مقایسه سقف های پیش تنیده و کوبیاکس

در این مقاله به مقایسه دو سیستم دال بتنی درجا یعنی سقف های بتنی پیش تنیده پس کشیده (Post Tension Slab) و سقف مجوف بتن مسلح با گوی های تو خالی کروی (Cobiax) پرداخته شده است.

منبع مقایسه این دو سیستم سقف، الزامات مشخص شده از سوی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی می باشد که کلیه سیستم های نوین ساختمانی، ملزم به اخذ تأییدیه از آن مرکز و رعایت قوانین آن می باشند.

الزامات سیستم سقف کوبیاکس از طریق سایت مرکز تحقیقات راه ، مسکن و شهرسازی قابل دستیابی می باشد. الزامات مربوط به سقف های پیش تنیده نیز در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران (فصل بیستم و چهارم: طرح و محاسبه قطعات بتن پیش تنیده) آورده شده است.

• در سقف های کوبیاکس سازه با هر ارتفاعی نیاز به دیوار های برشی دارد، در حالیکه در سیستم پیش تنیده تا حداکثر ٣ طبقه و یا ١٠ متر ارتفاع می توان از دال تخت بتنی و ستون استفاده نمود. ضمناً استفاده از قاب خمشی به تنهایی به عنوان سیستم باربر جانبی در دال های مجوف مجاز نمی باشد در حالیکه در سازه هایی که امکان بکارگیری دیوارهای برشی میسر نمی باشد می توان از قاب خمشی بعنوان باربر زلزله بهره برد و همچنین سقف پیش تنیده را نیز بکارگرفت.

• مجموع بار مرده سازه ای بر روی سقف های کوبیاکس حداکثر محدود به ٣٥٠ کیلوگرم بر مترمربع می باشد. بدین ترتیب در بسیاری از پروژه ها که بار کف سازی از این عدد بیشتر می باشد نمی توان از این سیستم استفاده کرد. ضمنا این نکته قابل توجه می باشد که مطابق الزامات اعلام شده در اسفند ماه سال ٨٩ برای سیستم کوبیاکس حداکثر بار مرده سازه ای برابر با ٢٦٠ کیلوگرم بر مترمربع در نظر گرفته شده بود که این عدد جوابگوی ساختمان های مسکونی با کف سازی متداول نیز نبود. این موضوع نشان دهنده حساسیت این نوع سقف ها در مقابل بارهای مرده می باشد.

• کاربرد سقف های کوبیاکس تنها جهت پارکینگ هایی که محل عبور اتومبیل سواری با حداکثر وزن ٤ تن با بار متمرکز 5/1 تن می باشد مجاز است. بدین ترتیب استفاده از سیستم کوبیاکس برای مجتمع های تجاری و یا پارکینگ هایی که نیاز به عبور ماشین های سنگین تر مانند خودروهای سواری ، وانت بار و کامیونت های با وزن حداکثر ٤ تن می باشند، مجاز نمی باشد. تردد این کامیونت ها و یا وانت بارها برای حمل بار در فروشگاه های بزرگ الزامیست. استفاده از این سیستم برای سقف طبقاتی که امکان عبور ماشین آتش نشانی بر روی آن ها میسر می باشد نیز مجاز نمی باشد. ضمنا محدودیت بارهای متمرکز یک تن و سیصد و پنچاه کیلوگرم، نشان دهنده حساسیت این سقف ها در مقابل تحمل بار های زنده نقطه ای مانند محل قرارگیری تاسیسات سنگین نیز می باشد.

• حداکثر ضخامت بتن در اطراف گوی های سقف های کوبیاکس شامل بالا و پایین گوی حداقل 5 سانتی متر می باشد. این عدد مانند آنچه برای حداقل ضخامت سقف های تیرچه و بلوک مورد نیاز است، جهت حفظ حداقل مقاومت برشی محدوده گوی ها در نظر گرفته شده است. در اکثریت پروژه ها تفاوت ضخامت دال و حداکثر ارتفاع توپ بین 5/7 تا 8 سانتیمتر در نظر گرفته می شود که نیاز است این عدد به ١٠ سانتی متر افزایش یابد. در نتیجه وزن دال به میزان مورد انتظار کاهش نمی یابد. به طور مثال در صورت استفاده از کاور ٥ سانتیمتر برای گوی ها، با فرض استفاده از میلگرد ١٢ به عنوان میلگرد سراسری چیزی در حدود 5/2 تا ٣ سانتی متر ( با توجه به آج آرماتور ) از این عدد کم شده و حدود ٢ تا 5/2 سانتیمتر به عنوان کاور بتن روی آرماتور بدست می آید که این عدد حداقل کاور بتن است . در نتیجه در صورت کاهش کاور توپ ها از ٥ سانتی متر و یا استفاده از آرماتور های تقویتی می بایست از توپ هایی با ارتفاع کمتر استفاده نمود. با توجه به فاصله نزدیک به هم گوی ها، عملیات بتن ریزی و ویبره نمودن بتن می بایست با دقت بسیار زیاد انجام پذیرد. در سیستم پیش تنیده حداقل کاور کابل ها مانند آرماتور ها ٢ سانتی متر می باشد و در خصوص کاور بتن محدودیت مسئله سازی وجود ندارد.

مطابق این دستور العمل با توجه به کاهش مقاومت بتن تا ٤٥ %، در حدود ٤٠ % آرماتورهای برشی(خاموت) سقف نسبت به سقف بتن پیش تنیده افزایش می یابد. ضمنا با توجه به اینکه حداقل آرماتور برشی مقطع با اندازه ضخامت دال رابطه مستقیم دارد در صورت افزایش ضخامت دال میزان حداقل آرماتورهای برشی نیز افزایش می یابد.

• در سقف های کوبیاکس در مقاطع وسط دهانه با منظور کردن اثر حفره های خالی، نیاز به آرماتورهای خمشی زیادی خواهد بود.

• با توجه به آیین نامه های سقف های کوبیاکس، نیاز به منظور نمودن اثر کاهش حفره ها در ممان اینرسی بتن لازم است لیکن با توجه نرم افزار های مورد استفاده ، منظور نمودن این اثر بسیار بعید بنظر می رسد.
• در سیستم کوبیاکس حداکثر دهانه ستون ها جهت استفاده از دال تخت به ٨ متر محدود می شود و در صورت کاربرد این سقف با قاب خمشی بتن آرمه شامل تیر ، افزایش دهانه ها تا 10 متر مجاز می باشد. این محدودیت نشان دهنده کم بودن محدوده دهانه های دارای مجوز استفاده از سیستم کوبیاکس را دارد. بدین ترتیب استفاده از کوبیاکس برای دهانه های بالای ١٠ متر مجوز قانونی ندارد. در این خصوص در سیستم پیش تنیده هیچگونه محدودیتی وجود ندارد و می توان آنرا در هر دهانه ای استفاده نمود.

• آرماتور مصرفی در سقف های کوبیاکس حدود ٢٠ الی ٣٠ کیلوگرم در هر متر مربع بیشتر از سیستم پیش تنیده می باشد. سقف کوبیاکس دارای دو لایه مش قطور است، ولی سقف پیش تنیده تنها دارای یک لایه مش نازک می باشد که آن هم به علت افزایش ایمنی در سقف اجرا می گردد و الزامی بر اجرای آن وجود ندارد.

• بتن ریزی در سیستم کوبیاکس بایستی در دو مرحله انجام شود. مرحله اول بتن ریزی زیر گوی ها و در تمام مساحت سقف و سپس بتن ریزی مرحله دوم و تکمیل عملیات بتن ریزی. این اختلاف زمان بتن ریزی در دو لایه افقی تاثیر بسیار نامطلوبی در کیفیت نهایی سقف خواهد داشت که متأسفانه در طراحی دیده نمی شود.

• نکته دیگری که بسیار حائز اهمیت است این است که در سیستم کوبیاکس زمان قالب برداری حدود یکماه به طول می انجامد ولی در سیستم پیش تنیده بلافاصله بعد از کشش می توان قالب برداری انجام داد به همین دلیل در سیستم کوبیاکس به ابزار و وسایل قالب بندی بیشتری نیاز است که خود سربار قابل توجهی را متوجه پروژه می نماید. در ضمن اجرای آرماتور بیشتر و همچنین اجرای سیستم گوی ها بر عهده پیمانکار اجرای اسکلت بوده که سبب افزایش دستمزد اجرای اسکلت می شود. حال آنکه در سیستم پیش تنیده اجرای کلیه ادوات پیش تنیدگی بر عهده پیمانکار پیش تنیده می باشد.