چرا با وجود در دسترس بودن فناوری وافل، دال های مجوف توسعه یافتند؟
در کشور ما بسیاری بر این باورند که دلیل اصلی توسعه فناوری دال های مجوف صرفا نیاز به پوشش دهانه‌های بلند بوده است. اما باید اذعان داشت که این پندار صحیح نیست. مانند بسیاری از موارد ناقص انتقال تکنولوژی در صنایع مختلف به کشور، به نظر می‌رسد در این مورد نیز اساسا ماهیت اصلی تکنولوژی درست درک نشده است.
خواننده آگاه به خوبی می‌داند که پوشش دهانه‌های بلند در سازه‌ها موضوع جدیدی نیست و بهره گیری از دال های مشبک (وافل) از بیش از 80 سال پیش برای مهندسین در دسترس بوده است. بنابراین باید دوباره اندیشید که با وجود سیستم وافل با قابلیت پوشش دهانه‌های بلند چه ضرورتی بر توسعه تکنولوژی دال مجوف بوده است؟
با مراجعه به منابع اصلی و معتبر میتوان پاسخ این پرسش کلیدی را دریافت. در مجله معتبر ریشه اصلی گسترش تکنولوژی دال مجوف نیاز حیاتی به کنترل ارتعاشات و صدابندی در ساختمان‌ها ذکر شده است.
در واقع میتوان اینگونه جمع‌بندی نمود که در زمان توسعه فناوری دال مجوف در اواخر دهه 90 میلادی، حتما تکنولوژی وافل در اختیار مهندسین بوده است اما به واسطه ضعف بنیادین وافل در کنترل ارتعاشات و صدابندی کوبه‌ای بوده که افراد را واداشته تا به توسعه فناوری‌های دال مجوف (اعم از کوبیاکس، یوبوت، بابل دک) بپردازند.
کاربرد سقف دال مجوف
برای تشریح بهتر موضوع ریشه‌های گسترش دال مجوف، لازم است به صورت بسیار واضح به تفاوت دال مجوف و دال وافل (مشبک) پرداخته شود. شکل زیر به صورت شماتیک تفاوت دال وافل (مشبک) و دال مجوف را نشان میدهد.
بنابراین در سقف دال مجوف عملا بالا و پایین پر کننده‌ها دو دال قرار میگیرد و یک مقطع I شکل می‌سازد. اما در دال وافل (دال مشبک)، بتن زیر پرکننده‌ها را در بر نمی‌گیرد و بنابراین تنها یک دال ایجاد میشود. در برخی از منابع فارسی، به دال های مجوف اصطلاحاً “دوپوش” و به دال وافل “تک پوش” اطلاق میگردد.
مزیت‌های دال مجوف نسبت به دال وافل (مشبک) کدامند؟
بر اساس توضیحات فوق میتوان مهمترین مزیت‌های دال مجوف نسبت به دال وافل را اینگونه خلاصه کرد:
- در دال‌های وافل صدابندی ضعیف سقف یک اشکال بسیار بنیادین است. به ویژه انتقال شدید صدای کوبه‌ای در دال‌های وافل باعث سلب آسایش ساکنین میگردد. در سوی مقابل، صدابندی خوب سقف مجوف یک امتیاز محسوب میشود.
- در سقف‌های مجوف کنترل ارتعاشات سازه در محدوده فرکانسی مطلوب مزیت مهمی است در مقابل دال وافل که از این نقصان مهم برخوردار است.
معایب دال مجوف نسبت به دال وافل کدامند؟
علی‌رغم امتیازات برشمرده، دال مجوف دارای معایب مهمی نیز است که حتما باید مدنظر قرار گیرد.
- در سقف مجوف لازم است تا بتن هم پایین و هم بالای پر کننده را فرا بگیرد. یا همانگونه که اشاره شد، یک سقف دو پوش ایجاد شود. اما نکته بسیار مهمی در اینجا باید مدنظر باشد. در یک دال متعارف بتنی تحت بارهای ثقلی بخش عمده سقف تحت تاثیر لنگرهای مثبت است. واضح است که در لنگرهای مثبت بتن زیرین تحت کشش است و بنابراین عملا ترک خورده محسوب شده و ارزش سازه‌ای ندارد.
- شکل زیر توزیع لنگر خمشی را در یک نمونه از یک سقف متعارف نشان میدهد. میتوان دید که بخش عمده دال دارای لنگر مثبت است. به عبارتی دیگر، بتن قرار گرفته در زیر پرکننده‌ها در دال‌های مجوف هیچ خاصیت سازه‌ای ندارد و تنها به وزن سازه می‌افزاید.
بنابراین، میتوان نتیجه مهمی را مورد اشاره قرارداد:
- وزن بار مرده دال مجوف نسبت به دال وافل بیشتر است و طبعا این وزن بیشتر بر غیر اقتصادی تر شده سازه مجوف در قیاس با وافل می انجامد.
- به عنوان صرفا یک مثال، برای پوشش یک سقف 10 متری، سقف مجوف متعارف دارای وزن بتن 600 کیلوگرم بر مترمربع خواهد بود اما دال وافل تنها 400 کیلوگرم بر مترمربع بتن مصرف میکند.
- نیاز به حرکت افقی بتن برای دربرگیری قسمتهای زیرین پر کننده باعث چالش‌های اجرایی بسیاری میشود. نیاز به بتن با روانی بسیار بالا از یک سو و نیاز به تیم‌های اجرایی آموزش دیده و بسیار مجرب از سوی دیگر از معایب بسیار مهم دال های مجوف است. به نظر می‌رسد، این اشکال در کشور ما بسیار بیشتر خود را نشان داده و جامعه مهندسی موارد بسیاری از اجرای نامناسب دال مجوف و مشکلات بعدی را در خاطر دارد.
مزیت‌های اینتل دک نسبت به دال مجوف
توسعه فناوری بومی اینتل دک تلاشی بر فایق آمدن بر چالش مهم مهندسی سازه کشور بوده است. دال‌های مجوف علی‌رغم مزیت‌های ذاتی خود مشکلات فراوانی را برای مهندسین و سازندگان ایجاد کرده بود. همانطور که اشاره شد وزن بسیار زیاد دال سازه‌ای و صعوبت‌های اجرایی عیب اساسی این سیستم‌ها بوده است. از سوی دیگر، دال وافل علی‌رغم سابقه طولانی خود دارای اشکالات بنیادینی مانند “صدابندی ضعیف” و “ارتعاشات فراتر از حد” بوده است.
اینکه اینتل دک چگونه توانسته بر معایب دال مجوف فایق آید را میتوان اینگونه تشریح کرد:
- در اینتل دک به واسطه چیدمان اجزای سازنده سقف نیازی به حرکت افقی بتن زیر پرکننده‌ها نیست. در واقع در اینتل دک از یک قطعه بتن سبک غیر سازه‌ای در زیر پرکننده اصلی استفاده شده است. این قطعه بتنی بسیار سبک عملا همان امتیاز دال مجوف را ایجاد میکند و یک سطح تخت بتنی در کار ایجاد میشود. این قطعه نقش بسیار بی‌بدیلی در صدابندی کوبه‌ای و نیز کنترل ارتعاشات دارد. در واقع مزایای اصلی دال مجوف را ایجاد میکند اما با وزن بسیار معقول در حدود دال وافل.
- در اینتل دک چیدمان اجزای سازه بسیار ساده و پازل گونه است و لذا اجرا را بسیار مدولار و ساده میکند. لذا در اینتل دک برخلاف دال مجوف نیازی به اکیپ‌های اجرایی تخصصی نیست. اجرای پازل گونه اینتل دک را میتوان در شکل فوق دید. اما در سوی مقابل، آگاهان می‌دانند که در اجرای گونه‌های مختلف دال مجوف موضوع حرکت افقی بتن زیر پرکننده‌ها بسیار چالش کلیدی است.
- برای حرکت افقی بتن، لازم است دانش فنی و اجرایی بالایی از تهیه و اجرای بتن آماده به کار گرفت. افزودن هوشمندانه مقادیر صحیح از فوق روان کننده و نیز محدود نمودن سایز درشت دانه‌ها برای دستیابی به بتنی نزدیک به شرایط بتن خود متراکم یک اولویت جدی است. افزون بر آن، مشکل بسیار مهم بالا آمدن پرکننده‌ها در اثر فشار آپ لیفت بتن تاره زیر پرکننده‌ها یک دغدغه بسیار مهم است.
- وزن بسیار سبک سقف اینتل دک در قیاس با دال مجوف بسیار موضوع مهمی است. در جدول زیر، وزن بار مرده سقف اینتل دک با سقف مجوف متعارف در ضخامت‌های مختلف و پوشش‌های گوناگون دهانه مقایسه شده است. از این جدول میتوان دریافت که وزن بار مرده اینتل دک تا 30 درصد کمتر از دال مجوف است. بدیهی است که وزن کمتر بتن باعث کاهش مصرف میلگرد در سازه میشود.
| ضخامت سقف |
وزن بار مرده سقف ( kg/m2 ) |
| دال اینتل دک |
دال مجوف |
| 30 سانتی متر |
400 |
560 |
| 35 سانتی متر |
450 |
650 |
| 40 سانتی متر |
500 |
940 |
- سطح مضرس بتن پس از قالب برداری در اینتل دک می‌تواند یک امتیاز در پروژه‌هایی باشد که کارفرما قصد الحاق مستقیم نازک کاری به سقف را داشته باشد. توضیح بیشتر آن است که در دال‌های مجوف عموما سطح زیرین بتن پس از قالب برداری کاملا لیسه‌ای است و این موضوع چسبندگی گچ را کاملا دشوار میکند. اما در طراحی بلوک‌های اینتل دک تلاش شده تا سطحی مضرس دیده شود تا نازک کاری با سهولت بیشتری انجام شود.
در شکل فوق مضرس بودن هوشمندانه بلوک اینتل دک را میتوان دید. در برخی از پروژه‌ها، کارفرما تمایل به استفاده مستقیم گچ بر روی اینتل دارد.
بیشتر بخوانید: معرفی سقف‌های تیرچه فلزی (تیرچه کرومیت)
عایق صدا، مهمترین مزیت اینتل دک و دال‌های مجوف بر دال وافل (مشبک)
مهمترین نقصان وافل نسبت به دال مجوف که اساسا باعث پیدایش فناوری دال مجوف گردید، ضعف شدید در صدابندی بود. صدابندی در ساختمان موضوعی مهم است و ارتباط مستقیم با میزان آسایش ساکنین دارد. سقف‌های وافل به ویژه در صدابندی کوبه‌ای دارای ضعف هستند.
دلیل این موضوع نیز ماهیت تک پوش بودن از یک سو و فرم قابلمه ای بودن از سوی دیگر است که باعث تشدید ارتعاشات صوتی میگردد. صدای کوبه‌ای عموما ناشی از حرکت افراد و یا افتادن اشیاء بر زمین است. بر اساس ضوابط مندرج در مبحث هجدهم مقررات ملی، صدابندی یکی از آیتم‌های کلیدی است.
بنابراین، طراحان سقف اینتل دک با اشراف بر این چالش مهم، ارتقای صدابندی سقف را در دستور کار قرار داده‌اند. بهره‌گیری از متریال مصرفی در بلوک تحتانی، دانسیته بلوک فوقانی و ابعاد هندسی از جمله پارامترهای تعیین کننده است و طبعاً مهمترین معیار برای سنجش میزان مطلوبیت صدابندی سقف آزمون‌های استاندارد است.
بخش آکوستیک مرکز تحقیقات راه و شهرسازی به عنوان نخستین آزمایشگاه صدابندی در ایران مطرح گردیده است. تجهیز پاکوب مدل تولید کمپانی B&K دانمارک این مرکز در چندین پروژه تکمیل شده اینتل دک مورد استفاده قرار گرفته و بر اساس استانداردهای ISO 140، DIN 52210، BS 5821، ASTM 492 برای اندازه‌گیری میزان صدابندی بین طبقات اینتل دک بهره گرفته شده است.
برابر نتایج حاصل شده از این آزمایش‌ها، میتوان دریافت سقف اینتل دک حداقل‌های صدابندی سقف را بر اساس مقادیر مندرج در مبحث هجدهم مقررات ملی پاس کرده است.
عملکرد دال مجوف در زلزله
ایران در زمره لرزه خیزترین کشورهای دنیا است و طبعا موضوع ساخت مقاوم سازه‌ها در برابر زلزله یکی از موضوعات کلیدی در فرآیندهای مهندسی سازه در کشور است. اگرچه تحقیقات در خصوص رفتار دال‌های مجوف در برابر زلزله نسبتا پراکنده است.
اما در مجموع میتوان اینگونه قضاوت نمود که خلق یکپارچگی در سیستم سازه‌ای بین سقف و اسکلت امتیاز مشترک سیستم‌های مجوف، وافل و اینتل دک در قیاس با روش‌های سنتی تیرچه بلوک است. لیکن به نظر می‌رسد، وزن بار مرده زیاد سقف‌های مجوف در قیاس با اینتل دک و دال وافل یک عیب بر این سقف‌هاست که طبعاً باعث تشدید تقاضای لرزهای ناشی از زلزله میگردد.
جمع بندی
در این نوشتار تلاش شد تا با معرفی دال های مجوف به ریشه اصلی پیدایش آنها اشاره شود. اساساً مشکل صدابندی و صعوبت در کنترل ارتعاشات در سقف‌های وافل باعث گردید تا فناوری سقف‌های مجوف توسعه یابد. در سوی دیگر، برای برطرف کردن این چالش، در دال‌های مجوف استفاده از دو دال در بالا و پایین پرکننده موجبات سنگینی بسیار زیاد دال‌های مجوف را پدید آورد.
همانگونه که بحث شد، دال تحتانی در سیستم‌های مجوف عملا از نظر سازه‌ای فاقد توجیه است. ضمن اینکه مشکلات اجرایی ناشی از حرکت افقی بتن را نیز باید به این مشکلات افزود.
اینتل دک که یک راهکار خلاقانه است تلاش نموده تا با بهره‌گیری تواماً از امتیازات هر دو گونه دال مجوف و وافل بر معایب آنها فایق آید. لازم به ذکر است که اینتل دک نیز در رده دال‌های مشبک یا به عبارتی تک پوش است. صدابندی عالی اینتل دک مهمترین مزیت بر دال وافل است و از سوی دیگر وزن سبک سازه‌ای اصلی‌ترین امتیاز اینتل دک بر دال مجوف است.
ضمن آنکه اجرای مدولار اینتل دک در قیاس با فرآیندهای پیچیده اجرایی در دال مجوف یکی از مزیت‌های درخشان اینتل دک است. برخلاق دال‌های مجوف، در اینتل دک نیازی به بتن با روانی بالا وجود ندارد و میتوان از یک بتن متعارف کارگاهی بهره برد.
به منظور اجرای سقف یوبوت ابتدا سطح زیرین سقف به کمک قالب‌های مسطح به شکل یکپارچه قالب‌بندی شده و میلگردهای لایه تحتانی بر روی قالب‌ها، با رعایت حداقل پوشش بتن قرار می‌گیرند. پس از آن قالب‌های یوبوت بر روی میلگردهای تحتانی، مطابق چیدمان نقشه‌های سازه قرار می‌گیرند. در نهایت لایه فوقانی میلگردها بر روی قالب‌های یوبوت قرار گرفته و سقف بتن ریزی میشود. سقف یوبوت نوعی از دال‌های مجوف دوپوش است.
هر سه