سقف به سطح بالایی یک اتاق و یا یک سازه گویند . در ساختمانهای یک طبقه سقف برای محافظت از نور آفتاب ، باران و برف و در ساختمانهای چند طبقه علاوه بر این کار برای جداسازی طبقات از یکدیگر استفاده میشود . در مناطق سردسیر معمولا ارتفاع سقف تا کف معمولا کم میباشد تا محل راحتتر گرم شود و در مناطق گرمسیر به خاطر جریان داشتن هوا معمولا ارتفاع سقف زیاد میباشد .

سيستم نيمه جديد اجراي سقف هاي سنگين و سقف هاي سبک

1-سقف چوبي (سقف هاي قديمي)

2-سقف طاق ضربي يا طاق آجري که کلا سقف خوبی نیست. این سقف صلبیتش زیاد نیست و در هنگام زلزله ارتعاشش خیلی زیاد است و وزنی در حدود 600-650 کیلوگرم بر متر مربع دارد.
3- سقف تيرچه بلوک که صلبیتش بالاست، ارتعاشش کم است، اجرایش راحت و از طاق ضربی سنگین تراست.

سيستم جديد اجراي سقف ها در صنعت ساختماني ايران

1-سقف کرميت

2-سقف سبک يونوليتي (فوم)

3-سقف کامپوزيت (مرکب)

سقف کرمیت

در سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پرکردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب های ثابت مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن، طاق ضربی ، قالب های موقت فولادی (کامپوزیت ) و یا هر پرکننده سبک استفاده می شود. فواصل تیرچه ها بسته به نوع قالب از 73 سانتی تا 100 سانتی متر متغیراست ، روی سقف نیز با 4 الی 10 سانتی متر بتن پوشانده می شود.

سقف های یونولیتی

- سبکی : با استفاده از بلوکهای سقفی پلاستوفوم حداقل 100 کیلوگرم بار مرده سقف در مقایسه با بلوکهای سیمانی و سفالی کاهش می یابد.
- مقاومت : با توجه به خصوصیت دانه بندی مواد پلی استایرن، استقامت آن در ارتعاشات و ضربه به نحوی است که آنرا خنثی می نماید.
- ضدحرِیق: با توجه به کندسوز بودن ، در مقابل حریق مقاوم است.
و ....
 

سقف کامپوزیت(مرکب)

سقف های کامپوزیت سقفهایی هستند ترکیبی از فولاد و بتن، برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شوند از برشگیر (ناودانی)استفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی درست می کند. میلگردهایی که روی سقف کامپوزیت قرار دارند میلگردهایی حرارتی هستند که به صورت مش ساخته شده باعث یکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف کامپوزیت می شود و با جوش دادن به تیرهای فرعی مانع ترک خوردن بتن می شود.

سقفها را به لحاظ فرم و سازه به 14 گروه در این پاورپوینت تقسیم شده است که تعدادی از آن ها به طور خلاصه در اینجا توضیح داده میشوند.برای دستیابی کامل به متن ، تصاویر و نمونه های موردی پاورپوینت را تهیه نمایید.

سقف های کابلی

بازده بسیار زیاد کابل های فولادی موجب شده تا آن ها را برای ساختن سقف هایی با دهانه زیاد مورد استفاده قرار دهندکابل های کششی بجای سیستم های پیچیده سازه ای ، اساسی ترین جز باربر بنا می باشند.

نمونه موردی : ترمینال فرودگاه بین المللی دنور

سقف های خرپایی

خرپای ساده از اتصال چند میله مستقیم که به طور مفصلی به هم متصل شده اند به طوری که شبکه های مثلثی به وجود می آورند تشکیل می گردد. نیروهای وارد بر خرپا باید حتما در محل اتصالات (مفصل ها) به خرپا وارد شوند.

خرپا را برای پوشاندن سقف ها، به ویژه سقف های سنگین یا سقف های با دهانه های زیاد و نیز پل ها بکار می برند.خرپا ها ضمن داشتن مقاومت زیاد ، از نظر وزن سبک هستند. اعضای خرپا به وسیله جوش، پیچ و مهره و یا پرچ به یکدیگر متصل می شوند. اتصال اعضا گاهی به صورت مستقیم و گاهی به وسیله ورقی موسوم به ورق اتصال صورت می گیرد.

نمونه مورد بررسی : پايانه بين المللي واترلو (waterloo international terminal)

سقف با شبکه سازه فضایی یا اسپیس فریم

به سیستم خرپایی 3 بعدی که گسترش دهانه های آن در 2 سمت انجام شود و اعضای آن فقط تحت کشش و یا فشار باشند سازه فضاکار گویند. سازه های فضاکار به طور مشترک برای سازه هایی با اتصالات مفصلی و گیر دار مورد استفاده قرار می گیرند. برای ساخت سازه های فضاکار اغلب از مدول های یکسان و تکرار شونده با لایه هایی به موازات هم در بالا و پایین استفاده می شوند.

ضخامت سقف فضاکار را می توان تا 3 درصد طول دهانه در نظر گرفت.این سقف ها از اتصال قطعات سپری ، نبشی و لوله به یکدیگر ساخته می شوندمزایای سقف فضاکار:

• پوشش دهانه های با طول زیاد
• راحتی و سرعت در اجرا
• سبکی وزن سقف
• مقرون به صرفه بودن

گنبدهای ژئودزیک

ژئو پیشوندی یونانی به معنی زمین است. در رابطه با گنبد ها کلمه ژئودزیک را می توان به مفهوم کروی معنی نمود.گنبد ژئودزیک معمولا شبکه ای از مثلث ها است به طوری که با بهره گیری از حداقل مصالح ، حداکثر مقاومت را دارا می باشند.

این گنبد سازه فضا کار کروی است که بارها را توسط اعضای خطی که در یک گنبد کروی شکل قرار گرفته اند به تکیه گاه ها انتقال می دهد و کلیه اعضا در آن در کشش یا فشارند.

نمونه موردی : غرفه امریکا در نمایشگاه اکسپو 67

سقف های چادری

چادر یک نوع پوسته کششی یکپارچه نازک است که به وسیله یک ستون یا قوس فشاری نگه داشته می شود.چادر نوع متفاوتی از سازه های کابلی است.

 چادر ها معمولا برای استفاده در سازه های موقتی در نظر گرفته می شوند زیرا پارچه مقاومت کمی در برابر خورشید داشته وبه سرعت از بین می رود. پیشرفت اخیر استفاده از قایبر گلاس یا پوششهایی که کمترین فرسایش را در برابر خورشید دارد(تفلون) افزایش داده است.

عمر مفید بیش از 20 سال است. از چادرهای بزرگ که برروی شبکه های کابلی پیچیده یا دیرکهای عمودی یا مایل فشاری قرار دارند برای ساخت غرفه های نمایشگاهی دائم یا موقت استفاده می شود

نمونه موردی : ترمینال حج،فرودگاه بین المللی سلطان عبد العزیز

سازه های کش بستی

سازه کش بستی یک نوع سازه فضاکار 3 بعدی پایدار است که از کابل ها و عناصر فشاری تشکیل شده است. در این سازه عناصر فشاری به صورت غیر ممتد و کابل ها به صورت ممتد می باشند و دارای هیچ اتصالی با یکدیگر نمی باشند.

دیوید گایگر گنبدهای کش – بستی را طراحی کرد که دهانه ای برابر 244 متر را می پوشاند و اولین آنها در سن پترزبورگ فلوریدا ، استادیوم دایره شکلی با ظرفیت 43 هزار نفر و به قطر 207 متر را پوشاند .سازه این استادیوم شامل خرپاهای شعاعی با عناصر مورب و سیمهایی از جنس کابل فولادی است که در برابر عناصر عمودی فولادی لوله ای شکل ، پیش تنیده اند .

سازه هوای فشرده

سازه های هوای فشرده ، بارها را به تکیه گاه ها از طریق پوسته هایی با تنظیم داخلی به وسیله ی هوا منتقل می کند. مشابه کابل ها ، آنها فقط نیروهای کشش را ازطریق  سطح پوسته انتقال می دهند دارای فرم منحنی طنابی نیز می باشند.

دو نوع کلی از سازه های بادی وجود دارد : سازه های متکی بر هوا و سازه های محصور باد شده.

سازه های پرشده از هوا

سازه‌های پر شده از هوا، اجزای سازه‌ای پر شده از هوا را ( قوس، تیر، دیوار و ستون) یکی می‌کند،. فقط اجزا، دارای فشار تنظیم شده می‌باشند و حجم داخلی این گونه نیست. این مر دارای دو مزیت است: در این روش نیاز به هوابندی‌هایی که در سازه های متکی بر هوا مورد نیاز است، حذف می‌شود. به علاوه، اگر یکی از اجزای پر شده از هوا خالی شود (به عنوان مثال در اثر پارگی)، بخش‌های مجاور مقاومت کافی برای جلوگیری از ریزش ساختمان را دارند.

سقف های لاملا ( طاق های لاملا )

از تقاطع یک سری قوس های به موازات یکدیگر با قوس های موازی دیگری که به سمت دیگر متمایل می شوند ، سازه سقف استوانه ای لاملا حاصل می شود.  سقف های لاملا از جنس فولاد، بتن و چوب برای ایجاد سقف های استوانه ای مورد استفاده قرار می گیرند.

نمونه موردی : گنبد تاکوما

پوسته های استوانه ای

پوسته های استوانه ای به سختی گنبدها نیستند زیرا انحنای یک طرفه آنها باعث می شود که رفتاری شبیه تیرها داشته باشند در مواردی که افزایش سختی آنها لازم باشد از تیرهای طولی در امتداد لبه های آنها استفاده می شود

پوسته های زین اسبی

یک سطح سهموی هذلولی از انتقال یک سهمی رو به پایین بر روی یک سهمی دیگر با انحنای رو به بالا بدست می آید .این سطح شبیه زین اسب است ، مقاطع افقی آن دارای دو شاخه مجزا از یک منحنی هزلولی هستند در حالی که مقاطع عمودی اصلی آن سهمی است . ساخت این سطوح با بتن مسلح نسبتا ساده است .

نمونه موردی : نمای افلاک مک دانل

سازه های ورق تا شده

ورق های تا شده که ده ها متر از دهانه را می پوشانند از مصالحی چون فولاد ، چوب ، آلومینیوم با بتن مسلح ساخته می شوند . ورق های تا شده بتن مسلح اقتصادی تر است چون قالب آنها از چوب های صاف است و یا این که دالهای بتنی روی زمین پیش ساخته شده سپس به سقف انتقال یافته با جوش دادن میلگردهای متقاطع در محل درز اتصال و ریختن بتن در آن محل مجموعه صفحه های منفرد به شکل یک ورق تا شده یکپارچه در می آید .

ورق های پلی کربنات

پلی كربنات ، پلاستیكی شفاف است كه مقاومت حرارتی بالایی دارد . این پلاستیك تا دمای 140 درجه سانتی گراد سختی بالای خود را حفظ می كند. خواص عایق الكتریكی خوبی دارد و خود اطفاء‌ در برابر حریق است . این پلاستیك از چگالی 2/1 برخوردار بوده كه نسبت به پلاستیكهای مهندسی دیگر سبكتر است .

در ادامه انواع سقف های سبک شامل شیشه سکوریت ، ورق های آکرلیک ، ورق های PVC   بررسی خواهد شد.

پوشش سقف   (Ethylene Tetra fluoro ethylene) ETFE

 یک پلیمر پایه فلئوروکربن بسیار بادوام و با قابلیت های فوق العاده است این پلیمر شگفت انگیز یک پلاستیک شفاف تفلونی است که جایگزین شیشه و پلاستیک های معمولی در بسیاری از ساختمانها شده است.

ETFE در مقایسه با شیشه ،امتیازات فوق العاده ای دارد که از ان جمله می توان به وزن بسیار کم آن اشاره کرد ، به گونه ای که با دارا بودن یک درصد وزن ، هم نور بیشتری را از خود عبور میدهد و هم عایق بهتری محسوب می شود. از لحاظ هزینه های نصب بین 24 تا 70 درصد صرفه ی اقتصادی دارد.

 از دیگر ویژگی های آن می توان به حالت ارتجاعی فوق العاده ی ان اشاره کرد که می تواند تا 400 برابر وزن خود را تحمل کند. همچنین طول عمر زیاد در حدود 20 تا 40 سال داشته و از قابلیت بازیافت برخوردار است.

با وجود اینکه اساس و پایه مواد تشکیل دهنده ETFE از پلیمر شفاف تشکیل شده ، اما راه های بسیاری وجود دارد که با تغییر این خاصیت بتوان میزان انعکاس و یا میزان دریافت اشعه های تابیده شده بر روی آن را تغییر داد.در واقع می توان صفحات ETFE را به شکل های مختلفی تولید کرد به گونه ای که در عین شفافیت ، بافت روی آن بتواند میزان دریافت انرژی خورشید را کاهش دهد.

باغ هشت بهشت بریتانیا ، مکعب آبی پکن ، استادیوم ورزشی آشیانه پرنده چین از جمله سازه هایی هیتند که از پوشش ETFE استفاده شده است که به طور کامل توضیح داده شده است.

پاورپوینت حاضر در 57 اسلاید و در فرمت pptx  تهیه شده است.

همچنین برای مشاهده سایر پژوهش های طراحی فنی ساختمان در سایت مدار آموزش میتوانید به این لینک مراجعه کنید.