یوبوت چیست؟

معرفی و تاریخچه
سال 2002 شرکت دالی فرم (Daliform) ایتالیا با هدف بهینه سازی دالهای مجوفمحصول یوبوت را ارائه نمود که در زمانی اندک با استقبال گسترده جامعه مهندسی در اروپا، آفریقا و آسیا مواجه گردید.

تعریف
یوبوت محصولی پلیمری با پایه پلی پروپلین است، که با هدف سبک سازی دال ها در سقف و پی های گسترده ی بتنی طراحی شده است. دال یوبوت از نوع دال هایمجوف متشکل از تیرچه های عمود بر هم می باشد، و بار را به صورت دو طرفه منتقل می کند.

دالهای یوبوت جزو سیستم های دوطرفه مشبک با قالبهای ماندگار میباشند.نوارهای باربر طراحی شده در دالهای مشبک یوبوت در حقیقت تیرهای I شکل متعامدی هستند که به جهت سختی بالای خود و سبکی دال قادر به باربری در دهانه های بلند و کنترل مناسب خیز در این دهانه ها می باشند.

در ساختمانهای بلند مرتبه و یا دارای سقف با ارتفاع بلند جهت جلوگیری از تغییرشکل و بوجود آمدن خیز، لازم است دیافراگم سقف به صورت سخت عمل کند، در نتیجه نیاز به دال بتنی به دلیل سختی بالا همواره مورد توجه مهندسین محاسب بوده است.

تا چندی پیش بدلیل نیاز به کنترل خیز و ترک های بوجود آمده در دالهای بتنی استفاده از دالهای بتنی محدود به دهانه های کوچک بوده و در صورت اجرا در دهانه های بزرگ وجود تیر با آویزهای بلند و مسایل اجرایی مشکل مهندسین و مجریان را دوچندان می نمود ولی سیستم دال مجوف یوبوت تمام این اشکالات را مرتفع نموده است.

مزایای سیستم مجوف
- کاهش مصرف بتن و میلگرد در مقایسه با سیستم های جایگزین.
- امکان استفاده بهینه از فضای داخل ساختمان با کاهش تعداد ستون ها.
- امکان تامین پارکینگهای بیشتر به جهت حذف ستونهای اضافی
 - هزینه کمتر قالب بندی نسبت به سایر سیستمهای تیردال به جهت حذف آویز تیرها در دهانه های بلند
 - مسطح بودن تراز زیرین دال که منجر به سهولت و کاهش هزینه های مربوط به لوله‌کشی و نازک‌کاری در زیر سقف می‌گردد.
 - عدم احتیاج به سقف کاذب و کاهش هزینه های مربوط به نصب سقف کاذب در صورت لزوم.
 - امکان حذف تیر بین ستون ها و یا استفاده از تیرهای پنهان بدون آویز که مکان یابی بهینه ستون ها را فراهم می نماید.

- کاهش تعداد و ابعاد ستون ها.
 -بدلیل حذف تیرهای میانی امکان ططراحی بهتر میسر است.
 - افزایش قابل ملاحظه سختی دال سقف با افزایش جزئی وزن آن که کنترل خیز سقف را تسهیل نموده، امکان افزایش فاصله ستونها و اجرای سازه های با دهانهبزرگ را فراهم می نماید.

-عملکرد بهتر از نظر لرزشهای صفحه ای و عایق صوتی.
 - کاهش بارهای وارده بر خاک (در صورت استفاده از یوبوت درفونداسیون) و امکانحذف یا کاهش تعداد و ابعاد شمع ها در خاکهای سست.
 - ایمنی بالا در برابر آتش سوزی و تامین نیازهای فنی مطابق استاندارد REI 180 اروپا.
 - تامین فضاهای بزرگتر
- آزادی عمل بیشتر در طراحی معماری.
 - امکان تغییر فضاهای کاربری پس از طراحی و ساخت.
 - حذف سرستون ها و تیرهای آویزدار.
- امکان قالب بندی با روشهای متعارف.
- قابلیت تحمل بارهای حین اجرا (100 کیلوگرم در هر مربع به ابعاد 8 سانتی متر) و امکان تردد آسان کارگران.
- باربری فوق العاده سقف.
- مقاومت فوق العاده در برابر زلزله.
- کاهش جرم موثر دال در زلزله و به تبع آن کاهش نیروی برشی موثر زلزله بر سازه.
وجود دو لایه دال بالا و پایین به شکل کاملا متصل و مشبک که باعث تامین صلبیت بسیار بالای دال و انتقال متوازن نیروهای جانبی زلزله به المانهای باربر جانبی می‌شود.
مقایسه مجوف با سایر دال دالهای بتنی
سیستم سازه ای
بتنی
سیستم سقف
تیرچه بلوک*
با دهانه 7.5
تیر - دال
با دهانه 10
پیش تنیده
با دهانه 12
یوبوت**
با دهانه 12
 
وزن میلگرد بر متر مربع (kg)
۵۵
۶۵
۵۰
۵۰
حجم بتن بر متر مربع (m3)
۰.۳۵
۰.۴
۰.۶
۰.۴۵
ضخامت سقف سازه ای(cm)
۳۰
۵۰
۴۰
۳۵
هزینه نسبت به یوبوت
۰/۹۵
۱/۱
۱/۲۵
۱
                     
نحوه اجر
دال‌های مجوف دوپوش از ترکیب میلگرد، بتن و قالب‌های پلی پروپیلن ساخته شده است و کاربرد آن در فونداسیون و سقف می‌باشد که می‌تواند جایگزین خوبی بجای دال‌های معمولی باشد و در سال ۱۳۸۸ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن آنها را تایید کرده‌است.[۱]

خصوصیات
در این روش، دال‌هایی که از جنس بتن هستند مانند روش تیر و دال معمولی مستقیماً بر روی تیر قرار می‌گیرند. در دال‌های مجوف، تیرهای فرعی بسیار بیشتر از روش تیر و دال معمولی هستند که این خصوصیت باعث افزایش دهانه و همچنین کاهش ضخامت دال می‌شود. سیستم u-boot بسیار شبیه به دالهای مجوف هستند با این تفاوت که سقف‌هایی که با روش u-boot ساخته می‌شوند، قسمت زیر تیرها بر روی دال قرار می‌گیرند اما در دالهای مجوف دوپوش، دال بر روی تیر وسط که در دو جهت قرار گرفته سوار می‌شود. در واقع دال‌های مجوف مانند مقاطع I شکل عمل می‌کنند. از ویژگی‌های مهم این سیستم بوجود آوردن دالی سبک دارای سطحی صاف در زیر با سختی زیاد می‌باشد.
 
مصالح مورد استفاده
میلگرد
بتن
قالب‌های پلی پروپیلن
 مصالح مورد استفاده در این دال ها شامل بتن، میلگرد و قالب یوبوت می باشد. مقاومت بتن و میلگرد توسط طراح سازه تعیین می گردد که معمولا مانند دیگر اعضای بتنی سازه در نظر گرفته می شود.
 
نحوه اجرا
بستن قالب درزیر دال
بستن میلگردها در پایین دال
چیدن قالب‌ها پلی پروپیلن
بستن میلگردها بالای دال
انجام بتن ریزی در لایهٔ اول
تکمیل و اتمام بتن ریزی
بازکردن قالب‌ها در کف.[۲]
 مزایای اقتصادی
یکدست بودن سطح زیرین دال که باعث کاهش هزینه‌ها و سهولت در اجرای نازک‌کاری و لوله کشیدر زیر سقف می‌گردد.
حذف ستونهای اضافی در جهت تامین پارکینگ‌هایی به تعداد بیشتر
حذف سقف کاذبدر نتیجه کاهش هزینه‌های نصب سقف کاذب
کاهش تعداد ستون‌های بکار رفته در ساختمان در جهت استفاده هر چه بهتر از فضاهای داخلی بنا
حذف آویزهای تیر در دهانه‌های بزرگ در نتیجه کاهش هزینه در قالب بندی نسبت به دیگر روش‌های تیردال
کاهش مصرف کمتر میلگرد و بتن در قیاس با سیستم‌های مشابه.
 
مزایای اجرایی
قابلیت باربری زیاد سقف
کم شدن جرم دال در مقابل نیروی زلزله، در نتیجه آن نیروی برشی زلزله که بر سازه وارد می‌شود کاهش پیدا می‌کند.
امکان تحمل بارهایی که در زمان اجرا وارد می‌شود و قابلیت تردد راحت کارگرها.
عملکرد مناسب و مقاومت زیاد در برابر زلزله.
امکان حذف تیرهای آویزدار و سر ستون‌ها.
شکل گیری دو لایه دال در بالا و پایین که بصورت مشک و متصل هستند سبب تامین سختی زیادی در بالای دال می‌شود که در نتیجه آن باعث انتقال نیروهای زلزله به عناصر باربر جانبی می‌شود.
امکان انجام عملیات قالب بندی با روشهای معمولی.[۳]
 
مزایای فنی
کم شدن تعداد ستون‌ها.
بهبود عملکرد سقف از نظر لرزش صفحه‌ای وعایق بندی صوتی.
امکان طراحی مناسب تر در پلان معکوس با توجه به حذف تیرهای میانی.
مقاومت زیاد در مقابل آتش‌سوزی
با افزایش وزن سقف باعث افزایش سختی دال می‌شود که باعث کنترل خیز سقف می‌شود، که این مورد سبب اجرای سازه‌هایی با دهانه بزرگ و افزایش فاصله ستونها می‌شود.
بارهای وارده بر خاک کاهش پیدا می و امکان کاهش و حذف ابعاد و تعداد شمعها در خاک‌های سست بوجود می‌آید.
قابلیت حذف تیرهایی که در بین ستون‌ها هستند و مکان یابی مناسب ستونها با استفاده از تیرهای پنهان بدون آویز.
 
مزایای معماری
امکان ایجاد تغییر فضاهای کاربری بعد از ساخت
ایجاد فضاهای بزرگتر
آزادی بسیار در طراحی فضاهای معماری


سیستم سازه ای اسکلت بتنی (یا فلزی) با سقف UBOOT با توجه به جزئیات اجرائی و نحوه توزیع و انتقال بار به المان های باربر سازه با الزام رعایت محدودیت های آئین نامه های بارگذاری و طراحی در زمره دال های تخت بتنی قرار می گیرند. لذا مقتضی است الزامات آئین نامه ای مربوطه بصورت دقیق رعایت گردیده و کنترل ضوابط مربوط به این سیستم دیافراگم و سایر المان های سازه ای در جهت حصول عملکرد صحیح سازه صورت پذیرد.
لذا در ادامه مطلب توضیحات کامل در خصوص مدل سازی، بندهای آیین نامه ای و نکات کنترلی جهت طراحی سازه با سیستم سقف UBoot ارائه می گردد.استفاد از قطعات یوبوت امکان هم تراز شدن ستونهای قارچی شکل با ضخامت دال و یا سف را فراهم می سازد.

از ویژگی های یوبوت احاطه شدن آن در داخل بتن با شبکه های میلگرد سقف است که باعث بوجود آمدن نیروهای دو طرفه عمود بر هم می گردد و کاهش به سزای مصرف میلگرد را در پی دارد.
در ساختمانهای بلند مرتبه و یا دارای سقف با ارتفاع بلند جهت جلوگیری از تغییر شکل و بوجود آمدن خیز لازم است دیافراگم سقف به صورت سخت عمل کند. در نتیجه نیاز به دال بتنی به دلیل سختی بالا هموار مورد توجه مهندسین محاسب بود است. تا چندی پیش بدلیل نیاز به کنترل خیز و ترک های بوجود آمد در دالهای بتنی استفاد از این نوع سقف محدود به دهانه های کوچک بود، در صورت اجرای در دهانه های بزرگ وجود تیر با آویزهای بلند و هزینه های اجرا مشکل محاسبین و کارفرمایان را دو چندان می نمود. از سوی دیگر استفاد از دال های مجوف نیز به دلیل دشواری و هزینه بالای اجرای قالب بندی، کارآئی ضعی از نظر عایق بندی صوتی، نیاز به سف کاذب و نیز برخی ملاحظات فنی از جمله کنترل برش پانچ، از استفبال چندانی به ویژ در ساختمانهای متعارف برخوردار نگردید است.

در دهه نود میلادی شرکتهای انگلیسی با اصلاح دال مجوف و استفاد از قالبهای ماندگار از نوع توپی شکل و تغییر مقطع هندسی سقف از T شکل به ضمن اصلاح بسیاری از مشکلات فنی و قالب بندی دالهای مجوف را نیز تسهیل و بدین ترتیب گام بزرگی در جهت توسعه این دال ها برداشتند لکن دال های حاصل همچنان از نظر ایمنی در برابر آتش و صرفه اقتصادی از کارآئی لازم برخوردار نبودند. در سال 2002 شرکت دالی فرم (Daliform) ایتالیا با هدف رفع معضلات فوق و بهینه سازی مجدد دال های مجوف محصول یوبوت را ارائه نمود که در زمانی اندک با استفبال گسترد جامعه مهندسی در اروپا، آفریفا و آسیا مواجه گردید، علاو بر رفع معضلات آتش سوزی و نیز صرفه اقتصادی از دیگر مزایای دال اجرای شد با یوبوت امکان انطباق آسان دال مجوف حاصل از آن با آیین نامه های مختلف طراحی در دنیاست که استفاد از آن را در مناطق اقلیمی مختلف هموار ساخته است.
آئین نامه بارگذاری و طراحی

آئین نامه بارگذاری:
آئین نامه بارگذاری مورد استفاده در طراحی سازه های با سیستم سقف UBoot همانند سیستم های سازه مرسوم دیگر در کشور، مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و آئین نامه 2800 با رعایت الزامات مربوط به سیستم دال تخت خواهد بود. این الزامات بصورت کامل در بند «6-7-3 ضوابط طراحی سازه ها برای زلزله»و مبحث ششم در قسمت (ت) تبیین شده است. با توجه به بند مذکور ضریب رفتار مناسب برای این سیستم R=5 خواهد بود. موارد کنترلی دیگر مانند کنترل Drift و غیره همانند سیستم های سازه ای معمول انجام می پذیرد.

آئین نامه های طراحی:
مقررات ملی ساختمان مبحث نهم (طرح و اجرای ساختمان های بتنی)
مقررات ملی ساختمان مبحث ششم (بارهای وارد بر ساختمان)
استاندارد 2800
آئین نامه آبا
آئین نامه بتن آمریکا ACI318-05

در خصوص طراحی و کنترل سقف های UBoot رعایت الزامات و محدودیت های فصل 14 مبحث نهم و یا الزامات مریوط به تغییر شکل و ترک خوردگی آئین نامه های خارجی الزامی می باشد. همچنین ضوابط فصل 15 مبحث نهم در خصوص ابعاد کتیبه ها و نحوه انتقال بار از المانهای قائم به دیافراکم و بلعکس باید مدنظر قرار گیرد.
 
نرم افزارهای مناسب برای مدل سازی و طراحی:
مدل سازی سازه اصلی:
بطور کلی در خصوص مدل سازی سازه های بتنی یا فلزی با سیستم دیافراگم سقفی یوبوت کلیه نرم افزارهای مدل سازی سازه که در سیستم های سازه ای دیگر بکار می روند قابل استفاده خواهند بود ولی بطور معمول جهت مدل سازی و بارگذاری سازه اصلی از نرم افزار Etabs یا Sap در مدل های منظم و معمول و در خصوص سازه های پیچیده و با اشکال نامنظم از نرم افزار Staad.pro استفاده می گردد.

در خصوص طراحی جزئیات سقف Uboot نیز با توجه به نرم افزار مورد استفاده در مدل اصلی روش طراحی متفاوت خواهد بود . در صورتیکه از نرم افزارهای Sap یا Etabs برای مدل اولیه استفاده شده باشد می توان طراحی دیافراگم سقف را بصورت دستی و با استفاده از کانتور نیروی نرم افزار و یا با استفاده از نرم افزار Safe و با گرفتن خروجی مناسب از نرم افزار اصلی طراحی کرد. ولی در صورت استفاده از نرم افزار Staad می توان مستقیما از نتایج ماژول طراحی دال نرم افزار استفاده کرد و یا از نرم افرارهای جانبی مرتبط مانند Ram Concept یا Adapt که جزئیات دقیق تری در خصوص طراحی دال ارائه می دهند استفاده کرد.

استفاد از قالبهای یوبوت با پیشنهاد و طراحی مهندسین محاسب در نقاطی از سف که بتن نفش ساز ای ندارد موجب سبکی سقف و کمتر شدن هزینه تامین بتن میگردد ضمن آنکه دو لایه شبکه میلگرد پایین و بالا نقشی سازه ای از خود بروز داد، به دلیل شکل هندسی ایجاد شد در فواصل منظم و نزدیک به هم باعث عملکرد عالی در کنترل خیز و ممان اینرسی بالا جهت مفاومت در برابر تغییرات و بارهای وارد میگردد. سایز بندی متفاوت یوبوت، دستیابی به سختی مطلوب را با وزن کمتر امکان پذیر می نماید و از سوی دیگر سختی بالای سقف اجرا شد با یوبوت امکان حذف تیرهای آویزدار و نیز اجرای بازشوهای بدون سرون را فراهم و دست مهندسین معمار و محاسب را در اجرای نفشه های معماری باز می گذارد تا مطابق درخواست کارفرما و نیاز پروژه با آزادی بسیار زیاد عمل نمایند 

برچسب ها: اجرای سقف uboot, سقف U-Boot, سقف یوبوت, سقف یوبوت چیست,طراحی سقف یوبوت, مقایسه انواع سقف ها

---

برچسب ها: اجرای سقف uboot سقف U Boot سقف یوبوت سقف یوبوت چیست طراحی سقف یوبوت سقف دال مجوف