مقاوم سازی سقف یوبوت با FRP

از جمله المان‌های اصلی سازه دال‌ها می‌باشند که درواقع دال‌ها وظیفه تحمل بارهای قائم را دارند ولی چون عملکرد دیافراگم افقی نیز دارند، باید با اعضای مقاوم جانبی سازه اتصال داشته و از سختی و مقاومت کافی برخوردار باشند. لذا مقاوم‌سازی این المان از اهمیت خاصی برخوردار است که از جمله روش‌های نوینی که رواج یافته است استفاده از الیاف FRP می‌باشد. مقاوم‌سازی دال‌ها با FRP جهت افزایش ظرفیت باربری دال، افزایش مقاومت دال در برابر خوردگی، کمبود مقاومت فشاری بتن، افزایش مقاومت خمشی، برشی و… بطور موضعی انجام می‌شود. در واقع مقاوم‌سازی دال‌های بتنی با FRP می‌تواند ظرفیت خمشی آن را افزایش دهد. با این روش همچنین ظرفیت اصلی دال که به دلیل خوردگی فولاد کاهش پیدا کرده است را می‌توان بازگرداند. از انواع دال‌ها می‌توان به دال‌های مجوف تحت نام یوبوت (U-boot) اشاره نمود. تقویت سقف یوبوت با  FRP ضمن سبکی مقاومت‌ کششی بالائی تامین می‌کند. امروزه قیمت بهسازی سقف یوبوت با FRP بسیار پایین بوده و نحوه اجرای آن بسیار آسان و ارزان می‌باشد.

سقف یوبوت (U-boot) چیست؟

یوبوت (u-boot) سازه‌ای قابل بازیافت از جنس پلی‌پروپیلن است که بعنوان دال مجوف و سقف سازه بکار می‌رود، در نتیجه باعث مقاوم‌سازی سازه می‌شود. هدف اصلی از قرار دادن قالب‌های یوبوت در داخل دال‌های بتنی، ایجاد حفره‌های خالی در داخل دال و حذف بتن ناکارآمد در میان آن است. استفاده از سازه‌های یوبوت باعث می‌شود بتوان ستون‌های قارچی شکل با قابلیت ضخیم نبودن و حجم کمتر ایجاد کرد.

مخلوط شدن و فرو رفتن قالب‌های حجمی یوبوت در بتن باعث می‌شود یک مجموعه شبکه‌ای مسطح و یکپارچه در بالا و پایین پروژه ایجاد شود که نتیجه آن کاهش قابل ملاحظه‌ای در مصرف بتن و فولاد می‌باشد.

دال مجوف یوبوت (U-BOOT) یا درپوش بتن مسلح، از دولایه بتن مسلح تشکیل شده است که در بالا و پایین دال و به صورت گسترده قرار می‌گیرد و حد فاصل این دو لایه با نوعى بلوک تو خالى ماندگار به نام (U-BOOT)  پر شده است. این محصول همانند بلوک‌های سفالى یا پلى استایرن داراى هندسه‌ای مکعبى اما مجوف می‌باشد که با توجه به نیاز پروژه و محاسبات طراحى، ابعاد مختلفى دارند.

مخلوط یوبوت و بتن برای ایجاد سطوح با طول و عرض بزرگ‌تر و یا تحمل وزن بیشتر بدون داشتن ستون‌های متعدد بکار می‌رود. سبک بودن این سازه‌ها و سریع‌الوصول بودن و راحت بودن نصب از دیگر مزایای سقف یوبوت می‌باشد. به لطف طراحی یوبوت استاندارد، پارامترهای ژئومتریک زیادی که برای تطابق با تمام شرایط با آزادی عمل معماری نیاز است, برطرف شده‌اند.

اجرای این روش در دهانه‌های بزرگ و دارای ابعاد زیاد تقریباً از تمام روش‌های موجود با صرفه‌تر بوده و امتیاز دیگر این روش آن است که می‌توانیم بدون داشتن اکیپ اجرایی متخصص به مقاوم‌سازی سازه و به دنبال آن مقاوم‌سازی ساختمان دست پیدا کنیم.

انواع قالب سقف یوبوت

  • قالب یوبوت تک
  • قالب یوبوت دوبل
  • قالب یوبوت اصلاح شده
  • قالب یوبوت پلی استایرن

کاربردهای یوبوت در صنعت ساختمان

  1. افزایش تعداد طبقات : امکان رسیدن به طبقات در یک ساختمان با ارتفاع ثابت (خصوصا برج‌ها) از طریق کمتر شدن حجم و عرض سقف فراهم می‌شود.
  2. دهانه بزرگ‌تر و آزادی عمل معماران و فضاهای بزرگ‌تر
  3. ضخامت دال‌های کاهش یافته : دال‌های نازک‌تر اما با وزن و قدرت مساوی با دال‌های حجیم و سنگین سنتی
  4. کاهش در تعداد ستون‌ها : اجرای سیستم سقف یوبوت که باعث حذف ستون‌های اضافی می‌شود به انعطاف‌پذیری ساختمان کمک می‌کند.
  5. کاهش وزن بار کلی ساختمان بر روی ستون‌ها و فنداسیون که اثرات ضد لرزه‌ای و مقاومت در برابر زلزله را شامل می‌شود.
  6. کاهش پی (فونداسیون) : با کاهش وزن سازه نیاز به فونداسیون عمیق هم از بین می‌رود و عمق آن کمتر می‌شود و هزینه‌ها به طبع کمتر می‌شود.
  7. بهبود رفتار صوتی و انتقال کمتر صوت و عایق صدا شدن ساختمان.
  8. ضد حریق شدن ساختمان : سقف یوبوت ضد حریق است و باعث عدم انتقال آتش و فروریختن ساختمان می‌شود.

مزایای استفاده از سقف یوبوت

  • ایجاد امکان حذف تیر و ایجاد دال تخت
  • حدود 15% صرفه‌جویی در مصرف مواد اولیه مانند آهن و فولاد و بتن
  • بهبود عملکرد لرزه‌ای
  • امکان استفاده به عنوان عناصر سازه‌ای، در انواع سیستم‌های ساختمانی مانند کف‌های مضاعف، کف سازه‌های گسترده یکپارچه و در ساختمان‌های مسکونی شهری و همچنین ساختمان‌های صنعتی
  • کاهش میزان انتقال صوت، حرارت و لرزش
  • کاهش هزینه و نیاز به نیروی انسانی کمتر

چشم‌انداز

اجرای سقف یوبوت یک راه‌حل و روش ایدئال و مدرن برای خلق پروژه‌های با سطوح عظیم و گنجایش بالاست و اجازه ساخت سازه‌های افقی بدون کابل‌های نگهدارنده و ستون‌های متعدد و متوازن را می‌دهد که دلیل آن پشته‌ای و پیمانه‌ای بودن, کم وزن بودن آن است.

روش اجرا

اجرای این نوع از سقف همانند دال‌ها است و تمام مباحث مربوط به قالب‌بندی، آرماتوربندی، بتن‌ریزی و نگهداری از بتن که در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان آمده است در مورد این دال‌ها صادق می‌باشد و باید به دقت اجرا گردد.قبل از بتن‌ریزی باید میلگردها، و سایر ادواتی که در بتن باقی می‌مانند، بر اساس نقشه‌های اجرایی و با دستور دستگاه نظارت به طور اطمینان بخشی محکم، جاسازی و بسته‌بندی شوند.بدین ترتیب در گام اول شبکه آرماتور بالای دال بسته می‌گردد. در گام بعدی در اجرای دال مجوف یوبوت، قالب تخت زیرین دال بسته می‌گردد. در این مرحله با توجه به تجهیزات موجود، قالب‌بندی زیرین دال انجام می‌شود. این قالب‌ها می‌توانند از جنس چوب، فلز مدولار و … باشند. قالب‌های چوبی باید قبلاً از بتن‌ریزی مرطوب شوند تا آب بتن تازه را جذب ننمایند. مرحله بعد بستن شبکه آرماتور پایین دال است. شبکه آرماتور پایین طبق نقشه‌های اجرایی باید به گونه‌ای بسته شود که حداقل یک میلگرد در بین قالب‌های یوبوت، قرار گیرد.در گام بعد طبق نقشه‌های اجرایی و محاسباتی یوبوت ها در فواصل تعیین شده چیده می‌شوند و توسط پایه نگهدارنده و تسمه به شبکه آرماتور متصل می‌گردند.سپس شبکه فوقانی آرماتور بسته می‌گردد و در صورت نیاز آرماتورهای برشی نیز جانمایی می‌شوند و در نهایت بتن‌ریزی انجام می‌گردد.
در اجرای این نوع دال‌ها، بتن‌ریزی در دو لایه انجام می‌شود. لایه اول به ضخامت حدود 5 الی 10 سانتی‌متر( بسته به اندازه پایه قالب‌ها)، ریخته می‌شود که باعث می‌گردد هوا درون قالب‌ها محبوس شده و اجازه وارد شدن بتن به داخل قالب‌ها را ندهد. لایه دوم بر روی لایه اول ریخته می‌شود تا به ضخامت مورد نظر برسد. باید توجه داشت فاصله زمانی بین بتن‌ریزی در دو لایه نباید به قدری باشد که باعث گیرش لایه اول گردد.بعد از اتمام دوره گیرش بتن،قالب‌ها جمع‌آوری می‌گردد و برای طبقات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نکات مهم اجرایی

1.جهت اجرای بتن در جا و به منظور پخش مطلوب بتن در دال پایین از روان کننده استفاده می‌گردد.

2. به‌منظور پیشگیری از شناور شدن قطعات سبک پلیمری محتوی هوا، بتون‌ریزی در دو مرحله با فاصله زمانی اندک اجرا می‌گردد.

3.جهت میلگرد گذاری در صورت فراهم بودن امکانات کارگاهی، می‌توان مش را در دو کلاف طولی و عرضی به صورت پیش‌ساخته تهیه نمود.

اشکالات سقف یوبوت

  • شکست قالب‌ها : با توجه به استفاده از مواد پلی‌پروپیلن بازیافتی در تولید اکثر یوبوت ها (به جهت ایجاد صرفه اقتصادی)، نداشتن استحکام لازم، هم از لحاظ هندسه و هم از لحاظ جنس مصالح به کار رفته در این قالب‌ها منجر به شکستن آن تحت اثر بارهای حین اجرا، مانند حرکت کارگران، فشار ناشی از پاشش بتن، حرکت ویبراتور و . . . می‌شود.
  • عدم امکان تغییر ابعاد : تمامی قالب‌های یوبوت به صورت تزریق پلاستیک در قالب‌های فولادی در ابعاد ثابتی تولید می‌شود و امکان تغییر ابعاد این قالب‌های فولادی مادر به تناسب دهانه و باربری وجود ندارد.
  • عدم وجود کاور مناسب برای آرماتورها : در بسیاری از نمونه‌های قالب‌های ماندگار یوبوت آرماتورهای فوقانی و بعضاً تحتانی کاور لازم و ایمن جهت یکپارچگی بتن و آرماتور را ایجاد نمی‌کند.
  • عدم امکان پوشش بهینه دهانه با قالب‌ها : به دلیل آنکه قالب‌ها دارای ابعاد مشخصی می‌باشند لذا اگر دهانه‌ای که قالب در آن استفاده می‌شود مضرب صحیحی از قالب نباشد قالب نمی‌تواند تمام دهانه را پوشش دهد و این موجب افزایش میزان مصرف بتن و وزن سقف خواهد شد. این امر در پلان‌های با تیرریزی نامتقارن و یا مثلثی تشدید می‌شود.
  • عدم رسیدن بتن به زیر قالب‌ها و به اصطلاح کرمو شدن سطح زیرین دالها
  • نفوذ بتن به داخل قالب‌های یوبوت و افزایش بار مرده سقف
  • امکان استفاده از قالب‌هایی تنها تا 4 ماه پس از تولید

در جمع‌بندی تمام این ایرادات، لازم است به مهم‌ترین اشکال اجرای سقف‌های یوبوت اشاره نمود، به دلیل اجرای سقف در دهانه‌ها و سطوح بزرگ امکان ایجاد ترک و خیز بیش از اندازه در سازه بسیار محتمل می‌باشد. لذا جهت ترمیم و مقاوم‌سازی این موارد به روشی کارآمد نیاز است که استفاده از الیاف‌های FRP در این مورد بسیار پر مصرف و کاربردی می‌باشند.

تقویت دال با FRP  برای مقاوم‌سازی دال بتنی

  • در مقاوم‌سازی و تقویت سقف‌های یوبوت با FRP، می‌توان الیاف را بصورت نوارها و یا صفحاتی بر روی سطوح تحت کشش اجرا نمود.
  • دال‌های یک طرفه با تکیه‌گاه ساده را می‌توان با چسباندن نوارها یا صفحات FRP در سطوح تحتانی آن‌ها و در راستای طولی، مقاوم‌سازی نمود.
  • در دال‌های دو طرفه بهسازی دال با FRP ، در هر دو جهت صورت گیرد. البته اگر دال دارای تکیه‌گاه گیردار باشد، نوارهای FRP را باید در قسمت فوقانی دال نیز اجرا نمود.

مزایا و خصوصیات مقاوم‌سازی سقف یوبوت با  FRP

  • افزایش مقاومت خمشی دال‌های یک‌طرفه و دو طرفه
  • تقویت و افزایش مقاومت برشی
  • افزایش سختی و شکل‌پذیری و همچنین کاهش خیز در بارهای سرویس
  • ترمیم و تقویت ناشی از خوردگی و افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  • صرفه اقتصادی نسبت به روش‌های معمول
  • سهولت در اجرا

 

محصولات مرتبط

راهکارهای مرتبط

مقاوم سازی سقف یوبوت با FRP
5 (100%) 5 votes