نحوه اجرای سقف یوبوت و استفاده از آن در ساخت‌وسازهایی با مقیاس بزرگ انقلابی در دنیای همیشه در حال تحول ساخت‌وساز ایجاد کرده است. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در طراحی سازه‌های بزرگ مانند برج‌ها، بیمارستان‌ها، مجتمع‌های تجاری، تأسیسات صنعتی و… مدیریت وزن و مواد موردنیاز دال‌های بتن مسلح است که ستون فقرات سیستم‌های باربری افقی را تشکیل می‌دهند. به طور سنتی، دال‌های بتنی جامد در عین مستحکم بودن، به دلیل وزن بالای خود، محدودکردن طول دهانه و افزایش نیاز به پشتیبانی سازه‌ای گسترده، محدودیت‌هایی را تحمیل می‌کند.

انواع سقف یوبوت راه‌حلی پیشگامانه است که نوید بازتعریف رویکرد طراحی و ساخت دال در پروژه‌های بزرگ را می‌دهد. دال یوبوت که به دلیل استفاده نوآورانه از شکل‌دهنده‌های خالی پروپیلن بازیافتی بدین شکل نام‌گذاری شده است، یک جهش به جلو در فناوری بتن سبک محسوب می‌شود. در این مقاله از سری مقالات دالفا با ما همراه باشید تا به بررسی مزایای سقف یوبوت در ساختمان سازی بپردازیم.

نحوه اجرای سقف یوبوت؛ منظور از سقف یوبوت چیست؟

این روش که در سال 2001 توسط مهندس ایتالیایی روبرتو ایل گرانده ابداع شد، قالب‌های توخالی و مدولار را در فرایند ریخته‌گری بتن ادغام می‌کند و یک دال توخالی دوطرفه ایجاد می‌کند. نحوه اجرای سقف یوبوت یکپارچگی سازه را حفظ می‌کند و در عین حال وزن و مصرف مصالح را به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.

سیستم U-boot با تعبیه این واحدهای سبک وزن، هرمی شکل و کوتاه بین لایه‌های تقویت‌کننده بالا و پایین، شبکه‌ای از دنده‌های بتنی متعامد را تشکیل می‌دهد که در داخل صفحات نازک محصور شده‌اند. این ساختار نیاز به تیرهای سنتی را از بین برده و امکان دهانه‌های بزرگ‌تر و دال‌های نازک‌تر را فراهم می‌کند. انواع سقف یوبوت نه‌تنها عملکرد سازه را بهینه می‌کند؛ بلکه انعطاف‌پذیری معماری را نیز افزایش می‌دهد.

همین امر اجرای سقف یوبوت را به گزینه‌ای ایده‌ال برای نقشه‌های گسترده با پلان باز که معمولا در ساختمان‌های بزرگ موردنیاز است، تبدیل می‌کند. چیزی که سقف یوبوت را متمایز می‌کند، توانایی مقابله آن با چندین چالش است. این ساختار مصرف بتن و فولاد را تا 30 الی 40 درصد، هزینه‌های ساخت‌وساز و تولید کربن که یکی از عوامل حیاتی در صنعت پایداری امروز محسوب می‌شود را به طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.

انواع سقف یوبوت

اجرای سقف یوبوت یک سیستم سازه‌ای نوآورانه است که در ساخت‌وساز، عمدتاً برای ایجاد صفحات بتنی مسطح، به‌منظور افزایش ظرفیت باربری و کاهش مصرف مصالح مورداستفاده قرار می‌گیرد. اصطلاح یوبوت (U boot) به یک عنصر توخالی و U شکل که از پلی‌پروپیلن بازیافتی یا مواد مشابه ساخته شده است، اشاره دارد.

این اجزای کاربردی در حین ریخته‌گری در داخل دال بتنی جاسازی می‌شوند و ساختاری توخالی را ایجاد می‌کنند که وزن کلی دال کاهش داده و درعین‌حال استحکام آن را حفظ می‌کند. این فناوری به طور گسترده در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی مورداستفاده قرار می‌گیرد و مزایایی از نظر هزینه، پایداری و انعطاف‌پذیری طراحی را ارائه می‌دهد. باتوجه‌به نحوه اجرای سقف یوبوت، در ادامه به بررسی انواع سقف یوبوت می‌پردازیم.

1. سقف یوبوت استاندارد

سیستم سقف استاندارد یوبوت شامل استفاده از فرم دهنده فضای خالی U شکل با اندازه یکنواخت است که به صورت شبکه‌ای در داخل دال بتنی قرار می‌گیرد. این قالب‌ها معمولاً در ارتفاع‌های مختلف (مثلاً 10 الی 40 سانتی‌متر) برای مطابقت با نیازهای ساختاری مختلف در دسترس هستند. فضاهای خالی ایجاد شده توسط عناصر یوبوت مقدار بتن موردنیاز را کاهش می‌دهد و دال را تا 30 الی 40 درصد در مقایسه با دال بتنی جامد با ضخامت یکسان، سبک می‌کند.

در نحوه اجرای سقف یوبوت نوع استاندارد برای سازه‌هایی با دهانه متوسط مانند طبقات مسکونی، پارکینگ‌ها، و ساختمان‌های اداری ایده‌ال است. سقف یوبوت استاندارد تعادلی بین سادگی، کارایی هزینه و عملکرد را ارائه می‌دهد و همین امر آن را به رایج‌ترین انواع سقف یوبوت مورداستفاده تبدیل می‌کند.

2. سقف یوبوت دوبل

اجرای سقف یوبوت دوبل برای دهانه‌های بزرگ‌تر یا بارهای سنگین‌تر موردنیاز قرار می‌گیرد. این فرایند شامل قرار دادن دو قالب U boot به صورت عمودی در داخل دال، ایجاد فضای عمیق‌تر و کاهش وزن بیشتر است. اجرای سقف یوبوت دوبل افزایش عمق، توانایی دال برای پردارش به ممان خمشی، و نیروهای برشی بیشتر را افزایش می‌دهد. همین امر آن را به گزینه‌ای مناسب برای ساختمان‌های صنعتی، انبارها یا سازه‌هایی با دهانه بیش از 10 الی 12 متر تبدیل می‌کند.

درحالی‌که این طراحی و نحوه اجرای سقف یوبوت مدل دوبل به طراحی دقیق‌تری نیاز دارد، به مهندسان اجازه می‌دهد تا به صرفه‌جویی قابل‌توجهی در مصالح دست یابند و کارایی ساختاری سقف‌های با دهانه وسیع را بهینه کنند.

3. سقف یوبوت هیبریدی

اجرای سقف یوبوت هیبریدی، سیستم U boot را با سایر تکنیک‌های ساخت‌وساز مانند پس‌کشیدگی و یا تقویت‌کننده‌های فولادی ادغام می‌کند. در این پیکربندی، فرم دهنده یوبوت با میلگردهای اضافی ترکیب می‌شود تا استحکام کششی و انعطاف‌پذیری دال را افزایش دهد. سقف یوبوت هیبریدی به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز یا ساختمان‌های بلند که به ارتجاع اضافی نیاز دارند، مورداستفاده قرار می‌گیرند. رویکرد ترکیبی اجرای سقف یوبوت هیبریدی این امکان را فراهم می‌کند تا دال‌های نازک‌تر با دهانه‌های بزرگ‌تر، آزادی بیشتری را در طراحی و درعین‌حال حفظ یکپارچگی سازه به معماران ارائه دهد.

4. سقف یوبوت سبز

بر اساس نحوه اجرای سقف یوبوت نوع سبز را داریم. سقف یوبوت سبز یکی از انواع متنوع U boot متمرکز بر پایداری، اصول طراحی سازگار با محیط‌زیست را در خود جای داده است. فرم دهنده‌ها اغلب از مواد کاملاً بازیافتی ساخته می‌شوند و سیستم با سنگ‌دانه‌های سبک‌وزن یا لایه‌های عایق برای بهبود عملکرد حرارتی ترکیب می‌شوند. این نوع از اجرای سقف یوبوت معمولاً در ساختمان‌های سبز یا پروژه‌هایی با هدف صدور گواهینامه LEED استفاده می‌شود؛ زیرا با به‌حداقل‌رساندن استفاده از بتن و افزایش بهره‌وری انرژی، ردپای کربن را کاهش می‌دهد.

مراحل اجرای سقف یوبوت

نحوه اجرای سقف یوبوت نیازمند برنامه‌ریزی، اجرا و رعایت اصول مهندسی دقیق است. این فناوری نوآورانه دال توخالی که از فرم دهنده‌های سبُک U شکل برای کاهش مصرف بتن و وزن دال استفاده می‌کند، در ساخت‌وسازهای مدرن طرف‌داران زیادی را به خود اختصاص داده است. در ادامه به بررسی مراحل اجرای سقف یوبوت می‌پردازیم.

1. طراحی و تحلیل سازه

فرایند اجرای سقف یوبوت با طراحی دقیق توسط یک مهندس واجد شرایط آغاز می‌شود. این مرحله شامل محاسبه نیازهای باربری، طول دهانه و ضخامت دال بر اساس هدف ساختمان (به‌عنوان‌مثال مسکونی، تجاری یا صنعتی) است. نرم‌افزارهایی مانند ETABS یا SAP2000 اغلب برای مدل‌سازی دال مورداستفاده قرار می‌گیرند که ابعاد و فواصل فرم دهنده‌های U boot را در خود جای داده است. در طراحی سقف یوبوت باید بارهای زنده، بارهای مرده و عوامل محیطی مانند فعالیت لرزه‌ای در نظر گرفته شود. جزئیات تقویت‌کننده، از جمله اندازه میل‌گرد و محل قرارگیری، برای تکمیل سیستم خالی شده نهایی شده است.

2. نحوه اجرای سقف یوبوت؛ تهیه مواد

مرحله دوم اجرای سقف یوبوت، تهیه مصالح موردنیاز است. مصالح موردنیاز شامل فرم دهنده‌های U boot، بتن (معمولاً درجه C25/30 یا بالاتر) تقویت‌کننده‌های فولادی (میلگرد) و قالب (به‌عنوان‌مثال تخته سه لا یا کرکره فلزی) هستند. اطمینان حاصل کنید که عناصر سقف یوبوت از نظر اندازه و شکل با مشخصات طراحی مطابقت دارند. بررسی کنید که همه مصالح با قوانین ساختمان‌سازی محلی و استانداردهای کیفیت مطابقت داشته باشند تا دوام و ایمنی را تضمین کنند.

3. آماده ‌سازی قالب

در این مرحله، قالب برای تعیین مرزهای دال تنظیم می‌شود. این شامل نصب کرکره‌های افقی بر روی داربست یا تکیه‌گاه‌ها می‌شود تا از تراز و پایداری آن اطمینان حاصل شود. قالب باید ضد آب باشد تا از نشت بتن جلوگیری شود و به‌اندازه کافی محکم باشد تا وزن بتن مرطوب را تحمل کند. برای برداشتن آسان پس از عمل‌آوری، یک عامل رهاکننده در این مرحله از نحوه اجرای سقف یوبوت روی قالب اعمال می‌شود.

4. قرار دادن آرماتور پایین

در این مرحله از اجرای سقف یوبوت، در لایه زیرین آرماتور فولادی (میلگرد) مطابق طرح قرار داده می‌شود. آرماتورهای فولادی معمولاً شامل شبکه‌ای از میله‌ها است که در فواصل مشخص قرار می‌گیرند و با سیم اتصال به هم متصل می‌شوند. میلگرد، استحکام کششی را برای دال فراهم می‌کند و با سیستم یوبوت برای توزیع موثر بارها همکاری می‌کند.

5. تعیین موقعیت قالب یوبوت

قالب‌های یوبوت در این مرحله از اجرای سقف یوبوت، روی آرماتور پایینی به صورت شبکه‌ای، مطابق با چیدمان مهندس قرار می‌گیرد. برای جلوگیری از حرکت در حین ریختن بتن، قالب‌ها با اسپیسرها یا اتصال‌دهنده‌ها (با قالب‌ها عرضه می‌شوند)، محکم می‌شوند. در این مرحله باید از تراز و فاصله مناسب (معمولاً 5 الی 10 سانتی‌متر) اطمینان حاصل شود تا یکپارچگی سازه حفظ شود و بتن در اطراف حفره‌ها جریان یابد.

6. نصب آرماتور بالا

مرحله ششم در نحوه اجرای سقف یوبوت نصب آرماتور بالا است. لایه بالایی میلگرد در این مرحله روی قالب یوبوت نصب می‌شود و شبکه دوم را تشکیل می‌دهد. این لایه مقاومت دال را در برابر نیروهای خمشی و برشی افزایش می‌دهد. آرماتور بالا و پایین در صورت لزوم به‌هم‌چسبیده می‌شوند تا از ثبات در سراسر دال و اجرای سقف یوبوت اطمینان حاصل شود.

7. نحوه اجرای سقف یوبوت؛ ریختن و تراکم بتن

بتن در این مرحله باید به صورت یکنواخت روی قالب ریخته شود و شکاف‌های بین و زیر قالب‌های یوبوت را پر کند. در این فرایند از ویبراتورها برای فشرده‌سازی بتن استفاده می‌شود و حفره‌های هوا از بین می‌روند تا یک مخلوط یکنواخت تضمین شود. ریزش باید پیوسته باشد تا از ایجاد درز جلوگیری شود و سطح دال باید صاف شود.

8. پخت بتن و حذف قالب

دقت در نحوه اجرای سقف یوبوت به اجرای اصولی آن کمک می‌کند. در مرحله هشتم اجرای سقف یوبوت باید بتن حداقل به مدت 7 الی 14 روز (بسته به آب‌وهوا و مخلوط بتن) با مرطوب نگه‌داشتن آن با آب یا سایر ترکیبات عمل‌آوری شود. این کار از ترک خوردن جلوگیری می‌کند و توسعه استحکام را تضمین می‌کند. پس از خشک شدن، قالب با دقت برداشته می‌شود و سقف سبک وزن یو بوت را دست نخورده باقی می‌ماند.

9. بازرسی و تکمیل

در مرحله آخر اجرای سقف یوبوت، یک بازرسی کامل برای بررسی ابعاد، استحکام و همسویی با طرح انجام می‌شود. بسته به نیازهای ساختمان، روکش‌ها (مثلاً گچ یا کاشی) یا عایق رطوبتی در صورت لزوم اعمال می‌شود.

مزایای سقف یوبوت در ساختمان سازی

سیستم سقف یوبوت یک فناوری دال بتنی با صفحه مسطح خالی به دلیل مزایای متعدد آن در ساخت‌وسازهای مدرن، محبوبیت زیادی پیدا کرده است. این روش نوآورانه با استفاده از قالب‌های سبک‌وزن U شکل، مصرف مصالح را کاهش می‌دهد و درعین‌حال عملکرد سازه را افزایش می‌دهد. در کنار بررسی نحوه اجرای سقف یوبوت، در ادامه یک توضیح جامع در مورد مزایای اجرای سقف یوبوت در ساختمان‌سازی به شما ارائه می‌دهیم:

1. کاهش مصرف مصالح

یکی از مزایای سقف یوبوت در ساختمان سازی، کاهش قابل‌توجه در مصرف بتن و مصالح است. حفره‌های توخالی ایجاد شده توسط قالب‌های یوبوت، بتن را در مناطق غیربحرانی جابه‌جا می‌کند و حجم کلی دال را 20 الی 40 درصد در مقایسه با دال جامد با ضخامت متعادل، کاهش می‌دهد. این مزیت نه‌تنها تقاضا برای سیمان را کاهش می‌دهد. استحکام و مقاومت بالای انواع سقف در سازه فولادی باعث افزایش استفاده از این نوع سقف در ساختمان‌سازی مدرن شده است.

2. ساختار سبک وزن

طراحی توخالی اجرای سقف یوبوت، به طور قابل‌توجهی بار مرده را به میزان 30 الی 40 درصد کاهش می‌دهد. این وزن سبک‌تر، فشار وارده بر ستون‌های تکیه‌گاه، تیرها و پایه‌ها را کاهش می‌دهد و به استفاده از عناصر سازه‌ای کوچک‌تر و هم‌هزینه‌تر منجر می‌شود. در ساختمان‌های بلند یا پروژه‌هایی با دهانه‌های بزرگ، این کاهش وزن می‌تواند منجر به صرفه‌جویی قابل‌توجهی در طراحی و تقویت فونداسیون شود و کارایی اقتصادی کلی را افزایش دهد. سقف دال بتنی در اسکلت فلزی از دیگر انواع سیستم‌های سقف است که امروزه در پروژه‌های مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد.

3. افزایش قابلیت Span

ناگفته نماند در مبحث نحوه اجرای سقف یوبوت، این سقف‌ها دهانه‌های طولانی‌تری را بدون نیاز به تکیه‌گاه‌های میانی امکان‌پذیر می‌کنند. قرارگیری استراتژیک حفره‌ها، سختی و ظرفیت باربری دال را حفظ می‌کند و دهانه‌های 10 الی 15 متری یا بیشتر را (به ویژه در سیستم‌های یوبوت دوبل یا هیبریدی) امکان‌پذیر می‌کند. این انعطاف‌پذیری برای طرح‌های باز در فضاهای تجاری، انبارها و پارکینگ‌ها ایدئال است و آزادی طراحی بیشتری را به معماران ارائه می‌دهد.

4. کارایی هزینه

اجرای سقف یوبوت با کاهش نیازهای بتن، آرماتور فولادی و فونداسیون، هزینه‌های ساخت‌وساز را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، ماهیت سبک‌وزن آن، زمان‌بندی ساخت را تسریع می‌کند. مصالح کمتر به معنای نصب سریع‌تر و نیاز به کار کمتر است. در طول چرخه عمر ساختمان، کاهش بار ساختاری می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد و انواع سقف یوبوت را به یک راه‌حل طولانی‌مدت و مقرون‌به‌صرفه تبدیل می‌کند.

5. بهبود عایق حرارتی و صوتی

حفره‌های توخالی درون دال خواص عایق حرارتی و صوتی آن را افزایش می‌دهد. محفظه‌های هوا به‌عنوان موانع طبیعی عمل می‌کنند و باعث کاهش انتقال حرارت و صدا از طریق سقف می‌شوند. این مزیت به‌ویژه در ساختمان‌های مسکونی و اداری که در آن راحتی ساکنان در اولویت است، ارزشمند بوده و می‌تواند وابستگی به سیستم‌های گرمایش و سرمایش را کاهش دهد. امروزه استفاده از بهترین عایق رطوبتی سقف شیروانی و همچنین سایر انواع سقف‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

6. پایداری

نحوه اجرای سقف یوبوت با اصول ساختمان‌سازی سبز هماهنگ است. فراتر از به‌حداقل‌رساندن استفاده از بتن، قالب‌ها اغلب از پلی‌پروپیلن بازیافتی ساخته می‌شوند و اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند. ساختار سبک‌تر همچنین هزینه‌های انرژی حمل‌ونقل مواد را کاهش می‌دهد و تولید کربن را به حداقل می‌رساند.

7. عملکرد لرزه‌ای

در مناطق زلزله‌خیز، جِرم کاهش‌یافته توسط اجرای سقف یوبوت، رفتار لرزه‌ای ساختمان را بهبود می‌بخشد. دال‌های سبک‌تر نیروی اینرسی کمتری در طول رویدادهای لرزه‌ای اعمال می‌کنند و خطر شکست سازه را کاهش می‌دهند. هنگامی که با تکنیک‌های ترکیبی مانند پس کششی ترکیب می‌شوند، این سیستم انعطاف‌پذیری بیشتری را نیز ارائه می‌دهد.

8. سهولت نصب

علی‌رغم مزایای پیشرفته آن، نحوه اجرای سقف یوبوت نسبتاً ساده است. قالب‌های سبک‌وزن، مدولار و آسان به‌راحتی قابل‌نصب هستند و به طور یکپارچه در فرایند ریختگی بتن استاندارد، ادغام می‌شوند. این سادگی نیاز به نیروی کار با تجهیزات تخصصی را به حداقل می‌رساند و ساخت‌وساز را ساده می‌کند.

جمع‌بندی

نحوه اجرای سقف یوبوت در هر مرحله از طراحی تا پخت، نیاز به‌دقت دارد. سقف یوبوت سبک‌وزن در صورت اجرای صحیح، مقرون‌به‌صرفه بودن و پایداری را ارائه می‌دهد که برای پروژه‌های ساختمانی، یک ویژگی ایده‌ال است. انواع سقف یوبوت ترکیبی از کارایی، پایداری و تطبیق‌پذیری را ارائه می‌دهند و به انتخابی جذاب برای ساخت‌وساز مدرن تبدیل شده‌اند. توانایی این سیستم سقفی در کاهش هزینه‌ها، افزایش انعطاف‌پذیری طراحی و بهبود عملکرد محیطی، آن را به یک راه‌حل عالی برای طیف وسیعی از پروژه‌های ساختمانی تبدیل می‌کند.

در این مقاله کوشیدیم راهنمای جامعی در مورد مزایای سقف یوبوت در ساختمان سازی به شما ارائه دهیم. ما تخصص خود را در طراحی و توسعه سیستم‌های سقف و دیوار متمرکز کرده‌ایم تا آزادی معماری، عملکرد طراحی و استحکام را به شما ارائه دهیم. برای اطلاعات بیشتر می‌توانید از طریق بخش تماس با ما، با مشاوران ما در ارتباط باشید.