سقف یوبوت چیست ؟
سقف یوبوت یکی از روش‌های اجرای سقف های دال بتنی است و استفاده از آن نسبت به اجرای انواع سقف مزیت های بسیار زیادی دارد.
چگونگی اجرای این سقف‌ها، مزایا و معایب استفاده از آن ها از موضوعات مورد بحث این مقاله است.
سقف یوبوت را مهندسین ایتالیایی با تحقیق بر روی سقف های مختلف به ویژه دال‌های بتنی به جهت بهینه سازی آن که با ایجاد دهانه های بزرگ تر و کنسول های بلند تر امکان پذیر می شود.
در نتیجه کلی از انجام تمامی این امور مقاوم سازی ساختمان را نیز در پی دارد سیستم دال مجوف دو پوش یوبوت را در اواخر قرن بیستم میلادی ابداع و به دنیا معرفی کردند.
سقف یوبوت چیست؟
سقف یوبوت یک سیستم سازه ای از نوع دال بتنی دو طرفه مجوف (توخالی) میباشد.
میان میلگرد های بالا و پایین این سازه، نوعی بلوک تو خالی از جنس پلی پروپیلن که یوبوت نامیده می شود به جای بتن میان سقف استفاده می شود.
یه این معنا که ابتدا این بلوک های خالی را می چینند بعد دورش را بتن ریزی می کنند به گونه ای که بتن سطح این بلوک ها را بپوشاند و به این ترتیب یک سطح صاف ایجاد شود.
این مدل بلوک ها همانطور که بالا اشاره کردیم، توسط مهندسان ایتالیایی در اواخر قرن بیستم میلادی ساخته شد.
آن ها مشغول تحقیق روی انواع دال های بتنی بودند و برای بهینه سازی مصرف بتن و میلگرد، مقاومت در برابر زلزله، استفاده جهت دهانه های بلند و همچنین کاهش مصرف آرماتور و بتن بلوک های یوبوت را ساختند.
یوبوت سازه ای قابل بازیافت از جنس پلی پروپیلن است که به عنوان دال مجوف و سقف سازه به کار می رود.
استفاده از سازه های سقف یوبوت باعث می شود بتوان ستون های قارچی شکل با قابلیت ضخیم نبودن و حجم کمتر ایجاد کرد.
این دال را می توان به جهت سبک کردن سقف بتنی و عکس العمل دو طرفه و دال دوطرفه بودنش یک دال تخت نام برد.
دال تخت در سبک سازی ساختمان و سبک سازی سقف نقش دارد.
می توان به عنوان سقف ارزان و یا ارزان ترین سقف دال نام برد.
سقف یوبوت در عین اینکه بدون محدودیت دهانه هستند و دهانه بلند را ساپورت می کنند و به خلاف تیرچه فوم و تیرچه بلوک نیاز به یونولیت سقفی و تیرچه و…. ندارد.
تمام این موارد باهم باعث مقاوم سازی سازه و در نتیجه مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله و حوادث دیگر می‌شود.
ولی نکات اجرایی باید رعایت شود و نظارت نقش مهمی را داراست.
موارد استفاده سقف یوبوت
از سقف یوبوت می توان در اغلب پروژه های فنی مهندسی که نیاز به سطوح بزرگ دارد با مزیت کاهش مصرف بتن و غیره و در نتیجه کاهش وزن و در نتیجه تعداد طبقات بیشتر و عدم نیاز به فنداسیون سنگین و عظیم استفاده کرد.
سقف یوبوت یک راه حل و روش ایده آل و مدرن برای خلق پروژه های با سطوح عظیم و گنجایش بالاست.
اجازه ساخت سازه های افقی بدون کابل های نگهدارنده و ستون‌های متعدد و متوازن را می دهد که دلیل آن پشته ای و پیمانه ای بودن، کم وزن بودن آن است.
سقف یوبوت استاندارد دارای ویژگی ها و فاکتورهایی است که شرکت BBA انگلستان آن را تایید کرده و تغییر آن باعث خارج شدن تولیدات از اعتبار و ویژگی های ممتاز این محصول می شود.
ویژگی های سقف یوبوت از نظر ساختاری:
- . کاهش زمان ساخت سازه
- . وزن کمتر بر روی فنداسیون
- . سبک با اینرسی بالا
- . صرفه جویی در مصرف بتن و فولاد
- . سازه های بدون پدیده خستگی یا دفرمه شدن و کاملا با دوام و طول عمر بالا
- . دال های مجوف درون بتن بدون نیاز به نصب ستون های متعدد
- . دال های مجوف دو طرفه و سهولت نصب یوبوت
- . کم شدن ضخامت سطوح حداقل ۲۵ سانتیمتر
- . مقاومت بالا در مقابل آتش سوزی
مخلوط شدن و فرو رفتن قالب های حجمی سقف یوبوت در بتن باعث می شود یک مجموعه شبکه ای مسطح و یکپارچه در بالا و پایین پروژه ایجاد شود.
در نتیجه باعث کاهش چشمگیری در مصرف بتن و فولاد می شود.
پس یکی از نتایج استفاده از قالب‌های دال مجوف یوبوت کاهش مواد اولیه ساخت و ساز مثل فولاد و بتن است.
مخلوط یوبوت و بتن برای ایجاد سطوح با طول و عرض بزرگ تر و یا تحمل وزن بیشتر بدون داشتن ستون های متعدد به کار می رود.
سبک بودن این سازه ها و سریع الوصول بودن و راحت بودن نصب از دیگر مزایای سقف یوبوت می باشد.
به لطف طراحی یوبوت استاندارد پارامترهای جئومتریک زیادی که برای تطابق با تمام شرایط با آزادی عمل معماری نیاز است برطرف شده اند.
در مقایسه با دال های سنگین سنتی حدودا باعث صرفه جویی ۲۰ تا ۴۰ درصد از بتن و ۵ تا ۲۰ درصد از فولاد می شود.
همچنین به ما کمک می کند تا دهانه های گسترده (تا ۲۰ متر) و حتی بیشتر در سازه خود به کار بگیریم.
از نتایج ثانویه این سبک کاهش قابل توجه مصرف آب است.
مزایای سقف یوبوت در ساختمان سازی
- کاهش در تعداد ستون‌ها
اجرای سیستم سقف یوبوت که باعث حذف ستون های اضافی می شود به انعطاف پذیری ساختمان کمک می کند.
امکان رسیدن به طبقات در یک ساختمان با ارتفاع ثابت مانند برج ها از طریق کمتر شدن حجم و عرض سقف فراهم می شود.
- بزرگتربهبود رفتار صوتی و انتقال کمتر صوت و عایق صدا شدن ساختمان
میزان میانگین صرفه جویی در مصرف مواد اولیه مانند آهن و فولاد و بتن
در حدود ۱۵% تخمین زده شده است و در نهایت همه این ها به کاهش هزینه و نیاز به نیروی انسانی کمتر منجر می شود.
- ضخامت دال های کاهش یافته
دال‌های نازک تر اما با وزن و قدرت مساوی با دال‌های حجیم و سنگین سنتی
- افزایش تعداد طبقات
- کاهش وزن بار کلی ساختمان بر روی ستون ها و فنداسیون
که اثرات ضد لرزه ای و مقاومت در برابر زلزله را شامل می شود.
- کاهش پی فنداسیون
با کاهش وزن سازه نیاز به فنداسیون عمیق هم از بین می رود و عمق آن کمتر می شود و هزینه ها به طبع کمتر می شود.
- دهانه بزرگتر و آزادی عمل معماران و فضاهای
-چرا از سقف های یوبوت استفاده می کنیم؟
دلیل استفاده از قالب های سقف یوبوت در داخل دال های بتنی، ایجاد حفره های خالی در داخل دال و حذف بتن ناکارآمد در میان آن است.
این کار باعث آن می شود که علاوه بر سبک تر شدن دال، امکان پوشش دهانه های بزرگتر به دلیل ضخامت و سختی زیاد دال امکان پذیر باشد.
این قالب ها نقش سازه ای نداشته و فقط وظیفه حذف بتن و ایجاد حفره در داخل بتن را دارند و پس از گیرش بتن، عملاً کارایی دیگری ندارند.
به دلیل عدم خارج کردن قالب ها از میان بتن به آنها قالب های ماندگار نیز می گویند.
-انواع قالب سقف یوبوت
قالب‌های سقف یوبوت موجود در بازار ایران را می‌توان به چهاردسته تقسیم نمود.
- قالب یوبوت تک
- قالب یوبوت دوبل
- قالب یوبوت اصلاح شده
- قالب یوبوت پلی استایرن
-
-قالب یوبوت تک
این نوع قالب اولین بار در سقف یوبوت استفاده شده در صنعت ساختمان بوده و به صورت یک تکه است.
این قالب ها دارای بند هایی در چهار طرف خود هستند که علاوه بر تعیین فاصله بین قالب ها بنا به سلیقه طراح، باعث حرکت کمتر یوبوت ها در هنگام بتن ریزی می شود.
وجود پایه‌های موجود در زیر قالب های سقف یوبوت با ارتفاع های مختلف باعث ایجاد لایه پایین با ضخامت های مختلف می‌شود و تعادل یوبوت را به دلیل قرار گرفتن کامل بر روی کف بر‌قرار می کند.
از مزایای این نوع یوبوت می توان به هزینه تمام شده کمتر، سرعت بالای تولید و هزینه حمل کم به دلیل قرار گرفتن این قالب ها در داخل یک دیگر در زمان حمل و انبار، اشاره نمود.
بزرگترین عیب این قالب ها امکان ورود بتن به داخل قالب ها در صورت بتن ریزی نا‌مناسب بوده.
که در این صورت فرض اصلی طراحی سازه که وجود حفره های خالی در سقف میباشد زیر سوال می رود.
عیب دیگر این نوع قالب ها بتن ریزی در دو لایه است که ممکن است باعث ایجاد درز سرد افقی در بتن شود.
همچنین با توجه به شکل قالب ها تمرکز تنش در حد فاصل لایه بتن پایین و تیر ایجاد شده در بین دو یوبوت به دلیل زاویه تند زیاد است.
-قالب یوبوت دوبل
این قالب‌ها نسل دوم یوبوت هستند.
از آنجایی که ورود بتن به داخل یوبوت های تک باعث از بین رفتن فرض اولیه طراحی می شود، در بسیاری از موارد بتن به داخل قالب یوبوت وارد شده است.
باید به صورت احجام کاملاً بسته از هر طرف، تولید شوند تا از ورود بتن به داخل قالب جلوگیری به عمل آید.
بتن ریزی کل مقطع سقف یوبوت شامل فضای زیر، بین و بالای قالب ها باید از آغاز تا پایان به صورت عملیاتی پیوسته انجام شده و از به وجود آمدن اتصال سرد بین لایه ها دوری شود.
این امر باعث تولید قالب های دوبل با حجم کاملاً بسته می شود.
شکل و ابعاد این قالب ها دقیقاً مشابه قالب های تک بوده با این تفاوت که از دو تکه بر روی هم ساخته می شوند.
به دلیل بسته بودن حجم این یوبوت ها امکان نفوذ بتن به داخل آنها از بین می رود.
دال ایجاد شده کاملاً منطبق با ضوابط طراحی و آیین نامه خواهد بود.
دو تکه بودن این قالب ها باعث می شود حجم مورد نیاز در حمل و انبار کاهش یابد.
هر قطعه در محل پروژه به صورت حجم بسته در می آید.
از معایب این نوع قالب می توان به هزینه بالاتر تولید و زمان بر بودن آن اشاره نمود.
-قالب یوبوت اصلاح شده
در بتن ریزی دال هایی که در آنها از قالب های یوبوت تک و دوبل با ابعاد ۵۲ در ۵۲ سانتیمتر استفاده شده، باید از بتن با روانی (اسلمپ) بالا به همراه فوق روان کننده استفاده نمود.
همچنین ویبره کردن بتن جهت پرشدن زیر قالب ها باید با دقت بالا انجام شود.
در غیر این صورت بتن به زیر قالب‌ها نفوذ نکرده و نتیجه آن، ایجاد حفره در زیر سقف باشد.
یوبوت اصلاح شده با هدف برطرف نمودن این مشکل با ابعاد ۳۰ سانتیمتری تولید می شود.
همچنین با توجه به حجم بسته قالب ها، امکان ورود بتن به داخل آنها وجود ندارد.
تولید این قالب ها به صورت بادی بوده و در نتیجه هزینه کمتری به نسبت قالب های تک و دوبل خواهند داشت.
یکی از معایب اصلی این قالب ها مصرف بتن بیشتر نسبت به قالب یوبوت دوبل است.
از آنجایی که حداقل فاصله بین قالب ها ۱۰ سانتیمتر در نظر گرفته شده، به دلیل کوچکتر بودن قالب های یوبوت اصلاح شده به نسبت قالب یوبوت دوبل، تعداد تیرهای ایجاد شده در یک سطح مشخص بیشتر و در نتیجه وزن آن نیز بیشتر است.
-قالب پلی استایرن
این نوع قالب ها همانطور که از نامشان پیداست از جنس پلی استایرن می باشند. آن ها به صورت توپر ساخته می شوند، از این رو بتن نمی تواند درون آن ها نفوذ کند.
پلی استایرن ماده ای بسیار سبک اما مقاوم است که نقش مهمی در سبک سازی سازه ایفا می کند.
به همین دلیل قالب های یوبوت پلی استایرن وزن اضافی بر سازه مورد نظر وارد نخواهند کرد.
هر چند پلی استایرن گزینه ای ایده آل برای ساخت یوبوت است اما دارای معایبی نیز می باشد.
یکی از معایب این متریال تولید گاز استایرن مونومر که گازی سمی و خطرناک است می باشد.
خطر انفجار در اثر گرمای آتش نیز از دیگر معایب یوبوت پلی استایرن می باشد.
دال هایی که با این نوع یوبوت ساخته می شوند اگر در معرض گرمای بیش از حد قرار گیرند ممکن است منفجر شوند.
به همین منظور در تولید این یوبوت ها دریچه ای برای خروج گاز و کاهش فشار داخلی حفره ها تعبیه می گردد.
دلیل اصلی انتشار گاز سمی استایرن مونومر در دمای اتاق این دریچه ها می باشند.
-زیت های سقف یوبوت
استفاده از سقف یوبوت در حیطه های مختلف مزیت های خاص خودش را دارد از جمله:
۱ مزایای اجرایی یوبوت :
۲ . مزایای فنی یوبوت
۳ . مزایای معماری یوبوت
۴ . مزایای اقتصادی یوبوت
مزایای اجرایی سقف یوبوت
.ایجاد دهانه ها و کنسول های بزرگتر
.کاهش میزان انتقال صوت، حرارت و لرزش
.امکان حذف تیرها و ایجاد دال تخت
.بهبود عملکرد لرزه ای
.امکان ایجاد شکل ها و بازشوهای بزرگ و نامنظم در سقف
.امکان ستون گذاری نامنظم
ضخامت کمتر سقف و اجرای راحت و سریع
با استفاده از دال مجوف سقف یوبوت و بهره گیری از عملکرد دو طرفه سقف و توزیع متوازن نیروها بین تکیه گاه ها، آویز تیرها حذف شده و در نتیجه ضخامت سقف کاهش می یابد.
در سیستم دال مجوف سقف یوبوت به دلیل حذف تیرهای میانی، قالب بندی سقف بسیار ساده بوده.
می توان آن را با بهره گیری از اکیپ آرماتوربند عادی و آموزش این اکیپ اجرا نمود.
در ضمن به دلیل حذف تیرها، تعداد خاموت ها و آرماتورهای تیر سقف کاهش یافته و در نتیجه سرعت اجرا افزایش می یابد.
حذف سرستون ها و تیرهای آویزدار و سهولت در اجرا
به دلیل عملکرد دوطرفه دال مجوف سقف یوبوت، تیرهای آویزدار و سرستون ها از دال حذف شده.
این امر باعث کاهش هزینه مربوط به قالب بندی و نیز افزایش سرعت اجرا می گردد.
در ضمن حذف تیرهای آویزدار و سرستون‌ها موجب حذف سقف کاذب و هزینه های مربوط به آن می شود.مزایای فنی سقف یوبوت
.امکان حذف تیر بین ستون‌ها و یا استفاده از تیرهای پنهان بدون آویز که مکان یابی بهینه ستون‌ها را فراهم می‌نماید.
.توزیع متقارن نیروها در نقاط مختلف دال سقف.
.کاهش تعداد، ابعاد و تنوع ستون ها.
.قابلیت طراحی بهتر پلان معکوس به جهت حذف تیرهای میانی.
افزایش قابل ملاحظه سختی دال سقف با افزایش جزئی وزن آن که کنترل خیز سقف را تسهیل نموده، امکان افزایش فاصله ستون ها و اجرای سازه های با دهانه بزرگ را فراهم می نماید.
.کارائی بهتر سقف از نظر عایق بندی صوتی و لرزش صفحه ای.
.کاهش بارهای وارده بر خاک و امکان حذف یا کاهش تعداد و ابعاد شمع ها در خاک های سست.
.ایمنی بالا در برابر آتش سوزی و تامین نیازهای فنی
سیستم دال مجوف یوبوت
به دلیل ایجاد فضاهای حفره ای خالی در میان دال، انتقال حرارت از طبقه ای به طبقه دیگر را کاهش می دهد.
این امر در آتش سوزی و کنترل انتقال آن در طبقات بسیار موثر است.
این امر موجب دریافت گواهینامه بر اساس استاندارد REI180 اروپا شده است.
آکوستیک بالای سقف
سیستم دال مجوف یوبوت به دلیل داشتن حفره های هوایی میانی، عایق بسیار مناسبی در برابر انتقال می باشد.
این کاهش انتقال صدا در مراکز آموزشی، مذهبی، سالن های اجتماعات و … بسیار پر اهمیت است.
برای کاهش انتقال صدای کوبه ای در همه ساختمان ها باید از عایق های پهن شده بر روی کف سازه استفاده نمود.
کنترل ارتعاش و خیز
دال مجوف سقف یوبوت به دلیل داشتن تیرچه های متعامد I شکل، ممان اینرسی بسیار بالایی را برای سقف نسبت به سیستم های دال تخت و پیش تنیده و حتی وافل ایجاد می نماید.
به طور کلی می توان سقف یوبوت را به نوعی یک خرپای توخالی بتنی نامید.
برهمین اساس صلبیت سقف مقدار بسیار زیادی خواهد داشت که علاوه بر کنترل بسیار مناسب ارتعاش و خیز، انتقال نیروهای زلزله را به عنوان دیافراگم صلب به خوبی انجام می دهد.
-مزایای اقتصادی سقف یوبوت
.کاهش در مصرف بتن و میلگرد
.سرعت بالای اجرا و کاهش زمان پروژه
.افزایش فضای مفید ساختمان و امکان تامین پارکینگ بیشتر به دلیل امکان کاهش تعداد و ابعاد ستون ها
.انعطاف در معماری به دلیل کاهش تعداد ستون ها و قابلیت بالا در تقسیم فضا بر اساس خواست مشتری
امکان اجرا در فونداسیون ها و طبقات در انواع ساختمان های مسکونی، صنعتی، تجاری و عمومی
کاهش هزینه ها
استفاده از دال مجوف یوبوت علاوه بر کاهش میزان بتن و آرماتور مصرفی در دهانه مشابه به دلیل رفتار دوطرفه سقف و توزیع متوازن نیروها در دو جهت طولی و عرضی ساختمان وحذف بتن نا کارآمد، هزینه‌های حین اجرا نظیر قالب بندی تیرها و کتیبه ها را نیز کاهش می دهد.
این سیستم نسبت به سیستم های فولادی کاهش هزینه ای از ۲۰ تا ۷۰ درصد را به همراه دارد.
افزایش تعداد پارکینگ ها
به دلیل حذف ستون های میانی، تعداد پارکینگ های تامین شده در این سیستم دال، افزایش می یابد.
این افزایش علاوه بر ایجاد ارزش مادّی، حرکت و گردش ماشین ها در پارکینگ را تسهیل می نماید.
در برخی موارد، افزایش تعدادی پارکینگ موجب حذف یک طبقه ی پارکینگ ساختمان و صرفه جویی بیشتر در هزینه ها می شود.
کاهش هزینه ای تاسیسات (به دلیل حذف تیرها و مشکلات ناشی از آویز تیرها)
سیستم دال مجوف یوبوت با حذف تیرهای آویزدار بیرون زده از زیر سقف، علاوه بر کاهش ارتفاع کلی ساختمان و مصالح مصرفی آن، نیاز سقف کاذب را در ساختمان مرتفع می سازد و در اجرای تاسیسات ساختمان بسیار تاثیر گذار می باشد.
این خود کاهش هزینه ای مضاعف را برای ساختمان به ارمغان می آورد.
-مزایای معماری سقف یوبوت
آزادی بیشتر در طراحی معماری
سیستم دال مجوف یوبوت با حذف ستون های میانی، پلانی بدون ستون را برای سازه فراهم می کند.
این کارکرد علاوه بر فراهم نمودن آزادی در طراحی معماری و ایجاد پلان های متفاوت در طبقات مختلف، امکان تغییر در پلان طبقات را در طول دوره بهره برداری برای کاربر فراهم می آورد.
این امر در اصطلاح معماری، انعطاف پذیری قابل توجهی جهت طراحی فراهم می آورد.
افزایش تعداد پارکینگ ها
یکی از عمده مشکلات در طرح معماری، تامین پارکینگ های مورد نیاز در هر ساختمان می باشد.
سیستم سقف یوبوت یا دال مجوف یوبوت با حذف ستون های میانی، علاوه بر تامین پارکینگ های بیشتر، امکان حرکت و گردش راحت تر ماشین ها در پارکینگ را فراهم می کند.
حذف آویزها
با استفاده از سیستم سقف یوبوت و تامین دیوار برشی مناسب، تیرهای آویزدار و کتیبه های بیرون زده از سقف حذف می شود.
این امر ارتفاع بیشتر داخلی را برای معمار فراهم می کند.
در ضمن به دلیل کاهش ضخامت سقف می توان طبقات را با پله های کوتاه تر و کمتر اجرا نمود.
این امر باعث کاهش ابعاد باکس پله و افزایش فضای مفید داخلی می گردد.
-جدول مقایسه سیستم سقف یوبوت با انواع سیستم های سقف بتنی
در زیر مراحل نصب سقف یوبوت را به صورت تصویری برای شما آورده ایم:
-مرحله اول: قالبی بندی سقف
ابزار مورد نیاز برای اجرای سقف یوبوت مشابه ابزار اجرای دال تخت می باشد.
-مرحله دوم: آرماتور گذاری تحتانی
یک شبکه سراسری متعامد آرماتور تحتانی به همراه آرماتورهای تقویتی تحتانی مطابق نقشه اجرا می گردد.
-مرحله سوم: چیدن قالب های یوبوت
قالب های یوبوت در مناطق مشخص شده مطابق نقشه حجم چینی قرار داده می شود.
-مرحله چهارم: آرماتور گذاری فوقانی
یک شبکه سراسری متعامد آرماتور فوقانی به همراه آرماتورهای تقویتی فوقانی مطابق نقشه اجرا می گردد.
-مرحله پنجم: بتن ریزی
بتن ریزی مطابق دستورالعمل ها و دستور کارهای اجرایی انجام می پذیرد.
-مرحله ششم: قالب برداری
قالب برداری مطابق ضوابط قالب برداری در دال ها انجام می پذیرد.
