در تلفیق با پستنیدگی این امکان در هر دو سیستم مهیا است . هم چنین در لزوم یا عدم لزوم استفاده از سقف کاذب مثل هم هستند در مورد زمان اجرا  نیز اختلافی ندارند و به لحاظ فنی عملکرد هر دو سیستم به صورت دو محوره خواهد بود .

 

گروه تحقیق و توسعه شرکت بی ستون

مقایسه یوبوت اصلاح شده و سقف وافل

 

مقاله پیش رو به برخی ابهامات در خصوص کارایی سیستم وافل  و یوبوت اصلاح شده پرداخته  و مقایسه ای ساده و گویا نسبت به مزایا ،معایب  و برآورد ریالی این دو سیستم انجام شده است.ابتدا جهت آشنایی با هر دوسیستم به تاریخچه  و توضیحات مختصری در خصوص هر دو سیستم می پردازیم :

1-    سقف وافل چیست؟


سقف وافل نوعی از دال های دو محوره ی مجوف است که مقطع T شکل دارد که در مقایسه با دال توپر تخت یاتیر و دال به دلیل حذف محدوده های ناکار آمد(مانند قسمت میانی دال)بسیار کم هزینه تر و کارآمدتر خواهد بود.

سقف وافل

این سیستم به دلیل ضعف ملموس در برش (به دلیل دارا بودن حداقل سطح مقطع )در محدوده ی سر ستون ها دال حتما می بایست با ماهیچه اجرا شود.(یا در صورت عدم نیاز ماهیچه مدفون  و در ضخامت سقف اجرا شود.)

قالب وافل

سازه وافل

درباره وافل

هم چنین در نواحی اتصال دال به تیر  و دیوار برشی همین موضوع تکرار می شود.این ضعف با تراکم آرماتور عمودی و اضافه کردن محدوده ی غیر مجوف (دال توپر)در نواحی بحرانی قابل جبران است.به عکس های زیر توجه فرمایید:

قالب وافل

مزایای وافل

وافل چیست

میتوان گفت سقف وافل در حالت یک طرفه همان تیرچه بلوک است و در حالت دو طرفه به عنوان وافل مشهور است.

      دال بتنی یا سقف تیرچه؟!

سقف یوبوت اساسأ دال بتنی محسوب می شود و روش طراحی این نوع سقف ها همانند دال های بتنی توپر می باشد. در طرف مقابل، سقف وافل ( وافل اسلب ) یک نوع سقف تیرچه دوطرفه می باشد. این مسئله در جوابیه های مرکز تحقیقات مسکن و شهرسازی به صراحت قید گردیده است (تصویر زیر). لذا از آنجا که مزایای دال بتنی بر کسی پوشیده نیست، استفاده از سقف یوبوت در ساخت و سازها، سبب برخورداری از مزایای دال بتنی به اضافه کاهش وزن اسکلت سازه ای می گردد. از طرف دیگر، استفاده از سقف وافل، سبب بروز همان مشکلاتی می گردد که سقف های تیرچه بلوک با آن دست به گریبان هستند. امروزه بر کسی پوشیده نیست که سقف تیرچه بلوک از نظر استانداردهای فنی دچار کاستی های بیشماری می باشد و لذا وقت آن رسیده است که همانند سقف های طاق ضربی این نوع سقف را نیز کنار گذاشته و به سیستم های نوین سقف روی آورده و از مزایای آنها بهره بری نمود.

 

تصریح عبارت «سقف های تیرچه ای یک یا دوطرفه» برای سیستم سقف وافل

2- یوبوت چیست؟

آنگونه که از نام این سیستم مشخص است، به انواع دال میان تهی گفته می شود که متشکل از سه جزء اصلی است :

الف  حجم پرکننده (قالب ماندگار در قسمت میانی)

ب  دو دال فوقانی و تحتانی به ضخامت 8-5 سانتی متر (دال فوقانی روی احجام پرکننده و دال تحتانی زیر حجم پرکننده تشکیل می شود.)

ج  تیرچه های بتن بین احجام

سیستم دال مجوف قابلیت های مطلوبی دارد که امروزه با استقبال وسیع مهندسین مواجه شده است که مهم ترین آنها به شرح ذیل است :

1)    پوشش دهانه های بلند (افزایش فاصله ی ستون ها از هم و تأمین پارکینگ بیشتر و فراخ شدن معماری و امکان ستون گزاری نامنظم)

2)      حذف تیرها از سقف (افزایش ارتفاع مفید معماری و عدم مزاحمت برای اجرای تأسیسات)

3)    ایزوله بودن سقف به لحاظ صوتی و حرارتی (به دلیل استفاده از بلوک های حاوی هوا در قسمت میانی دال و افزایش ظرفیت حرارتی سقف)

4)       کاهش محسوس بار مرده ی سازه و به تبع آن مصرف حداقلی بتن و میلگرد

 

5)   عدم نیاز به تیرچه، یونولیت، کابل و تجهیزات خاص و نیروی متخصص (سهولت در اجرای اسکلت و سهولت در نظارت بر اجرای صحیح و به تبع آن سرعت بالای اجرا)

سقف یوبوت

قالب یوبوت

سیستم دال مجوف با استفاده از احجام پرکننده و حذف بتن زائد میانی بار مرده ی سقف را به مقدار محسوسی کاسته است، به نحوی که در مقایسه با دال توپر هم ضخامت خود حداقل 30 درصد سبک تر است، ولی از آنجا که حذف بتن از قسمت میانی دال بوده، تأثیر ناچیزی بر کاهش سختی (ممان اینرسی) سقف دارد، به نحوی که سختی آن از دال توپر هم ضخامت خود فقط 10% کمتر است.

 

محاسبات دقیق کاهش سختی و کاهش وزن دال به تفصیل در بند 3و4 آمده است.

فروش یوبوت3- دسه مقطع سقف :

همان گونه که از طلاهر سقف پیداست سقف وافل دارای مقطع  شکل است.در حالی که سقف یوبوت اصلاح شده دارای مقطع I شکل می باشد.در واقع یک دال 5 سانتی متری سراسری در قسمت دال تحتانی نسبت به دال T شکل اضافه دارد.

 

شایان ذکر است که در هر دو سیستم مقطع TI به صورت متعامد و عمود بر هم اجرا می شود.به تعبیر دیگر هم در محور x وهم در محور y  مقطع یکسان دارند.در نهایت می بایست توجه داشت  که در نواحی اتصال سقف به ستون و دیوار برشی در هر دو سیستم مقطع به صورت دال توپر (مقطع مستطیل کامل می شود)طراحی و اجرا می شود.

4- ممان اینرسی دال در ضخامت یکسان و میزان مصرف بتن یکسان:

 

طبیعی است که به دلیل وجود دال تحتانی در سیستم دال مجوف و عدم وجود آن در دال وافل در ضخامت یکسان ممان اینرسی دال مجوف قریب 1.5 برابر دال وافل می باشد.که از رابطه ی زیر به سهولت قابل استخراج است.

uboot

 

محاسبه ممان اینرسی مقطع بتنی در سیستم سقف وافل (تیرچه تشکیل شده T شکل)

فرمول یوبوت

 

حال برای مقایسه ممان اینرسی دومقطع با فرض مقدار مصالح یکسان و ارتفاع مقطع (h) برابر با ابعاد ذیل خواهیم داشت:

یوبوت یا واافل

لذا خواهیم داشت

وافل

ممان اینرسی مقطع یوبوت در این حالت به میزان 37% از ممان اینرسی مقطع وافل بیشتر خواهد بود.

5-صلبیت دیافراگم بر سه قسم است:

الف)دال دیافراگم صلب

ب)دیافراگم نیمه صلب

ج)دیافراگم انعطاف پذیر

 

دیافراگمی که نسبت تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم به تغییر مکان طبقه کوچکتر از نیم باشد.اگر این عدد بین نیم تا دو باشد دیافراگم را نیمه صلب در نظر می گیریم  و اگر این عدد بیش از دو باشد دیافراگم را انعطاف پذیر در نظر می گیریم .به عبارت ساده تر, ستون ها به همراه سقف در هنگام زلزله دچار تغییر مکان می شوند.به این تغییر مکان ,تغییر مکان طبقه اطلاق می شود.حال اگر فارغ از تغییر مکان ستون ها ,صرفا تغییر مکان دیافراگم را در نظر بگیریم به این تغییر مکان ,تغییر مکان درون صفحه ی دیافراگم اطلاق می شود.

waffle iran

 

حال به عواملی که در سختی درون صفحه دیافراگم تاثیر گذار است می پردازیم :

نظر به رویکرد قیاسی در خصوص صلب دال از پرداختی به مسائل جزئی پرهیز می شود,آنچه که در قیاس میان این دو سیستم از منظر سختی درون صفحه حائز اهمیت می باشد ضخامت معادل دال توپر این دو سیستم می باشد.در سیستم یوبوت و در دهانه مشابه تقریبا ضخامت معادل دال توپر با سیستم وافل یکسان است ولی کن نکته ی قابل تامل آن است که قطعا هندسه ی مقطع  و وجود دو دال تحتانی و فوقانی 5 سانتی متری و ممان اینرسی  بیشتر در ضخامت یکسان و مصرف بتن یکسان حاکی از برتری نسبی یوبوت نسبت به دال وافل می باشد.

 

سقف یوبوت به عنوان دال بتنی مجوف شناخته می شود. مطالعات علمی این مسئله را ثابت کرده اند که دال های بتنی مجوف دارای عملکردی مشابه دال های بتنی توپر می باشند. دال های بتنی با توجه به ضخامت و درگیری مناسب آنها با سیستم سازه ای، بعنوان یکی از بهترین دیافراگم های لرزه ای مطرح می گردند. خسارات و تلفات به بار آمده در اثر زمین لرزه های بیشماری که در کشورمان رخ داده اند این امر را ثابت کرده اند که صلبیت دیافراگمی سقف، نقش عمده ای را در حفظ یکپارچگی سازه طی وقوع زمین لرزه ها ایفا می کند. سقف وافل دارای مقطع T شکل بوده و برخلاف سیستم سقف یوبوت فاقد دال بتنی زیرینمی باشد. دال فوقانی در سقف وافل دارای ضخامتی در حدود 5 سانتی متری می باشد. در سیستم یوبوت مقطع سقف به شکل I  دارای دو دال بتنی در بالا و پایین بوده و بر اساس علوم استاتیک می دانیم مقطع I شکل از مقاومت خمشی و صلبیت بالاتری نسبت به مقطع T شکل برخوردار است. بنابراین سقف یوبوت با داشتن صلبیت کافی و بسیار بالای خود نسبت به سقف وافل برتری داشته و بعنوان سیستم برتر لرزه ای مطرح می گردد

وافل

6-هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف:

برای بررسی دقیق مزیت ریالی قالب ها در دو حالت یوبوت  و وافل می بایست ابتدا به تفکیک ,هزینه ی  قالب ها را بررسی کرد:

هزینه ی قالب های یوبوت در دهانه های 9.5 تا 11 متری حدودا به ازای هر متر مربع 20-18 هزار تومان می باشد.

هزینه ی  قالب های وافل در دهانه های مشابه حدودا به ازای هر متر مربع به همراه اجرا 700.000 ریال می باشد.این در حالی است که هزینه ی اجرای سیستم یوبوت به ازای هر متر مربع 450.000 ریال می باشد.جمع هزینه ی اجرای یوبوت و بلوک های مصرفی ماندگار در سقف تقریبا  به ازای هر متر مربع 650.000 ریال می باشد.به تعبیری جمع یوبوت و اجرا نسبت به وافل و اجرا 10٪ کمتر خواهد بود ولی این نکته را نباید فراموش کرد  که در دهانه های خیلی بلند (15متری و بیش از آن )چون ارتفاع یوبوت افزایش می یابد و قطعات ماندگار در سقف پر هزینه می شوند,اختلاف 10٪ درصدی به صفر میل می کند.دلیل این موضوع آن است که در این دهانه ها در صد افزایش هزینه ی هزینه ی بلوک های ماندگار نسبت به در صد افزایش هزینه ی قالب های وافل بیشتر است.

به عنوان مثال :یوبوت در دهانه ی 15 متری به ازای هر متر مربع 30 هزار تومان  و اجرای آن 45 هزار تومان می باشد.این در حالی است که وافل و اجرا بیش از 75 هزار تومان نخواهد شد.توجه داشته باشید آنالیز فوق        (بند 16)صرفا به بررسی هزینه ی اجرا و قالب ها پرداخته است و در خصوص مصرف متریال سقف و سازه در بند........بحث خواهد شد.

 

مطلب بعدی در خصوص هزینه فایده ی قالب های یک بار مصرف یا چند بار مصرف این استدر پروژه هایی که نسبت به مساحت هر طبقه به تعداد طبقات آن حدود 26 باشد  (با تلورانس 7٪-5٪)می توان عنوان کرد که وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.مثلا اگر پروژه ای(همانند برج باغ ها)که تعداد طبقات آن 15 طبقه باشد و مساحت هر سقف آن 400 متر باشدنسبت تعداد مساحت به طبقه معادل 26.6 می باشد.لذا در این پروژه وافل نسبت به یوبوت موجه تر است.دلیل این امر این است که هزینه ی اولیه قالب های وافل زیاد است ,در حالی که یوبوت هزینه ی اولیه ندارد.با همین فلسفه به ضرایب بالا خواهیم رسید.

7-مقاومت در برابر حریق:

 

مسئله مهم دیگر در بررسی پارامترهای سقف یوبوت و وافل، مقاومت در برابر حریق می باشد. در سقف وافل همانند سقف تیرچه بلوک تنها یک دال بتنی به ضخامت حدودأ 5 سانتی متر استفاده می شود. مقدار مقاومت زمانی در برابر حریق برای این نوع سقف ها در حدود 20 دقیقه می باشد. ولی در سقف یوبوت همانگونه که اشاره شد از دولایه دال بتنی در بالا و پایین استفاده شده است که این امر سبب افزایش مقاومت حریق سقف و تحمل سه ساعت دمای 1000 درجه سانتی گراد می گردد گواهی مقاومت در برابر حریق REI از موسسه.( CSI برای اطلاعات بیشتر بخش گواهی نامه ها را مطالعه کنید.).

سقف وافل و یوبوت

8-لزوم سقف کاذب زیر دال :

 

آنچه در استفاده از سقف کاذب محدود کننده است کاربری ساختمانی است که سقف یوبوت یا وافل در آن استفاده خواهد شد.به عنوان مثال در ساختمان های اداری و مسکونی و تجاری :

الف)کلیه ی تاسیسات الکتریکی و خصوصا مکانیکی از زیر سقف عبور داده می شود و حتما باید توسط سقف کاذب مخفی گردد.

ب)در معماری پروژه معمار نور مخفی  و طرح سقف کاذب را به جهت زیبایی زیر سقف طراحی می کند.

ج)وجود سقف کاذب ,خود به کاهش ضریب انتقال صوت و حرارت کمک می کند.

 

به طور خلاصه می توان ادعا نمود استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,تجاری و مسکونی الزامی است.لذا با رویکرد قیاسی در خصوص لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری,تجاری و مسکونی تفاوتی میان سقف یوبوت  و دال وافل وجود ندارد.

9-کاربرد سیستم در حالت اکسپوز:

 

اما دو نکته :آن است که سلایق طراحان معمار در ساختمان های تفریحی,گردشی وخدماتی متفاوت است. برخی بر این باورند که دال اکسپوز تخت  به لحاظ زیبایی نسبت به دال وافل که از زیر به صورت مشبک است زیباتر است و برخی دیگر شکست های متعامد دال وافل را زیباتر می انگارند. دومین نکته آن است که همه گان بر این نکته واقفند که با توجه به لزوم استفاده از سقف کاذب در ساختمان های اداری ,مسکونی و تجاری بحث اجرای اکسپوز دال منتفی است.مگر صرفا در قسمت های محدودی از پلان در طبقات پارکینگ و لابی.در جمع بندی به نظر می رسد که دال اکسپوز ,اولا در ساختمان های خدماتی و تفریحی و گردشی کارایی دارد. ثانیا این که بین سطح زیرین دال وافل و یوبوت کدام سطح زیباتر است به سلیقه ی معمار وابسته است.

یوبوت اکسپوز.

10-اثر ارتعاش در سیستم یوبوت و سقف وافل:

 

کنترل ارتعاش سقف رابطه ی مستقیم با ممان اینرسی  مقطع دارد.این رابطه مستقیم و غیر خطی است و بستگی به عوامل دیگری مانند جنس و درجه میرایی آن و دهانه دارد.حتی در تعیین میرایی برای اسباب و وسایل موجود در فضا درصد میرایی تعیین می کنند که از جدول زیر قابل استخراج است.

جدول یوبوت+وافل

نکته ی اول در این جدول به وضوح میرایی سقف و اسکلت فلزی نسبت به بتن نمایانگر این مهم است که اسکلت های بتنی  ودال ها نسبت به اسکلت فلزی در ارتعاش عملکرد بهتری دارند.لذا است که خصوصا سقف های عرشه فولادی روی اسکلت فلزی با مشکل جدی در بحث ارتعاش روبه رو هستند حتی در دهانه های 5.5 متری این ضعف به وضوح ماموس است.

 

نکته ی دوم در این جدول میرایی چوب 6 درصد, بتن 2 درصد و فولاد 1 درصد می باشد.به تعبیر دیگر میرایی چوب 6 برابر فولاد و 3 برابر بتن می باشد.رویکرد قیاسی فی مابین سقف وافل و یوبوت ما را بر آن می دارد که به مهم ترین فاکتور در ارتعاش که همان ممان اینرسی مقطع است بپردازیم .در بند.........به این نتیجه رسیدیم که با متریال و ارتفاع ثابت ممان اینرسی یوبوت 40٪ نسبت به وافل بیشتر می باشد.این به این معناست که قطعا به نسبت قابل توجهی در ارتعاش عملکرد مناسب تری دارد.از آنجایی که رابطه ی بین ممان اینرسی  و ارتعاش مستقیم  و غیر خطی است لذا به این معنا نخواهد بود که 40 درصد بهبود عملکرد را شاهد نخواهیم بود,بررسی های انجام شده نشان می دهد که اثر غیر خطی بهبود ارتعاش را با 15٪ افت مواجه خواهد کرد.لذا  به جرات می توان  ادعا نمود سقف یوبوت اصلاح شده نسبت به وافل در مبحث ارتعاش با 25 ٪ بهبود عملکرد حائز برتری نسبی می باشد.

11-ایزوله بودن  در برابر صوت و حرارت:

 

جهت بررسی آیتم حرارت هر دو سقف را در ضخامت یکسان در نظر می گیریم .از تیرچه های بین یوبوت و وافل صرف نظر می کنیم 

محاسبات دستی در زیر آمده است ولی کن جهت استحضار به صورت خلاصه سقف یوبوت نزدیک به 3 برابر سقف وافل عایق حرارتی است.

 

حقیقتا اختلاف بیش از 3 برابری اختلاف فاحشی است.این تفاوت به قدری بزرگ است که می توان به صراحت عنوان ایزوله حرارتی را برای سقف یوبوت به کار برد و سقف وافل را هادی نامید.(مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان).

یوبوت کوبیاکس

صدا چیست؟

در فیزیک، صدا عبارت است از ارتعاشی مکانیکی یک فضای گازی، مایع و یا جامد ارتجاعی. (elastic) صدا نوعی انرژی مکانیکی محسوب می شود و هنگامی بوجود می آید که ذرات حول مرکز تعادل خود نوسان کنند.

- محدود شنوایی انسان (Audible Frequency Range)Audible frequency range 1

گوش انسان می تواند از فرکانس 20Hz تا 20000Hz را بشنود و فرکانس های پایین تر از این محدوده و بالاتر از آن، توسط گوش انسان تشخیص داده نمی شوند. در زیر نمودار محدوده فرکانس و شدت صوت قابل شنیدن توسط گوش انسان ارائه شده است.برای بررسی عملکرد عایق کاری صوتی از مدل ها و ضرایب مختلفی استفاده می شود. معروف ترین و پرکاربردترین این ضرایب عبارتند از: ضریب کاهش صوت نرماله شده (Rw) و کلاس انتقال صوت (Sound Transmission Class) که دومی مخصوص استانداردهای آمریکا می باشد. (برای آشنایی بیشتر با این ضرایب به بخش اصول عایق کاری صوتی – معیارهای اندازگیری مراجعه فرمایید.)

-سرعت صوت

در هوای معمولی حدودا( 200C )سرعت صوت تقریبا ثابت بوده و برابر است با تقریبا c≈340m/s   در مواد دیگر و در دمای 200C سرعت صوت متغیر است مثلا در:

 

شیشه: 5500-6000m/s

 

آلومینیوم/ فولاد: 5100m/s

 

چوب: 3400-4500 m/s

 

سیمان / بتون: 4000m/s

 

آجر: 3600m/s

 

یخ: 3100m/s

 

آب: 1500m/s

 

پشم های معدنی: 180m/s

 

از آنجایی که سرعت صوت تنها تابعی از دمای هوا (یا فضایی که در آن منتشر میشود) میباشد، در دمای ثابت، سرعت آن ثابت خواهد بود. بنابراین با افزایش فرکانس در سرعت مشخص، طول موج کم می شود و بلعکس. به عبارت دیگر، همواره فرکانس و طول موج نسبت عکس با یکدیگر دارند.

مکانیزم های انتقال صوت:

معمولا دو نوع مکانیزم انتقال صوت وجود دارد: 1- هوابرد (Airborne) و 2- ضربه (Impact)

در مکانیزم هوابرد، آلودگی صوتی مستقیم از طریق هوا از منبع صوتی، منتقل می شود مانند سروصدای خودروهای درون خیابان، تجهیزات مکانیکی، سیستم های تهویه، سیستم سینمای خانگی همسایه مجاور.

در مکانیزم ضربه، آلودگی صوتی از درون خود اجزاء سازه منتقل می شوند، مانند صدای قدم زدن افراد واحدهای بالاسر، ضربه به دیوار مجاور، بستن درب. به مکانیزم انتقال صوت ضربه، صوت سازه برد (Structure Borne Sound) نیز گفته می شود.

در واقع می توان گفت که سرعت انتقال صوت به جدول الاستیسیته آن ماده وابسته است.هرچه ماده چگال تر باشد انتقال صوت راحت تر انجام میگرد .

 

همانگونه که در جدول بالا مشاهده می کنید سرعت انتقال صوت در هوا c≈340m/s   استو سرعت انتقال صوت در آهن 5100 m/s  است.این 15 برابر اختلاف همان اختلافی است که در گذشتگان برای تشخیص وجود قطار در نزدیکی ,منتظران را به نهادن گوش بر ریل قطار مجبور می کرد.اما رویکرد قیاسی مابین سقف یوبوت  و وافل با عنوان بررسی ضریب انتقال صوت بین این دوسیستم ما را بر آن می داردکه یک بار دیگر مقاطع سقف را بررسی کنیم .

 

مطابق جدول ارائه شده سرعت انتقال صوت در هوا 340 m/s و در بتن این عدد 4000 m/s می باشد.در گام نخست اختلاف 12 برابری سرعت صوت در بتن نسبت به هوا بسیار قابل تامل است.ولی آیا می توان به همین دلیل ادعا نمود سقف یوبوت قریب 10 برابر نسبت به صوت, عایق تر از سقف وافل است؟؟ جهت اثبات این ادعا می بایست در گام نخست به شکل تئوریک مسئله را مورد بررسی قرار داد که به ما ثابت خواهد کرد این ادعا صحیح است.

uboot

رفتار پارتیشن دوپوش به طور شماتیک در شکل 3.26 نشان داده شده است.دو ویژگی مهم عملکرد عدم انتقال پنل های دو پوش ,یکی تشدید پنل های دو پوش (شناخته شده به عنوان تشدید جرم-هوا)و دیگری تشدیدهای شکاف هوا(شناخته شده به عنوان تشدیدهای حفره ای )می باشد.تشدید پانل دو لبه یک تشدیدفرکانس پایین است که ناشی از رفتار پانل ها مانند جفت جرم های ایجاد شده توسط یک فنر هوایی می باشد.در واقع این یک عملکرد جرم های پانل و شکاف هوا می باشد.آقای fahy فرکانس تشدید پانل دوپوش را اینگونه می یابد

یوبوت سقف

که d فاصله ی شکاف هوای بین پانل ها, جرم سطح پانل اول (kgm-2) و جرم سطح پانل دوم می باشد.تشدید های شکاف  هوا به عبارت دیگر,تشدید هایی با فرکانس بالا هستند.(kd> )

صدا در یوبوت

12-اتصال ملحقات به سقف:

 

در سقف یوبوت به دلیل اینکه در پایین مقطع سقف، دال بتنی زیرین وجود دارد، اتصال ملحقات (مانند آویزها و ...) از سقف حتی بعد از اتمام عملیات نازک کاری در هرجایی از سقف به راحتی امکان پذیر است. اما در سقف وافل اینگونه نیست و در این سقف بایستی همانند سقف تیرچه محل های مربوطه را از قبل جهت اتصال ملحقات پیش بینی نمود.

 

در این مقاله، به برسی تفاوت های میان سقف های یوبوت و وافل پرداخته شد. با شناخت مزایا و معایب سیستم های مختلف سازه ای می توان انتخاب بهتر و مطمئن تری داشت. نکته ی حیاتی آن است که اتصال ملحقات به تیرچه صرفا با رعایت تمهیدات در مقابل اتصال ملحقات به دال زیرین در سیستم یوبوت بدون رعایت تمهیدات باید مورد توجه قرار گیرد.این نکته نشان از مزیت و برتری سیستم یوبوت نسبت به وافل است چرا که شرایط ایده آل پیش نخواهد رفت و در مقاطعی برای گرفتن ساپورت از زیر سقف مجبور به تخریب یا شات گان در محل احداث ساپورت خواهیم بود.حال این تخریب یا صدمه یا شات گان در سیستم یوبوت به دال تحتانی اعمال می شودو در وافل به تیرچه.

دریفت یوبوت وافل

13-عملکرد تک محوره  و دو محوره :

 

با توجه به امکان تغییر نوع قالب ها ی وافل (به صورت کشیده در یک جهت)می توان عنوان کرد که این تکنولوژی قابلیت اجرای دال تک محوره را دارد ولی کن در سیستم یوبوت این امکان وجود ندارد.لذا چنانچه طول دهانه ها و نحوه ی چیدمان تکیه گاه ها به صورتی بود که طول چشمه بیش از 1.75 برابر عرض چشمه باشد حتما می بایست به جهت رعایت اقتصاد طرح و توزیع منطقی تر نیروها می بایست تکنولوژی وافل را برگزید.این که در سیستم یوبوت همانند وافل قابلیت اجرای دال تک محوره وجود دارد یا خیر, ذیل اقتصاد آن معنا می شود و الا قطعا به نظر فنی این امکان مهیا است ولی کن اقتصادی نخواهد بود.

14-کارایی سیستم یوبوت اصلاح شده و سقف وافل:

جهت بررسی درصد تخلخل می بایست در گام نخست شرایط پروژه نظیر بارگذاری دهانه و تکیه گاه ها مشابه در نظر گرفته شود.در بند بررسی ممان اینرسی به این نتیجه رسیدیم که با فرض ضخامت و میزان متریال مصرفی یکسان فی مابین وافل و یوبوت قریب به 40 درصد ممان اینرسی دال یوبوت بیش از دال وافل می باشد.از این مطلب می توان نتیجه گیری کرد که اگر برای کنترل خیز ,برش ولرزش یک دهانه با بارگذاری و طول دهانه ی ثابت به X ممان اینرسی نیاز باشد با سیستم یوبوت می توان با متریال وآرماتور کمتری به  ممان اینرسی برسیم.

 

حال این سوال پیش می آید که آیا حقیقتا این میزان متریال و آرماتور و ارتفاع کمتر 40٪ است؟پاسخ این است که تحلیل صورت گرفته به بررسی خطی ممان اینرسی پرداخته در حالی که در بررسی غیر خطی که دقیق تر و حقیقی تر است این اختلاف به بیش از نصف تقلیل پیدا می کند و این اختلاف بین 20٪ خواهد بود,جهت تدقیق پاسخ به این نکته نیز توجه داشته باشید که آنالیز انجام شده مربوط به پربازده ترین ضخامت و ابعاد یوبوت می باشد که ابعاد 34*34 با ارتفاع 20(ضخامت دال 32 سانتی متر)می باشد.در بند 6به بررسی اختلاف در دهانه های مختلف پرداخته می شود.

 

15-سازگاری با اسکلت فلزی :

 

امکان استفاده  سیستم وافل  و یوبوت به جهت عدم نیاز به تیرهای فرعی فلزی  و تیرهای اصلی (شاه تیرها)فلزی  و تبع آن حذف پلاستر ضد حریق برای سقف (استفاده از پلاستر مبلغی حدود 70.000 تومان به ازای هر متر مربع به پروژه با اسکلت فلزی تحمیل می کند.)با استقبال خوبی مواجه شده است.اما آنچه استفاده از سیستم دال را به صورت کلی در اسکلت فلزی اعم از وافل و یوبوت محدود می کند ترکیب قاب خمشی فلزی و دال است که در این صورت طرح به سمت غیر اقتصادی شدن میل می کند چرا که فارغ از نوع سقف اولا اسکلت فلزی با سیستم قاب خمشی اختلاف 30 درصدی در هزینه ها نسبت به اسکلت فلزی با سیستم بادبند (یا دیوار برشی) دارد.ثانیا اگر بنا باشد این اختلاف با استفاده از دال بتنی تشدید شود(افزایش هزینه ی قالب بندی )قطعا غیر اقتصادی خواهد شد.اما سوال مهم اینجاست که در چه صورتی استفاده از سیستم وافل یا یوبوت با اسکلت فلزی در نهایت راندمان قرار دارد.با بررسی هایی که در پروژه های مختلف صورت گرفته نشان دهنده ی این است که اولا تلفیق دال با اسکلت فلزی در حالتی که باربر جانبی قاب خمشی نباشد (دیوار برشی باشد.) مناسب است چرا که در این حالت ستون ها به صورت صرفا ثقلی طراحی می گردند و اجرای اتصالات صرفا به نشیمن دال روی ستون محدود می شود و ثانیا استفاده از دال در طبقات زیر تراز حائل دارای بیشترین راندمان می باشند.در واقع می توان عنوان کرد استفاده از سیستم دال (هم یوبوت  و هم وافل و هم اقسام دیگر)تنها در حالتی که اسکلت بدون قاب طراحی می شوند راندمان بالایی دارند چرا که حذف پلاستر ضد حریق تمام هزینه های مازاد قالب بندی و دال را پوشش می دهد.

16-یکی از اختلافات دو سیستم در اجرای سقف می باشد که مهم است.این اختلاف را به 3 دسته تقسیم می کنیم :

 

الف)اختلاف در کارگزاری قطعات :

در سیستم یوبوت اصلاح شده پس از کفراژ بندی بستن شبکه تحتانی نیاز است.قطعات پلاستیکی روی شبکه کارگذاری شود نظر به سهولت در کارگزاری قطعات می توان به صراحت عنوان نمود که هر 500 متر مربع را به 3 نفر کارگر ساده ظرف مدت 5 ساعت می توانند جای گذاری نمایند.ولی کن کارگذاری پنل های وافل مرتبط با کفراژ بندی است و بنا به تحقیقات میدانی گروه توسعه شرکت از پیمانکاران آنها قائل بودند کفراژبندی با ثعوبت 30٪ تا 40٪ بیش از کفراژبندی دال تخت است و عمده دلایل به شرح ذیل بود:

1-قطعات می بایست یکی یکی کنار هم پیچ بشوند.

2-قالب ها هر کدام نزدیک به 15 کیلو وزن دارند.

3-هم زمان  با کارگذاری هر قالب از زیر با جک یا چهار پایه می بایست مهار شوند.

ب) اختلاف در آرماتورگذاری تیرچه های میانی:

سقف وافل نسبت به دال یوبوت در شبکه ی فوقانی دال به هم شبیه ولی در آرماتور گذاری تیرچه های میانی بسیار باهم متفاوت هستند.به شکلی که آرماتورگذاری تیرچه های میانی در دال یوبوت تنها یک سنجاق نمره 10 در هر 0.7 متر مربع است.در حالی که آرماتورگذاری وافل همانند عکس و دیتیل زیر با این پیچیدگی روبه روست.

ج)اختلاف در دکفراژ :

 

پس از اجرای دال نوبت به دکفراژ می رسد.قالب های ذوزنقه ای زیر دال به جهت درگیری بیشتر سطح ,قطعا زمان برتر خواهد بودنسبت به دکفراژ دال تخت.خیلی از اوقات دکفراژ دال تخت  و جدا کردن تخته از زیر سقف ,هم زمان با باز کردن (شل کردن سر جک)اتفاق می افتد.در حالی که دکفراژ سیستم  وافل  با دیلم گذاری بر لبه ی قالب ها همراه است که در همین هنگام بخشی از قالب ها دچار لطمات  و صدماتی می شوند و در هر طبقه به طور میانگین 2٪ قالب هادچار شکستگی خواهند شد.

 

نتیجه گیری مقاله پیش رو :

جهت جمع بندی سه  دسته موضوع  را مورد بررسی قرار میدهیم :

الف) اختلافات جزعی

ب ) اختلافات فاحش

ج ) بد.ن اختلاف

الف ) سیستم وافل و یوبوت تشابه فنی و اجرایی فراوانی نسبت به هم دارند و هم چنین به لحاظ هزینه تمام شده بسیار به هم شبیه است چرا که هزینه اولیه قالب های یوبوت کمتر و هزینه اولیه قالبهای وافل زیادتر  میباشد در مورد اجرای سقف به همراه قالب ها در بند 6 به این نتیجه رسیدیم که در دهانه های 10-12 متری که بیشترین راندمان را سیستم یوبوت دارد هزینه اجرا به همراه فالب ها  در سقف وافل در مقایسه با سیستم یوبوت 10% بیشتر است . یا به تعبیری به ازای هر مترمربع 50000 ريال یوبوت به صرفه تر است . و در مقابل مصرف بتن یوبوت بیشتر و مصرف بتن وافل کمتر است و میتوان با نگاهی منصفانه عنوان کرد که حدود 50000 ريال وافل در بتن مصرفی به صرفه تر است و در مورد ارماتور مصرفی اختلاف مصرفی قابل عنوانی وجود ندارد چرا که در سیستم یوبوت شبکه تحتانی اضافه میشود و در مقابل در سقف وافل افزایش  ارماتور تیرچه ها هم وزن  شبکه تحتانی خواهد بود مجموع اختلافات بسیار نزدیک به هم میباشد .

ب ) اولین اختلاف فاحش بین دو سیستم اختلاف در ضریب انتقال حرارتی است که قریب 3 برابر عملکرد یوبوت بهتر است . دومین اختلاف فاحش در بحث انتقال ضریب صوتی است که بیش از 2 برابر عملکرد سقف یوبوت بهتر است .سومین اختلاف فاحش در مورد ارتعاش دال میباشد که زیر مجموعه سختی و اختلاف 40 درصدی در ممان اینرسی بیشتر دال یوبوت نسبت به وافل است (در ضخامت و مصرف بتن یکسان).اختلاف اول و دوم با هزینه ی اضافی بعد از اجرای سقف به میزان 20 سانتی متر فوم بتن یا پشم سنک یا شیشه قابل جبران است که هزینه ی ان معادل هر مترمربع 20 هزار تومان به پروژه تحمیل خواهد کرد ولی کن اختلاف سوم بعد از اجرای سقف حتی با فرض انجام هزینه ی اضافی قابل جبران نخواهد بود و ذات تکنولوژی در ممان اینرسی ضعیف تر از یوبوت میباشد.

ج) سیستم یوبوت و وافل در بهره گیری از اسکلت فلزی همانند هم میباشند هم چنین در تلفیق با پستنیدگی این امکان در هر دو سیستم مهیا است . هم چنین در لزوم یا عدم لزوم استفاده از سقف کاذب مثل هم هستند در مورد زمان اجرا  نیز اختلافی ندارند و به لحاظ فنی عملکرد هر دو سیستم به صورت دو محوره خواهد بود .

 

گروه تحقیق و توسعه شرکت بی ستون