با پیشرفت فناوری در صنعت ساختمان، روش‌های نوینی برای اجرای سقف‌ها ابداع شدهاند که نه‌تنها روند ساخت‌وساز را سرعت می‌بخشند، بلکه باعث کاهش وزن سازه و صرفه‌جویی در هزینه‌ها به دلیل قیمت آهن می‌شوند. سقف عرشه فولادی یکی از مدرن‌ترین و پرکاربردترین انواع سقف‌های سازه‌ای در ساختمان‌سازی است که با ترکیبی از ورق‌های گالوانیزه، گل‌میخ‌های برشی و بتن ساخته می‌شود و جایگزینی برای سقف‌های سنتی به شمار می‌آید. در این مقاله به طور کامل بررسی خواهیم کرد که سقف عرشه فولادی چیست، چه ویژگی‌ها و مزایایی دارد و روند اجرای آن چگونه است.
سقف عرشه فولادی چیست؟
سقف عرشه فولادی نوعی مقطع خمشی مختلطی است که از ورق‌های گالوانیزه ذوزنقه‌ای شکل به همراه بتن تشکیل می‌شود و عملکردی مرکب میان فولاد و بتن ایجاد می‌کند. این نوع سقف با حذف نیاز به قالب‌بندی سنتی و شمع‌گذاری، روند اجرای سازه را تسریع کرده و در عین حال، وزن مرده سازه را کاهش می‌دهد. ورق‌های عرشه فولادی به‌گونه‌ای طراحی شدهاند که پس از نصب بر روی تیرهای فلزی، سطحی مناسب برای بتن‌ریزی فراهم کرده و اتصال مناسبی با بتن ایجاد می‌کنند. کیفیت ورق‌ها در استحکام و دوام این سقف‌ها بسیار مهم است، بنابراین خرید ورق مناسب و با کیفیت، از نظر ضخامت و جنس، اهمیت زیادی دارد.
همچنین، به دلیل شکل‌پذیری خاص این ورق‌ها و استفاده از گل‌میخ (برش‌گیر)، انتقال نیرو بین اجزای سقف به شکل کاملاً مهندسی‌شده‌ای انجام می‌گیرد. این نوع سقف مقاومت بالایی در برابر بارهای وارد شده و تغییرات دمایی دارد و همچنین به دلیل داشتن ورق‌های گالوانیزه،در برابر رطوبت و زنگزدگی نیز مقاوم است. لازم به ذکر است که جزئیات اجرایی این سقف، از جمله نوع ورق، گام‌ها و ضخامت بتن، بر اساس نوع پروژه و محاسبات مهندسی تعیین می‌شود.
تاریخچه سقف عرشه فولادی
در سال ۱۷۴۲ میلادی، فردی به نام پل مالوین روشی را برای محافظت از آهن در برابر زنگزدگی پیشنهاد داد؛ او ورق‌های آهن را در روی مواد مذاب غوطه‌ور می‌کرد تا لایه‌ای محافظ روی آن‌ها ایجاد شود. این روش بعدها به پایه‌ای برای تولید ورق‌های گالوانیزه تبدیل شد. حدود یک قرن بعد، در دهه ۱۸۲۰، مهندسی به نام هنری پالمر ورق‌های گالوانیزه را به شکل موج‌دار (کنگره‌دار) تولید کرد تا مقاومت بیشتری در برابر فشار و بارهای وارده داشته باشند. او از این ورق‌ها برای ساخت سقف‌های فلزی استفاده کرد و پایه‌گذار شکل اولیه‌ی سقف‌های عرشه فولادی شد.
در ادامه، با پیشرفت روش‌های ساخت‌وساز به‌ویژه در قرن بیستم، سقف‌های عرشه فولادی تکامل پیدا کردند و با افزودن اجزایی مثل گل‌میخ‌های برشی و بتن، عملکرد سازه‌ای آن‌ها به‌طور چشمگیری بهبود یافت. امروزه سقف عرشه فولادی به دلیل سرعت اجرا، وزن کم و صرفه‌جویی در مصالح، یکی از گزینه‌های پرطرفدار در صنعت ساخت‌وساز به شمار می‌آید.
مزایا و معایب سقف عرشه فولادی
سقف عرشه فولادی به‌دلیل ساختار خاص و روش اجرای مدرن، مزایا و معایب مشخصی دارد که شناخت آن‌ها به تصمیم‌گیری بهتر مهندسان و سازندگان کمک می‌کند. در ادامه، مهم‌ترین مزایا و معایب این نوع سقف را شرح خواهیم داد.
مزایای سقف عرشه فولادی
- سرعت و سهولت در اجرا: یکی از مهم‌ترین مزایای این سقف، سرعت و سهولت بالای اجرای آن است. به‌طور معمول در شرایط استاندارد، روزانه بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ متر مربع از این نوع سقف قابل اجراست؛ در حالی که در روش‌هایی مثل دال بتنی، این عدد تقریباً نصف می‌شود. همچنین به دلیل حذف مراحل قالب‌بندی و عدم نیاز به شمع‌گذاری دائمی، فرایند نصب آسان‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر انجام می‌شود. حتی امکان بتن‌ریزی هم‌زمان چند سقف، سرعت اجرای پروژه را دوچندان می‌کند.
- سبک وزن بودن سقف عرشه فولادی: استفاده از سقف عرشه فولادی باعث کاهش مصرف میلگرد تا ۷۰ درصد و کاهش مصرف بتن تا ۱۵ درصد می‌شود. این کاهش مصرف نه‌تنها هزینه‌ها را پایین می‌آورد بلکه وزن سازه را نیز به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. همچنین، به‌دلیل حجم کم، حمل‌ونقل ورق‌های عرشه بسیار ساده‌تر است؛ برای مثال، با یک تریلر می‌توان تا ۲۵۰۰ متر مربع سقف را جابجا کرد.
- صرفه‌جویی اقتصادی: سقف‌های عرشه فولادی معمولاً مشمول تسهیلات ویژه صنعتی‌سازی هستند. از طرف دیگر، به دلیل سادگی اجرا، نیاز به نیروی انسانی و هزینه‌های نظارتی نیز کاهش پیدا می‌کند که در مجموع به صرفه‌جویی مالی منجر می‌شود.
- انعطاف‌پذیری سقف عرشه فولادی: این نوع سقف در ضخامت‌های متنوعی طراحی می‌شود و امکان استفاده از عایق‌های حرارتی و صوتی را نیز فراهم می‌کند. همچنین نمای فلزی این سقف ظاهری صنعتی و مدرن دارد و در فضاهایی مانند پارکینگ‌ها می‌توان به جای سقف کاذب از عرشه فولادی بهره برد.
معایب سقف عرشه فولادی
- لزوم محافظت در برابر آتش: فولاد در برابر حرارت بالا آسیب‌پذیر است و در صورت استفاده از این نوع سقف لازم است در برابر آتش محافظت لازم را انجام دهید.
- حساسیت به رطوبت در زمان اجرا: بتن تازه ممکن است در حین اجرا، رطوبت موقتی به بخش‌هایی از سازه منتقل کند که می‌تواند برای سقف عرشه فولادی مضر باشد.
- عایق نبودن در برابر صدا: این سقف، به دلیل ضخامت کمی که دارد، در کاهش انتقال صدا عملکرد ضعیف‌تری دارد.
- کاهش ظرفیت باربری در برخی شرایط: اگر ورق‌های عرشه فولادی به صورت موازی با تیرهای سازه‌ای نصب شوند، عملکرد مرکب مطلوبی نخواهند داشت و ممکن است نیاز به استفاده از پایه‌های موقت یا تقویت بیشتر باشد.
انواع سقف عرشه فولادی
سقف‌های عرشه فولادی از نظر طراحی و عملکرد به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند: عرشه فولادی معمولی، عرشه فولادی کامپوزیت و عرشه فولادی قالبی. هر یک از این مدل‌ها متناسب با نوع پروژه، نوع بارگذاری، سرعت اجرا و سطح مقاومت مورد نیاز انتخاب می‌شوند. در ادامه با جزئیات هر نوع آشنا می‌شویم:
عرشه فولادی معمولی
این نوع عرشه فولادی اغلب برای ایجاد سطوح صاف یا شیب‌دار کم‌زاویه استفاده می‌شود و خود به چند زیرمجموعه تقسیم می‌گردد، که تفاوت اصلی آن‌ها در شکل و ابعاد دندانه‌های ورق است. انواع عرشه فولادی معمولی عبارت‌اند از:
- نوع A: ورق‌هایی با دندانه‌های باریک هستند که بیشتر در پروژه‌هایی با شرایط خاص با نیاز به دقت بالا استفاده می‌شوند.
- نوع B: این مدل، دندانه‌های پهن‌تر و در نتیجه توان تحمل بارهای سنگین‌تری دارد. از عرشه فولادی معمولی مدل B در سازه‌هایی با بارگذاری بالاتر، استفاده می‌شود.
- نوع F: مدل F ورق‌های فلزی با دندانه‌های معمولی دارد که در بیشتر پروژههای مسکونی، اداری و تجاری معمولی استفاده می‌شود.
- نوع N: این نوع دارای دندانه‌های عمیق و عریض است که باعث افزایش مقاومت خمشی ورق می‌شود. به همین دلیل، در دهانه‌های بلند یا پروژه‌هایی که نیاز به تحمل بار زیاد دارند، انتخاب مناسبی است.
عرشه فولادی کامپوزیت
نوعی سقف است که در آن ورق‌های فولادی به گونه‌ای طراحی می‌شوند که در آن‌ها برجستگی ها و فرورفتگی‌‍‌های بیشتری ایجاد می‌شود که از لغزش بتن روی ورق جلوگیری می‌کند و باعث یکپارچگی بیشتری بین دال بتنی و عرشه فولادی می‌شود. انواع عرشه فولادی براساس نوع کامپوزیت عبارت است از:
- نوع SB: این نوع ورق دارای شیارها و برجستگی‌هایی است که کمک می‌کند بتن به‌خوبی به ورق بچسبد و از لغزش جلوگیری شود. این طراحی باعث انتقال نیروهای بار به دال بتنی می‌شود.
- نوع SBR: عملکردی مشابه SB دارد، اما شکل دندانه‌ها به صورت معکوس طراحی شدهاند و ویژگیهای مکانیکی متفاوتی دارند.
عرشه فولادی قالبی
نوعی از سقف عرشه فولادی است که طراحی خاصی دارد و معمولاً در پروژه‌هایی به‌کار می‌رود که سرعت و سادگی اجرا اولویت دارند. عرشه فولادی قالبی در سه مدل رایج عرضه می‌شود:
- نوع S3: این مدل با طراحی خاص خود، باعث صرفه‌جویی در هزینه و تسریع زمان ساخت می‌شود.
- مدل TF 75: این مدل ویژگی‌هایی دارد که در پروژههای مختلف به‌صورت سریع و آسان استفاده شود.
- مدل TF 150: این مدل از ورق‌های ضخیم‌تر استفاده می‌کند و مناسب پروژه‌هایی با بارگذاری سنگین یا نیاز به دوام طولانی‌مدت است.
گام عرشه فولادی چیست؟
گام عرشه فولادی به ارتفاعی گفته می‌شود که از پایین‌ترین نقطه‌ی ورق تا بالاترین قسمت شکل ذوزنقه‌ای آن اندازه‌گیری می‌شود. این ارتفاع معمولاً بر اساس نقشه‌های سازه و محاسبات مهندسی توسط طراح مشخص می‌گردد. در پروژههای رایج، گام‌های ۶۰، ۶۵ و ۷۵ میلی‌متری استفاده می‌شوند که در این بین، دو مدل ۶۵ و ۷۵ میلی‌متر به‌دلیل ظرفیت باربری بالاتر، کاربرد بیشتری دارند.
عرشه فولادی چگونه تولید می‌شود؟
تولید ورق‌های عرشه فولادی یک فرآیند صنعتی و مهندسی‌شده است که با استفاده از روش شکل‌دهی سرد (Cold Forming) انجام می‌شود. در این روش، ورق‌های فولادی گالوانیزه ابتدا به‌صورت کلاف (کویل) وارد خط تولید می‌شوند و سپس توسط دستگاه‌های رول‌فرمینگ به اشکال موج‌دار و پروفیل های مختلف فرم داده می‌شوند. این فرم‌دهی نه‌تنها استحکام خمشی ورق را افزایش می‌دهد، بلکه امکان تحمل بارهای سازه‌ای را نیز فراهم می‌سازد.
در مرحله بعد، ورق‌ها مطابق نیاز پروژه به طول‌های مختلف بریده می‌شوند. طول این ورق‌ها معمولاً از ۱ تا ۱۵ متر و ضخامت آن‌ها بین ۰٫۸ تا ۱٫۱۵ میلی‌متر متغیر است. این تنوع در ابعاد باعث می‌شود عرشه فولادی در انواع پروژههای عمرانی کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.
پس از تولید، ورق‌ها به محل پروژه منتقل شده و با استفاده از گل‌میخ‌های برشی به تیرهای فولادی سازه متصل می‌شوند. این اتصال باعث می‌شود ورق به‌عنوان قالب موقت برای بتن‌ریزی عمل کند و دیگر نیازی به قالب‌بندی سنتی وجود نداشته باشد. در نهایت با اجرای بتن روی ورق، یک سیستم سقف مرکب مقاوم، یکپارچه و سریع‌الاجرا شکل می‌گیرد.
مراحل اجرای سقف عرشه فولادی
سقف عرشه فولادی به‌دلیل سرعت بالای نصب، کاهش چشمگیر وزن نهایی ساختمان و صرفه‌جویی در مصرف بتن و میلگرد، به یکی از پرکاربردترین روش‌های اجرای سقف در پروژههای امروزی تبدیل شده است. این سیستم نسبت به روش‌های سنتی نه‌تنها ساده‌تر و سریع‌تر اجرا می‌شود، بلکه به‌دلیل عملکرد مرکب فولاد و بتن، استحکام بالایی نیز ایجاد می‌کند. در ادامه، مراحل اجرای سقف عرشه فولادی را بررسی می‌کنیم تا با روند اجرایی این سیستم بیشتر آشنا شوید.
نصب ورق‌های عرشه فولادی
در مرحله اول، ورق‌های گالوانیزه ذوزنقه‌ای به‌عنوان قالب دائمی و بخشی از سیستم باربر، روی تیرهای سازه نصب می‌شوند. جهت قرارگیری این ورق‌ها می‌تواند به‌صورت موازی یا عمود بر محور تیرها باشد. نصب ورق‌ها به شکل عمود بر تیرها به‌دلیل افزایش پایداری و توزیع بهتر بار، رایج‌تر است و در اکثر پروژه‌ها به‌عنوان گزینه ترجیحی انتخاب می‌شود.
جوشکاری گل‌میخ یا برش‌گیر
برای اتصال یکپارچه ورق‌های عرشه فولادی به تیرهای سازه‌ای و انتقال صحیح نیروهای برشی بین آن‌ها، از قطعاتی به نام گل‌میخ یا برش‌گیر استفاده می‌شود. این اجزا با استفاده از دستگاه خاصی به نام استاد ولدر به‌صورت مستقیم روی تیرهای فولادی جوش داده می‌شوند. نتیجه‌ی این فرآیند، ایجاد یک سطح هم‌بند و مقاوم است که آمادگی لازم برای اجرای مراحل بعدی ساخت‌وساز را دارد.
نصب مش فولادی
پس از انجام مراحل اولیه نصب گل‌میخ‌ها، اجرای مش فولادی یا شبکه میلگرد آغاز می‌شود. مش یا همان شبکه میلگرد، نقش بسیار مهمی در توزیع یکنواخت بارهای وارد بر سازه ایفا می‌کند و باعث افزایش مقاومت کششی بتن می‌گردد. علاوه بر این، این شبکه فولادی مانع ایجاد ترک‌های سطحی در بتن شده و دوام کلی سازه را بهبود می‌بخشد. نصب مش معمولاً با کمک سیم مفتول انجام می‌شود که مش را به گل‌میخ‌ها محکم متصل کرده و از جابجایی آن در حین عملیات بتن‌ریزی جلوگیری می‌کند.
بتن‌ریزی و نصب فلاشینگ
در مرحله نهایی اجرای سقف عرشه فولادی، عملیات بتن‌ریزی روی ورق‌های عرشه فولادی انجام می‌شود تا سطح نهایی بتن کاملاً صاف، یکدست و مقاوم باشد. برای جلوگیری از نفوذ و خروج بتن از لبه‌های سقف در حین بتن‌ریزی، از قطعات فلزی به نام فلاشینگ استفاده می‌کنند که در اطراف لبه‌ها نصب می‌شوند و به‌عنوان قالب کناری عمل می‌کنند. فلاشینگ‌ها نه‌تنها مانع نشت بتن می‌شوند، بلکه به زیبایی و مرتب بودن لبه‌های سقف نیز کمک می‌کنند.
ابعاد رایج این فلاشینگ‌ها شامل نمونه‌هایی مانند فلاشینگ دو خم در اندازه‌های ۲×۱۳×۵ سانتی‌متر و ۲×۱۳×۱۰ سانتی‌متر و همچنین فلاشینگ یک خم در اندازه‌های ۷٫۵×۱۲٫۵ سانتی‌متر و ۶٫۵×۱۳٫۵ سانتی‌متر است که در بازار به‌وفور یافت می‌شوند.
جمع بندی
سقف عرشه فولادی باعث افزایش سرعت اجرا، کاهش وزن سازه و بهبود عملکرد سازه‌ای می‌شود. این نوع سقف مزایای فراوانی از جمله مقاومت بالا، انعطاف‌پذیری در طراحی و صرفه‌جویی اقتصادی دارد که همین باعث شده کاربرد گسترده‌ای در پروژههای مختلف عمرانی داشته باشد. آشنایی با مزایا، انواع، روش‌های تولید و مراحل اجرای سقف عرشه فولادی، کمک می‌کند تا انتخاب بهتری برای پروژههای مختلف انجام شود و کیفیت نهایی سازه تضمین گردد.
