برای نخستین بار در سال 1742 میلادی ، شیمیدان فرانسوی ، پل مالوین ، روشی برای روکش دار کردن آهن ارائه کرد . او باغوطه ور کردن آهن درون روی ذوب شده توانست آهن روکش دار تولید کند
سال ها بعد ، در دهه 1820 ، هنری پالمر ، مهندس و معمار ، برای نخستین بار آهن با پوشش گالوانیزه را کنگره دار کرد . این مصالح جدید عرشه موجدار فلزی به دلایل متعددی نظیر سبکی ، مقاومت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی ، حمل و نقل واجرای آسان ،به سرعت به مصالحی رایج در صنعت ساختمان کشور هایی چون ایالات متحده ، شیلی ، نیوزیلند ، استرالیا و با گذشت زمان در هندوستان و انگلستان و متعاقب آن در دیگر کشورهای اروپایی تبدیل شد .
هنری پالمر برای تولید سقف های مرکب عرشه فولادی از آهن با درصد کربن پائین Wrought iron استفاده می کرد که با گذشت زمان این آلیاژ جای خود را به فولاد نرم Mild steel داد .
پس از سال ها سقف های مرکب عرشه فولادی با تغییرات متعدد و پیشرفت های چشمگیر ، به یکی از رایج ترین مصالح ساختمانی برای اجرای سقف ها تبدیل شدند . در ابتدا از اینگونه سقف ها تنها به عنوان قالب درجا برای بتن ریزی سقف های متداول استفاده می شد . سپس مهندسین محاسب به این نتیجه رسیدند که با ایجاد تمهیداتی به منظور درگیری کامل بتن و عرشه فولادی ، پس از گیرش و سخت شدن بتن ، از نقش سازه ای این عرشه ها نیز بصورت مرکب در مرحله بهره برداری استفاده نمایند . در دهه 1980 و با افزایش نیاز به سقف های مرکب عرشه فولادی شرکت های بزرگی در این زمینه آغاز به فعالیت کردند و هم اکنون نیز پیشرفت این صنعت با سرعت بالایی رو به افزایش است .
سقف کامپوزیت عرشه فولادی در مجموع شامل چهار نوع مصالح است که عبارتند از:
الف) ورق فولادی ب) برشگیر ج) آرماتور د) بتن
الف) ورق فولادی (Steel Sheet)
ورق فولادی شاخص‌ترین مصالح این نوع سقف می‌باشد که برای ساخت آن ورق فولادی گالوانیزه (هر دو طرف) با ضخامت‌های ۸/۰ تا ۲/۱ میلیمتر را به وسیله دستگاه‌های Rol Forming به روش نورد سرد (Cold Forming) به حالت موجدار شکل دهی می‌کنند به صورتی که در مقطع ورق حاصله هر موج به شکل یک ذوزنقه دیده می‌شود. برای محاسبه مشخصات هندسی مقطع می‌بایست از ضخامت پوشش گالوانیزه Zinc Coating صرف نظر نمود ارتفاع ذوزنقه‌ها (عمق کنگره) حداکثر ۷۵ میلیمتر می‌باشد همچنین عرض متوسط کنگره‌های پرشده با بتن نمی‌بایست کمتر از ۵۰ میلیمتر باشد.
ضمن رعایت ضوابط موجود برای این ورق‌ها می‌توان آنها را برای کاربری‌های مختلف به حالت‌های خاصی از ذوزنقه شکل داد تا به قابلیت‌های جدیدی دست یابند. این ورق‌ها می‌بایست در جان خود (قسمت شیبدار ورق) دارای فرورفتگی‌ها و برجستگی‌هایی باشند تا درگیری Interlock بین فولاد و بتن را ایجاد نمایند. در طی مراحل بارگیری، حمل و دپوی این ورق‌ها می‌بایست دقت لازم برای جلوگیری از تغییر شکل Deformation آنها صورت گیرد.
برشگیرها یا گل میخ‌های خاصی که در این نوع سقف استفاده می‌شود به جهت نوع مصالح و روش خاص اجرا، یکی دیگر نقاط قوت این نوع سقف محسوب می‌شود. قطر این برشگیرها حداکثر ۲۰ میلیمتر و ارتفاع آنها بسته به شکل ورق فولادی متغییر می‌باشد و در نهایت حداقل ارتفاع گل میخ بعد از نصب که از بالای ورق زوزنقه‌ای اندازه‌گیری می‌شود نباید کمتر از ۴۰ میلیمتر باشد.
دستگاه جوش گلمیخ (استادولدینگ)
این گل میخ‌ها به وسیله دستگاه جوش قوس الکتریکی خاصی که Stud Welder خوانده می‌شود به بال تیرهای سازه‌ای جوش می‌شود. این فرآیند جوشکاری می‌تواند هم به صورت مستقیم روی بال تیر سازه‌ای انجام گیرد (Direct Attach Welding) و هم از روی ورق فولادی انجام گیرد (Through the Sheet Welding) قبل از قرارگیری گل میخ یک حلقه سرامیکی در محل جوش قرارمی‌گیرد تا از حوضچه مذاب ایجاد شده در لحظه ایجاد قوس الکتریکی محافظت نماید.
کلیپ اجرای جوش گلمیخ با دستگاه استادولدینگ
کلیپی از کارخانه تولیدگلمیخ به روش فورج سرد
ج) آرماتور (Reinforcement)
آرماتوربندی در چهار مورد زیر می‌بایست اجرا گردد:
۱- مقاومت در برابر لنگر منفی در دهانه‌های ممتد و کنسول ها
۲- بارهای متمرکز یا بازشوها
۳- آرماتور حرارتی
۴- مقاومت در برابر لنگر مثبت در صورتی که از عملکرد کششی ورق فولادی صرف‌نظر شود.
آرماتوربندی این سقف در صورتی که با استفاده از میلگردهای آجدار مرسوم و موجود در بازار صورت گیرد تا حدودی وقت‌گیر (نسبت به سایر مراحل اجرای این نوع سقف) خواهد بود اما در صورت استفاده از مش‌های آماده (Fabric Reinforcement) این مرحله از اجرای سقف نیز با سرعت قابل قبولی صورت خواهد پذیرفت البته این مش‌های آماده می‌بایست مطابق با استانداردهای مربوطه ساخته، حمل و نصب گردند.
نمونه شبکه مش آماده در ابعاد مختلف
د) بتن
مقاومت فشاری بتن مورد استفاده با توجه به اینکه از بتن سبک یا بتن معمولی استفاده شود می‌توانداز ۲۰۰ تا ۳۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع متغیر باشد که با توجه به نوع بارگذاری و مشخصات دهانه تعیین خواهد شد.
در هنگام محاسبه مشخصات هندسی مقطع می‌بایست به جهت کنگره‌های ورق فولادی نسبت به تیر سازه‌ای موجود دقت نمود چرا که در صورت عمود بودن کنگره‌ها بر تیر، از بتن موجود در زیر سطح فوقانی ورق ذوزنقه‌ای باید صرف‌نظر نمود.
ضخامت دال بتنی در بالای کنگره روق ذوزنقه‌ای نباید از ۵۰ میلیمتر کمتر باشد. با توجه به این موضوع در صورت استفاده از ورق فولادی با ارتفاع حداکثر mm 75 مجموع ضخامت سقف mm125 خواهد بود.
یکی دیگر از راهکارهای سرعت بخشیدن به اجرای این سقف استفاده از بتن دارای فیبرهای پلیمری یا فولادی (Fibre Reinforced Concrete) می‌باشد که با استفاده از آن می‌توان آرماتوربندی را در اکثر نقاط عرشه فولادی خذف نمود که البته تهیه، حمل و ریختن آن می‌بایست با دقت خاص و براساس آئین‌نامه‌های مربوطه باشد.
مزایای سقف عرشه فولادی:
1- سرعت اجرای بالا
۲- بدون نیاز به شمعبندی
۳- امکان اجرای چندین سقف به طور همزمان
۴- حذف کامل مراحل قالب‌بندی و دکفراژ
۵- کاهش تعداد نیروهای فرعی
۶- کاهش بار مرده
۷- در اختیار داشتن یک عرشه فولادی با ایمنی بالا قبل از بتن‌ریزی
۸- کاهش ضخامت سقف
۹- سطح یکنواخت و یکدست زیر سقف با ظاهری زیبا
۱۰- قابلیت اجرا در پلان‌های معماری پیچیده با رعایت جزئیات
۱۱- امکان شکل‌دهی و تعیین موقعیت دقیق داکت‌های تاسیساتی
۱۲- امکان اجرای سقف‌های مختلف با کاربری‌ها و دهانه‌های متفاوت
۱۳- امکان اجرا در انواع شرایط آب و هوایی
۱۴- عمر مفید طولانی
مراحل اجرایی سقف در یک نگاه :
1 – از اسکلت آماده AsBuilt تهیه می شود و به صورت دقیق اندازه گیری می شود.
2 – ورق های خام ابتدا نورد شده و طبق اندازه های موجود برش خورده بسته بندی و ارسال می‌شود.
3 – به دلیل عملکرد مرکب این سقف در ارتباط با سازه‌های فولادی و همچنین اجزای تشکیل‌دهنده سقف اتصال این سقف با سازه به واسطه برشگیر صورت می‌پذیرد. در حال حاضر دو تکنولوژی برتر در ارتباط با نصب برشگیر وجود دارد.
3 - 1 - در این روش ورق ها با Shear Connectors (برش‌گیرهای پرچی ) مخصوص که با میخ و چاشنی به تیر آهن‌های فرعی و اصلی دوخته می‌شود از این نوع برشگیرها بیشتر در جاهایی که دسترسی به برق جهت جوش استادولدینگ نداریم استفاده می شود .
جهت شناسایی وتشخیص کیفیت گلمیخ روی عکس زیر کلیک فرمایید:
3 - 2 - در این روش ورق های فرم داده شده توسط گلمیخ (برشگیر با جوش القایی) توسط دستگاه مخصوص Stud Welding به تیر آهن های اصلی و فرعی ممدوج شده متصل می شود
4 - برای جلوگیری از ترک‌خوردگی و جمع‌شدگی بتن باید از مش حرارتی یا الیاف پروپیلن استفاده شود. شبکه آرماتور با کمترین سایز می‌توان به عنوان آرماتور مقاوم در برابر حریق نیز عمل کند.
5 – بتن‌ریزی در این مرحله با نظارت مهندسین، متمم روی پوشش ریخته می‌شود و توسط ماله پروانه‌ای جهت تسریع عملیات کف سازی عمل‌آوری می‌شود که طراحی استاندارد BS1دارای حداقل مقاومت فشاری 28روزه، نمونه مکعبی 2500کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب باید باشد.
اجرای سقف:
نصب ورق‌های فولادی با سرعت بالایی انجام می‌گیرد چرا که کافی است پس از چیدن ورق‌ها و پوشش دهانه‌ها، به وسیله‌ی دستگاه‌های میخکوب مخصوص، ورق‌ها را در محل نشیمن روی تیرهای سازه‌ای ثابت کرد پس از این مرحله که می‌بایست به صورت همزمان یا بلافاصله بعد از چیدن ورق‌ها انجام گیرد، گل‌میخ‌ها نصب و سپس آرماتوربندی و در نهایت بتن‌ریزی انجام خواهد شد. همانطور که گفته شد مراحل اجرای این سقف یکی پس از دیگری با سرعت بالایی انجام می‌شود و با توجه به این موضوع که برای اجرای سقف کامپوزیت عرشه فولادی نیازی به شمعبندی نیست (تا دهانه ۳ متر) این امکانوجود دارد که چندین سقف به طور همزمان پس از نصب ورق‌ها، ثابت کردن آنها و نصب گل میخ‌ها و اجرای آرماتوربندیف بتن‌ریزی شوند، این امر موجب می‌گردد تا در ساختمان‌های بلند مرتبه که معمولاً عملیات نصب اسکلت با سرعت بیشتری صورت می‌گیرد دیگر با مشکل سرعت پایین اجرای سقف‌ها مواجه نباشیم. آنچه در اینجا لازم به ذکر است این است که در برخی از پروژه‌های ساختمانی، سازه براساس نوع سقف دیگری طراحی شده است، بنابراین تیرهای فرعی می‌بایست از نو و با توجه به مشخصات فنی سقف کامپوزیت عرشه فولادی طراحی شوند، این سقف به طور معمول تا دهانه ۳ متر بدون نیاز به شمعبندی قابلیت اجرا دارد بدین معنی که دهانه‌ای به طول ۶ متر بدون نیاز به شمع و فقط با نصب یک تیر فرعی به وسیله این نوع سقف قابل اجرا خواهد بود. معمولاً برای دهانه‌های بیش از ۳ متر از شمعبندی موقت (Temporary Propping) استفاده می‌شود که بسته به نیاز و شرایط از یک یا دو ردیف شمع استفاده خواهد شد.
.jpg)
sazehgostarkabir.com
عرشه فولادی/ورق گالوانیزه/گل میخ/متال دک