یکی از اقتصادی‌ترین، سریع‌ترین و سبک‌ترین روش‌های اجرای سقف در ساختمان‌های اسکلت‌های فولادی و اسکلت‌های بتنی، سقف کامپوزیت عرشه فولادی (metal deck) است.
معرفی و تاریخچه سقف مرکب عرشه فولادی
ابتدا در سال ۱۸۲۰ توسط مهندسی به نام هنری پالمر به‌وسیله کنگره‌ای کردن ورق گالوانیزه در ساختمان مورداستفاده قرار گرفت. این سیستم اجرایی سقف در سال ۱۹۳۹ و با تدوین یک استاندارد صنعتی برای طراحی، اجرا و بهره‌برداری، توسط انستیتو سقف فولادی (SDI) به طور رسمی وارد صنعت ساختمان شد. به‌مرورزمان و با تغییرات متعددی که در روش سقف‌های عرشه فولادی ایجاد شد، سرانجام در سال ۱۹۸۰ این سیستم توسط شرکت‌های معتبر اروپایی و آمریکایی به‌عنوان یک سیستم نوین و با تکنولوژی روز دنیا که دارای مزایای فراوانی می‌باشد مورداستفاده قرار گرفت.
سقف عرشه فولادی از ورق گالوانیزه با مقاومت کششی حداقل n/m 2300 توسط دستگاه Roll forming به شکل ذوزنقه‌ای درآمده و دارای ضخامت ۷/۰ میلیمتر تا ۲/۱ میلیمتر است و به‌عنوان قالب بتن‌ریزی قرار می‌گیرد که با بتن به‌صورت مرکب نقش سازه‌ای ایفا می‌کند که باعث افزایش دهانه تیرریزی تا ۲ متر بدون تیر فرعی و تا ۵/۳ متر با تیر فرعی بدون شمع بندی مورداستفاده قرار می‌گیرد. ورق‌ها طبق ضوابط مبحث دهم ساختمان با استفاده از گل میخ‌های استاندارد بر روی پل‌ها و تیرهای فلزی توسط دستگاه جوش Stud welder متصل شده و سپس شبکه آرماتور روی آن قرار داده و اقدام به بتن‌ریزی می‌گردد که در نوع خود از استانداردترین دتایل‌های اجرایی است.
سرعت فوق‌العاده نصب و آماده‌سازی سقف جهت بتن‌ریزی تا ۶۰۰ مترمربع در روز توسط یک اکیپ اجرایی، این محصول ساختمانی را در رتبه بالایی در پروژه‌های بزرگ قرار داده به‌طوری‌که زمان اجرا را تا %۶۰ کاهش می‌دهد.
موارد استفاده از سقف عرشه فولادی:
در این نوع سیستم سقف، انواع ساختمان‌ها با کاربری و حالات مختلف اعم از مجتمع‌های تجاری اداری، برج‌های مسکونی و شهرک‌سازی، هتل، سوله و … قابل‌اجرا می‌باشد.
مزایای اصلی سیستم سقف‌های کامپوزیت عرشه فولادی
حذف مرحله قالب‌بندی و شمع‌گذاری و افزایش سرعت اجرا:
سیستم سقف‌های MCD یا CDS به‌عنوان یک قالب خود نگه‌دارنده شناخته شده است. این سقف‌ها با امکان برش آسان و چیدمان سریع ورق‌های گالوانیزه فرمینگ شده باعث افزایش سرعت بهره‌وری در مرحله اجرای سازه می‌شود.
بهینه‌سازی عملکرد سقف در هنگام زلزله:
سقف‌های مرکب عرشه فولادی یکپارچگی بیشتری بین المان‌های سازه‌ای دال سقف ایجاد می‌نماید؛ لذا در این سیستم صلبیت سقف در برابر نیروهای جانبی زلزله افزایش قابل ملاحظه‌ای نسبت به سقف‌های دیگر خواهد داشت و توزیع نیروهای زلزله بین المان‌های مقاوم باربر جانبی به‌درستی صورت می‌گیرد.
کاهش خسارت جانبی و مالی در هنگام وقوع زلزله و آتش‌سوزی:
یکی از خسارت‌هایی که در هنگام زلزله به وجود می‌آید سقوط اجزای غیرسازه‌ای (بلوک و سفال‌های سقفی) است که در سقف مرکب عرشه فولادی این‌گونه خسارت‌ها وجود ندارد. همچنین در سازه‌هایی که از مصالح پلاستو فوم استفاده شده، در زمان آتش‌سوزی با ایجاد گاز در صد تلفات جانی (مسمومیت و خفگی) نیز افزایش قابل ملاحظه‌ای دارد.
ایجاد یک سکوی کار مطمئن در زمان اجرا:
قرارگیری سیستم سقف عرشه فولادی باعث ایجاد یک سکوی کار دائمی می‌شود و خطرات زمان اجرا را به حداقل می‌رساند.
اجزاء تشکیل‌دهنده سقف مرکب عرشه فولادی
ورق فولادی گالوانیزه:
ورق فولادی شاخص‌ترین مصالح این نوع سقف می‌باشد که برای ساخت آن ورق فولادی گالوانیزه (هر دو طرف) با ضخامت‌های ۶/۰ تا ۲/ ۱ میلیمتر را به‌وسیله دستگاه‌های Rolll Forming به روش نورد سرد (cold forming) به حالت موج‌دار شکل‌دهی می‌کنند، به صورتی که در مقطع حاصله هر موج به شکل ذوزنقه دیده می‌شود. برای محاسبهٔ مشخصات هندسی مقطع می‌بایست از ضخامت پوشش گالوانیزه (Zinc coating) صرف‌نظر نمود. ارتفاع ذوزنقه‌ها (عمق کنگره‌های پر شده با بتن نمی‌بایست کمتر از ۵۰ میلیمتر باشد.) ضمن رعایت ضوابط موجود برای کاربری‌های مختلف به حالت‌های خاصی از ذوزنقه شکل داد، تا به قابلیت‌های جدید دست یابند. این ورق‌ها می‌بایست در جان خود (قسمت شیب‌دار ورق) دارای فرورفتگی‌ها و برجستگی‌هایی باشند تا درگیری (Interlock) بین فولاد و بتن را ایجاد نمایند. در طی مراحل بارگیری، حمل و دپوی این ورق‌ها می‌بایست دقت لازم برای جلوگیری از تغییر شکل (Deformation) آن‌ها صورت گیرد.
مشخصات و توضیحات در مورد تهیه ورق گالوانیزه خام:
– ورق‌های گالوانیزه برای مصارفی کاربرد داشته و مناسب‌اند که ویژگی مقاومت در برابر خوردگی آن‌ها از درجه اهمیت بالایی برخوردار باشد. حفاظت در برابر خوردگی با مقدار جرم پوشش روی در واحد سطح نسبت مستقیم دارد. همچنین اگر روش‌های جوشکاری مناسب باتوجه‌به نوع پوشش بکار رود، محصول برای جوشکاری مناسب است.
– باتوجه‌به قسمت Material and Design و Finishes آیین‌نامه SDI و آیین‌نامه ASTM طبق پیشنهاد آیین‌نامه آمریکا از ورق گالوانیزه با حداقل مقاومت تسلیم ۴۰ Ksi یا ۲۷۵ MPa می‌بایست استفاده نمود.
انواع ورق‌های موجود در بازار بر اساس کیفیت به دو دسته تقسیم می‌شود:
ورق با کیفیت معمولی: ورق با کیفیت معمولی برای مصارف عمومی به شکل تخت یا خم‌کاری، یا شکل‌دهی ساده به کار می‌رود. ضخامت ورق‌های مذکور به طور معمول بین ۲/۰ – ۳/۰ میلیمتر (پس از پوشش گالوانیزه) و عرض آن‌ها بین ۱۲۷۵-۷۰۰ میلیمتر می‌باشد که به شکل (coil) یا ورقه (sheet) تولیدمی شود.
ورق با کیفیت کششی: ورق با کیفیت کششی برای شکل‌دهی عمیق به کار می‌رود. ضخامت ورق‌های مذکور به طور معمول بین ۲-۳/۰ میلیمتر (پس از پوشش گالوانیزه) و عرض آن‌ها بین ۱۲۷۵-۷۰۰ میلیمتر که به شکل (coil) یا ورقه‌های (sheet) تولید می‌شود.
انواع آزمون‌های مربوط به ورق گالوانیزه:
آزمون خمش:
برای آزمون خمش، نمونه دارای پوشش گالوانیزه، باید تحت خمش ۱۸۰ درجه در هر جهت دلخواه قرار گیرد و پس از خمش نباید آثاری از پوسته شدن، ترک (قابل‌مشاهده با چشم غیرمسلح) یا پارگی ورق پایه در قسمت خارجی خم (در ناحیه‌ای بیشتر از ۷mm با لبه‌های ورق فاصله دارد) مشاهده شود.
آزمون ضربه:
در این آزمون وزنه‌ای با جرم ۱kg از فاصله‌ای مشخص و بدون اعمال نیرو بر روی ورق پرتاب می‌شود که نباید در اثر اعمال این ضربه، هیچ‌گونه اثری از پوسته شدن بر سطح ورق ظاهر شود. در غیر این صورت ورق گالوانیزه برای انجام عملیات پرس (فرمینگ) مناسب نیست.
مراحل ساخت و تولید و اجرای عرشه فولادی
رول فرمینگ:
اولین مرحله از عملیات اجرای سقف عرشه فولادی فرمینگ ورق توسط دستگاه رول فرمینگ می‌باشد که مطابق با نقشه‌های شاپ و لیست تعداد و اندازه موردنیاز هر پروژه که توسط مهندسین این شرکت تهیه و تنظیم و پس از تأیید نهایی توسط کارفرما تولید، بسته‌بندی و کدگذاری گردیده و آماده حمل به محل پروژه می‌شود.
حمل‌ونقل بر روی اسکلت:
در این مرحله جهت جابه‌جایی و حمل ورق‌ها به روی اسکلت از تاور یا جرثقیل استفاده می‌شود که مطابق با نقشه‌های شاپ و کد محل تخلیه که بر روی هر بندیل درج گردیده در محل مورد نظر تخلیه می‌گردد.
نصب ورق عرشه فولادی:
پس از حمل ورق‌ها به روی اسکلت، نصب ورق‌های عرشه فولادی مطابق با دتایل‌های اجرایی و ضوابط عمومی که در زیر به آن اشاره می‌گردد آغاز می‌شود:
- حمل و نصب عرشه‌ها بایستی به نحوی صورت پذیرد که در حین حمل آسیب‌دیدگی بر روی عرشه‌ها به وجود نیاید.
- دپوی عرشه‌ها در کارگاه نصب، بایستی به نحوی صورت پذیرد که بر اثر دپو شدن عرشه‌ها بر روی یکدیگر دچار تغییر شکل نشوند.
- در صورت مغایرت فواصل تیرهای اصلی و فرعی با نقشه‌های شاپ یا سازه، اجرای عرشه‌ها با طول بیشتر از ۳ متر بدون تعبیه تیر فرعی اضافی یا شمع بندی مجاز نیست.
- حداقل عرض نشیمن عرشه‌های فولادی بر روی تیرهای اصلی و تیرهای لبه برابر با نصف عرض بال تیر است. به‌هرحال این مقدار نبایستی کمتر از ۵۰ میلیمتر باشد.
- وصله عرشه‌های فولادی صرفاً بر روی تیرهای اصلی مجاز بوده و در این حالت بایستی دو عرشه متصل شده به طولی حداقل برابر با ۵۰ میلیمتر بر روی تیر اصلی با یکدیگر هم‌پوشانی داشته باشند.
- می‌بایست از اجرای عرشه فولادی که دچار تغییر شکل‌های ماندگار در هر یک از جهات گردیده‌اند خودداری شود.
- پس از پخش عرشه‌های فولادی بر روی اسکلت سازه و قبل از اجرای گلمیخ، عرشه‌های فولادی بایستی به نحو مناسبی با میخ به تیرهای اصلی و فرعی مهار شوند.
- پس از پخش عرشه فولادی بر روی اسکلت، از پرتاب ابزارآلات، حرکت ماشین‌آلات و تجهیزات اجرایی و … بر روی عرشه‌های فولادی که سبب تغییر شکل‌های ماندگار می‌گردد خودداری شود.