سقف یوبوت

سقف یوبوت چیست؟ U-boot یا U-boat نام زیردریایی‌های جنگی بود که توسط ارتش آلمان در جنگ‌های جهانی اول و دوم استفاده شد. این سقف ابتدا توسط مهندسان ایتالیایی نام‌گذاری شد، زیرا قالب‌های Uboot در حین کار در داخل یک تخته بتنی دفن شدند.

سقف یوبوت یک سیستم اسلب بتنی توخالی با قالب مکعبی بادوام با عملکرد دوطرفه است. در چنین صفحات بتنی، میزان بتن مورد استفاده به دلیل استفاده از قالب‌های توخالی کاهش می‌یابد و بار اعمال شده به‌صورت دوطرفه توزیع می‌شود. در این سیستم، مجوف سازی با قراردادن بلوک‌های Uboot در وسط بخش اسلب و به‌صورت دائمی انجام می‌شود.از آنجا که این بلوک‌ها در داخل دال مدفون هستند، سطح زیرین دال کاملاً صاف است. با قراردادن بلوک‌ها در داخل دال بتنی، می‌توان مقاومت و سفتی دال را به میزان قابل‌توجهی افزایش داد. به‌گونه‌ای که بدون استفاده از فناوری خاصی مانند پیش تنیدگی، دهانه‌های طولانی را اجرا کرد.

سیستم های مختلف سقف در ساخت و ساز استفاده می شود که هر کدام ویژگی های منحصر به فرد خود را دارند. Uboot همچنین نوعی سیستم سقف است که به دلیل ساختار و اجرای آن می تواند مزایای بالقوه ای را برای مهندسان و طراحان به همراه داشته باشد. در این مقاله ابتدا به بسیاری از سوالات شما درباره سقف یوبوت پاسخ می دهیم و در مرحله بعد انواع این نوع سقف ، ویژگی های آن ، نحوه اجرای آن ، مزایا و معایب آن را معرفی می کنیم.

کاربردهای سقف یوبوت

پیمانکاران با توجه به نیاز بهره‌برداران ساختمان‌های متفاوتی با کاربری متفاوت می‌سازند. هر سازه بنا به کاربری خود می‌تواند از سازه فولادی یا بتنی استفاده کند. اسکلت هر سازه یکی از مهم‌ترین قسمت‌های ساختمان است که علاوه بر تعیین هزینه‌های اصلی ساخت، انتظارات سازندگان و بهره‌برداران نیز به انتخاب صحیح اسکلت سازه بستگی دارد. امروزه استفاده از اسکلت‌های بتنی به دلیل قیمت مناسب‌تر، اسکلت‌های کارآمدتر و عدم مقاومت در برابر آتش بسیار بیشتر از اسکلت‌های فلزی است. علاوه بر اسکلت سازه‌ای، یکی دیگر از اجزای مهم ساختمان بعد از اسکلت، سقف سازه است.

انتخاب صحیح سقف می‌تواند تأثیر بسزایی در اجرای انتظارات و اهداف سازندگان در ساخت ساختمان داشته باشد و انتخاب نادرست به همان اندازه می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری مالی و جانی در حین ساخت یا استفاده از ساختمان ایجاد کند؛ بنابراین، باتوجه‌به مباحث مطرح شده در این قسمت و با توجه به مزایای این سقف برای ساختمان‌های مختلف، به کاربردهای سقف یوبوت می‌پردازیم.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان‌های مسکونی

یکی از کاربردهای گسترده سقف‌های یوبوت در ساختمان‌های بلند و مسکونی این است که به دلیل افزایش فاصله بین ستون‌ها و حذف ستون‌های میانی، امکان طراحی متنوع‌تری با استفاده از این نوع سقف وجود دارد. همچنین با افزایش فاصله بین ستون‌ها و ایجاد دهانه‌های بزرگ‌تر، جای پارک بیشتری در ساختمان فراهم می‌شود.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان‌های تجاری

سقف یوبوت یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین گزینه‌ها برای پروژه‌های تجاری است. در بسیاری از مراکز تجاری در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است. این سقف به دلیل کنترل مناسب ارتعاشات و امکان ایجاد دهانه‌های طولانی، دارای کارایی اقتصادی قابل قبولی در این نوع پروژه‌ها است.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان‌های پزشکی و آموزشی

امروزه بسیاری از ساختمان‌های دانشگاه و کتابخانه در سراسر جهان و در ایران از سقف‌های Uboot استفاده می‌کنند. مقاومت بالای سقف و عملکرد لرزه‌ای خوب در برابر بارهای لرزه‌ای، این سقف را به انتخابی مناسب برای ساختمان‌های استراتژیک مانند بیمارستان‌ها و مدارس تبدیل می‌کند.

کاربرد سقف یوبوت در ساختمان‌های صنعتی

مزیت حذف ستون‌های میانی و امکان ایجاد دهانه تا ارتفاع ۱۸ متر از جمله گزینه‌هایی است که با استفاده از سقف‌های یوبوت در مراکز صنعتی ارائه می‌شود. همچنین استحکام بالای این سقف ارتعاش تجهیزات صنعتی را منتقل نمی‌کند و ساختمان را بهینه می‌کند.

کاربرد سقف یوبوت در پارکینگ

پارکینگ و سقف یوبوت برای یکدیگر ساخته شده است. موقعیت ستون‌ها یکی از عوامل مهم در بهینه‌سازی ساختمان‌ها با استفاده از پارکینگ است. از آنجا که امکان ایجاد دهانه‌های طولانی در سقف‌های یوبوت وجود دارد. می‌توان از سقف یوبوت بدون استفاده از سقف کاذب و به‌وضوح در فضاهای پارکینگ استفاده کرد. این سیستم سقفی بهترین گزینه برای ساختمان‌هایی است که از پارکینگ استفاده می‌کنند. همچنین یکی از مزایای مهم سقف‌های یوبوت در کاربری‌های پارکینگ (به دلیل پتانسیل بالای آتش در این فضاها) عدم وجود مواد آتش‌زا و مقاومت بسیار بالا در برابر آتش است.

انواع سقف یوبوت

Uboot یک محصول پلیمری بر پایه پلی‌پروپیلن است و هدف اصلی استفاده از این محصول ایجاد سوراخ‌های خالی در داخل دال و حذف بتن ناکارآمد از آن است. علاوه بر سبک‌تر شدن دال، این امر باعث می‌شود دهانه‌های بزرگ‌تر نیز پوشانده شود.این قالب ها به‌عنوان سازه در ساختمان نقشی ندارند و وظیفه آنها حذف بتن و ایجاد سوراخ در داخل بتن است. از آنجا که این قالب‌ها پس از اتمام مراحل اجرا نمی‌توانند از بتن جدا شوند، آنها را قالب‌های بادوام نیز می‌نامند که انواع مختلفی دارند:

• قالب یوبوت تک

قالب یوبوت تک اولین قالب مورد استفاده در ساخت‌وساز است. این قالب‌ها به صورت یک تکه بوده و دارای چهاربند در چهار طرف خود می‌باشد که باعث کاهش حرکت Uboot در هنگام بتن‌ریزی می‌شود. در زیر قالب‌های تک پایه‌ای هستند که هنگام قرارگرفتن روی سطح تعادل Uboot را تأمین می‌کنند. این پایه‌ها ارتفاع متفاوتی دارند و لایه‌ای با ضخامت‌های متفاوت ایجاد می‌کنند.

سرعت اجرای پروژه با این قالبها زیاد است و هزینه حمل و نقل آنها کمتر است، زیرا قالب‌های تک در داخل یکدیگر قرار گرفته و فضای کمتری را برای ذخیره‌سازی در مقایسه با قالب‌های دیگر اشغال می‌کنند. قسمت ته این قالب‌ها باز است و هنگامی که اولین لایه بتن در آنها ریخته می‌شود، هوا به دام افتاده و دیگر نمی‌توان بتن را در قالب‌ها ریخت.

• قالب یوبوت دوبل

سری دوم قالب های یوبوت که برای سبک سازی سقف سازه استفاده می شود قالب های دوبل هستند. قالبهای دوبل شبیه قالب‌های تک هستند اما در دوتکه روی هم چیده شده‌اند. حجم این قالب‌ها کاملاً بسته است، بنابراین بتن وارد آنها نمی‌شود. هزینه تولید و حمل و نقل این قالب‌ها از سایر قالب‌ها بیشتر است.

• قالب یوبوت پلی استایرن

این نوع قالب‌ها همان‌طور که از نامشان پیداست از پلی‌استایرن ساخته شده‌اند. آنها توپر هستند، بنابراین بتن نمی‌تواند به آنها نفوذ کند. پلی‌استایرن یک ماده بسیار سبک اما بادوام است که نقش مهمی در سبک شدن ساختمان دارد. به همین دلیل قالب‌های پلی استایرن Uboot وزن اضافی را به ساختار اضافه نخواهند کرد.

اگرچه پلی استایرن یک انتخاب ایده‌آل برای ساخت یوبوت است، اما معایبی نیز دارد. یکی از معایب این ماده تولید گاز مونومر استایرن است که یک گاز سمی و خطرناک است. خطر انفجار در اثر گرمای آتش یکی دیگر از معایب پلی‌استایرن Uboot است.

• قالب یوبوت اصلاح شده

وقتی از یوبوت‌های تک و دوبل استفاده می‌شود، باید از بتن روان برای بتن‌ریزی استفاده کرد. بتنی که در آن از فوق روان‌کننده استفاده می‌شود بتن روان یا بتن با اسلمپ زیاد نامیده می‌شود. علاوه بر این، بتنی که در این قالب‌ها ریخته می‌شود باید دارای ارتعاش باشد. تا بتن در زیر قالب نفوذ کرده و در زیر سقف سوراخ ایجاد نکند. به‌منظور حل این مشکل، Uboot اصلاح شده ساخته شد.

قالب‌های Uboot اصلاح شده به شکل پنوماتیک تولید می‌شوند و هزینه تولید آنها در مقایسه با قالب‌های تک و دوبل کمتر است. این قالب‌ها یکپارچه هستند و هزینه حمل‌ونقل آنها کمتر است. همچنین زاویه این قالب‌ها در گوشه‌ها حدود ۹۰ درجه است، بنابراین غلظت تنش آنها زیاد است، درحالی‌که لبه‌های قالب‌های دوتایی خمیده و زاویه آنها کمتر است.

مزایای سقف یوبوت

سقف یوبوت ترکیبی از قالب‌های یوبوت است که به طور طبیعی در بتن مدفون شده‌اند و از دستهٔ قالب‌های بادوام هستند. برای پوشش سقف استفاده می‌شوند؛ تشکیل می‌شود. این نوع سقف که برای سقف دهانه­ های بلند استفاده می­شود. دارای سطح بالا و پایین صاف است و از تیرآهن کمتری نسبت به سایر دال­ها استفاده می­کند.عموماً ضخامت سقف یوبوت هم اندازه با تیرها یا سرپوش ستون در نظر گرفته می‌شود و با وجود پوشش دهانه طولانی ضخامت دال افزایش نمی‌یابد. سقف‌های یوبوت به دلیل استحکام بالای خود عملکرد فوق‌العاده‌ای در انتقال نیروهای لرزه‌ای به عناصر باربر جانبی دارند. از این نوع سقف می‌توان در سازه‌های فولادی و بتنی با هزینه مناسب و وزن کم استفاده کرد.

• سقف یوبوت نازک و سبک است و می‌تواند در ساختمان‌های مختلف یا مصارف مختلف استفاده شود. با توجه به این ویژگی، افزایش قابل توجه سفتی دال سقف با افزایش اندکی در وزن آن، قابلیت کنترل سقف را تسهیل می‌کند و امکان افزایش فاصله بین ستون‌ها و اجرای سازه‌هایی با دهانه بزرگ را فراهم می‌آورد.
• استحکام این سقف بسیار زیاد است که این به دلیل توزیع کامل نیروها بر روی آن به روش بهینه است. در حقیقت، در سقف یوبوت، به دلیل حذف تیرهای بین ستون‌ها و عدم نیاز به اجرای تیرهای مخفی بدون آویز که موقعیت صحیح ستون‌ها را تأمین می‌کند. بارهای ورودی به طور مناسب و متقارن در محورهای مختلف توزیع می‌شوند. این باعث افزایش مقاومت سقف می‌شود، در نتیجه سقف Uboot در برابر زلزله بسیار مقاوم است.
• سقف یوبوت با حذف ستون‌های اضافی و آزاردهنده امکان چیدمان نامنظم را فراهم می‌آورد و یک باز شدن طولانی و گسترده در پروژه ایجاد می‌کند. استفاده از چنین سقفی به معماران دسترسی زیادی به طراحی می‌دهد. از جمله ایجاد دهانه‌ها و اشکال نامنظم در سقف، پلان‌های نامنظم، ستون‌های نامنظم و افزایش تعداد پارکینگ‌ها.
• به دلیل وجود حفره‌های توخالی در سقف، سقف یوبوت یک‌لایه مشبک از هوا ایجاد می‌کند که باعث کاهش سرعت انتقال صدا، گرما و ارتعاش می‌شود و عملکرد بهتر و بالاتری نسبت به سایر سازه‌های مشابه در مقایسه با هر نوع حادثه و خطری دارد.

معایب سقف یوبوت

• زیاد بودن هزینه تهیه قالب در مقیاس کوچک و در تعداد بالا
• در صورتی که بتن‌ریزی مناسب در اطراف قالب انجام نشود، در سقف یوبوت حفره ایجاد می‌شود.
• تغییر قالب سقف در صورت عدم استفاده طولانی مدت
• نگهداری سخت به دلیل عمر کوتاه قالب‌ها در صورت عدم استفاده به مدت ۴ ماه
• نفوذ بتن در ساختار قالب در صورت خرابی و شکستگی و افزایش بار مرده روی سازه

اجرای سقف یوبوت

برای اجرای این نوع سقف، در اولین قدم میل‌گردهای زیر دال باید در دو جهت عمود قرار گیرد. در مرحله بعد، قالب‌های یوبوت از پیش آماده شده در فواصل مشخص شده توسط اتصالات افقی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. باتوجه‌به پایه‌های مخروطی زیر قطعات یوبوت، ضخامت موردنیاز تأمین می‌شود. در صورت نیاز به استفاده از قالب‌های یوبوت به صورت دوگانه، قبل از نصب باید این دو قالب به هم متصل شوند.

در مرحله بعد، میل‌گردهای افقی بالای Uboot باید در دو جهت عمود قرار گیرند. در این مرحله از میل‌گردهای تقویت‌کننده نیز برای کنترل برش و خم شدن استفاده می‌شود. پس از اتمام این مراحل، سقف باید گچ‌بری شود. به یاد داشته باشید که بتن‌ریزی در دو مرحله انجام می‌شود تا از شناور شدن یوبوت‌ها جلوگیری شود.ابتدا فضای خالی سقف با استفاده از فوق روان‌کننده‌ها به صورت عمودی پر می‌شود. البته بهتر است غلظت بتن به‌اندازه‌ای باشد که تمام لایه‌های زیرین را پر کند.

پس از خشک شدن اولین لایه بتن، لایه بالایی را می‌توان بتن‌ریزی کرد. پس از زمان لازم برای سخت شدن بتن، قالب را می‌توان از زیر سقف جدا کرد. به این ترتیب سقفی کاملاً صاف و سبک ساخته می‌شود. به طور خلاصه، مراحل اجرای سقف Uboot را می‌توان در چند مرحله به شرح زیر در نظر گرفت:

• قالب گذاری سقف
• آرماتوربندی تحتانی
• قراردادن بلوک‌های بویوت کنار یکدیگر
• بتن ریزی
• قالب برداری سقف

طراحی سقف یوبوت

1. در طراحی سقف یوبوت، از قالب بادوام برای ساخت سقف‌های بتنی مسلح توخالی دوطرفه استفاده می‌شود. در این قالب‌های بادوام بین شبکه آرماتور لایه زیرین و لایه بالای سقف قرار می‌گیرند و در نهایت سطح مقطع دال سقف از نظر ساختار متشکل از تیرهای متعامد در نظر گرفته می‌شود.
2. حداقل فاصله بین بلوک‌های دائمی در طراحی سقف یوبوت در هر جهت نباید کمتر از ۱۰ سانتی‌متر باشد. نسبت ضخامت سقف به فاصله بین بلوک‌ها هرگز نباید بیش از 3.5 باشد.
3. در طراحی سقف یوبوت، اتصال این سیستم سقف به اسکلت سازه‌ای ساختمان باید به‌گونه‌ای باشد که بارهای ثقل و جانبی به راحتی توسط سیستم سقف تحمل شده و به سازه ساختمان منتقل شود.
4. در بالا و پایین قالب‌ها حداقل ضخامت بتن ۵ سانتی‌متر است.

جهت مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر با ما در ارتباط باشید…