عرشه فولادی سازه‌ای متشکل از ورقهای فولادی موجدار است که به منظور ساخت سقف و کف ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. سقف عرشه فولادی، نوعی از سقف‌های کامپوزیت است که با استفاده از ورقهای فولادی موجدار گالوانیزه و بتن مسلح ساخته می‌شود. به دلیل اجرای ساده، سرعت اجرای بالا، هزینه نسبتا پایین و ایمنی مناسب، این سقف کاربرد گسترده‌ای در ساخت سازه‌های مختلف دارد. در این مقاله، به معرفی اجزا، انواع، مراحل اجرا، ملاحظات، دتایل اجرایی، مزایا و معایب سقف عرشه فولادی می‌پردازیم.
عرشه فولادی چیست؟
«عرشه فولای» (Steel Deck)، یک سازه فلزی موجدار است که به منظور ساخت سقف یا کف ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. نام‌های مختلفی برای عرشه فولادی وجود دارد. این سازه با عناوینی نظیر «عرشه فلزی» (Metal Deck) یا اصطلاحا متال دک، «عرشه کفی» (Pan Deck) و «عرشه کیو» (Q Deck) نیز شناخته می‌شود. عرشه فولادی و متال دک، رایج‌ترین اصطلاحات برای اشاره به این نوع سازه هستند.
ویژگی‌های منحصر به فرد عرشه فولادی نظیر نسبت مقاومت به وزن پایین، هزینه کم و اجرای ساده باعث کاربرد گسترده آن در ساخت سقف عرشه فولادی و کف کامپوزیتی سازه‌های مختلف شده است.
سقف عرشه فولادی چیست؟
سقف عرشه فولادی، مجموعه‌ای از ورقهای فلزی (فولادی) گالوانیزه است که به منظور اجرای سقف و کف سازه فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فیلم آموزش مقدماتی انواع کف و سقف های سازه ای و غیر سازه ای در فرادرس
کلیک کنید
این سقف معمولا بر روی تیر آهن سوار می‌شود و سکوی بادوامی را برای به کارگیری مواد مختلف در سقف نظیر بتن معمولی یا سبک، عایق‌ها و عضوهای ضد آب فراهم می‌کند. سقف عرشه فولادی ساختار ساده و اجزا متنوعی دارد که در بخش بعدی به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.
اجزا تشکیل دهنده سقف عرشه فولادی چه هستند؟
سقف عرشه فولادی از چهار جز اصلی ورق گالوانیزه ذوزنقه ای (موجدار)، گل میخ (برشگیر)، آرماتور (میلگرد) و بتن تشکیل می‌شود. فلاشینگ و تیر فرعی نیز به عنوان دیگر اجزا این نوع سقف به حساب می‌آیند. در ادامه، به معرفی هر یک از این اجزا می‌پردازیم.
فیلم آموزش روش های اجرای سازه های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی در فرادرس
کلیک کنید
نقش ورق فولادی در سقف عرشه فولادی چیست؟
ورقهای فولادی را می‌توان به عنوان اصلی‌ترین بخش تشکیل دهنده سقف عرشه فولادی در نظر گرفت. تمام عرشه‌های فولادی توسط ورق‌هایی با هسته و پوشش فلزی ساخته می‌شوند. کیفیت مواد سازنده هسته و پوشش ورق عرشه فولادی، از اهمیت بالایی برخوردار است. انتخاب این مواد باید به گونه‌ای باشد که شرایط محیطی باعث آسیب‌دیدگی آن‌ها نشود. شکل مقطع ورق سقف عرشه فولادی به صورت ذوزنقه‌ای و موجدار است. این ساختار مزایای زیادی دارد که در بخش‌های بعدی به توضیح آن‌ها خواهیم پرداخت.
هسته ورق سقف عرشه فولادی از چه ماده ای ساخته می شود؟
هسته ورق عرشه فولادی معمولا با استفاده از فولاد نرمه ساخته می‌شود. این فولاد، یکی از پرکابردترین مصالح ساختمانی با مقاومت تسلیم 210 تا 250 مگاپاسکال است. فولاد نرمه شکل‌پذیری بالایی دارد. این ویژگی، امکان ساخت ورق‌هایی با ابعاد و شکل‌های متنوع را فراهم می‌کند.
پوشش ورق عرشه فولادی از چه ماده ای ساخته می شود؟
ورقهای مورد استفاده برای عرشه فولادی با عنوان ورق روکش دار یا اصطلاحا «گالوانیزه» (Galvanized) شناخته می‌شوند. پوشش مورد استفاده در ساخت ورق عرشه فولادی از جنس روی است. طی فرآیند گالوانیزه کردن یا آبکاری، لایه‌ای از فلز روی به ضخامت 0.8 تا 2.1 میلی‌متر بر روی هر دو سطح ورق فولادی ریخته می‌شود. سپس، مقطع ورق گالوانیزه توسط دستگاه‌های مخصوص و با روش نورد سرد به شکل ذوزنقه‌ای و موجدار درمی‌آید.
گالوانیزه کردن با استفاده از فلز روی، استانداردهای مختلفی دارد که معمولا با حرف G و میزان وزن روی به کار رفته مشخص می‌شوند. به عنوان مثال، استاندارد G60 به معنای استفاده از 0.6 اونس (17 گرم) فلز روی برای پوشش 1 فوت مربع (900 سانتی‌متر مربع) از سطح ورق است. استاندارد G60، به عنوان رایج‌ترین استاندار برای گالوانیزه کردن ورق سقف عرشه فولادی شناخته می‌شود. استاندار G90 نیز به منظور ایجاد پوشش‌های مخصوص محیط‌های مستعد خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نکته: ضخامت هسته ورق، مبنا محاسبات در طراحی سقف عرشه فولادی است. به عبارت دیگر، ضخامت پوشش گالوانیزه (لایه روی) به عنوان بخشی از ضخامت سقف در نظر گرفته نمی‌شود.
سطح مقطع ورق سقف عرشه فولادی به چه شکلی است؟
به منظور درک بهتر کاربرد و نحوه اجرای عرشه فولادی، باید با مفاهیم اولیه موجود در شکل و ساختار این سازه آشنا شد. شکل مقطع سقف عرشه فولادی عموما به صورت ذوزنقه‌ای است. در این مقطع اجزا مختلفی وجود دارد. تصویر زیر، اصطلاحات مورد استفاده برای اشاره به بخش‌های مختلف عرشه فولادی را نمایش می‌دهد.
سطح مقطع ورق عرشه فولادی
اجزا اصلی سطح مقطع ورق عرشه فولادی را می‌توان به عمق، بال بالایی، بال پایینی، دندانه پایینی، دندانه بالایی و لبه تقسیم‌بندی کرد.
عمق: به فاصله عمودی بال بالایی (سقف) تا بال پایینی (کف) ورق
بال بالایی: مولفه‌های افقی سطح بالایی ورق (بخش برآمدگی)
دندانه بالایی: لبه‌های بال بالایی ورق
بال پایینی: مولفه‌های افقی سطح پایینی ورق (بخش تو رفتگی)
دندانه پایینی: لبه‌های بال پایینی ورق
لبه: انتهای ورق از هر دو طرف
عرض پوشش: فاصله بین دو لبه ورق
عرض بال: فاصله افقی مرکز بال‌های بالایی یا بال‌های پایینی
جان: بخش شیب دار بین بال بالایی و پایینی
آج: تور رفتگی و برآمدگی‌های موجود در بال بالایی و پایینی
برجستگی: بخش برآمده موجود بر روی جان ورق
نکته: آج، یک مولفه اختیاری در ساخت ورق فولادی است. به منظور ایجاد اتصال و درگیری بین بتن و ورق فولادی، برجستگی و فرورفتگی‌هایی را بر وی جان یا بال‌ها ایجاد می‌کنند. وجود آج باعث پیوستگی بهتر سقف و عمکرد یکنواخت آن در مقابل بارها می‌شود. این المان‌ها، به منظور افزایش مقاومت اصطکاکی بین فولاد و بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
گل میخ چیست و چه نقشی در سقف عرشه فولادی دارد؟
گل میخ یا «برش گیر» (Stud Shear Connector)، ابزاری برای اتصال ورق گالوانیزه به تیر فرعی است. این ابزار اتصال، معمولا با عبور از درون ورق به تیر جوش داده می‌شود. استفاده از گل میخ را می‌توان به عنوان یکی از نقاط قوط سقف عرشه فولادی در نظر گرفت. گل میخ، نیروی اعمال شده بر روی سقف عرشه فولادی را بین تیر و دال بتنی توزیع می‌کند.
اتصال گل میخ به ورق فولادی و بال تیرهای سازه‌ای توسط دستگاه «زائده جوش» (Stud Welder) صورت می‌گیرد. جوشکاری این اتصالات به روش قوس الکتریکی انجام می‌شود. این فرآیند، یکپارچگی مواد مورد استفاده در سقف عرشه فولادی را پی دارد. به علاوه، به کارگیری گل میخ از لغزش مواد (بخصوص بتن) بر روی یکدیگر جلوگیری می‌کند.
نقش میلگرد در سقف عرشه فولادی چیست؟
پس از جوشکاری گل میخ، شبکه‌ای از آرماتور یا میلگرد بر روی بر روی ورق فولادی تعبیه شده و به گل میخ‌ها وصل می‌شود. آرماتورهای مورد استفاده در سقف عرشه فولادی معمولا از نوع آرماتورهای حرارتی یا افت حرارتی هستند. این آرماتورها، با کنترل دمای گیرش بتن، از جمع شدگی آن در حیل عمل آوری جلوگیری می‌کنند.
هدف از آماتوربندی در اجرای سقف عرشه فولادی عبارت است از:
تقویت مقاومت کششی بتن و جلوگیری از ایجاد ترک در سقف
تحمل بارهای متمرکز و تقویت مقاومت فشاری بتن
جلوگیری از جمع شدگی بتن
میلگردهای بالایی در آرماتوربندی سقف عرشه فولادی وظیفه تقویت مقاومت فشاری و میلگردهای پایینی (بخش قعر با تورفتگی ورق) وظیفه تقویت مقاومت کششی بتن را بر عهده دارند. در صورت عدم استفاده از میلگرد در بخش تورفتگی، وظیفه تحمل بارهای کششی بر عهده ورق گالوانیزه خواهد بود.
نقش بتن در سقف عرشه فولادی چیست؟
بتن، پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که از ترکیب سیمان، آب، سنگدانه و مواد افزودنی ساخته می‌شود. بتن‌ریزی، آخرین مرحله در اجرای سقف عرشه فولادی است. با ریختن بتن در ورقهای ذوزنقه‌ای، یک کف کامپوزیتی برای طبقات بالایی به وجود می‌آید. این کف، وظیفه تحمل بارهای وارد شده به سقف عرشه فولادی را برعهده دارد. به همین دلیل، کیفیت بتن مورد استفاده در این نوع سقف، مانند کیفیت فولاد به کار رفته در هسته ورق، از اهمیت بالایی برخوردار است. بتن معمولی را می‌توان به عنوان متداول‌ترین بتن مورد استفاده در سقف عرشه فولادی در نظر گرفت.
فلاشینگ چیست و چه نقشی در اجرای سقف عرشه فولادی دارد؟
دوربند یا اصلاحا «فلاشینگ» (Flashing)، ورقهای با ضخامت حدود 5 میلی‌متر است که به منظور تکمیل ساختار ورق فولادی و جلوگیری از خروج بتن بر روی لبه‌های عرشه نصب می‌شود. فلاشینگ بر روی یکنواختی بتن و بهبود مقاومت سقف تاثیر مثبت دارد.
نقش تیرهای فرعی در سقف عرشه فولادی چیست؟
تیرهای فرعی، نقش نگهدارنده سقف عرشه فولادی را بازی می‌کنند. به طور کلی، هنگام اجرای سقف عرشه فولادی بر روی دهانه‌های حداکثر 3 متری، نیازی به شمع‌بندی برای نگهداری از سقف نخواهد بود. با این وجود، در صورت اجرا این نوع سقف در دهانه‌هایی با طول 3 تا 6 متر، باید از یک تیر فرعی به منظور نگهداری سقف و جلوگیری از خم شدن ورقهای فولادی (در اثر تحمل وزن بتن) استفاده کرد.
اجرای سقف عرشه فولادی به چه صورتی انجام می شود؟
در بخش قبلی، اجزا تشکیل دهنده سقف عرشه فولادی را معرفی کردیم. در این بخش، مراحل و دیتیل اجرایی سقف عرشه فولادی را توضیح می‌دهیم.
فیلم آموزش مبحث ۱۰ (مبحث دهم) مقررات ملی ساختمان – طرح و اجرای ساختمان‌های فولادی در فرادرس
کلیک کنید
مرحله اول: جانمایی ورق فولادی
در مرحله اول اجرای سقف عرشه فولادی، ورقهای گالوانیزه بر روی دهانه‌ها و تیرهای نگهدارنده چیده می‌شوند. وزن ورق سقف عرشه فولادی به ابعاد آن بستگی دارد. با این وجود، وزن عرشه استاندارد این نوع سقف حدود 70 کیلوگرم است. به دلیل وزن نسبتا پایین ورق عرشه فولادی، جابجایی و جانمایی آن توسط افراد و یا دستگاه‌های کوچک امکان‌پذیر خواهد بود.
مرحله دوم: ثابت کردن و فلاشینگ ورق فولادی
در این مرحله، به منظور ثابت کردن محل قرارگیری یا اصطلاحا فیکس کردن سقف، ورقهای فولادی توسط دستگاه میخکوب به بال تیرهای زیرین وصل می‌شوند. تکمیل ساختار سقف نیز توسط فلاشینگ لبه‌های ورق صورت می‌گیرد. دوربندی ورق فولادی از مراحلی است که می‌تواند به افزایش کیفیت سقف عرشه فولادی کمک کند.
مرحله سوم: اتصال ورق فولادی به تیر توسط گل میخ
در این مرحله، ورقهای فولادی توسط جوشکاری گل میخ به بال تیرهای نگهدارنده متصل می‌شوند. این مرحله، به صورت همزمان یا بلافاصله بعد از جانمایی، ثابت کردن و فلاشینگ ورق‌ها صورت می‌گیرد. قطر استاندارد گل میخ 20 میلی‌متر (حداکثر قطر 25 میلی‌متر) و طول آن بسته به نوع ورق و میزان درگیری مورد نیاز بین بتن و فولاد، حداقل 35 میلی‌متر است. طول بیشتر این اتصالات نتیجه بهتری را در پی دارد. گل میخ‌ها معمولا با فاصله حداقل 25 میلی‌متری از جان ورق نصب می‌شوند.
نکته: از جوش و پیچ نیز می‌توان به عنوان اتصالات سقف عرشه فولادی استفاده کرد. با این وجود، متدوال‌ترین و مناسب‌ترین گزینه به کارگیری گل میخ است.
مرحله چهارم: آرماتوربندی
آرماتوربندی سقف عرشه فولادی به روش دستی (بستن میلگرد و مفتول) یا استفاده از مش‌های آماده بر روی ورق صورت می‌گیرد. در برخی از موارد، علاوه بر آرماتوربندی بر روی ورق، یک میگرد درون بال پایینی قرار داده می‌شود. این میلگرد، مقاومت کششی سقف را افزایش می‌دهد. در این حالت، هنگام اعمال بار کششی به سقف، تنها میلگردهای پایینی درگیر می‌شوند و ورق فولادی فقط نقش قالب بتن را بازی می‌کند. در صورت استفاده از بتن الیافی، مرحله آرماتوربندی از روند اجرای سقف عرشه فولادی حذف می‌شود.
مرحله پنجم: اتصال گل میخ به شبکه آرماتور
در مرحله بعدی، به منظور فیکس کردن شبکه آرماتور و یکپارچگی بیشتر اجزا مختلف سقف، گل میخ‌ها به شبکه آرماتور متصل می‌شوند. این مرحله، بلافاصله پس از آرماتوربندی یا حین انجام آن صورت می‌گیرد.
مرحله ششم: بتن‌ریزی
آخرین مرحله در اجرای سقف عرشه فولادی، بتن‌ریزی است. معمولا از بتن سبک یا بتن معمولی در اجرا این نوع سقف استفاده می‌شود. البته، در صورت عدم آرماتوربندی سقف می‌توان از بتن‌های الیافی در سقف عرشه فولادی استفاده کرد. مقاومت بتن سبک حدود 17 مگاپاسکال و مقاومت بتن معمولی حدود 20 مگاپاسکال است. نوع بتن مورد استفاده در سقف عرشه فولادی به نوع بارگذاری و ابعاد دهانه بستگی دارد. ضخامت دال بتنی در بالای دندانه‌های ورق فولادی حداقل 50 میلی‌متر است. به این ترتیب، ارتفاع کل سقف عرشه فولادی معمولا بیشتر از 125 میلی‌متر خواهد بود.
ملاحظات اجرایی سقف عرشه فولادی چه هستند؟
هنگام استفاده از عرشه فولادی باید موارد زیادی از جمله نگهداری، بارهای اعمال شده، مسائل اقتصادی، احتمال خوردگی و عوامل موثر بر کیفیت سقف نهایی را در نظر گرفت.
فیلم آموزش الزامات فنی و حقوقی مهندس ناظر و مجری ساختمان در فرادرس
کلیک کنید
آینده‌نگری در هنگام اجرای عرشه فولادی می‌تواند باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه شود. در ادامه، چند نکته مهم در اجرای عرشه فولادی ذکر شده است:
ورق مورد استفاده در سقف عرشه فولادی سبک و در برابر ضربه‌های شدید آسیب‌‌پذیر است. به همین دلیل، فرآیند بارگیری، حمل و دپوی این ورق‌ها باید با احتیاط کامل صورت گیرد تا هیچ تغییرشکلی در آن‌ها به وجود نیابد.
تولیدکنندگان عرشه فولادی معمولا گزینه‌های زیادی را در اختیار طراحان و مهندسان قرار می‌دهند. باید با بهره گرفتن از این موضوع، عرشه فولادی مناسب و سازگار با شرایط سازه مورد نظر انتخاب شود. به عنوان مثال، عرشه فولادی برای سازه‌های نیازمند عایق صدا و ظاهر زیبا مناسب هستند.
پیش از استفاده عرشه‌های فولادی رنگ شده (نه گالوانیزه)، باید نکات ایمنی مربوط به آتش‌سوزی بررسی شود. در صورت وجود احتمال آتش‌سوزی در نواحی نزدیک به این نوع عرشه، باید از پوشش‌های محافظت کننده در برابر آتش استفاده کرد.
سازگاری عرشه با عملکرد مورد نیاز به پوشش آن بستگی دارد. باید در انتخاب این پوشش، تمام شرایط محیطی در نظر گرفته شود.
به منظور درگیری بهتر بتن و فولاد، طول گل میخ باید از ارتفاع ورق بالاتر باشد. حداقل فاصله 35 میلی‌متر از کلاهک گل میخ تا بالاترین نقطه ورق، نتیجه رضایت‌بخشی را به همراه خواهد داشت. البته توجه داشته باشید که ارتفاع گل میخ نباید بیشتر ارتفاع کل سقف (ضخامت ورق به علاوه ارتفاع بتن) باشد.
جوشکاری گل میخ به بال تیرهای زیرین می‌تواند به دو روش مستقیم یا از روی ورق فولادی صورت گیرد. در روش دوم، باید با قرار دادن یک حلقه سرامیکی در محل جوش، از حوضچه مذاب محافظت شود. به هر حال، در نهایت ذوب گل میخ بر روی بال باید به خوبی صورت گرفته باشد.
در حالت عادی، زمان زیادی از اجرای سقف عرشه فولادی به آرماتوربندی اختصاص می‌یابد. به منظور صرفه‌جویی در زمان و افزایش سرعت اجرای سقف می‌توان از مش‌های آماده استفاده کرد.
در صورت نیاز به اجرا سریع‌تر سقف عرشه فولادی می‌توان از بتن الیافی استفاده کرد. به کارگیری این نوع بتن باعث حذف شدن آرماتور در از اکثر نقاط سقف می‌شود.
عدم نیاز به شمع بندی سقف عرشه فولادی برای دهانه کمتر از 3 متر است. در دهانه‌های بزرگ، امکان خم شدن ورقهای فولادی پس از بتن‌ریزی وجود دارد. در این حالت، استفاده از تیرهای فرعی، شمع‌بندی موقت یا شمع‌بندی در یک الی دو ردیف ضروری است. توجه داشته باشید که استفاه از پشت‌بندی موقت، هزینه زیادی را در پی نخواهد داشت.
مزایای عرشه فولادی چیست؟
استفاده از عرشه فولای به عنوان یکی از سریع‌ترین و ارزان‌ترین روش‌های اجرای سقف و کف در ساختمان‌های مختلف (مسکونی، تجاری و صنعتی) به حساب می‌آید. از مزایای اصلی عرشه فولادی می‌توان به تنوع، وزن پایین، نصب آسان، کاهش مصرف بتن، دوام بالا غیره اشاره کرد. در ادامه، هر یک از مزایای سقف عرشه فولادی را به اختصار توضیح می‌دهیم.
