سقف یوبوت

در اواخر قرن بيستم ميلادي، مهندسين ايتاليايي با تحقيق بر روي سقف‌های مختلف به‌ویژه دال‌های بتني به جهت بهینه‌سازی آن و رسيدن به مقاومت مناسب در برابر زلزله و همچنین استفاده از دهانه‌های بلند و کاهش مصرف آرماتور و بتن، سيستم دال مجوف (سقف يوبوت) را ابداع و به دنيا معرفي کردند و باتوجه‌به مزاياي بارز آن، در کشورهاي مختلف جهان به‌ویژه کشورهاي اروپايي مورد استقبال قرار گرفته است.

سیستم سقف یوبوت که از ترکیب نوآورانه بتن، میلگرد و قالب‌های پلیمری ساخته می‌شود با حذف حجم قابل‌توجهی از بتن، علاوه بر کاهش وزن دال و مصرف بتن، سختی دال نیز افزایش پیدا می‌کند و در نتیجه امکان اجرای سازه‌ها با دهانه بلند به‌خوبی فراهم می‌شود.

تاریخچه سقف یوبوت

استفاده از پرکننده سقف‌ها، از دهه اول قرن بیستم آغاز شده و از آن زمان تاکنون، به‌مرور سقف‌هایی با فناوری‌های مختلف ارائه شده‌اند. تمامی این سقف‌ها، هدف مشترک کاهش حجم بتن‌ریزی و در نتیجه سبک‌سازی سقف را دنبال می‌کنند. در تصویر زیر مشخصات سقفی دیده می‌شود که در سال 1909 مطرح شده است.

یوبوت به شکل مکعبی و امروزی، برای اولین‌بار در کشور ایتالیا مورداستفاده قرار گرفت. بعد از آن، این سازه به دلیل مزایای و فواید فراوانی که به همراه داشت، به‌سرعت جای خود را در صنعت ساختمان سایر کشورها باز کرد. گفتنی است این سیستم جای خود را در صنعت ساختمانی ایران هم بازکرده و در سال ۱۳۸۸ به تأیید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن رسید و در حال حاضر استفاده از سقف یوبوت، تنها برای ساختمان‌هایی با اسکلت بتن مسلح، مجاز است. سیستم سقف یوبوت، اغلب برای دهانه‌های بزرگ استفاده می‌شود و اجرای آن، به‌راحتی و توسط کارگران ساده هم ممکن است و نیازی به تخصص ویژه در این زمینه نیست. اولین محصولی که شرکت گنبد فیروزه موفق به تولید انبوه آن شد، بلوک‌های سقف دال مجوف (یوبوت) با جنس پلی پروپیلن (P.P) اســت.

ماهيت و عملکرد قالب هاي يوبوت

یوبوت دارای هندسهای مکعبی با ابعاد 52*52 است که باتوجه‌به نیاز پروژه و محاسبات سازه‌ای، در ارتفاع‌های مختلف (از 16 تا 40 سانتیمتر) تولید می‌شود. باتوجه‌به اینکه در دالهای بتنی دوطرفه، مشکلی از جهت تحمل نیروی برشی وجود ندارد، اصول طراحی این نوع سقف بر مبنای حذف قسمتی از بتن میانی و ایفای عملکرد دال دوطرفه است.

ماهيت و هدف اصلي از قراردادن قالب هاي سقف يوبوت در داخل دال‌های بتني، حذف بتن ناکارآمد و ايجاد حفره¬هاي خالي در داخل دال‌ها می‌باشد. قراردادن قالب ها در داخل دال‌های بتني به سبک‌تر شدن دال کمک مي¬نمايد. همچنين امکان پوشش دهانه‌های بزرگ‌تر به دليل ضخامت و سختي زياد دال نيز امکان‌پذیر می‌باشد.

قالب هاي سقف يوبوت هيچ نقش سازه‌ای ندارند و فقط وظيفه حذف بتن و ايجاد حفره در داخل بتن را دارند و پس از گيرش بتن، عملاً کارايي ديگري ندارند. به قالب هاي سقف يوبوت قالب هاي ماندگار گفته می‌شود چون‌که نمي¬توان پس از استفاده، قالب ها را از ميان بتن خارج نمود.

مزاياي دال مجوف (قالب يوبوت)

دال مجوف (قالب يوبوت) مزاياي بسياري نسبت به ديگر سیستم‌ها و دال‌ها دارد. اين مزايا از لحاظ اقتصادي، فني، معماري، اجرايي و … را شامل می‌شوند. در تصویر زیر برترین مزایای یوبوت نسبت به سیستم‌های سنتی از جمله تیرچه بلوک را مشاهده می‌کنید:

مطالب مرتبط: مزایای سقف یوبوت

ضخامت سقف یوبوت

ضخامت تمام شده اين دال‌ها باتوجه‌به دهانه‌ها و بارگذاری‌های مختلف متفاوت است. سيستم سقف يوبوت يا نام ديگر آن يعني سقف دال مجوف با تیرچه‌های متعامد با بلوک‌های ماندگار، يک سيستم سازه‌ای از نوع دال دوطرفه مجوف (توخالي) می‌باشد که در آن در حدفاصل مش‌های ميلگردي بالا و پايين، بلوک‌های پلاستيکي پلي پروپيلن، جايگزين بتن غیرسازه‌ای در وسط سقف می‌گردد و ضوابط طراحی و محاسبات آن در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان بیان شده است.

برای اطلاعات بیشتر پیرامون محاسبه تعداد بلوک یوبوت مصرفی در یک سقف و همچنین محاسبه ضخامت سقف و یوبوت مصرفی به لینک زیر مراجعه نمایید.

مطالب مرتبط: محاسبه ضخامت سقف و تعداد قالب یوبوت

انواع قالب هاي يوبوت

قالب هاي يوبوت موجود در بازار ايران را می‌توان به 4 دسته تقسيم کرد:

• قالب يوبوت تک
• قالب يوبوت دوبل
• قالب يوبوت اصلاح شده
• قالب يوبوت پلي استايرن

مشخصات فنی سقف یوبوت

باید خاطرنشان کرد که در بررسی مشخصات فنی و طراحی سقف یوبوت می‌توان موارد زیر را مدنظر قرارداد:

• ابعاد یوبوت
یوبوتی که در این سقف‌ها استفاده می‌شود به شکل مکعب مربع ساخته می‌گردد و ضخامت آن‌ها کم می‌باشد. در اصل با در مدنظر قراردادن لبه آن‌ها، ابعاد و اندازه یوبوت به‌اندازه و ابعاد ۵۲ × ۵۲ سانتی‌متر قطعه‌بندی می‌گردد و ضخامت آن 16 تا 40 سانتیمتر است.

• وزن سقف یوبوت
سبکی و کم‌وزن بودن یکی از ویژگی‌های اصلی سقف یوبوت است. در واقع یکی از اصلی‌ترین ویژگی‌های سقف یوبوت وزن سبک آن می‌باشد. هرچه طول دهانه سازه‌ای بیشتر باشد، وزن سقف هم به‌مراتب بیشتر خواهد شد.

در جدول زیر مشخصات فنی یوبوت های تولیدی شرکت گنبد فیروزه به همراه اعداد موردنیاز در محاسبات سقف ارائه شده است.

نحوه اجرا و پیاده‌سازی سقف یوبوت چیست؟

اجرای سقف یوبوت دقیقاً مشابه اجرای سقف دال می‌باشد با این تفاوت که در فاصله مابین دو شبکه آرماتور بالا و پایین بلوک‌های یوبوت طبق نقشه چیدمان و جایگذاری می‌گردد. قالب‌بندی آن می‌تواند از جنس موادی چون چوب، پلی وود، فلز و یا کارتن پلاست هم باشد. در زمان پیاده‌سازی سقف یوبوت ابتدا باید طبق نقشه آرماتورها بسته شوند. این کار باید به‌طوری انجام شود که در بین هر قالب سقف یک میلگرد قرار داشته باشد. بهتر است فاصلۀ شبکه میلگردها ۲۰ و یا 30 سانتیمتر باشد. باید خاطرنشان کرد که در مرحله بعد باید تمام قالب‌های سقف طبق نقشه اجرایی در فاصله‌های معینی که از طریق بندهای موجود بر روی قالب تنظیم شده‌اند، چیده شوند. بعدازاین مرحله شبکۀ آرماتور بالای دال بسته می‌شود.

بتن‌ریزی سقف در دو مرحله، بعد از بسته شدن شبکه‌های آرماتور انجام می‌شود. در مرحله اول لایه‌ای از بتن همراه با روان‌کننده به ضخامتی در حدود ۵ الی ۱۰ سانتی‌متر تا پایۀ قالب‌ها ریخته می‌شود. بعد از ویبره، این لایه کاملاً سطح زیر قالب‌های سقف یوبوت را یکدست و یکپارچه پوشش می‌دهد.

لایه دوم بتن‌ریزی باید وقتی انجام شود که لایه دوم مانع از گیرایی لایه اول نباشد. این لایه از بتن تاحدی ضخامت به‌دست‌آمده مورد قبول مهندس ناظر باشد ریخته می‌شود. در مرحله آخر قالب‌های زیر دال برداشته و به طبقۀ دیگری انتقال می‌یابد. این مرحله را فقط بعد از گیرش بتن قابل می‌توان انجام داد. بعد از برداشتن قالب‌ها بهتر است تعدادی جک یا چهارپایه زیر سقف قرار داده شود تا مانع از ایجاد آسیب‌هایی مانند ترک‌خوردگی و خیز ناگهانی شود.

در تصویر زیر مراحل اجرای سقف یوبوت را به طور خلاصه مشاهده می‌کنید. جهت بررسی دقیق‌تر جزئیات اجرایی سقف یوبوت می‌توانید به لینک زیر مراجعه نمایید.

مطالب مرتبط: نحوه اجرای سقف یوبوت

نکات اجرایی یوبوت

1. قالب‌های یوبوت می‌بایست مطابق نقشه‌های اجرایی بر روی سقف چیده شوند. فاصله اولین و آخرین قالب یوبوت در هر ردیف و ستون با لبه دال و یا تیر، کنترل شود تا با نقشه‌های اجرایی مطابقت داشته باشد. لازم به توضیح است گاهی اوقات به دلیل عدم دقت در اجرای ستون‌ها و یا دور دال، این فاصله نسبت به نقشه اجرایی متفاوت بوده که این تفاوت می‌بایست با ناظر پروژه هماهنگ شده و در صورت لزوم توسط محاسب سقف بررسی و تأیید گردد.
2. بست‌های موجود بر روی بندهای کناری قالب‌های یوبوت باتوجه‌به فاصله موردنیاز اشاره شده در نقشه‌های اجرایی، تنظیم گردیده و محکم می‌شود. قابل‌ذکر است این فاصله در نقشه‌های اجرایی در قسمت مقطع سقف نشان‌داده‌شده است و هر یک از تنظیم‌های روی‌بند برای یک فاصله خاص ایجاد شده است.
3. چیدن آرماتورهای شبکه بالا و پایین باید به‌گونه‌ای باشد که در بین هر دو قالب یوبوت یک میلگرد قرار گیرد. بدین منظور توصیه می‌گردد ابتدا فاصله میلگردهایی که در میان یوبوت ها قرار می‌گیرد، از نقشه‌ها استخراج شده و مطابق آن روی سقف چیده شوند. سپس در بین این میلگردها یک یا چند میلگرد دیگر مطابق نقشه‌ها با فاصله یکسان اضافه گردد.
4. در مناطقی که خطر خوردگی زیاد وجود ندارد، باید از اسپیسرهایی که فاصله وسط مقطع میلگرد پایین تا کف دال ۵/۲ تا ۳ سانتی‌متر می‌باشد، استفاده نمود.
5. در هنگام اجرای سقف یوبوت (به‌خصوص در استفاده از یوبوت های با سایز بزرگ (H> 20 Cm)) توصیه می‌شود برای جلوگیری از بلند شدن یوبوت ها در هنگام بتن‌ریزی، شبکه پایین آرماتور توسط سیم آرماتوربندی به لوله یا پروفیل زیر بسته شود.
6. باتوجه‌به اینکه قالب‌های یوبوت برای تحمل بار گسترده در حدود 100 کیلوگرم طراحی شده‌اند، حتی‌الامکان از وارد آوردن بار بیشتر و یا بار متمرکز، بر روی یوبوت ها خودداری گردد و پس از اجرای آرماتوربندی شبکه بالا، به کارگران آموزش داده شود تا بر روی میلگردها حرکت کنند.
7. مطابق نقشه‌های اجرایی، در کنج هر یوبوت باید از آرماتور سنجاقی استفاده نمود. یکی از وظایف این سنجاق‌ها یکپارچه کردن شبکه بالا و پایین و ثابت نگه‌داشتن یوبوت ها در میان این دو شبکه می‌باشد؛ لذا توصیه می‌گردد خم ۱۳۵ درجه سنجاق در قسمت پایین قرار گیرد و خم ۹۰ درجه در قسمت بالا به‌وسیله سیم آرماتوربندی محکم شود تا در هنگام بتن‌ریزی از جداشدن شبکه بالا از شبکه پایین و در نتیجه بالا آمدن یوبوت ها جلوگیری شود.
8. مقاومت بتن مورداستفاده در این دال‌ها در طراحی سازه تعیین می‌گردد که مقدار آن در یادداشت اول نقشه‌های اجرایی آورده شده است. روانی بتن (اسلامپ) مورداستفاده باید در حدود ۱۱ الی ۱۳ سانتی‌متر بوده تا بتن به‌راحتی در زیر قالب‌ها حرکت کند و فضای زیر را پر نماید. اکیداً توصیه می‌شود جهت افزایش اسلامپ بتن و جلوگیری از کاهش مقاومت آن از فوق روان‌کننده‌های مجاز با مقدار توصیه شده در کاتالوگ فنی شرکت تولیدکننده، استفاده شود.
9. در هنگام بتن‌ریزی بهتر است ابتدا یک‌لایه حدود ۱۰ سانتی‌متری ریخته و ویبره زده شود و سپس روی آن پر گردد. البته باید توجه داشت به‌هیچ‌وجه لایه اول به گیرش اولیه نرسد و درز سرد افقی ایجاد نگردد.
10. پس از تکمیل آرماتورهای شبکه اصلی، حتماً کنترل شود تا میلگردهای اضافی موردنیاز در نقشه‌ها اجرا گردد. این میلگردها شامل میلگردهای اضافه وسط دهانه، روی ستون‌ها و دیوارهای برشی، بازشوهای بزرگ، آرماتورهای ۴۵ درجه اطراف بازشوها و … می‌باشد.
11. دقت شود در صورت نیاز به اتصال اجزای غیرسازه‌ای به دال مجوف (یوبوت) مانند نما، آسانسور و …، پلیت‌های طراحی شده در محل موردنیاز قرار گرفته و محکم گردد.
12. ایجاد خیز منفی به‌اندازه مجاز در هنگام قالب‌بندی دال امکان‌پذیر می‌باشد.
13. جهت یکنواخت شدن ضخامت بتن، توصیه می‌گردد قبل از بتن‌ریزی شاخص (شابلون) مناسب تهیه گردد.
14. در صورت امکان توصیه می‌گردد از پمپ هوایی جهت بتن‌ریزی استفاده گردد. استفاده از پمپ زمینی علاوه بر ضربه به سقف در هنگام پمپاژ، بتن‌ریزی را در دولایه با مشکل مواجه کرده و باعث بالا آمدن قالب‌های یوبوت می‌شود.
15. نگهداری از بتن پس از بتن‌ریزی باید دقیقاً مطابق با آیین‌نامه‌های موجود انجام پذیرد.
16. باتوجه‌به اینکه وزن دال طبقه بالا در بیشتر مواقع از وزن بار طراحی بیشتر بوده، اکیداً توصیه می‌گردد در هنگام بتن‌ریزی هر سقف از جک اطمینان در زیر دو سقف قبلی استفاده گردد. در غیر این صورت وزن سقف در حال بتن‌ریزی، باعث ایجاد خیز و ترک در سقف زیرین خود می‌گردد.
17. زمان بازکردن قالب‌های سقف، باید باتوجه‌به درجه حرارت هوا و مطابق با آیین‌نامه‌های موجود تعیین گردد.
18. مقاومت میلگردهای مصرفی در یادداشت اول نقشه‌های اجرایی آورده شده است. باید توجه داشت تبدیل مقطع میلگرد در سقف بدون هماهنگی با محاسب سقف مجاز نمی‌باشد.