یکی از پرکاربردترین انواع سقف‌های کامپوزیت که در ساخت سازه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد، سقف عرشه فولادی است. این نوع سقف‌های سبک که به دلیل هزینه پایین و سرعت ساخت بالا محبوبیت بسیاری دارند، به وسیله ورق‌های فولادی گالوانیزه و بتن مسلح (ترکیبی از فولاد و بتن) ساخته می‌شوند. در ادامه با ما همراه باشید تا به بررسی بیشتر در مورد سقف عرشه فولادی و ویژگی‌های آن بپردازیم.
امروزه تجهیزات و مصالح ساختمانی چه از نظر کاربرد و چه از نظر دانش طراحی پیشرفت بسیاری کرده‌اند. رشد و توسعه صنعت ساخت‌و‌ساز و معماری ساختمانی باعث شده است تا استفاده بهینه از تجهیزات و نیروی انسانی به یکی از مهم‌ترین اولویت‌ها تبدیل شود. یکی از روش‌های مدرنی که به منظور بالابردن کارایی و بهره‌وری در صنعت معماری و ساختمان‌سازی ابداع شده، استفاده از سقف مرکب عرشه فولادی است.
سقف عرشه فولادی جایگزینی بسیار مناسب برای روش‌های پرهزینه و زمان‌بر قدیمی است. عرشه فولادی یا Steel Dec سازه‌ای فلزی و موج‌دار است که در ساخت کف و انواع سقف‌های ساختمانی در سازه‌های مختلف به‌کار برده می‌شود. عرشه فولادی یا عرشه فلزی که گاهی با نام متال دک (Metal Deck) نیز شناخته می‌شود، به دلیل مقاومت بالا، نحوه اجرا آسان و قیمت مناسبی که دارد به طور گسترده در تهیه کف و سقف‌های کامپوزیتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
حال که با مفهوم عرشه فولادی آشنا شدیم، می‌توانیم به توضیح سقف عرشه فولادی بپردازیم. به مجموعه‌ای از ورق‌های فولادی، بتن و اتصالات که برای ساخت سقف ساختمان‌ها به کار برده می‌شود سقف عرشه فولادی می‌گویند. این نوع سقف با قرارگرفتن روی تیرآهن ساختمان، شرایطی مناسب برای قرارگیری سایر اجزای ساختمان مانند بتن، عایق‌ها و… ایجاد می‌کند. در ساخت سقف عرشه فولادی از روش‌ها و اجزای مختلفی استفاده می‌شود، در ادامه این مطلب جزئیات بیشتری در مورد این نوع سقف مدرن و روش ساخت آن بازگو می‌کنیم.
اطلاع از مزایا و معایب سقف عرشه فولادی کمک می‌کند تا آگاهانه بهترین روش برای اجرا سقف را انتخاب کنید. به طور خلاصه می‌توان گفت وزن سبک، نحوه نصب و اجرا آسان، دوام طولانی و کاهش میزان استفاده از بتن اصلی‌ترین مزایایی هستند که سقف مرکب عرشه فولادی را به یکی از محبو‌ب‌ترین روش‌های اجرای سقف در ساختمان‌های تجاری، صنعتی و مسکونی تبدیل کرده است. در ادامه به بررسی بیشتر هر یک از این موارد می‌پردازیم:
سقف عرشه فولادی را می‌توان به وسیله افراد جا‌به‌جا کرد و نیازی به استفاده از وسایلی چون جرثقیل نیست، همین مسئله باعث می‌شود تا زمان اجرای این نوع سقف‌ها در مقایسه با روش‌های سنتی به مقدار قابل‌توجهی کاهش پیدا کند. سرعت بالای اجرا باعث کاهش هزینه‌ها و زمان اتمام پروژه می‌شود. به همین دلیل است که سقف عرشه فولادی در ساخت بسیاری از پروژه‌‌های ساختمانی بزرگ انتخاب می‌شود.
وزن سبک و یکپارچگی سقف‌های عرشه فولادی باعث شده است تا برای اجرا و نصب نیازی به شمع‌بندی وجود نداشته باشد. به همین دلیل می‌توان به صورت همزمان نسبت به نصب چند سقف اقدام کرد. این قابلیت سقف عرشه فولادی نیز در کاهش هزینه و افزایش سرعت ساخت پروژه تاثیر زیادی دارد.
به دلیل آن که در مراحل ساخت این نوع سقف از تیرچه و بلوک استفاده نمی‌شود، بار مرده ساختمان کاهش پیدا کرده و ساختمان در برابر زلزله مقاوم‌تر می‌شود. در سقف عرشه فولادی هم‌چنین به این علت که نیازی به قالب‌بندی ندارد، از مشکلات خطرآفرین قالب‌بندی کردن نیز خبری نیست.
علاوه‌بر این چون سقف عرشه فولادی با سرعت بالایی اجرا می‌شود، خطراتی که در اثر افتادن مصالح و تجهیزات از طبقات بالا به پایین رخ می‌دهند نیز کاهش پیدا می‌کند.
سقف‌های عرشه فولادی تقریبا بین 125 الی 200 میلی‌متر ضخامت دارند که در مقایسه با سایر سقف‌ها بسیار کم است. با این وجود قدرت تحمل و استحکام این نوع سقف در برابر فشارهای وارد شده کمتر از سایر روش‌های اجرای سقف نیست.
یکی از مسائلی که در فراگیرشدن استفاده از سقف عرشه فولادی نقش پررنگی داشته است، امکان اجرای آن در ساختمان‌های کوچک و بزرگ است. این نوع سقف را می‌توان در اندازه‌های متفاوت و با طول دهانه مختلف اجرا نمود. روکش گالوانیزه‌ای که روی سقف عرشه فولادی قرار دارد نیز مقاومت آن را در برابر پوسیدگی، زنگ‌زدگی و خوردگی افزایش داده و مناسب استفاده در هر آب‌وهوایی می‌کند.
هر روشی در کنار مزایایی که دارد، دارای معایبی نیز هست و سقف مرکب عرشه فولادی نیز استثنا نیست. در ادامه چند مورد از مهم‌ترین معایب این روش اجرای سقف را بررسی می‌کنیم:
عامل اصلی در تعیین فاصله دهانههای سقف عرشه فولادی، ضخامت ورق است. هرچه ضخامت ورق استفاده شده در سقف بیشتر باشد، فاصله دهانه سقف مرکب عرشه فولادی نیز بیشتر است. چنانچه ضخامت این ورق فولادی کم باشد و از ورق نازک در ساخت سقف استفاده شود، فاصله دهانه‌ها کمتر خواهد بود.
در حالت کلی می‌توان گفت در صورتی که از ورق‌های 0.8 میلی‌متری استفاده شود، باید فاصله بین تیرها از 2.4 متر کمتر باشد. اگه ورق فولادی 1.25 میلی‌متری برای ساخت سقف به کار رود، حداکثر دهانه سقف عرشه فولادی به 3.3 متر افزایش پیدا خواهد کرد.
بر این اساس برای ورق‌های فولادی بین 800 تا 125 میلی‌متر می‌توان فاصله مناسب دهانههای سقف‌های عرشه فولادی را تعیین کرد. در صورتی که فاصله مناسب برای اجرای سقف عرشه فولادی رعایت شود، ساختمان در برابر زلزله مقاوم خواهد بود.
نحوه اجرای سقف عرشه فولادی چگونه است؟
برای ساخت و اجرای سقف عرشه فولادی نیازی به قالب‌بندی و استفاده از میلگرد نیست. در واقع وجه تمایز سقف مرکب عرشه فولادی با سایر سقف‌ها در استفاده از بتن‌ریزی و آرماتوربندی است. در ابتدا ورق‌های فولادی را به کمک بالابر یا نیروی انسانی به طبقات بالا برده و پس از آن مراحل اجرای سقف عرشه فولادی را شروع می‌شود.
توجه داشته باشید حمل این ورق‌ها لزوما نیازی به ماشین‌الاتی مانند جرثقیل ندارد و قابل‌حمل با دست نیز است. مرحله بعد ثابت‌نمودن ورق‌های فولادی روی قسمت نشیمن تیرهای سازه ساختمانی است. این قسمت به وسیله دستگاه میخکوب و پس از چیدن ورق‌ها روی پوشش دهانه انجام می‌شود. در واقع همزمان با چیدن ورق‌های فولادی میخ‌ها نصب می‌گردند. مرحله آخر نیز بتن‌ریزی و آرماتوربندی است.
پیش از این گفتیم برای ساخت و اجرای سقف عرشه فولادی نیازی به شمع‌بندی نیست، اما توجه داشته باشید در صورتی که دهانه سقف عرشه فولادی بیش از 3 متر باشد ممکن است نیاز به استفاده از یک یا دو ردیف از شمع‌های موقت باشد.
مراحل اجراکردن سقف عرشه فولادی را به 6 قدم تقسیم می‌کنند:
اولین مرحله در اجرای سقف عرشه فولادی قرار دادن ورق‌های فولادی گالوانیزه روی دهانه‌ها و تیرهای نگه‌دارنده است. همان‌طور که پیش از این نیز اشاره کردیم، این ورق‌ها را به دلیل وزن سبکی که دارند می‌توان به راحتی توسط افراد جا‌به‌جا نموده تا در محل‌های مناسب چیده شوند.
برای ثابت‌کردن ورق‌های فولادی در محل مورد نظر از دستگاه‌های میخکوب استفاده می‌شود. در این مرحله که اصطلاحا فیکس‌کردن نامیده می‌شود، ورق‌های فولادی به بال تیر آهن‌های زیر خود وصل می‌گردند. دوربندی‌کردن یا فلاشینگ نیز با هدف بهبود کیفیت سقف مرکب عرشه فولادی انجام می‌گیرد. دوربندی روی لبه ورق‌های فولادی صورت می‌گیرد تا بتن‌ریزی با کیفیت بیشتری انجام شود.
سومین مرحله را می‌توان به طور همزمان و یا بلافاصله بعد از جایگذاری و ثابت‌نمودن ورق‌ها انجام داد. در این مرحله به کمک جوشکاری، پرچ‌کردن و یا گلمیخ (که رایج‌ترین روش است) اتصالات سقف انجام می‌شود. ورق‌های فولادی به بال‌های تیرآهن‌ها متصل شده و مرحله بعد آغاز می‌شود.
آرماتوربندی برای سقف‌های عرشه فولادی را می‌توان به وسیله مش‌های آماده و یا به روش دستی انجام داد. در روش دستی از بستن میلگرد و مفتول استفاده می‌شود. در صورتی که برای اجرای سقف مرکب عرشه فولادی از بتن الیافی استفاده شود، نیازی به آرماتوربندی نیست و می‌توان با حذف‌کردن این مرحله به سراغ مرحله پنجم رفت.
برای حفظ یکپارچگی سازه لازم است تا گل میخ‌ها را به آرماتوربندی متصل کنیم. مرحله پنجم از مراحل اجرای سقف عرشه فولادی که شبکه آرماتور را فیکس می‌کند، در حین انجام آرماتوربندی و یا بلافاصله بعد از آن صورت می‌گیرد.
برای انجام آخرین مرحله اجرای این نوع سقف می‌توان از بتن سبک، بتن معمولی یا بتن‌های الیافی (به شرط انجام‌ندادن آرماتوربندی) استفاده کرد. نوع بتن را بر اساس مقدار مقاومت آن و با توجه به مواردی چون نحوه بارگذاری و اندازه دهانه سقف عرشه فولادی تعیین می‌کنند. ضخامت سقف عرشه فولادی در نهایت بستگی به ضخامت دال‌بتنی دارد که روی روق‌های فولادی ایجاد شده است.
نکات مهم در ساخت سقف مرکب عرشه فولادی
برای اجرای سقف عرشه فولادی لازم است تا موارد مختلفی که بر کیفیت، زمان و هزینه اجرای پروژه تاثیر می‌گذارند را مد نظر قرار دهید. در ادامه چند مورد از مهم‌ترین این نکته‌ها را بررسی می‌کنیم:
در حالت کلی می‌توان گفت روند طراحی و اجرای سقف مرکب عرشه فولادی و سقف مرکب معمولی تفاوت چندانی با یک‌دیگر ندارد. این تفاوت‌ها را در دو دسته‌بندی تفاوت در اجرا و تفاوت در طراحی بررسی می‌کنیم:
تفاوت‌ها در اجرا
برای امکان بررسی بهتر در ادامه جدول تفاوت‌های سقف مرکب عرشه فولادی و سقف مرکب معمولی (به طور مثال کامپوزیت) آورده شده است:
| نوع سقف | کاهش استفاده از فولاد | وزن (کیلوگرم بر متر مربع) | تعداد تیر فرعی تا دهانههای 5 الی 6 متری | تعداد تیر فرعی تا دهانههای 3 متری | نیاز به قالب‌بندی | میزان بتن مورد نیاز (کیلوگرم بر متر مربع) | تعداد میلگرد مورد نیاز (کیلوگرم بر متر مربع) | زمان مورد نیاز برای اجرا (روز) |
| سقف مرکب معمولی | – | 260 | 5 | 2 | دارد | 10 | 5 | 11 |
| سقف مرکب عرشه فولادی | 10 کیلوگرم | 214 | 1 | 0 | ندارد | 8 | 2 | 1 |
مهم‌ترین ویژگی‌های اقتصادی و اجرایی سقف مرکب عرشه فولاد
در مراحل ساخت و اجرای سقف عرشه فولادی، در دو مرحله لازم است تا از اتصالات استفاده شود، اول هنگامی که ورق‌های فولادی به تیر متصل می‌شوند و دوم حفظ یکپارچگی آرماتوربندی و فیکس‌کردن اجزا کنار یک‌دیگر است. روش‌های اتصال در سقف مرکب عرشه فولادی را به دو نوع جوشی و اتصال پرچی می‌توان تقسیم‌بندی کرد:
برای آن که بتوان گل‌میخ‌های فولادی را روی تیرآهن نصب کرد لازم است تا از ولتاژ بالای برق استفاده شود. برای این نوع اتصال محدودیت‌هایی وجود دارد:
در این روش به وسیله میخ‌های فولادی ورق‌های فولادی و تیرآهن به یک‌دیگر متصل می‌شوند. این نوع اتصال در مقایسه با روش قبل بسیار سریع‌تر بوده و هزینه کم‌تری نیز دارد. یکی دیگر از مزایای اتصال به روش پرچ‌کردن در اجرای سقف‌های مرکب عرشه فولادی، افزایش مقاومت برشی تا 40 درصد در مقایسه با روش جوشکاری است.
برای اجرای سقف مرکب عرشه فولادی لازم است تا مشخصات فنی مربوط به ورق‌های فولاد، گل‌میخ‌ها و بتن را به‌طور دقیق در نظر بگیرید. اعداد و مشخصات فنی مورد استفاده در ساخت سقف عرشه فولادی در ادامه آمده است، اما توجه داشته باشید این اعداد باید بر اساس طراحی هر پروژه ساختمانی به طور خاص محاسبه و اندازه‌گیری شود.
وزن اجزای سقف عرشه فولادی
گل‌میخ‌های با ارتفاع 100 میلی‌متر: 260 گرم
گل‌میخ‌های به ارتفاع 115 میلی‌متر: 290 گرم
هر فلاشینگ به طور متوسط: 400 گرم
برای محاسبه وزن ورق‌های عرشه فولادی از جدول زیر استفاده کنید:
| ضخامت ورق فولادی (سانتی‌متر) | ارتفاع گام (سانتی‌متر) | عرض ورق فولادی (سانتی‌متر) | وزن هر متر مربع (کیلوگرم) |
| 0.7 | 6.5 | 101 | 7.1 |
| 0.7 | 7.5 | 94 | 7.4 |
| 0.8 | 6.5 | 101 | 8 |
| 0.8 | 7.5 | 94 | 8.5 |
| 0.9 | 6.5 | 101 | 9.1 |
| 0.9 | 7.5 | 94 | 9.6 |
| 1 | 6.5 | 101 | 10.2 |
| 1 | 7.5 | 94 | 10.6 |
| 1.25 | 6.5 | 101 | 12.5 |
| 1.25 | 7.5 | 94 | 13.2 |
روند طراحی سقف دال عرشه مرکب (سقف عرشه فولادی)
فرآیند طراحی سقف‌های عرشه فولادی را می‌توان به طور کلی به سه بخش تقسیم‌بندی کرد:
این مرحله از طراحی، مهم‌ترین قسمتی است که اتصالات بین بتن و سقف را به وجود می‌آورد. برای طراحی این مرحله لازم است تا طبق آیین‌نامه‌های CSSBI، BS5950 و SDI و هم‌چنین مطابق با مبحث 10 از مقررات ملی ساختمان عمل نمود.
در طراحی این مرحله نیز لازم است تا مطابق با مقررات و آیین‌نامه‌های ذکر شده عمل کرد و اندازه و تعداد گل‌میخ‌ها و تیرهای فرعی مورد نیاز را تعیین نمود. توجه داشته باشید این قسمت از طراحی سقف دال عرشه مرکب طی دو مرحله انجام می‌شود، مرحله ساخت و مرحله بهره‌برداری.
در مرحله آخر لازم است تا بارهای وارد شده بر قسمت‌های اصلی سازه به‌طور دقیق محاسبه و اندازه‌گیری شوند. مقادیر به‌دست‌آمده باید مطابق با اعدادی باشند که در آیین‌نامه‌ها ذکر شده‌اند. کنترل نهایی تمامی مراحل طراحی نیز شما را از ایمنی سقف مطمئن می‌کند.
سقف مرکب عرشه فولادی یا متال دک (Metal Deck) به دسته‌ای از سقف‌های مدرن گفته می‌شود که با کمک روق‌های فولادی، بتن و گلمیخ اجرا می‌شوند.
صرفه‌جویی در هزینه، کاهش قابل توجه وزن سازه، عدم نیاز به قالب‌بندی، زمان اجرای بسیار کمتر و کاهش استفاده از بتن و میلگرد از جمله مهم‌ترین مزایای سقف عرشه فولادی است که باعث تفاوت آن با سقف‌های معمولی می‌شود.
پیش از اجرای این نوع سقف لازم است تا محاسبات مورد نیاز آن مطابق با آیین‌نامه‌های CSSBI، BS5950 و SDI و هم‌چنین مطابق با مبحث 10 از مقررات ملی ساختمان انجام شود.
به تمامی مراحل و جزئیاتی مانند محاسبه بتن، ضخامت سقف و… که لازم است تا در روند طراحی سقف عرشه فولادی مد نظر قرار گرفته شود، دیتیل می‌گویند.
مراحل اجرایی این نوع سقف را می‌توان در 6 مرحله جایگذاری ورق فولادی، فیکس‌کردن، اتصال با گلمیخ، آرماتوربندی، وصل‌کردن گلمیخ به آرماتوربندی و بتن‌ریزی خلاصه کرد.
