مقاله روش اجرای سقف کوبیاکس و مقایسه اقتصادی آن با سقف تیرچه یونولیت

بخشی از مقاله

روش اجرای سقف کوبیاکس و مقایسه اقتصادی آن با سقف تیرچه یونولیت

چکیده :

سقف کوبیاکس (cobiax) یک نوع سقف جدید است که از نظر سازه ای بر مبنای سقف های دال بتنی دوطرفه اما متفاوت با آنهاست

. اساس طراحی تکنولوژی Cobiax مبنی است بر سقف سازه ای با ویژگی »سقف دال 2 طرفه« مشابه سقف های بتنـی دال 2 طرفـه مرسوم با این تفاوت که هسته بتن مرکزی در محل هایی که کاربرد سازه ای ندارد با گوی های توخالی جایگزین می گردد. اجزای ایـن سیستم عبارتند از: مدول قفسه ای و دال بتن آرمه. با توجه به نو بودن این تکنولوژی تا کنون تحقیق جامعی در خصوص روش اجـرای کوبیاکس و مزیت های آن و مقایسه با روش های معمول دیگر صورت نگرفته است که در این مقاله سعی شده اسـت تـا بطـور کامـل روش اجرای این نوع سقف و مزایای بکارگیری آن از لحاظ فنی، معماری، اقتصادی و ... بررسی گردد. با توجه به اینکـه شـاخص تـرین مزیت این روش صرفه اقتصادی می باشد این نوع سقف از نقطه نظر اقتصادی با سقف تیرچه یونولیت مقایسه گردیده است. در پایان با تحقیقات کتابخانه ای بعمل آمده و بررسی میدانی پروژه های اجرا شده و مقایسه برآوردهای مالی پروژه هـای انجـام شـده در ایـن دو زمینه نتیجه حاصل شد که اجرای سقف کوبیکاکس از نظر اقتصادی در حدود 5 تا 15 درصد در هزینه اسکلت سازه و بطـور کلـی در کل ساختمان به صرفه تر می باشد.

کلمات کلیدی: کوبیاکس، دال ، تیرچه یونولیت ، مزایای اقتصادی

-1 مقدمه :

امروزه با توجه به اهمیت مقاوم سازی و ساخت ساختمان بهینه با رعایت اصول و مبانی فنی و اقتصادی، لزوم استفاده از سیستم های نوین ساختمانی در کشور بیش از پیش احساس می شود. در این راستا تکنولوژی دال کوبیاکس که جایگزین مناسب و ارزان تری برای

سیستم های سنتی می باشد، مورد توجه قرار گرفته است. اساس این تکنولوژی به نحوی است که با قرار دادن توپی های خالی پلاستیکی در هسته مرکزی جهت ایجاد قفسه های مدولار مابین دو لایه میلگرد زیرین و روئین دال صورت می گیرد که هدف اصلی در این طرح حذف بتن غیر باربر از درون حجم دال جهت سبک سازی آن می باشد. مطالعات در زمینه سبک سازی و حذف بتن ناکارآمد از سال 1985 در دانشگاه های آلمان و مجموعه شرکت های گروه فناوری های کوبیاکس درسال 1997 با همراهی مهندسین و متخصصینی از سوئیس و دیگر کشورهای اتحادیه اروپا پایه ریزی و تآسیس شده است و اکنون تبدیل به یک مجموعه متخصص در مورد اسلب های تخت سبک با بتن مسلح شده است. این دانش از سال 1387 به صورت انحصاری در ایران و تعدادی از کشورهای منطقه در اختیار کوبیاکس ایران است. (رضائی مشیر (1391 این نوع دال علاوه بر مطابقت با پلان های معماری گوناگون، به دلیل سبک بودن و کاهش هزینه های ساخت و ساز امروزه مورد توجه بسیاری از مهندسین قرار گرفته است . استفاده از این نوع سقف ها در نهایت منجر به کاهش وزن کلی سازه و همچنین بهبود رفتار سازه در مقابل زلزله می گردد. (خیرالدین (1389

تحقیق حاضر با هدف شناسایی کامل روش اجرای سقف کوبیاکس و آشنایی با مزایا و معایب آن از لحاظ فنی، معماری، اقتصادی و همچنین مقایسه این روش با روش های معمول دیگر صورت گرفته است. با توجه به اینکه صرفه اقتصادی این روش بعنوان شاخص ترین مزیت از نظر مهندسین و سازندگان می باشد، بدین جهت این نوع سقف از نقطه نظر اقتصادی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد . با در نظر گرفتن اینکه تقریبا همه در بخش ساخت و ساز با سقف تیرچه یونولیت آشنایی دارند و بسیاری از سقفها در سالهای گذشته با این روش اجرا شده اند و حتی در حال حاضر نیز با وجود پیشرفتهای زیادی که در بخش ساختمان به وجود امده است این نوع سقف هنوز از متداولترین سقف ها است و به راحتی در سازه های فلزی و بتونی قابل اجراست، این نوع سقف جهت مقایسه اقتصادی با سقف کوبیاکس انتخاب گردیده است.

.2 مفهوم کوبیاکس:

اساس طراحی تکنولوژی Cobiax مبنی است بر سقف سازه ای با ویژگی »سقف دال 2 طرفه« مشابه سقف های بتنی دال 2 طرفه مرسوم با این تفاوت که هسته بتن مرکزی در محل هایی که کاربرد سازه ای ندارد با گوی های توخالی جایگزین می گردد. (جنس این گوی ها پلی اتیلن بازیافت یا پلی پروپیلن می باشد)

بدین صورت که این گوی ها در حدفاصل مش های میلگردی بالا و پایین قرار می گیرند.(شکل ( 1 با توجه به اینکه در دال های بتنی 2 طرفه مشکل تحمل نیروی برشی وجود ندارد، مشکل طراحی این نوع سقف بر مبنای حذف قسمتی از بتن میانی و ایفای عملکرد دال 2 طرفه می باشد. (فرخنده کیش)

شکل : 1 جزئیات سقف کوبیاکس

.3 اصول طراحی:

در فنآوری Cobiax با حذف بار مرده غیرسازه ای خاصیت باربری 2 محوره همچنان حفظ می گردد. همچنین با شکل گیری غشای بتنی مستحکم در قسمت فوقانی و تحتانی دال به همراه شکل گیری شبکه تیرچه های داخلی در 2 امتداد در اثر قراردهی گوی ها در سرتا سر فضای میانی دال بتنی می توان باربری مناسبی را برای این دال متصور شد. نتیجه این امر دالی است که حدودا %35 وزن کمتری نسبت به یک دال مشابه توپر دارد.این امر سبب می گردد که صرفه جویی قابل ملاحضه ای در وزن تمام شده سقف و نیز مواد اولیه و مصالح کل ساختمان حاصل گردد. (شرکت مشاورین مشاور ابنیه مقاوم پارسه)

شکل : 2 برشی از یک سقف کوبیاکس

3

.3.1 عملکرد:

بهره گیری از کوبیاکس در 5 مزیت می باشد:

.1باربری دو محوره .2دهانه های بلند بدون تیر
.3سبک سازی سازه،ستون های کمتر،مقاومت بالا در برابر زمین لرزه .4امکان تغییر کاربری .5کاهش زمان ساخت (شرکت مشاورین مشاور ابنیه مقاوم پارسه)

.3.2 اجزای این سیستم عبارتند از :

الف ) مدول قفسه ای (گوی های پلاستیکی به همراه خرپای فولادی)

مدول های قفسه ای در دو نوع slim-line , Eco-line بوده که به دو صورت اجرا در محل با قالب بندی سنتی و صنعتی(پیش ساخته) اجرا می گردند. (شکل (3 مدول های نیمه پیش ساخته جهت انتقال به محل سایت مناسب می باشند که در این صورت مزایایی از قبیل سرعت ساخت و ساز و همچنین صرفه جویی اقتصادی را دارا خواهند بود. ب ) دال بتن آرمه این سیستم عملاً مثل وافل دوطرفه عمل میکند و با کم کردن بار مرده سقف و اینکه معمولا قطر سقف در این سیستم بیشتراست، با افزایش ارتفاع ، ممان اینرسی با توان 3 افزایش پیدا می کند و می توان دهانه های بزرگتری را ایجاد کرد، عملا سقف مثل خرپاهای دوطرفه عمل میکند.

این حباب ها همان یونلیت هایی هستند که درسقف تیرچه استفاده می شود با این فرق که علاوه بر این که خیلی سبک تر هست (که باعث دهانه زیاد میشه )به جای آرماتور حرارتی ، مش آرماتور روی سطح بالایی می کشند. (شرکت مشاورین مشاور ابنیه مقاوم پارسه)

شکل : 3 انواع کیج ماژول

.3.3 انواع دال های مجوف بادکنکی(شکل (4

(1 ساده

2(کاملاً پیش ساخته

(3 نیمه پیش ساخته ( خیرالدین (1384

شکل : 4 انواع دال های مجوف بادکنکی( خیرالدین (1384

.4 دلایل انتخاب و ورود تکنولوژی کوبیاکس به کشور عبارتند از:

. صنعتی سازی

. عدم نیاز به سرمایه گذاری زیاد برای احداث کارخانجات مواد اولیه

. عدم نیاز به نیروی کار خیلی متخصص و امکان استفاده از نیروهای موجود

. امکان احداث کارخانجات تولیدی در اقصی نقاط کشور

. عدم وابستگی به خارج از کشور سازگاری با مباحث و مقررات ملی ساختمانی کشور

. اقتصادی بودن تکنولوژی و امکان رقابت با سیستم های رایج
. انعطاف پذیری سیستم در ارتباط با مسآله معماری و سازه ای

. تکنولوژی دوستدار محیط زیست

.5 مزایای سقف کوبیاکس :

1. .5مزایای فنی سیستم کوبیاکس عبارتند از: ( شکل (5

· باربری 2 محوره

· بهینه سازی المان های عمودی مانند ستون ها و دیوارهای برشی (ستون های لاغرتر، کاهش 40 درصدی حجمی و عددی ستون ها) ...

· بهینه سازی دال و فونداسیون (کاهش بارهای وارد بر پی، دال های تا 30 درصد سبک تر)

· بهینه سازی المان های سخت کننده (کاهش بارهای افقی)

· کاهش ارتفاع کلی سازه (بهینه سازی ارتفاع سقف)

· کنترل خیز بهتر

· مقاومت بهتر در برابر نیروهای زلزله (کاهش اثر آسیب های لرزه ای، کاهش ارتفاع و سبک شدن سازه)

· حذف تمام تیرهای اصلی(کوبیاکس (1392

شکل : 5 مقایسه سازه سنتی با سازه بهینه شده با استفاده از کوبیاکس

2.5. مزایای معماری سیستم کوبیاکس عبارتند از:

· انعطاف پذیری در پلان معماری (کاهش عددی ستون ها)

· قابلیت پذیرش کاربری های گوناگون

· سهولت تغییر کاربری افقی و عمودی

· امکان اجرای کنسول تا 7 متر

· امکان ایجاد بازشو در هر شکل و اندازه در سقف

· افزایش فضای مفید (قابلیت اجرای دهانه تا 18 متر بدون اجرای ستون) ((کوبیاکس ((1392 .5 .3مزایای اقتصادی سیستم کوبیاکس عبارتند از:

· کاهش مصرف بتن

· کاهش المان های سازه ای

· کاهش مصرف آرماتور

· کاهش زمان ساخت

· کاهش هزینه های اجرای تأسیسات (حذف تیرها و مشکلات ناشی از آویز تیرها)

· کاهش ارتفاع کلی سازه به دلیل بهینه سازی ارتفاع سقف(خیرالدین (1389

4.5. مزایای کوبیاکس از نظر طراحی عبارتند از:

7

· مزایایی که در بحث طراحی سازه ها توسط دال مجوف بادکنکی می توان بر شمرد عبارتند از:

· کاهش وزن کلی سازه

· افزایش مقاومت سازه

· افزایش طول دهانه ها و کنسول ها

· کاهش تعداد ستونها

· عدم وجود تیر در زیر سقف ها و کتیبه در ستون ها(خیرالدین (1389

5.5. مزایای کوبیاکس از نظر ایمنی عبارتند از:

· ایمنی در برابر آتش

· ایمنی در برابر زلزله به علت کاهش وزن سازه

· ایمنی در برابر انفجار(اگر اساس طراحی بر مبنای سیستم دال-ستون و حذف دیوار باربر باشد)

· ایمنی در برابر رطوبت به دلیل نفوذ پذیری پایین آن (خیرالدین (1389

.5 ..6 مزایای کوبیاکس از نظر زیست محیطی عبارتند از:

صرفه جویی 50 درصدی مصالح خود موجب فواید بسیار زیادی برای محیط زیست می باشد از جمله:

· هر 100 kgبتن می شود) 1kg پلاستیک جایگزین کاهش مصرف مصالح از قبیل سیمان، شن و ماسه، آب و میلگرد )کاهش مصرف انرژی (در تولید، حمل و نقل و اجرا)

· کاهش انتشار گازهای آلوده حاصل از تولید و حمل ونقل، به خصوص گاز CO2 در حدود %50 ،

· عدم وجود ضایعات (به علت قابل بازیافت بودن تمامی اجزا و تفکیک کامل اجزا هنگام تخریب)

· میزان کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای آلوده برابر با میزان کاهش مصالح مصرفی و در حدود % 50 می باشد.

· و همچنین سبب ایجاد محیط اجتماعی بهتر به دلایل زیر می گردد: بهبود شرایط کار کاهش خطر در هنگام نصب

کاهش زمان استفاده از بالابرها و جلوگیری از اختلال در محیط کاهش انتشار سر و صدا حین تولید، انتقال و نصب اجزا (خیرالدین (1389

7.5. مزایای کوبیاکس از نظر اجرایی عبارتند از :

· بالاتر بودن کیفیت در تهیه اتو ماتیک واحد های پیش ساخته

· کمتر بودن کار در محل و به کارگیری نیرو های غیر متخصص

· نصب ساده و بسیار آسان

· نیاز به فضای کمتر برای انبار نمودن این نوع دال ها

8

• استفاده از وسایل بالابر ارزان تر و سبک

- قابلیت های دیگر کوبیاکس:

اجرای تاسیسات الکترونیکی و مکانیکی مشابه روش های سنتی و با قابلیت اجرا در ضخامت دال . علاوه بر روش اجرای درجا، قابلیت اجرا به روش نیمه پیش ساخته نیز وجود دارد. (خیرالدین (1389

.6 روش های اجرای سیستم دال دو طرفه با فناوری کوبیاکس :

.6.1 اجرا به صورت درجا :

.6.1.1 قالب بندی سقف ( شکل (6

2.1.6. اجرای شبکه آرماتور پایینی( شکل (7

3.1.6. جایگذاری گوی های کوبیاکس( شکل (8

4.1.6. اجرای شبکه آرماتور بالائی( شکل (9

5.1.6. بتن ریزی و ویبره( شکل (10

.6.1.6 باز کردن قالب( شکل (11