نوشته بلاگ

روش‌های طراحی سقف کامپوزیت عرشه فولادی ( متال دک )

روش‌های طراحی سقف کامپوزیت عرشه فولادی ( متال دک )

اصولاً دو روش کلی برای طراحی سقف کامپوزیت عرشه فولادی ( متال دک ) وجود دارد که با توجه به شرایط پروژه طراح یکی از روشهای فوق را جهت طراحی سقف های کامپوزیت عرشه فولادی ( Metal Deck ) انتخاب می کند که در ادامه توضیحات به شرح هر دو روش طراحی و اجرای سقف پرداخته می شود .

الف) ورق فولادی ذوزنقه ای به عنوان قالب ماندگار (Permanent Shuttering)

در این روش طراحی، از قابلیت مقاومت کششی ورق فولادی ذوزنقه ای در مقطع صرف‌نظر می‌کنند، به عبارت دیگر به ورق فولادی ذوزنقه ای به عنوان یک قالب نگاه می‌کنند که می‌بایست قادر به تحمل بارهای زنده (ابزار و نفرات) موجود تا مرحله بتن‌ریزی همچنین وزن بتن خیس و خشک باشد که البته پس از گیرش بتن نیازی به دکفراژ ندارد و تا پایان عمر ساختمان باقی خواهد ماند. در این حالت در واقع از عملکرد (Contribution) سازه‌ای ورق فولادی ذوزنقه ای چشم‌پوشی شده و سقف کلمپوزیت عرشه فولادی ( Metal Deck ) به عنوان یک دال بتنی مسلح در نظر گرفته می‌شود این نحوه طراحی، موجب می‌شود مقدار آرماتور محاسباتی مقطع بیشتر شود چرا که می‌بایست به جای ورق فولادی ذوزنقه ای نیز در تحمل کشش مقطع شرکت نمایند. طراحان در این حالت، معمولاً این آرماتورهای کششی را درکف کنگره‌های ورق ها قرار داده و آنها را آرماتورهای طولی (Longitudinal Reinforcement) می‌نامند.

ب) ورق فولادی ذوزنقه ای به عنوان المان کششی (Tensile Component)

در این روش ورق فولادی ذوزنقه ای به عنوان المان کششی مقطع در نظر گرفته می‌شود و مقطع حاصله به صورت مرکب (Composite) عمل می‌کند در واقع در این حالت درگیری بتن و ورق فولادی ذوزنقه ای به اندازه‌ای کافی است که در حین مقاومت در برابر لنگرها و برش‌های موجود با یکدیگر عمل کرده و دچار لغزش نسبت به هم نمی‌شوند. طراحی با استفاده از این فرضیات، اقتصادی‌ترین حالت سقف عرشه فولادی را نتیجه می‌دهد چرا که موجب کاهش آرماتور محاسباتی مقطع خواهد شد. هرچند در نظر گرفتن درستی این فرضیات منوط به داشتن اطلاعات دقیق از مشخصات هندسی ورق های ذوزنقه ای و رفتار مشترک (Interaction) بتن و ورق فولادی می‌باشد.

روش سوم دیگری نیز وجود دارد؛ که طراحی براساس نتایج بدست آمده از یک سری آزمایش‌های استاندارد انجام می‌پذیرد که این امر مستلزم ساخت نمونه‌هایی با دقت بالا و سپس انجام آزمایش‌های مذکور با شویه و الگوریتم خاص خود و در نهایت گرفتن خروجی‌های قابل استفاده از آنهاست.

الزامات مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در مورد سقف  مرکب با عرشه فولادی (متال دک ) :

• حداکثر ارتفاع ورق فولادی ذوزنقه ای برابر با 75 میلیمتر باشد .
• عرض متوسط کنگره های پر شده با بتن نباید از 50 میلیمتر کمتر باشد .
• دال بتنی باید به تیر یا شاهتیر فولادی با استفاده از گلمیخهای برشگیر با قطر 20 میلیمتر یا کمتر متصل شود گلمیخ ها را می توان از روی ورق فولادی ذوزنقه ای و یا مستقیما به عضو فولادی جوش نمود در هر حال گلمیخ باید روی بال ذوب شود .
• قطر گلمیخ های برشگیر باید mm 20 یا کمتر بوده و حداقل ارتفاع آن ها بعد از نصب که از بالای ورق ذوزنقه ای اندازه گیری می شود ، نباید کمتر از mm 40 باشد .
• ضخامت دال بتنی در بالای کنگره ورق ذوزنقه ای نباید از 50 میلیمتر کمتر باشد .
• گلمیخ های برشگیر را می توان از روی ورق فولادی ذوزنقه ای و یا مستقیما به عضو فولادی جوش نمود . در هر حال باید گلمیخ ها روی بال ذوب شود .
• فواصل گلمیخ های برشگیر در امتداد تیر تکیه گاهی نباید از 900 میلیمتر تجاوز نماید .
• تمامی المان های فولادی که به صورت مختلط طراحی شده اند می بایست در فواصلی کمتر از 400 میلیمتر مهار شوند .
• برای مقابله با نیروی برکنش ورق ذوزنقه ای فولادی باید به تمام تیرها یا شاهتیرهای فولادی که به صورت مقطع مختلط طراحی می شوند . در فواصلی نه بیشتر از 300 میلی متر مهار شوند . این مهارها می تواند گلمیخهای برشگیر ، ترکیبی از گلمیخهای برشگیر و جوش های نقطه ای و یا هر وسیله طرح شده توسط طراح باشد .

در طراحی سقف کامپوزیت عرشه فولادی ( Metal Deck ) از آئین نامه های مختلفی استفاده می شود که آئین نامه ها و استانداردهای ساخت و طراحی عبارتند از :

AISI , AISC , ASCE , ACI , SDI , BS5950 , EN 10326 , BS 4449 , ASTM A108 , ANSI AWS

سقف عرشه فولادی

تاریخچه و مصالح سقف مرکب عرشه فولادی