سقف سازه فولادی و انواع آن

سقف از جمله مهم‌ترین قسمت‌های ساختمان است که به روش‌های مختلف اجرا می‌شود. این بخش از بنا، باید از مقاومت لازم در برابر نیروهای وارده برخوردار باشد تا دچار آسیب نشود. معایبی چون وزن بالا، مقاومت پایین در برابر زلزله و عدم کنترل کیفیت در انواع سقف‌های مختلف باعث شده است که سازندگان و مهندسان به استفاده از سقف فولادی روی بیاورند. علت اصلی استفاده از سقف‌های فولادی استحکام بالا، سرعت در ساخت‌ و ساز و مقاومت آن‌ها در برابر زلزله است. وجود معایب متعدد دیگر سقف‌ها و همچنین لزوم استفاده از مصالح ساختمانی مرغوب برای مقاوت در برابر حوادث طبیعی مثل زلزله، در چند سال اخیر باعث شده تا افرادی که در صنعت ساختمان مشغول هستند به فکر بهره‌گیری از روش‌های نوین و مصالح جدید بیافتند. امروزه استفاده از سیستم‌های سقف‌سازی جدید جهت افزایش سرعت ساخت، سبک‌سازی و در عین حال مقاوم‌تر کردن ساختمان‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
ما در این مقاله قصد داریم تا شما را با انواع سقف‌های موجود از جمله سقف‌های فولادی بیشتر آشنا کنیم.

یکی از مهم‌ترین انواع سقف، سقف سازه فولادی است. به دلیل استحکام بالای فولاد و سبک بودن آن در انواع مختلف سقف‌های پیش‌ساخته بتنی، پیش‌ساخته دال ورقی، سقف‌های عرشه‌ فولادی، تیرچه بلوک، دال بتنی، خرپای فضایی، وافل، کامپوزیتی، کاذب و... ساخته می‌شود که هر کدام کاربرد خاص خودش را دارد.

انواع سقف سازه فولادی

به صورت کلی هر سقف استانداردی باید شامل خصوصیات زیر باشد:

• مقاومت و پایداری در برابر نیروی وزن خود و بارهایی که قرار است تحمل نماید.
• مقاومت در برابر آب و هوا: سقف باید به وسیله مصالح عایق مانع از عبور رطوبت به داخل فضا شود.
• دوام قطعات و اجزای مختلف تشکیل‌دهنده سقف در برابر فرسودگی.
• مقاومت حرارتی در برابر گرما، سرما و آتش سوزی

یکی از مهم‌ترین انواع سقف، سقف فلزی است. معمولا در سقف‌های فلزی از آلیاژهای روی، مس و فولاد استفاده می‌کنند. اما به دلیل درجه استحکام بالای فولاد و سبک بودن آن، این آلیاژ قابل اعتماد بوده و همچنین به مواد اولیه کمتری نسبت به انواع دیگر سازه مانند سازه بتنی نیاز دارد. به همین دلیل، بیشتر از فولاد در ساخت و سازهای مدرن و سازه‌های فلزی از جمله سقف استفاده می‌شود.

سقف های پیش ‌ساخته بتنی

یکی از انواع سقف‌ فلزی ساختمان، سقف‌های پیش‌ساخته بتنی است. در ساخت سقف‌های پیش‌ساخته بتنی از دال‌ها، ستون‌ها و پانل‌هایی که قبلا در کارخانه‌ها تولید شده‌اند، استفاده می‌شود. در این نوع سقف‌ها، بتن‌ریزی از طریق ماشین‌های مخصوص صورت می‌گیرد. نصب و برپا کردن ساختمان‌های پیش‌ساخته، سریع‌تر و راحت‌تر از انواع سیستم‌های بتنی درجا ریز است. هنگام نصب قطعات و اجرای سیستم‌های پیش‌ساخته، دیگر نیاز به استفاده از قالب‌بندی، شمع‌بندی و تمهیدات دیگر نیست و استفاده از تکنیک پیش‌ساختگی، امکان نصب قطعات حتی در شرایط آب و هوایی نامناسب که اجرای بتن به صورت درجا ریز مجاز نیست را فراهم می‌سازد. سقف‌های پیش‌ساخته بتنی سه مزیت اساسی نسبت به دیگر مواد رقابتی دارند، اول این که آن‌ها بسیار اقتصادی هستند، دوم این که به راحتی در دسترس قرار می‌گیرند و در نهایت به راحتی حمل و ساخته می‌شوند.

سقف های پیش‌ ساخته دال ورقی

در این سیستم، برای پوشش دهانه‌های بزرگ‌تر از پانل‌های بتنی پیش‌ساخته استفاده می‌شود. از سیستم‌های پیش‌ساخته دال ورقی- پوسته‌ای می‌توان در ساختمان‌های بتنی پیش‌ساخته یا درجا استفاده کرد. این سقف‌ها قابلیت تحمل بارهای مرده در زمان اجرا و بهره‌برداری را دارند. یکی از مزایای استفاده از این سیستم، پایین آمدن هزینه‌ها است. صرفه‌جویی در زمان ساخت، رفتار خوب سازه‌ای پانل‌ها و تقلیل هزینه‌های اجرا از مزیت‌های این روش به شمار می‌روند. این در حالی است که با توجه به ابعاد بزرگ پانل‌های پیش‌ساخته نصب آن‌ها در محل اجرا معمولا با مشکلاتی همراه است.

سقف های عرشه‌ فولادی

سقف‌های عرشه فولادی از جمله انواع سقف فولادی هستند که نخستین بار در کشور انگلستان مورد استفاده قرار گرفتند و در سال‌های اخیر رواج زیادی پیدا کردند. برای ساخت سقف‌های مرکب دو روش وجود دارد:

• استفاده از عرشه‌های فلزی عمیق و بتن ریزی درجا
• استفاده از عرشه‌های فلزی کم عمق و بتن ریزی درجا

این روش‌ها در ابتدا در ساخت ساختمان‌های کوچک و جهت راهی برای کاهش ضخامت سقف به کار گرفته می‌شدند. اما در حال حاضر هر دو نوع سقف مذکور برای پوشش سقف‌های با دهانه‌های حداکثر ۱۰ متر مورد استفاده قرار می‌گیرند. معمولا سقف‌های نوع دوم در مواقعی به کار می‌روند که عمق دال سقف تا حدی زیاد است و کل ارتفاع مقطع تیرهای اصلی ساختمان را در برخواهد گرفت.
این نوع سقف با استفاده از ورق‌های گالوانیزه ذوزنقه‌ای شکل ساخته می‌شود و اجزای آن شامل ورق گالوانیزه، فلاشینگ، گل میخ، میلگرد و بتن است. این سقف وزن بسیار سبکی دارد و اجرای آن از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه است. با استفاده از این سیستم می‌توان سقف گذاری و بتن ریزی را هم‌زمان در تمام طبقات انجام داد.
سقف عرشه فولادی را می‌توان جایگزینی مناسب برای سقف‌های تیرچه بلوک در نظر گرفت. از مزایای آن می‌توان به سرعت بالای اجرای سقف و ایمنی حین کار اشاره نمود، زیرا بعد از اتصال ورق‌های گالوانیزه به سقف، سطحی یکپارچه ایجاد می‌شود که کارگران با خیالی آسوده می‌توانند بر روی آن کار کنند.
انواع مختلفی از سقف عرشه فولادی مثل عرشه‌های فولادی کامپوزیتی و عرشه‌های دهانه بلند و عرشه‌های سلولی در بازار موجود است. ساخت سقف عرشه فولادی معایبی نیز به همراه دارد؛ مثلا برای اجرای سقف عرشه فولادی، نیاز به تمهیدات ویژه‌ای است. از این رو، می‌توان گفت اجرای آن کار ساده‌ای نیست و با سختی همراه است. یکی از برجسته‌ترین معایبی که می‌توان در استفاده از سقف عرشه فولادی نام برد، لرزش شدید آن‌هاست. همچنین می‌توان از این نوع سقف در اسکلت فلزی و بتنی نیز استفاده کرد.

بیشتر بخوانید: عرشه فولادی؛ ویژگی‌ها و مزایای سقف عرشه فو

سقف های پیش ‌ساخته با استفاده از مقاطع T شکل

سقف پیش‌ساخته با استفاده از مقاطع T شکل، زمانی‌که پوشش دهانه بزرگ‌تری به‌ وسیله‌ سقف مدنظر است، از قطعات پیش‌ساخته عمیق‌تر مانند تیرهای T شکل منفرد یا دوبل استفاده می‌شود. در صورت استفاده از سقف‌های با مقاطع T شکل، وزن قطعات فولادی ساختمان به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. روش استفاده از دال‌های بتنی پیش‌ساخته و قاب‌های فولادی تیرهای T شکل منفرد نسبت به تیرهای T شکل دوبل کمتر رواج دارد زیرا این مقاطع قبل از اجرا به تکیه‌گاه‌های موقت برای تامین پایداری و جلوگیری از افتادن نیاز دارند.

سقف های پیش‌ ساخته پس‌کشیده

این مدل سقف که بدون نیاز به استفاده از ستون‌های نزدیک به هم، قابلیت پوشش دهانه‌های بزرگ را داراست، شامل مجموعه‌ای از قطعات پیش‌ساخته هرمی شکل و غلاف‌هایی جهت عبور کابل‌های پیش تنیدگی است. در این روش با قرارگیری قطعات پیش‌ساخته بر روی داربست‌های موقت چوبی یا فولادی، در محل‌های تعبیه شده بین واحدهای پیش ساخته توسط دوغاب سیمان پر شده و اتصال بین آن‌ها برقرار می‌شود.

سقف های کندویی

برای ساخت این سقف‌ها از قالب‌های مکعبی با جنس فولاد، فایبرگلاس یا پلی‌پروپیلن استفاده می‌کنند. در فواصل این قالب‌ها، میلگردهای کششی قرار گرفته و این میلگرد‌ها میزان تحمل بارهای وارد شده بر این سقف را بالا می‌برند. هنگام ساخت قطعات پیش‌‍ساخته بتنی، فرورفتگی‌های مناسبی در لبه‌های آن‌ها پیش‌بینی می‌شود. قرارگیری و اتصال راحت قطعات پیش‌ساخته بتنی به یکدیگر از مزایای استفاده از قطعات پیش‌ساخته بتنی است. اگرچه استفاده از قطعات پیش‌ساخته نسبت به انواع حالات استفاده از بتن به صورت درجا ریز دارای مزایایی است، ولی دشواری‌های موجود هنگام حمل قطعات با ابعاد بزرگ از کارخانه به محل اجرا و نیاز به جرثقیل و تجهیزات ویژه برای بالا بردن و نصب قطعات پیش‌ساخته، باعث می‌شود تا از انتخاب آن صرف نظر کنید.

خرپاهای فضایی

خرپاهای فضایی متشکل از تعداد زیادی اعضای خرپایی هستند که در حالت سه بعدی، یک سیستم سقف سازی با درجه نامعینی را پدید می‌آورند. سیستم مذکور با استفاده از قطعات مدولار و به صورت منظم در فضا امکان پوشش دهانه‌های بزرگ را در دو جهت فراهم می‌سازد.

بیشتر بخوانید: خرپا یا میلگرد زیگزاگ چیست؟

سقف دال بتنی

این روش که در بریتانیا ابداع شده، در حقیقت یک روش بسیار خاص برای اجرای سقف‌های پیش‌ساخته است. دال بتنی ضخامتی بین ۱۰ الی ۵۰ سانتی‌متر دارد و در سقف طبقات اجرا می‌شود. وزن سقف دال بتنی بالا است و اجرای آن در مقایسه با سایر سقف‌ها هزینه بردار است. از مزایای این نوع سقف می‌توان به مقاومت بالا در برابر لرزش‌های ناشی از زلزله، عمر طولانی، مقاومت صوتی و حرارتی و صرفه جویی در مصالح اشاره نمود.
سیستم دال بتنی در ساختمان‌هایی که بسیار مهم هستند اجرا می‌شود. مثلا بناهایی که در مراکز صنعتی بزرگ ساخته می‌شوند دارای سقف دال بتنی هستند. این نوع سقف از بتن و آرماتور تشکیل شده است. لازم به ذکر است که دال به دو دسته‌ دال یک طرفه و دال دو طرفه تقسیم می‌شود: 
دال یک طرفه: توسط تیرها در دو طرف مخالف پشتیبانی می‌شوند و بار را در یک جهت حمل می‌کنند.
دال دو طرفه: توسط تیرهای هر چهار طرف پشتیبانی می‌شوند و بار را در امتداد هر دو طرف حمل می‌کنند.

سقف تیرچه بلوک

سقف تیرچه بلوک از جمله رایج‌ترین انواع سقف است که در آن تیرچه‌ها نقش تیر فرعی را داشته و فاصله بین آن‌ها با بلوک پر می‌شود. در این سقف بلوک‌ها نقش سازه‌ای ندارند، در ساختمان‌های اسکلت فلزی، بتنی و آجری از این نوع سقف استفاده می‌شود. سقف تیرچه بلوک وزن سبکی دارد و در برابر نیروهای افقی از مقاومت لازم برخوردار است. در اجرای این سقف به جک‌های زیر سقفی نیاز نیست و سقف و اسکلت آن به صورت یکپارچه خواهند بود. استفاده از بلوک به جای بتن کششی این سقف را به سقفی مقرون به‌ صرفه تبدیل نموده که استفاده از آن روز به روز در حال گسترش است. اجزای تشکیل دهنده سقف تیرچه بلوک شامل تیرچه ، بلوک پرکننده، بتن، آرماتورحرارتی و آرماتور تقویتی برش (اوتکا) است.

بیشتر بخوانید: میلگرد تقویتی چیست؛ نحوه چیدمان آن در تیرچه و فونداس

مزایای سقف تیرچه و بلوک:

• سبکی سقف
• دوام خوب در مقابل آتش سوزی
• مقاومت خوب در برابر نیروهای افقی مانند باد و زلزله
• عایق صوتی خوب
• عایق حرارتی در برابر سرما وگرما
• عایق رطوبتی
• صاف و هموار بودن سطح زیر و روی سقف پس از اجرا

معایب سقف‌های تیرچه بلوک:

• نیاز به زمان زیاد برای اجرا در مقایسه با انواع سقف‌های دیگر
• نیاز به نیروی ماهر و متخصص
• قابل استفاده نبودن در دهانه‌های بزرگ

بیشتر بخوانید: راهنمای کامل نحوه اجرای میلگرد حرارتی و استانداردهای آن

سقف وافل

سقف وافل در حقیقت همان سقف‌های تیرچه بلوک است که به جای یونولیت از قالب‌های موقت (وافل) استفاده می‌شود .
این قالب‌ها بعد از چند بار استفاده کارایی خود را از دست داده و مجددا باید سقف‌های جدید خریداری نمود.
سقف وافل یا در اصطلاح دال دوطرفه سقفی است که آن را با استفاده از سیستم سقف مشبک قابلمه‌ای می‌سازند و برای پوشاندن قسمت زیادی از سقف که بار کمتری به آن اعمال می‌شود، اجرا می‌کنند. از مزایای این سقف نسبت به سقف‌های هم‌رده خودش می‌توان از قیمت مناسب‌تر آن نام برد، همچنین بتن ریزی یکپارچه بدون افزودن روان کننده از دیگر مزایای اجرای این سقف به شمار می‌رود. این نوع سقف برای دهانه‌های بزرگ مناسب‌اند و چون به صورت دال دو طرفه است در هر چهار طرف خود تکیه‌گاه دارد. در سقف وافل جهت کاهش بار مرده سقف، حفره‌هایی ایجاد می‌کنند.
از این نوع سقف برای مکان‌هایی مانند بیمارستان‌ها، پارکینگ‌های مسقف، فرودگاه‌ها و سوله‌های صنعتی استفاده می‌شود و حاوی شبکه‌های مربعی با ضلع‌های عمیق است، شبیه به شکل یک وافل، که اغلب در جایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که دهانه‌های بزرگ بدون دخالت ستون‌ها مورد نیاز باشد. 
مزایای این سقف شامل:

• ظرفیت حمل بار زیاد
• ظرفیت کنترل لرزش خوب
• سبک و نیازمند به مقادیر کمتری از بتن
• آسانی و سرعت در ساخت آن

معایب سقف وافل:

• سا‌خت و سازها نیاز به نظارت دقیق و کار ماهر دارند.
• قالب‌های مورد نیاز برای واحدهای پیش ساخته بسیار پرهزینه بوده و از این رو تنها زمانی مقرون به صرفه هستند که تولید مقیاس بزرگ از واحدهای مشابه مورد نظر باشد.
• سقف وافل، در تجهیزات روشنایی و حلق آویز لوله‌ها مشکل ایجاد می‌کند.

سقف یوبوت

استفاده از یوبوت در جهت سبک سازی دال‌های سقف صورت می‌گیرد. شکل ظاهری یوبوت‌ها به صورت مشبک است. یوبوت‌ها از عناصر سازنده سازه نمی‌باشند و استفاده از آن‌ها تنها به جهت حذف بتن و ایجاد حفره درون دال صورت می‌گیرد.
معایب سقف یوبوت:
از جمله معایب استفاده از قالب های یوبوت می‌توان به حساسیت بالای آن‌ها در برابر شکستگی و خرد شدگی اشاره کرد. از این رو در هنگام نصب آن‌ها باید بسیار مراقب بود.

سقف متحرک

سقف متحرک نمونه‌ای از سقف‌های برقی است که از مواد متفاوت در ساخت آن استفاده می‌شود. این سقف‌ها قابلیت باز و بسته شدن دارند و در مکان‌های مختلف مانند کافه‌های روباز، سایبان استخرها و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نمونه‌ای از موادی که در ساخت سقف متحرک مورد استفاده می‌گیرد، پارچه‌ای مخصوص از جنس پارچه و آلومینیوم است. همچنین نیاز به یک موتور برای باز و بسته شدن دارند.

سقف کاذب

این سقف‌ها از جمله سبک‌ترین نوع سقف به شمار می‌آیند که پس از نصب لوله‌های تاسیساتی می‌توان آن را اجرا نمود. سقف کاذب کناف، پی وی سی، رابیتس و… از جمله این سقف‌ها هستند که از اجزایی مانند الیاف پلیمری، توری، گچ و افزودنی تشکیل می‌شوند.
از مزایای این سقف می‌توان به وزن بسیار سبک، مقاومت در برابر حرارت و رطوبت، اجرای سریع و ایمنی بالا اشاره نمود. این سقف به راحتی بین تیرچه‌ها قابل اجراست و به سقف اصلی متصل خواهد شد.

بیشتر بخوانید: سقف کاذب چیست و انواع 

سقف کامپوزیت

این سقف در اسکلت فلزی قابل اجراست و از ترکیب بتن و فلز ساخته می‌شود. از اجزای تشکیل دهنده سقف کامپوزیت می‌توان به مواردی نظیر آرماتور حرارتی، بتن، تیر فرعی و برشگیر اشاره نمود.
در این سقف‌ها از یونولیت استفاده نمی‌شود و برای نازک‌کاری و ایجاد سطحی یکپارچه در زیر آن از سقف کاذب یا سقف رابیتس استفاده می‌شود. برشگیرهایی که در این نوع سقف به کار می‌روند گل میخ هستند و وظیفه آنها اتصال ورق‌های پوششی به تیرهای فرعی است.
از مزایای سقف کامپوزیت می‌توان به عدم نیاز به شمع‌بندی اشاره نمود و این امکان وجود دارد که چند سقف را بتوان به طور همزمان بتن ریزی نمود.
از مشکلات عمده این نوع سیستم‌ها در درجه اول وجود لرزش در سقف، عدم وجود فضای کافی جهت عبور تاسیسات در فضای زیر سقف، وجود محدودیت در اجرای دهانه‌های بلند و عدم سازگاری در اسکلت بتنی است.

سقف پیش‌تنیده

در این نوع سقف از یکسری کابل با مقاومت کششی بالا به جای آرماتور استفاده می‌شود. این کابل‌ها تحت کشش قرار می‌گیرند و در دو سر تیر محکم گره زده شده و تثبیت می‌شوند، کابل نیروی بارهای ثقلی را خنثی می‌کند زیرا بعد از رها شدن تمایل به تبدیل شدن به حالت اولیه دارد، از این رو در زیر تار خنثی در بتن فشار زیادی وارد می‌شود که در برابر نیروی ایجاد شده توسط بارهای ثقلی در بتن قرار می‌گیرد. به همین دلیل وظیفه این کابل‌ها خنثی کردن بارهای ثقلی است. از مزایای سقف پیش‌تنیده می‌توان به اجرا در دهانه‌های وسیع با کم‌ترین ستون و یا حتی بدون آن اشاره نمود. از این سیستم در اجرای سقف دال بتنی، ساخت پل و پایدار نمودن تونل‌ها استفاده می‌شود. سقف پیش‌تنیده میزان مصرف مصالح را به حداقل می‌رساند و منجر به سبک شدن سازه می‌شود.
سقف پیش‌تنیده را می‌توان از جدیدترین انواع سقف دانست که وارد صنعت ساختمان شده است. در سقف پیش‌تنیده با استفاده از کابل‌های کششی و نحوه قرارگیری کابل‌ها در دال بتنی سقف، یک نیروی فشاری اولیه قبل از بهره‌برداری از سازه در ناحیه کششی دال بتنی ایجاد می‌شود تا پس از بهره‌برداری از سازه این ناحیه کششی دچار ترک نشود و در نتیجه از حداکثر ظرفیت باربری بتن استفاده شود.

سقف طاق ضربی

یکی از قدیمی‌ترین روش‌هایی که برای ساخت سقف به طور متداول مورد استفاده قرار می‌گرفته ، طاق ضربی است. سقف طاق ضربی در گذشته به علت سرعت اجرای بالا، در دسترس بودن مصالح و عدم نیاز به تخصص بالا و همچنین هزینه پایین، کاربرد بسیاری داشته است، اما طراحی این گونه سقف‌ها معایبی نیز به همراه دارد. برای مثال از آن جایی که در ساخت آن‌ها از سازه‌های مقاوم استفاده نمی‌شود، استحکام بالایی ندارند. همچنین ساخت این نوع سقف منسوخ شده و مورد تایید ضوابط وآیین‌نامه‌ها نیست.

سقف مجوف ساخته شده با بلوک‌های تو خالی

سقف‌های مجوف پیش‌ساخته، از رایج‌ترین نوع سقف‌ها در سقف‌های بتنی پیش ساخته است که در ساختمان‌های بتنی درجا نیز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. این روش تا حدودی شبیه روش سقف‌سازی تیرچه و بلوک است. تیرهای بتنی پیش‌ساخته با بلوک‌های بتنی یا سفالی به کار می‌روند و بلوک‌ها برای تمام عمر سازه در داخل سقف باقی می‌مانند. این بلوک‌ها بین نوارهای باریک که پس از بتن ریزی درجا تیرچه‌ها را تشکیل می‌دهند، قرار می‌گیرند. و نوارهای باریک بین بلوک‌ها به وسیله‌ میلگردهای کششی در پایین سطح مقطع آن‌ها قرار می‌گیرند. کار اصلی این میلگردها ایجاد مقاومت کششی برای مقابله با وزن سقف است .

دال های توپر یا تو خالی پیش‌‌ساخته برای سقف سازی

قطعات پیش‌‎ساخته توخالی برای پوشش دهانه‌های متوسط مناسب هستند. سوراخ‌های تعبیه شده در راستای طول قطعات، سبب کاهش وزن سیستم و حذف قسمت‌هایی از بتن که به آن‌ها تنش فشاری قابل توجهی وارد نمی‌شود، می‌گردد. مزیت اصلی دال‌های توخالی کاهش میزان بار مرده می‌باشد. همچنین استفاده از دال‌های توپر یا توخالی جهت سقف سازی، مزیت‌های دیگری مانند ایجاد سطح صاف در زیر سقف را دارند.

در این مقاله با انواع سقف، مزایا و معایب اکثر آن‌ها آشنا شدید. سقف‌های فولادی در بین این سقف‌ها جز مقرون به صرفه‌ترین، سریع‌ترین و راحت‌ترین سقف‌ها بود. همچنین از استحکام و مقاومت بالایی نیز برخوردار بودند. همانطور که در ابتدا گفتیم سقف‌های فولادی به عنوان یکی از روش‌های نوین در صنعت ساختمان سازی در حال استفاده است و تا چند سال آینده سهم بزرگی در بازار خواهد داشت. امیدواریم که از این مطلب استفاده کرده باشید.