یوبوت – شرکت فنی مهندسی نیوتِک سازه

معرفی سقف یوبوت

امروزه با توجه به اهمیت مقاوم سازی و ساخت ساختمان بهینه با رعایت اصول و مبانی فنی و اقتصادی، لزوم استفاده از سیستم های نوین ساختمانی در کشور بیش از پیش احساس می‌شود،بدین ترتیب تکنولوژی دال یوبوت که جایگزین مناسب و ارزان تری برای سیستم های سنتی از جمله دال می‌باشد مورد توجه قرار گرفته است اساس این تکنولوژی به نحوی است که دو لایه بتن مسلح در بالا و پایین دال تشکیل شده و بین این ۲ لایه با قالب های یوبوت پر میشود که هدف اصلی در این طرح حذف بتن غیر باربر از درون حجم دال جهت سبک سازی می‌باشد . مشکل اصلی دال های سنتی در ساختمان های بتنی، وزن بالای آن ها است که طول دهانه ها را محدود می کند. به این دلیل، فناوری های نوین بتنی مسلح مانند دال بتنی مجوف یوبوت بر روی افزایش طول دهانه و همچنین کاهش وزن و یا غلبه بر ضعف طبیعی بتن در کشش متمرکز شده اند.

سقف یوبوت از جمله سقف های جدید است که از نظر سازه ای بر مبنای سقف های دال بتنی دو طرفه اما متفاوت با آنها است.

طراحی تکنولوژی یوبوت مبنی است بر سقف سازه ای با ویژگی (سقف دال دو طرفه) مشابه سقف های بتنی دال دو طرفه مرسوم با این تفاوت که هسته بتن مرکزی در محل هایی که کاربرد سازه ای ندارد با قالب های مکعبی تو خالی یوبوت جایگزین میگردد و دال مجوف تشکیل میدهد دال مجوف به سقفهایی گفته میشود که در آن قسمتی از مقطع دال بتنی که تاثیری در تحمل تنشهای خمشی و برشی ایجاد شده در سقف ندارد، حذف میگردد و مقطع بتنی باقی مانده که وزن کمتری نسبت به مقطع کاملا بتنی دارد و وظیفه تحمل تنشهای داخلی را داشته و از سختی لازم نیز جهت کنترل خیز سقف برخوردار است در سقف یوبوت مجوف سازی توسط قالب های یوبوت در سر تا سر دال به صورت ماندگار انجام می‌پذیرد و متشکل از تیرچه‌های عمود بر هم است و بار را به صورت دو طرفه منتقل می‌کند.

قالب های یوبوت مانند بلوک های سفالی و یا پلی استایرن دارای هندسه مکعبی اما توخالی می باشند و سطح زیرین و فوقانی کاملا تراز و صاف ایجاد می‌کنند.
سقف یوبوت در دسته ی دال های دوطرفه مشبک با قالب‌های ماندگار قرار می‌گیرد. نوارهای باربر طراحی شده در دال‌های مشبک یوبوت تیرهای I شکل متعامدی هستند که درجهت سختی بالا و وزن پایین دال توانایی تحمل بار در دهانه‌های بلند و کنترل مناسب خیز در این دهانه‌ها را دارا هستند.

کاربرد قالب یوبوت در سقف و فونداسیون می باشد که از اجزای تشکیل دهنده آن بتن، میلگرد و قالب هایی از جنس پلی پروپیلن میباشد.

که ترکیب این اجزا باهم مقاوم سازی سازه و در نتیجه مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله و حوادث دیگر را در بر دارد . در اکثر پروژه های ساختمانی که نیاز به دهانه های بزرگ با مزیت کاهش مصرف مصالح و در نتیجه کاهش وزن مرده و افزایش تعداد طبقات و بدون نیاز به فنداسیون سنگین و عظیم میتوان از سقف یوبوت استفاده کرد.

تاریخچه سقف یوبوت

امروزه رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا، نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه های عمرانی و کاهش زمان برگشت سرمایه سرمایه گذاران و عواملی از این قبیل باعث شده اند تا استفاده از مصالح و روش های جدید و تکنیک های نوین در صنعت ساختمان سازی ، امری اجتناب ناپذیر باشد . تکنولوژی سقف سبک از جمله تکنیک هایی است که به دلیل گسترش روز افزون ساخت و ساز ، بیشتر شدن نیاز های طراحی و لزوم سرعت ساخت برای بالا بردن سرعت ساخت و کاهش بار سازه کمک زیادی کرده است
یکی از تکنولوژی های نوین در عرصه ساخت و ساز های عمرانی سیستم سقف یوبوت می‌باشد ماهیت این نوع سقف، دال بتنی مُجوّف ( توخالی ) با قالب های مکعبی ماندگار با عملکرد دوطرفه می باشد.
سیستم سقف یوبوت در سال ۲۰۰۲ و در اواخر قرن بیستم میلادی در ایتالیا توسط شرکت دالی فرم (Daliform) ایتالیا به منظور رفع اشکالات موجود در دالهای مجوف و افزایش سطح تکنولوژی سقف های سازه ای محصول یوبوت را ارائه نمود
شرکت دالی فرم با تحقیق بر روی انواع سقف و دالهای بتنی با هدف بهبود بخشیدن دالها و رسیدن به مقاومت مناسب در برابر زلزله و استفاده از دهانه های بلند و کاهش مصرف آرماتور و بتن، سیستم دال مجوف سقف یوبوت را ابداع و به دنیا معرفی کرد که با توجه به مزایای این سقف به سرعت مورد استقبال جامعه مهندسی در اروپا، آفریقا و آسیا قرار گرفت
سیستم یوبوت استاندارد آتش سوزی از ایتالیا و همچنین چندین تاییدیه مشخصات فنی از سوی دانشگاهها و موسسات تحقیقاتی معتبر ایتالیایی و آلمانی را به دست آورده است. سقف یوبوت به عنوان دومین نسل مجوف سازی دال های بتنی به وسیله گوی های پلاستیکی (کوبیاکس)، شناخته می شود. و در سال ۸۷ پس از ورود به ایران ،و با بررسی ضرورت استفاده از این نوع سقف، به عنوان دال بتنی مسلح با مقطعی بهبود که علاوه بر تأمین ضوابط کنترلی، در دهانه های بزرگ نیز مجاز به استفاده باشد و نسبت به دال های بتنی مشابه از وزن کمتری برخوردار باشد.در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن وزارت راه و شهرسازی مورد بررسی قرار گرفته و موفق به اخذ تاییدیه فنی از آن مرکز شده است

معرفی قالب

قالب مورد نظر از اتصال دو نیمه قالب (قسمت درب و پایه ) از جنس پلاستیک و متشکل از مکعب مربع توخالی، می‌باشد.که دارای پایه هایی با ارتفاع متفاوت در ابعاد متفاوت در دیواره قطعه می‌باشد که ارتفاع آنها بسته به‌اندازه دهانه‌ی مورداستفاده و شکل ظاهری قطعه در بعضی از ابعاد قابل تغییر است. قالب های یوبوت در دو نوع تکی و دوبل در بازار تولید می شوند.طراحی قالب یوبوت به گونه ای است که پایه قالب ها بعنوان اسپیسر عمل نموده و که باعث میشود کاملا دور میلگرد ها از بتن پر شود.علاوه بر آن این ارتفاع موجب میشود که بتن زیر قالب به خوبی ویبره زده شود و از کرمو شدن بتن زیر قالب یوبوت جلوگیری کند.در کناره های قالب اسپیسرهایی تعبیه شده است که از حرکات جانبی یوبوت ها جلوگیر ی میکند اندازه این اسپیسر ها نیز مانند ارتفاع پایه های قالب با توجه به فاصله ای که برای تیر بین قالب های یوبوت منظور شده است ، متغییر میباشد؛همانطور که در بخش قبل به آن اشاره شد؛ دال های مجوف حاصله از سیستم سقف یوبوت به صورت تیرهای Ι شکل متعامد یا در اصطلاح عمود بر هم بوده و بار را به صورت دو طرفه منتقل می کند و به طور کلی تر میتوان اذعان نمود که در اطراف هر قالب یوبوت ۴ عدد تکیه گاه گیردار تشکیل خواهد شد.

مزایای سقف یوبوت

سقف یوبوت از کنار هم قرار گرفتن قالب های یوبوت که به نوعی در بتن دفن می‌گردند و از دسته ی قالب های ماندگار هستند که برای پوشش سقف مورد استفاده قرار میگیرند؛ تشکیل می‌شود.
این نوع سقف که برای سقف دهانه های بلند به کار میرود سطح فوقانی و زیرین آن تخت می‌باشد، و نسبت به دیگر دال ها از تعداد تیر کمتری در آن استفاده می‌شود .ضخامت سقف یوبوت عموما هم اندازه با تیرها و یا کلاهک ستون ها در نظر گرفته می شود و با وجود پوشش دهانه بلند ضخامت این دال افزایش نمی‌یابد. سقف های یوبوت به دلیل صلبیت بسیار زیاد، عملکرد فوق العاده ای را در انتقال نیرو های زلزله به عناصر باربر جانبی دارد. این نوع از سقف در اسکلت های فلزی و بتنی با هزینه مناسب و وزنی کم اجرا می شود.

۱) سقف یوبوت با توجه به برطرف کردن نیازهای صنعت ساختمان‌سازی و همچنین آیین‌نامه‌های موجود در این صنعت وارد عرصه ساخت‌وساز شده است.
سقف یوبوت با وزن و ضخامت کم میتواند سازه هایی با دهانه های بزرگ را فراهم سازد و موجب استفاده های فراوان در ساختمان ها با کاربری های مختلف بشود، افزایش قابل ملاحظه سختی دال سقف با افزایش جزئی وزن آن که کنترل خیز سقف را تسهیل نموده ، امکان افزایش فاصله ستون‌ها و اجرای سازه‌های با دهانه بزرگ را فراهم می‌نماید.

۲) توزیع متقارن نیروهای وارد به سقف در نقاط مختلف سقف سبب مقاوم شدن آن سقف میشود ، در سقف یوبوت نیز به دلیل حذف تیر بین ستون‌ها و عدم نیاز به اجرای تیرهای پنهان بدون آویز که موقیعت صحیح ستون‌ها را فراهم می‌نمایند پخش بار های وارده بصورت مناسب و متقارن بر محورهای مختلف صورت میگرد و همچنین باعث بالا رفتن مقاومت سقف میشود در نتیجه سقف یوبوت در برابر زلزله مقاومت بالایی دارد.

۳) سقف یوبوت با حذف ستون های اضافی و مزاحم امکان پلان نامنظم را فراهم میکند و باعث ایجاد دهانه بلند و وسیع در پروژه میشود، و به معماران دسترسی های فراوانی از جمله ایجاد بازشو و شکل های نامنظم در سقف، پلان نامنظم ،ستون گذاری نامنظم و افزایش تعداد پارکینگ و … برای طراحی میدهد

۴) سقف یوبوت به دلیل وجود حفره‌های توخالی در سقف، لایه‌ای مشبک از هوا را ایجاد کرده که سبب کاهش میزان انتقال صوت، حرارت و لرزش شده است و از دیگر سازه‌های مشابه کارآیی بهتر و بالاتری به دلیل دارد.

۵)ضد حریق شدن ساختمان در استفاده از سقف یوبوت، با حذف بلوک های یونولیت به عنوان عامل اصلی گسترش حریق و افزایش ارتفاع دیوارها تا زیر دال فوقانی از گسترش حریق جلوگیری میشود و بدین صورت شاهد ساختمانی مقاوم در برابر حریق هستیم.

۶)سقف یوبوت دارای مقطعی I شکل میباشد و با حذف تیر های آویز و با استفاده از یک شبکه تیر متعامد در زیر دال اصلی، حجم بتن ریزی و آرماتورگذاری کاهش یافته و در نتیجه باعث کاهش وزن سقف و بار مرده می‌شود و این امر از ترکیب بتن، میلگرد و قالب‌های یوبوت و با قرارگیری این قالب‌ها در میان بتن و حذف بتن ناکارآمد علاوه بر کاهش وزن دال و مصرف بتن باعث افزایش سختی دال می‌شود. ضخامت سقف یوبوت به نسبت دال تخت کمتر و مسبب افزایش تعداد طبقات می‌باشد.

معایب سقف یوبوت

عدم ارتباط بین ۲ سطح زیرین و رویه دال
افزایش اثر خزش دال به دلیل کاهش عمق دال فشاری نسبت به حالت توپر
سرعت پایین اجرا در استفاده از سقف یوبوت

کاربردهای مختلف برای سقف یوبوت

پیمانکاران با توجه به نیاز بهره برداران ساختمان های گوناگون با کاربری متفاوت احداث میکنند، هر سازه با توجه به کاربری مد نظری که دارد از اسکلت فلزی و بتنی میتواند ساخته شود،اسکلت هر سازه از مهم ترین قسمت های اجرای یک ساختمان میباشد که علاوه بر تعیین هزینه های اصلی ساخت ، انتظارات سازندگان و بهره برداران نیز به انتخاب صحیح اسکلت سازه مورد نظر بستگی دارد ، امروزه کاربرد اسکلت های بتنی بدلیل هزینه تمام شده اسکلت مناسب تر و عدم ضعف در برابر اتش سوزی به مراتب بیشتر از اسکلت فلزی میباشد علاوه بر اسکلت سازه از دیگر اجزای مهم ساختمان پس از اسکلت،سقف سازه می‌باشد.
انتخاب صحیح سقف میتواند تاثیر بسزایی در اجرایی شدن انتظارات و اهداف سازندگان از ساخت ساختمان داشته باشد و به همان اندازه انتخاب ناصحیح میتوند موجب به خسارات مالی و جانی جبران ناپذیری در طی استفاده از ساختمان شود ؛ انتخاب هر سیستم سازه ای سقف نیاز به بررسی های اولیه از جمله کاربری ساختمان بودجه در نظر گرفته شده نحوه و امکانات مورد نیاز اجرا طرح و … دارد.
در این بخش به کاربرد های مختلف سقف یوبوت با توجه به مزیت های این سقف برای کاربری های مختلف میپردازیم:

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان های مسکونی

یکی از کاربرد های گسترده سقف یوبوت در ساختمان های بلند و مسکونی میباشد به دلیل افزایش فاصله ستون ها و حذف ستون های میانی امکان طراحی متنوع تری در پلان برای معمار فراهم میشود ، همچنین با افزایش فاصله ستون ها و ایجاد دهانه های بزرگ تر تعداد پارکینگ بیشتری در ساختمان تامین می‌شود.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان های تجاری

سقف یوبوت یکی از گزینه های محبوب و پر کاربرد برای استفاده در پروژه های تجاری میباشد و در بسیاری از مراکز تجاری در سطح جهان از این سقف استفاده شده است از سقف به دلیل کنترل مناسب ازتعاش و خیز -امکان ایجاد دهانه های بلند صرفه اقتصادی در پروژه ها به عنوان سیستم اصلی سازه بهره می‌گیرند.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان های درمانی و آموزشی

امروزه ساختمان های متعددی از دانشگاه ها و کتابخانه ها در سرتاسر جهان و ایران از سقف یوبوت بهره میبرند مقاومت بالای سقف و عملکرد لرزه ای مناسب در برابر بار های لرزه ای موجب شده است این سقف گزینه مناسبی برای ساختمان با اهمیت زیاد و خیلی زیاد مانند بیمارستان ها که خدمت رسانی بی وقفه پس از زلزله در آن ها حیاتی میباشد تبدیل شده است.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان های صنعتی

مزیت حذف ستون های میانی و امکان ایجاد دهانه بلند تا ۱۸ متر میتوان در سقف یوبوت این امکان را به مراکز صنعتی میدهد که فضا های بزرگ تری ساخته یا در چند طبقه احداث کنند ،همچنین صلبیت بالای این سقف ارتعاش تجهیزات صنعتی را انتقال نمی‌دهد.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان با کاربری پارکینگ

جانمایی ستون‌ها از عوامل مهم در بهینه‌سازی ساختمان‌ها با کاربری پارکینگ می‌باشد. از آنجایی که در سقف‌های یوبوت امکان ایجاد دهانه‌های بلند وجود دارد و می‌توان سقف یوبوت را بدون کاربرد سقف کاذب و بصورت نمایان در فضاهای پارکینگ استفاده نمود این سیستم سقف بهترین گزینه برای ساختمان‌ها با کاربری پارکینگ می‌باشد. همچنین یکی از مزایای مهم سقف‌های یوبوت در کاربری‌های پارکینگ (با توجه به پتانسیل بالای آتش سوزی در این فضاها)، عاری بودن از مواد آتش‌زا و مقاومت بسیار بالا در برابر حریق در این نوع سقف می‌باشد.

نحوه اجرای سقف یوبوت

سقف یوبوت به صورت قالب بندی و بتن ریزی در محل پروژه قابل اجرا می‌باشد و از انواع سقف پیش ساخته نمی‌باشد سقف یوبوت دارای روش اجرای ساده و بدور از هرگونه ساختار پیچیده ای می‌باشد و با سرعت قابل توجهی اجرا می‌شود.

زیرسازی و قالب بندی سقف
آرماتور بندی شبکه پایین
چیدمان قالب های یوبوت بر اساس نقشه اجرایی
آرماتور بندی سقف
بتن ریزی
بازکردن قالب ها

مقایسه سقف دال مجوف یوبوت با سقف تیرچه بلوک

سقف یوبوت به دلیل داشتن دو صفحه بالا و پایین و تیرچه هایی که بر هم عمود می باشند در دسته ی دال های دو طرفه قرار میگیرد ، و این ویژگی یک دیافراگرم صلب را در سازه ایجاد می کند ، و باعث میشود سازه به طرز قابل ملاحضه در مقابل لرزش مقاوم باشد و ارتعاشات در سقف یوبوت به حداقل میزان خود می رسد. یکی از مزایای این نوع دال نسبت به سقف تیرچه و بلوک امکان پوشاندن دهانه های بزرگ ( تا بیست متر ) میباشد.
در سقف یوبوت با حذف تیر های آویز ، سطحی صاف و یک دست را بعد از اجرا در زیر سقف مشاهده میکنیم؛ به دلیل بتن ریزی دو مرحله ای این نوع دال و ایجاد صفحه بتنی بالا و پایین و فضا های خالی که توسط قالبهای ماندگار یوبوت ایجاد شده اند ، عایق بسیار مناسبی در برابر انتقال حرارت و صوت ایجاد میباشد . در دهانه های با طول زیاد سقف یوبوت با ضخامت کمتر ، فضای مفید بیشتری را در اختیار قرار می دهد و اجرای آن نسبت به تیرچه و بلوک مقرون به صرفه تر می باشد

مقایسه سقف دال مجوف یوبوت با سقف تیر – دال

سقف تیر-دال یک المان سازه‌ای با ضخامتی بین ۱۰ تا ۵۰ سانتی‌متر بوده که عمدتاً در سقف طبقات و دهانه های بلند به کار برده می‌شود. شباهت سقف یوبوت و تیر-دال در پوشش دهانه های بلند و تفاوت آنها در استفاده از تیر آویز در سقف تیر-دال و عدم استفاده در سقف یوبوت میباشد و این مساله موجب می شود که قالب بندی در سقف تیر دال زمان و هزینه بیشتری نیاز داشته باشد ،وجود تیر های آویز باعث میشود سطح زیر سقف مسطح نباشد و سقف نیاز به سقف کاذب داشته باشد که این عوامل : نیاز به قالب بندی- تیر آویز- سقف کاذب ، اجرای سقف تیر – دال را نسبت به سقف یوبوت غیر اقتصادی می کند .در سقف یوبوت به دلیل بیشتر بودن فاصله تار کششی و تار فشاری با تار خنثی سازه عملکرد لرزه ای بهتری دارد . وجود قالب های ماندگار در سقف دال مجوف یوبوت علاوه بر سبک تر کردن این نوع سقف ، عایق بسیار مناسبی در برابر انتقال حرارت و صوت ایجاد می کند .

مقایسه سقف دال مجوف یوبوت با سقف کوبیاکس

سقف کوبیاکس و یوبوت دارای شباهت های زیادی از نظر سازه ای میباشند و کنترل ارتعاشات و خیز مناسبی دارد ،سقف کوبیاکس به دلیل وجود حفره های هوای خالی درون سقف مانند سقف یوبوت عایق مناسبی در برابر انتقال حرارت و صوت می باشد . اما در سقف کوبیاکس پوشش دهانه های بلند تر از ۱۰ متر امکان پذیر نمی باشد ،در صورتی که امکان پوشش تا دهانه ۲۰ متر برای سقف یوبوت وجود دارد هزینه اقتصادی سقف کوبیاکس به دلیل نگهداری قالب های کروی توسط شبکه فلزی نسبت به سقف یوبوت بیشترمیباشد زیرا در اولین مرحله حمل و انبار قالب های کروی نسبت به قالب مکعبی سخت تر است و باید به این هزینه ، هزینه های حمل و نگهداری قفسه های نگهدارنده این قالب ها نیز اضافه شود وزن مرده سقف کوبیاکس به دلیل وجود مقطع دایره ای در مقایسه با سقف یوبوت بیشتر است و این امر بدلیل افزایش مقدار بتن مصرفی در این سقف حاصل میشود

مقایسه سقف دال مجوف یوبوت با سقف وافل

سقف یوبوت و سقف وافل دارای رفتار مشابهی هستند هر دو با وجود تیر های متعامد از صلبیت بالایی در برابر ارتعاش و خیز دارا هستند ، هر دو سیستم قابل اجرا در سقف با دهانه های بلند هستند . در سقف وافل به دلیل ایجاد حفره های زیر سقف ، در صورت نیاز به سطح صاف ، اجرای سقف کاذب ضروری است و هزینه سقف کاذب به هزینه اجرای سقف اضافه می شود ، ولی در برخی از مکان ها نیاز به سقف کاذب نیست ( پارگینگ ها و . . . ) و از این حفره ها به عنوان نمای زیر سقف استفاده می شود که در این صورت سقفی اقتصادی تر می باشد . سقف یوبوت بیشتر برای امکانی که صافی سطح زیر آن اهمیت دارد ( منازل مسکونی ، مجتمع ها و . . . ) . سقف یوبوت به دلیل وجود حفره های قالب ماندگار درون بتن و وجود دو صفحه بالا وپایین عایق مناسبتری در برابر انتقال صوت و حرارت می باشد .