تا الان به این فکر کرده‌اید که به جای بتن در سقف پروژه‌های خود، از هوای محبوس شده، استفاده کنید؟ برای نخستین بار در یک پروژه عمرانی در آلمان، تیمی از سازندگان توانستند نوع جدیدی از سقف به نام سقف کوبیاکس را به دنیا معرفی کنند.
این تیم خلاق با گذاشتن توپ‌های پلاستیکی پر شده از هوا درون دال بتنی که از پلاستیک بازیافتی ساخته شده بود، توانستند از ورود حدود ۱۳۶ تن دی‌اکسیدکربن به جو جلوگیری کنند.
اما چیزی که گفته شد تنها خوبی این فناوری نوآورانه نبود. در اصل، دو سازه در منطقه گلوکشتاین مانهایم با استفاده از صفحات بتنی توسعه یافته توسط تیم سازنده معروف به Cobiax ساخته شدند که دارای فضای خالی زیادی برای کاهش مصرف بتن بودند.
به همین خاطر، این نوع سقف‌ها به نام کوبیاکس شناخته می‌شوند که نوعی نوین از کار با بتن مسلح محسوب می‌شود. امروز در فولادسل، به سوال “سقف کوبیاکس چیست؟” پاسخ می‌دهیم و با ویژگی‌ها و کاربردهای این نوع سقف بیشتر آشنا می‌شویم.
سقف کوبیاکس چیست؟
سقف کوبیاکس یکی از انواع سقف ساختمانی است که از لحاظ اجرایی با دیگر سقف‌های سنتی فرق دارد. این سقف‌ها که از ضخامت کمتری برخوردار هستند، به کاهش وزن و سبک سازی ساختمان کمک می‌کنند. ساختار سقف کوبیاکس از دو لایه میلگرد فولادی و یک ردیف گوی‌های پر از هوا تشکیل می‌شود که برخلاف بقیه سقف‌ها به مصالح اضافی نیازی ندارد.
این گوی‌های پر از هوا که گفتیم از اتیلن و پلی‌اتیلن بازیافتی تولید می‌شوند که به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. این سقف‌ها در بین پیمانکاران و مهندسین بسیار محبوب بوده چرا که به‌خاطر ساختار معلقشان، بسیار سبک هستند. علاوه بر این‌ها سقف کوبیاکس بار را روی دو محور تقسیم می‌کند و بدین ترتیب فشار اضافی را از روی سقف برمی‌دارد.
اجزای تشکیل دهنده سقف کوبیاکس
سقف کوبیاکس، مانند سایر انواع سقف‌ها و سازه‌ها، از اجزای مختلفی تشکیل شده است که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- بتن
- آرماتور
- شبکه مش بالایی و پایینی
- ماژول‌های قفسه‌ای که شامل گوی‌های پلاستیکی توخالی و خرپای فلزی ساخته شده از فولاد نوع AII هستند.
در زمان اجرا، گوی‌های توخالی در مرکز قفسه مسلح قرار می‌گیرند تا یک قفسه مدولار مسلح ایجاد شود. این گوی‌های توخالی، که به عنوان کیج مسلح نیز شناخته می‌شوند، بین دو لایه آرماتور بالایی و پایینی دال قرار گرفته و نیاز به بتن برای استحکام سقف را کاهش می‌دهند. در نهایت، سقف و کل سازه وزن کمتری را تحمل می‌کنند. همچنین، برای مهار بارهای جانبی مثل نیروهای برشی، از یک سیستم معمولی دال و ستون در این سقف استفاده می‌شود.
انواع قالب کوبیاکس
قالب‌های کوبیاکس به طور کلی به سه دسته اصلی تقسیم شده که به شرح زیر هستند:
- Cobiax Eco-Lineاین قالب برای ساخت سقف‌های با دهانه گسترده و ضخامت زیاد، بسیار مناسب است. ماژول‌های این نوع سقف کوبیاکس از ۵ تا ۸ قالب کروی با یک المان نگه‌دارنده فولادی تشکیل شده‌اند. این نوع قالب، قدیمی‌ترین مدل در سقف کوبیاکس به حساب می‌آید.
- Cobiax Slim-Lineنسل دوم سیستم کوبیاکس است که دارای ظاهری بیضوی است و نصب و جابجایی آسان‌تری دارد. این سیستم برای ساخت سقف‌های با دهانه بزرگ و ضخامت کم به‌کار می‌رود. ماژول‌های این سیستم شامل ۶ تا ۷ قالب بیضوی (دو تکه) و دو المان نگه‌دارنده فولادی هستند.
- Cobiax CLSنسل سوم سیستم کوبیاکس که با استفاده از قالب‌های مربعی-بیضوی ساخته می‌شود. این قالب نصب راحت‌تری به‌همراه دارد و در مقایسه با دیگر قالب‌ها از ایمنی و عملکرد بهتری برخوردار است.
کاربرد سقف کوبیاکس
کوبیاکس یکی از روش‌های جدید و نو برای اجرای سقف‌های ساختمانی است. این سقف به‌خاطر مزایای زیادی مثل صنعتی‌سازی، انعطاف‌پذیری بالا، عدم نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه و نیروی کار تخصصی، امکان احداث کارخانه در مکان‌های مختلف، صرفه اقتصادی بالا و عدم وابستگی به منابع خارجی، محبوبیت زیادی کسب کرده و کاربردهای متنوعی نیز دارد. از مهم‌ترین کاربردهای این سقف‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت مدرسه
- ساخت برج‌ها و سازه‌های مرتفع
- ساخت بیمارستان‌ها
- ساخت هتل‌ها و اقامتگاه
- ساخت مراکز تجاری و پاساژها
- ساخت ساختمان‌های مسکونی
- ساخت مراکز تفریحی و خدماتی
- و…
مراحل اجرای سقف کوبیاکس
اجرای سقف کوبیاکس، شبیه به سایر سقف‌ها، مراحل مختلفی دارد که باید با دقت و جزئیات کامل انجام شود. رعایت صحیح این مراحل برای اطمینان از کیفیت نهایی سقف ضروری است. مراحل اجرای سقف کوبیاکس به شرح زیر است:
قالب‌بندی و اجرای شبکه مش تحتانی
در اولین مرحله، قالب‌بندی سقف مثل دال بتنی معمولی با استفاده از قالب‌های چوبی یا فلزی صورت می‌گیرد. پس از آن شبکه مش تحتانی نصب می‌شود. همچنین شمع‌بندی‌ها هم باید با فاصله‌های ۱ تا ۱.۵ متر در زیر قالب‌ها انجام شود. لازم به ذکر است که حداقل دو میلگرد مش پایین باید از هسته بگذرند.
شبکه مش تحتانی هم باید با استفاده از سیم مفتول به قالب سقف وصل شود و برای حفظ پوشش مناسب بتن، این میلگردها روی اسپیسر قرار گیرند.
جاگذاری کیج ماژول‌ها (ماژول قفسه‌ای)
پس از تمام شدن آرماتوربندی و نصب اسپیسرها، گوی‌های کوبیاکس طبق نقشه‌های اجرایی بر روی سقف نصب و با سیم مفتول به شبکه مش تحتانی متصل می‌شوند. لازم است توجه شود که گوی‌ها نباید در نزدیکی ستون‌ها و دیوارهای برشی قرار گیرند، زیرا این نواحی برای افزایش مقاومت دال در برابر برش پانچ به صورت توپر اجرا می‌شوند. برای اتصال عرضی کیج‌ها می‌توان از فیکسچر استفاده کرد.
فاصله‌های طولی و عرضی کیج‌ها از دیوار برشی و ستون‌ها طبق نقشه‌های اجرایی کنترل و اجرا می‌شود. ماژول‌ها با توجه به تعداد گوی‌های مورد نیاز در هر قسمت با استفاده از قیچی برش داده و در مکان مناسب قرار می‌گیرند.
اجرای شبکه مش فوقانی
پس از قرارگیری گوی‌های کوبیاکس در محل مورد نظر، شبکه مش بالایی بافته و نصب می‌شود، و در نهایت سقف برای بتن‌ریزی نهایی آماده می‌گردد. قطر و فاصله‌های میلگردهای شبکه مش بالایی و پایینی بر اساس نقشه‌های اجرایی تعیین می‌شود. معمولاً شبکه مش بالایی دارای میلگردهایی با قطر کمتر یا فواصل نزدیک‌تر است. برای اجرای صحیح، انتهای میلگردهای شبکه بالایی و پایینی باید با خم ۹۰ درجه اجرا شوند. همچنین، کیج ماژول‌ها با سیم مفتول ۱.۵ به شبکه مش بالایی و پایینی متصل می‌شوند، مشابه ساختار تری دی پانل.
بتن‌ریزی نهایی
پس از اتمام مراحل قبلی و انجام کنترل‌های نهایی برای اطمینان از صحت قالب‌بندی، موقعیت گوی‌ها، و شبکه آرماتوربندی، بتن‌ریزی آغاز می‌شود. بتن‌ریزی سقف کوبیاکس می‌تواند با استفاده از پمپ زمینی، باکت، دکل و سایر ابزارها انجام شود و حتماً باید به‌طور مناسب ویبره شود. این فرآیند در دو مرحله صورت می‌گیرد: در مرحله اول، برای تثبیت شبکه آرماتوربندی و کیج ماژول‌ها، بتن‌ریزی تا سطح نیم‌کره کیج انجام می‌شود.
در مرحله دوم، بتن‌ریزی ادامه می‌یابد تا کیج ماژول‌ها به‌طور کامل در بتن دفن شوند و آرماتوربندی فوقانی نیز به‌طور کامل پوشش داده شود. بتن‌ریزی باید به‌صورت پیوسته انجام شود و ویبره‌زدن آن در دو مرحله، به‌طور عمودی در داخل کیج ماژول‌ها، انجام گیرد تا از تراکم و یکپارچگی بتن اطمینان حاصل شود.
مزایای استفاده از سقف کوبیاکس
- اجرای سقف کوبیاکس نیازی به نیروهای متخصص ندارد.
- سقف کوبیاکس را می‌توان به‌صورت نیمه‌پیش‌ساخته اجرا و نصب کرد.
- این نوع سقف امکان اجرای کنسول‌هایی تا طول ۷ متر را فراهم می‌کند.
- با استفاده از سقف کوبیاکس، می‌توان تعداد ستون‌ها را تا ۴۵ درصد کاهش داد.
- اجرای سقف کوبیاکس بسیار ساده و آسان است و سرعت اجرای بالایی نیز دارد.
- استفاده از گوی‌های توخالی باعث کاهش وزن سقف و در نتیجه کاهش وزن کل سازه می‌شود.
- با افزایش فاصله ستون‌ها، فضای معماری بهتری در داخل سازه ایجاد می‌شود.
- سقف کوبیاکس برای سازه‌هایی که بر روی خاک‌های نسبتاً ضعیف قرار دارند، بسیار مناسب است.
- بازسازی و تغییر کاربری ساختمان با استفاده از این نوع سقف بسیار آسان است.
- کاهش ضخامت سقف باعث کاهش ارتفاع کل سازه شده و به‌تبع آن هزینه ساخت کل سازه نیز تا حدودی کاهش می‌یابد.
معایب استفاده از سقف کوبیاکس
- برای پروژه‌های کوچک، این سیستم تقریباً مقرون‌به‌صرفه نیست.
- از آنجا که سقف کوبیاکس در کشورهای زلزله‌خیز مانند ژاپن و آمریکا به‌طور گسترده استفاده نمی‌شود، میزان مقاومت این سقف‌ها در برابر زلزله هنوز به‌طور دقیق مشخص نشده و در هیچ‌کدام از آیین‌نامه‌های مرتبط با زلزله، استاندارد مشخصی برای آن تعریف نشده است.
جمع‌بندی سقف کوبیاکس
سقف کوبیاکس یک نوع سقف بتنی سبک است که با استفاده از تکنولوژی‌های مدرن برای سبک‌سازی ساختمان و افزایش کارایی سازه طراحی شده است. در این نوع سقف، گوی‌های توخالی پلاستیکی در میان لایه‌های بتنی قرار می‌گیرند تا حجم بتن مصرفی کاهش یابد. این کاهش بتن باعث کم شدن وزن مرده سازه و در نتیجه، بهبود عملکرد لرزه‌ای و کاهش هزینه‌های ساخت می‌شود.
از مزایای مهم سقف کوبیاکس می‌توان به کاهش بار مرده، کاهش مصرف بتن و میلگرد، بهبود عملکرد حرارتی و صوتی، و افزایش دهانه‌های سازه بدون نیاز به ستون‌های میانی اشاره کرد. این سیستم همچنین در مقایسه با سقف‌های سنتی، قابلیت اجرا با سرعت بالاتری دارد و می‌تواند هزینه‌های کلی پروژه را کاهش دهد.
در نهایت، استفاده از سقف کوبیاکس، به ویژه در پروژه‌های بزرگ و سازه‌های با دهانه‌های بلند، یک راه‌حل کارآمد و اقتصادی است که می‌تواند به افزایش پایداری سازه و بهبود شرایط زیست‌محیطی کمک کند.