حداکثر دهانه سقف ها؛ عرشه فولادی، وافل و دال بتنی با جزئیات
طراحی سقف‌ها با دهانه بزرگ یکی از چالش‌های مهندسان عمران است که به دلیل تاثیر مستقیم آن بر روی ایمنی، پایداری و کارایی ساختمان، مورد توجه قرار می‌گیرد. به‌طور کلی، اندازه دهانه سقف‌ها نقش کلیدی در توزیع بار و استحکام کلی سازه ایفا می‌کنند، لذا در این راستا مهندسان باید با بررسی دقیق، حداکثر دهانه‌های سقف‌ها را محاسبه و اجرا کنند. اما حداکثر دهانه سقف دال بتنی و فولادی چقدر است؟ بهترین سقف برای دهانه‌های بزرگ کدام است؟ ما در این مطلب حداکثر اندازه دهانه سقف‌ها از جمله حداکثر دهانه سقف عرشه فولادی، پیش‌تنیده، تیرچه بلوک و دیگر سقف‌ها را بررسی کرده‌ایم؛ لذا تا انتهای این مقاله همراه آکادمی عمران باشید.
دهانه سقف چیست؟
به فاصله بین دو تکیه‌گاه یا ستون در یک سازه سقفی، دهانه سقف گفته می‌شود. این فاصله معمولا باید به‌گونه‌ای طراحی شود که سقف بتواند بارهای وارد شده را به خوبی تحمل کند. اندازه دهانه سقف به نوع سازه، مواد استفاده شده و شرایط محیطی بستگی دارد و می‌تواند تاثیر زیادی بر روی دوام و استحکام کلی ساختمان داشته باشد. هر چه دهانه سقف‌ها بزرگتر باشد، به تقویت بیشتر برای جلوگیری از خمیدگی یا شکست سقف نیاز دارد. لذا در پروژه‌های ساختمانی، مهندسان باید ابعاد دهانه سقف را به دقت محاسبه کنند تا امنیت و پایداری ساختار حفظ شود.
انواع سقف ها برای دهانه بزرگ
برای سقف‌های با دهانه بزرگ همانند طبقه‌بندی انواع سقف، دو دسته کلی سقف‌های اسکلت فلزی و بتنی وجود دارد. به‌طور کلی، مهمترین سقف‌هایی که قابلیت اجرا با دهانه‌های بزرگ را دارند، به‌شرح زیر است:
- سقف تیرچه بلوک
- سقف پیش تنیده
- سقف کوبیاکس
- سقف یوبوت
- سقف وافل
- سقف عرشه فولادی
- سقف تیرچه کرومیت
پیش از بررسی جزئیات بیشتر می‌توانید در جدول زیر حداکثر دهانه انواع سقف‌ها را مشاهده کنید.
| نوع سقف | حداکثر دهانه |
| تیرچه و بلوک | 7 متر |
| تیرچه و بلوک با تیرچه دوبل | 8 متر |
| تیرچه و بلوک با تیرچه پیش تنیده | 12 متر |
| پیش تنیده | 30 تا 50 متر |
| کوبیاکس | 18 متر |
| یوبوت | 20 متر |
| وافل | 18 متر |
| عرشه فولادی | 12 متر |
| طاق ضربی | به دلیل عملکرد لرزه‌ای پایین مناسب نیست. |
| کامپوزیت | 5 متر |
| کرومیت | 12.5 متر |
حداکثر دهانه سقف دال بتنی
همان‌طور که می‌دانید انواع سقف بتنی با دو سیستم دال و تیر- دال اجرا می‌شوند. در سیستم تیر-دال، دال‌ها روی تیرها قرار گرفته و تیرها بارهای منتقل‌شده از دال‌ها را به فونداسیون منتقل می‌کنند. اما در سقف دال بتنی، دال یک عنصر افقی مستقل است که به‌تنهایی می‌تواند بارهای خود را تحمل کرده و به ستون انتقال دهد.
حداکثر دهانه سقف‌های بتنی بر اساس میزان ضخامت تعیین و طراحی می‌شود که در ادامه جزئیات حداکثر دهانه انواع سقف اسکلت بتنی را بررسی کرده‌ایم.
توصیه می‌کنم جهت آشنایی بیشتر با دال بتنی فیلم زیر را مشاهده کنید. این فیلم بخشی از آموزش اجرای ساختمان است که در آن مراحل ساختن ساختمان از تخریب و گودبرداری تا نازک کاری را به‌طور کامل شرح داده‌ایم.
حداکثر دهانه سقف تیرچه بلوک
یکی از رایج‌ترین سیستم‌های سقفی برای سازههای بتنی سقف تیرچه بلوک است به شکل تیر-دال یک طرفه اجرا می‌شود. این نوع دال بتنی از تیرچه‌ها و بلوک‌های مختلفی نظیر بلوک سیمانی، سفالی، یونولیتی و … تشکیل شده است. اما در‌حال حاضر به دلیل سبک بودن بلوک‌های پلی استایرن (یونولیتی) بیشتر از این نوع بلوک استفاده می‌شود. به همین دلیل به تیرچه و بلوک، تیرچه یونولیت نیز می‌گویند.
حداکثر دهانه سقف تیرچه بلوک 7 تا 8 متر است. به این نکته توجه داشته باشید که برای اجرای این نوع دال بتنی در دهانه 7 تا 8 متری باید از تیرچه دوبل استفاده شود. البته برای دهانه بیش از این مقدار نیز می‌توان از تیرچه پیش تنیده استفاده کرد. تیرچه پیش تنیده در طول‌های 8 تا 12 متر تولید می‌شود. بنابراین، حداکثر دهانه سقف تیرچه بلوک در صورتی که از تیرچه پیش تنیده استفاده شده باشد، 12 متر است.
حداکثر طول دهانه سقف پیش تنیده
سقف‌های پیش‌تنیده به دلیل تکنولوژی خاصی که در ساخت آن‌ها به کار می‌رود، قابلیت ایجاد دهانه‌های بزرگ را دارند. در این روش، ظرفیت کششی بتن افزایش پیدا می‌کند، به همین دلیل امکان پوشاندن دهانه با ضخامت کمتر نسبت به سایر سیستم‌های دال وجود دارد.
همچنین، ضخامت کم دال بتنی پیش تنیده باعث کاهش بار مرده آن شده و این امکان را می‌دهد که در دهانه‌ها و کنسول‌های بلندتر، از این دال استفاده شود. حداکثر طول دهانه سقف‌های پیش‌تنیده بسته به عوامل مختلفی مثل نوع طراحی، مصالح استفاده شده، بارهای وارده، و شرایط خاص پروژه ممکن است، متفاوت باشد.
بیش از 30 ساعت آموزش حرفه‌ای ولی رایگان دفترفنی و ساختمان‌سازی
اگر چه فاصله ستون‌ها در سقف پیش تنیده محدودیتی ندارد و این دال بتنی برای هر دهانهای قابل اجرا است، اما حداکثر طول دهانه سقف پیش تنیده 30 متر در نظر گرفته می‌شود. البته اجرای این سقف تا بیش از 30 متر و حتی با 50 متر در دنیا قابل اجرا است، اما معمولا با دشواری‌ها و چالش‌هایی همراه است.
خصوصیت این سقف دال بتنی پیش تنیده باعث شده معماران در طراحی‌های خود محدودیتی نداشته باشند و از فضا استفاده بهتری شود. همچنین در این دال امکان ستون‌گذاری به صورت نامنظم وجود دارد که در طرح‌های معماری بسیار پر‌کاربرد است.
حداکثر دهانه سقف کوبیاکس
سقف کوبیاکس نوعی دال مجوف است که به کمک المان پرکننده بیضی یا کروی شکل، داخل دال خالی از بتن شده و یک مقطع I شکل به وجود می‌آورد. به دلیل توخالی شدن دال، بار مرده آن کاهش پیدا می‌کند. با کاهش بار مرده می‌توان دهانه سقف کوبیاکس را در طول‌های بلندتری اجرا کرد.
حداکثر دهانه سقف کوبیاکس در صورتی که دال تخت باشد، حدود 5 تا 6 متر قابل اجرا است. چنانچه دال بتنی کوبیاکس با سیستم قاب خمشی بتن مسلح که شامل تیر و ستون‌های مجزا است ترکیب شود، در این حالت حداکثر طول دهانه سقف کوبیاکس به 18 متر نیز می‌رسد.
حداکثر دهانه سقف یوبوت
سقف دال بتنی یوبوت نوعی دال مجوف است که توسط المان‌های پرکننده مکعب مستطیل شکل تو خالی شده است. تو خالی شدن سقف یوبوت امکان اجرای آن را در دهانه‌های بلند فراهم می‌کند. المان پرکننده یوبوت در چهار نوع تک، دوبل، یوبوت اصلاح شده و یوبوت از جنس پلی استایرن تولید می‌شود. در جدول زیر حداکثر دهانه سقف یوبوت برای دو نوع قالب تک و دوبل را مشاهده می‌کنید.
| دهانه سقف یوبوت | ضخامت | نوع المان پرکننده |
ارتفاع المان پرکننده |
| 9/5 m | 31 cm | تک | 16 cm |
| 11/5 m | 35 cm | تک | 20 cm |
| 13/5 m | 39 cm | تک | 24 cm |
| 15 m | 47 cm | دوبل | 32 cm |
| 17/5 m | 55 cm | دوبل | 40 cm |
| 20 m | 63 cm | دوبل | 48 cm |
حداکثر دهانه سقف وافل
دال بتنی وافل نوعی دال مشبک است که با توجه به نحوه انتقال بار به دو شکل یک طرفه و دو طرفه اجرا می‌شود.در اجرای سقف وافل یک طرفه از قالب‌های مستطیلی شکل استفاده شده که تقریبا عملکردی مانند تیرچه بلوک دارد. در حالی که در دال بتنی وافل دو طرفه از قالب‌های مربعی شکل استفاده می‌شود.
حداکثر طول دهانه سقف وافل معمولا به عواملی مانند نوع بارگذاری، مشخصات مصالح، طراحی مهندسی و الزامات ساختمانی بستگی دارد. با این حال حداکثر دهانه سقف وافل یک طرفه معمولا 8 تا 9 متر در نظر گرفته می‌شود. البته در وافل دو طرفه این عدد به 18 متر نیز می‌رسد که اغلب برای سالن‌های بزرگ مانند فرودگاه‌ها و سینماها بسیار مناسب است.
حداکثر دهانه سقف اسکلت فلزی
پس از بررسی حداکثر طول دهانه سقف‌های بتنی، حال به بررسی این پارامتر در انواع سقف اسکلت فلزی می‌پردازیم. به‌طور کلی، حداکثر دهانه سقف در اسکلت فلزی به نوع سازه، طراحی، بارگذاری و مصالح مصرفی بستگی دارد که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.
حداکثر دهانه سقف کامپوزیت
سقف کامپوزیت یا مرکب (مختلط) از ترکیب مصالح بتن و فولاد ساخته می‌شود. این نوع سقف به دلیل ویژگی‌های خاص خود، به‌خصوص در سازههای با اسکلت فلزی، کاربرد بسیاری در انواع مختلفی از جمله عرشه فولادی، روفیکس، کامپوزیت و کرومیت دارد. حداکثر فاصله طول دهانه سقف کامپوزیت باید به عواملی مانند نوع سقف، بار وارده شده و وزن آن بستگی دارد.
سقف کامپوزیت معمولا نیازی به شمع‌بندی ندارد، لذا حداکثر دهانه سقف کامپوزیت بدون شمع‌بندی ۵ متر در نظر گرفته می‌شود. با این حال حداکثر دهانه سقف کامپوزیت بسته به در نظر گرفتن خیز و نوع تکیه‌گاه، 20 تا 32 برابر ضخامت دال است.
حداکثر دهانه سقف عرشه فولادی
سقف عرشه فولادی یا متا دک، نوعی سقف کامپوزیت یا مرکب است که در سازههای فولادی اجرا می‌شود. در اجرای سقف عرشه فولادی از ورق‌های گالوانیزه برای پوشش دال استفاده می‌شود. همچنین، جهت درگیری و عملکرد یکپارچه ورق و بتن پوششی دال، گل میخ ها به کار برده می‌شوند.
به‌طور معمول عرض ورق‌های گالوانیزه بین ۱۰۰ تا ۱۲۵ سانتی‌متر و طول آن‌ها با توجه به نقشه اجرایی و سفارش مشتری، تا ۱۲ متر قابل سفارش است. لذا حداکثر دهانه سقف عرشه فولادی به حدود 12 متر می‌رسد.
حداکثر دهانه سقف تیرچه کرومیت
سقف کرومیت همان تیرچه و بلوک است، با این تفاوت که تیرچه‌ها از نوع فلزی با جان باز یا همان تیرچه کرومیت هستند. به‌طور کلی اجرای سقف تیرچه کرومیت شباهت زیادی به تیرچه بلوک دارد. البته امکان اجرای دال بتنی کرومیت در دهانه‌های بلندتر نسبت به تیرچه بلوک به دلیل بار مرده کمتر کمی بیشتر است. در نهایت حداکثر دهانه سقف تیرچه کرومیت به عدد 12.5 متر می‌رسد.
حداکثر دهانه سقف طاق ضربی
طاق ضربی اگر چه یکی از قدیمی‌ترین سیستم‌های اجرای سقف در ایران است و توانایی تحمل بارهای قائم وارد بر خود را دارد، اما در تحمل بارهای جانبی خیلی کارآمد نیست. سقف طاق ضربی اجرا شده در سازههای فولادی برای پوشاندن تراز کف طبقات و در بناهای تاریخی و فرهنگی بیشتر جنبه زیبایی و معماری دارد، اما عملکرد آن در هر دو یکسان است.
در اجرای بناهای تاریخی معمولا طاق بیشتری داشته و فاصله دهانه‌ها بیشتر است، اما حداکثر دهانه سقف طاق ضربی در سازههای فولادی رایج، معمولا بین تیرچه‌هایی با فاصله ۷۰ سانتی‌متر تا یک متر در دهانهای تا 6 متر اجرا می‌شود. البته استثناهایی وجود دارد، برای مثال در یزد از این دست بناها وجود دارد که در دهانه‌هایی بیش از 6 متر نیز اجرا شده است.
بهترین سقف برای دهانه های بزرگ
برای انتخاب بهترین سقف با دهانه‌های بزرگ باید شرایط و ویژگی‌هایی از جمله میزان بار وارد شده، نوع سازه، شرایط محیطی و مصالح موردتوجه قرار گیرد. معمولا برای سقف‌هایی با دهانه بزرگ از سقف‌های اسکلت فولادی مانند سقف‌های کامپوزیت عرشه فولادی و سقف تیرچه کرومیت استفاده می‌شود. از طرفی سقف‌های بتنی با سیستم دال یا تیر- دال مانند سقف تیرچه بلوک، پیش‌تنیده و انواع دال مجوف و مشبک برای سقف‌هایی با دهانه بزرگ مناسب هستند.
جمع‌بندی
انتخاب اندازه مناسب دهانه سقف‌ها نیازمند بررسی دقیق نوع سازه، مواد استفاده شده و شرایط محیطی است. از طرفی هر چه دهانه سقف‌ها بزرگتر باشد، انتخاب سیستم سقفی مناسب و تقویت آن برای جلوگیری از خمیدگی یا شکست اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. ما در این مقاله به‌طور مفصل حداکثر دهانه سقف‌های اسکلت فولادی و بتنی از جمله عرشه فولادی، پیش‌تنیده، تیرچه بلوک، کوبیاکس، یوبوت، وافل و تیرچه کرومیت را بررسی کردیم. بهتر است بدانید که تحلیل دقیق و محاسبه صحیح حداکثر دهانه سقف‌ها توسط مهندسان عمران محاسب تضمین کننده ایمنی و دوام سازه است.
در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره حداکثر دهانه سقف‌ها کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.
مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران
ممنون بسیار مفید بود
خیلی ممنون از لطف شما
خوشحالیم که براتون مفید بوده
سلام
اعداد داخل جدول ماکزیمم دهانه انواع دال از کدام کتاب یا آیین نامه گرفته شده؟
سلام وقت بخیر
به صورت تجربی از طراحی ها و پروژه های اجرا شده است. در هیچ کتابی این اطلاعات را پیدا نخواهید کرد. موفق باشید
درود برشما. در مورد تیرهای لانه زنبوری مطلبی در سایت هست؟
سلام وقتتون بخیر
در آموزش اسکلت فولادی کامل در مورد این مبحث توضیح داده شده است, میتونید به لینک زیر مراجعه کنید .
اسکلت فولادی
ممنون،بسیار عالی
سلام وقتتون بخیر
ممنون از حسن نظر و لطف شما
ممنون،عالی بود?