نقش سقف عرشه فولادی در سازه بتنی
در سال‌های اخیر، روش‌های نوین ساخت‌وساز جایگزین متدهای سنتی شده‌اند تا علاوه بر افزایش سرعت اجرا، مقاومت سازه‌ها را نیز بالا ببرند. یکی از این روش‌ها، استفاده از ورق عرشه فولادی در اجرای سقف سازه‌های بتنی است.
این نوع سقف با ترکیب فولاد و بتن، نه‌تنها وزن کلی سازه را کاهش می‌دهد، بلکه استحکام و دوام آن را به‌طرز چشمگیری افزایش می‌دهد. در این مقاله به بررسی نقش سقف عرشه فولادی در سازه‌های بتنی می‌پردازیم و با ویژگی‌ها، مزایا، مراحل اجرا و نکات طراحی آن آشنا می‌شویم.
1. سقف عرشه فولادی چیست؟
سقف عرشه فولادی یا Steel Deck Slab نوعی سقف کامپوزیت است که از ترکیب دو ماده‌ی اصلی یعنی فولاد و بتن تشکیل می‌شود. در این سیستم، ورق‌های گالوانیزه ذوزنقه‌ای شکل در پایین‌ترین لایه قرار می‌گیرند و نقش قالب دائمی بتن را ایفا می‌کنند. روی این ورق‌ها میلگرد و بتن ریخته می‌شود و در نهایت، یک سقف مستحکم، سبک و یکپارچه به‌دست می‌آید.
به‌طور ساده می‌توان گفت سقف عرشه فولادی پلی است میان سازه‌های فولادی و بتنی که مزایای هر دو را با هم ترکیب کرده است. این سقف‌ها در ساختمان‌های مرتفع، پارکینگ‌های طبقاتی، سوله‌ها و برج‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. اجزای اصلی سقف عرشه فولادی
یک سیستم سقف عرشه فولادی از چند بخش اصلی تشکیل می‌شود که هرکدام نقشی کلیدی در عملکرد سازه دارند:
ورق فولادی گالوانیزه:
مهم‌ترین بخش این سیستم، ورق‌های ذوزنقه‌ای هستند که علاوه بر نقش قالب، بارهای سازه‌ای را نیز تحمل می‌کنند.
گل‌میخ (Shear Stud):
قطعات فولادی کوچکی هستند که ورق و بتن را به هم متصل کرده و از لغزش بین آن‌ها جلوگیری می‌کنند.
آرماتور حرارتی:
برای جلوگیری از ترک‌های حرارتی و افزایش مقاومت بتن در برابر تغییرات دمایی استفاده می‌شود.
بتن رویه:
آخرین لایه سقف است که پس از گیرش، ساختاری صلب و یکپارچه را تشکیل می‌دهد.
3. مراحل اجرای سقف عرشه فولادی در سازه بتنی
اجرای سقف عرشه فولادی نیازمند دقت، نظم و رعایت استانداردهای فنی است. مراحل اجرای آن به صورت زیر است:
آماده‌سازی سازه:
ابتدا تیرها و ستون‌های اصلی سازه نصب می‌شوند تا بستر مناسب برای اجرای سقف فراهم شود.
نصب ورق‌های گالوانیزه:
ورق‌ها با فواصل مشخص روی تیرها قرار گرفته و به‌صورت همپوشان نصب می‌شوند تا از نشت بتن جلوگیری شود.
جوشکاری گل‌میخ‌ها:
گل‌میخ‌ها بر روی تیرهای فولادی جوش داده می‌شوند تا پیوستگی بین ورق و بتن ایجاد شود.
نصب آرماتور و شمع‌بندی موقت:
در صورت نیاز، آرماتور حرارتی روی ورق‌ها قرار گرفته و شمع‌های موقت برای تحمل وزن بتن نصب می‌شوند.
بتن‌ریزی:
در این مرحله بتن با تراکم مناسب روی ورق‌ها ریخته می‌شود و پس از خشک شدن، شمع‌ها جمع‌آوری می‌شوند.
4. مزایای استفاده از سقف عرشه فولادی در سازه بتنی
سقف عرشه فولادی مزایای زیادی دارد که آن را نسبت به روش‌های سنتی مانند تیرچه بلوک و دال بتنی متمایز می‌کند:
افزایش سرعت اجرا:
ورق‌های فولادی به‌سرعت نصب می‌شوند و نیازی به قالب‌بندی چوبی یا فلزی نیست.
کاهش وزن سازه:
استفاده از فولاد نازک و حذف قالب‌های سنگین باعث کاهش وزن مرده ساختمان می‌شود.
افزایش ایمنی در برابر زلزله:
وزن کمتر به معنای نیروی زلزله کمتر است، در نتیجه ایمنی سازه افزایش می‌یابد.
صرفه‌جویی در هزینه‌ها:
کاهش مصرف میلگرد، حذف قالب و کاهش نیروی انسانی باعث صرفه‌جویی قابل‌توجه در هزینه‌ها می‌شود.
زیبایی و دقت بالا:
سطح زیرین سقف منظم و قابل استفاده برای طراحی‌های مدرن صنعتی است.
5. بررسی عملکرد سازه‌ای سقف عرشه فولادی
سقف عرشه فولادی به‌صورت ترکیبی از فولاد و بتن عمل می‌کند. ورق فولادی نیروی کششی را تحمل کرده و بتن رویه، نیروی فشاری را جذب می‌کند. نتیجه این تعامل، تشکیل یک عضو کامپوزیت مستحکم با ظرفیت باربری بالا است.
در سازه‌های بتنی، این سیستم باعث کاهش لنگرهای خمشی و افزایش صلبیت کف‌ها می‌شود. همچنین، پایداری لرزه‌ای سازه بهبود یافته و نیاز به مقاطع بزرگ‌تر در تیرها کاهش می‌یابد.
6. نکات مهم در طراحی سقف عرشه فولادی
برای دستیابی به عملکرد بهینه، رعایت نکات طراحی زیر ضروری است:
ضخامت ورق فولادی:
معمولاً بین 0.8 تا 1.25 میلی‌متر انتخاب می‌شود، بسته به دهانه و نوع سازه.
ارتفاع موج ورق:
هرچه عمق موج بیشتر باشد، مقاومت خمشی افزایش می‌یابد.
فاصله گل‌میخ‌ها:
باید بر اساس بارهای وارده و نوع بتن به‌درستی محاسبه شود.
ضخامت بتن رویه:
ضخامت مناسب برای توزیع یکنواخت بار و جلوگیری از ترک خوردن ضروری است.
درزهای انبساط:
برای جلوگیری از ترک‌های ناشی از تغییرات حرارتی باید در نظر گرفته شوند.
جمع بندی
سقف عرشه فولادی را می‌توان یکی از کارآمدترین و اقتصادی‌ترین سیستم‌های سقفی در ساختمان‌سازی مدرن دانست. ترکیب بتن و فولاد در این نوع سقف، ضمن افزایش مقاومت و پایداری سازه، وزن کلی ساختمان را نیز کاهش می‌دهد. علاوه بر این، سرعت بالای اجرا، ایمنی لرزه‌ای بالا و صرفه‌جویی در هزینه‌ها، استفاده از این روش را برای پروژه‌های عمرانی و صنعتی به گزینه‌ای ایده‌آل تبدیل کرده است.
بنابراین اگر قصد دارید سازه‌ای بتنی با استحکام، دوام و سرعت اجرای بالا بسازید، استفاده از ورق عرشه فولادی یکی از بهترین انتخاب‌ها برای شما خواهد بود.