سقف عرشه فولادی چیست؟مزایا،کاربردها و روشهای نصب

سقف عرشه فولادی یا سقف متال دک یکی از اقتصادی‌ترین انتخاب‌ها در اجرای سقف سازه‌ها با اسکلت فلزی و بتنی است. بلند مرتبه سازی به دلیل قیمت بالای زمین امری اجتناب‌ناپذیر است و سازندگان باید برای جلوگیری از بالا رفتن بی‌رویه هزینه‌ها، از تمام گزینه‌های روی میز بهره بگیرند. با اینکه قیمت سقف عرشه فولادی مقرون به‌صرفه و مناسب است، تنها مزیت آن نیست و ویژگی‌های دیگری مانند وزن سبک و سرعت اجرای بالا نیز در ردیف مهم‌ترین مزایای عرشه فولادی به شمار می‌روند. برای آشنایی بیشتر با مزایا و کاربردهای عرشه فولادی تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.

عرشه فولادی یعنی چه؟

عرشه فولادی با نام انگلیسی (Steel decking) و یا نام عرشه فلزی (metal decking) نیز در بازار شناخته می‌شود. در یک نگاه کلی، عرشه فولادی یک ورق فلزی از جنس فولاد گالوانیزه است که با شکل هندسی خاصی تولید می‌شود. این ورق فلزی برای ساخت سقف ساختمان‌ها استفاده می‌شود.
فولاد گالوانیزه به عنوان یکی از متریال‌های پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی شناخته می‌شود. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مناسب، قیمت مقرون به صرفه و دسترسی نسبتاً آسان به این متریال باعث شده تا در تولید سقف عرشه فولادی بکار برده شود.

نگاهی به تاریخچه سقف عرشه فولادی

نخستین بار در سال 1820 میلادی بود که ورق گالوانیزه در ساختمان‌سازی استفاده شد. مهندس ساختمانی به نام هنری پالمر ورق گالوانیزه را به صورت کنگره‌ای شکل‌دهی کرد و در اجرای سقف ساختمان بکار برد. این سیستم اجرایی سقف در سال ۱۹۳۹ و با تدوین یک استاندارد صنعتی برای طراحی، اجرا و بهره‌برداری، توسط انستیتو سقف فولادی (SDI) به طور رسمی وارد صنعت ساختمان شد.
به‌مرورزمان و با تغییرات متعددی که در روش سقف‌های عرشه فولادی ایجاد شد. سرانجام در سال 1980 این سیستم توسط شرکت‌های معتبر اروپایی و آمریکایی به‌عنوان یک سیستم نوین و با تکنولوژی روز دنیا که دارای مزایای فراوانی است مورداستفاده قرار گرفت.

کاربرد عرشه فولادی

کاربرد اصلی عرشه فولادی اجرای سقف ساختمان‌ها با اسکلت فلزی و بتنی است. عده‌ای تصور می‌کنند که عرشه فولادی صرفاً برای احداث سقف ساختمان‌های صنعتی قابل استفاده است. در حالی که به راحتی می‌توان از عرشه فولادی در ساختمان‌های با کاربری مسکونی، اداری، تجاری و … نیز استفاده کرد.بطور کلی کاربرد سقف عرشه فولادی به شرح زیر است:

• در سازه‌های اسکلت فلزی و بتنی با کاربری اداری و ساختمان‌های مسکونی
• در سازه های اسکلت فلز و بتنی با کاربری تجاری و صنعتی
• در سازه های اسکلت فلزی و بتنی با کاربری انبارها و سوله‌ها
• در سازه های اسکلت فلزی و بتنی با کاربری ورزشگاه‌ها، آسایشگاه‌ها، مدارس و سینماها
• ایجاد سکوی کار برای کارگران در زمان احداث ساختمان‌های چند طبقه
• ایجاد اسلب‌های سیمانی سبک در کف ساختمان‌ها

مزایای سقف عرشه فولادی

• حذف مرحله قالب‌بندی و شمع‌گذاری و افزایش سرعت اجرا:

سیستم سقف‌های MCD یا CDS به‌عنوان یک قالب خود نگه‌دارنده شناخته شده است. این سقف‌ها با امکان برش آسان و چیدمان سریع ورق‌های گالوانیزه فرمینگ شده باعث افزایش سرعت بهره‌وری در مرحله اجرای سازه می‌شود.

• بهینه‌سازی عملکرد سقف در هنگام زلزله:

سقف‌های مرکب عرشه فولادی یکپارچگی بیشتری بین المان‌های سازه‌ای دال سقف ایجاد می‌نماید؛ لذا در این سیستم صلبیت سقف در برابر نیروهای جانبی زلزله افزایش قابل ملاحظه‌ای نسبت به سقف‌های دیگر خواهد داشت و توزیع نیروهای زلزله بین المان‌های مقاوم باربر جانبی به‌درستی صورت می‌گیرد.

• کاهش خسارت جانبی و مالی در هنگام وقوع زلزله و آتش‌سوزی:

یکی از خسارت‌هایی که در هنگام زلزله به وجود می‌آید سقوط اجزای غیرسازه‌ای (بلوک و سفال‌های سقفی) است که در سقف مرکب عرشه فولادی این‌گونه خسارت‌ها وجود ندارد. همچنین در سازه‌هایی که از مصالح پلاستو فوم استفاده شده، در زمان آتش‌سوزی با ایجاد گاز در صد تلفات جانی (مسمومیت و خفگی) نیز افزایش قابل ملاحظه‌ای دارد.

• ایجاد یک سکوی کار مطمئن در زمان اجرا:

قرارگیری سیستم سقف عرشه فولادی باعث ایجاد یک سکوی کار دائمی می‌شود و خطرات زمان اجرا را به حداقل می‌رساند.

• یکپارچگی سقف و حفظ شیره بتن:

در سقف عرشه فولادی سطح سقف بصورت یکپارچه اجرا می گردد و با توجه به عملکرد قالب گونه بودن سقف(قالب ماندگار)، شیره بتن بصورت حداکثری در سقف حفظ می گردد که عمل آوری و مقاومت بتن سقف عرشه فولادی را به شدت بالا می برد.

اجزاء تشکیل‌دهنده سقف عرشه فولادی

سقف عرشه فولادی از 5 جزء اصلی تشکیل می‌شود که عبارت‌اند از:

1. ورق فولادی گالوانیزه

ورق عرشه فولادی شاخص‌ترین مصالح این نوع سقف است. در ساخت ورق فولادی گالوانیزه از روش فرمینگ با استفاده از دستگاه مخصوص استفاده می‌شود. ورق‌های فولادی به عنوان پوشش سقف عرشه فولادی شناخته می‌شوند. ورق‌های فولادی به دو شکل زیر تولید می‌شوند:
• ذوزنقه‌ای
• موج‌دار
فولاد مورد استفاده در ساخت عرشه باید از حداقل تنش تسلیم 210 مگاپاسکال برخوردار باشد. علاوه بر آن از پوشش گالوانیزه با استفاده فلز روی (Zinc) در سطح آن استفاده می‌شود. معمولاً ضخامت روی در سطح ورق فلزی چیزی در حدود 0.8 تا 2.1 میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود. گالوانیزاسیون باید روی هر دو سطح ورق‌های فلزی به طور کامل انجام شود.

2. گل میخ عرشه فولادی(برش‌گیر)

Stud Conncttor تجهیز ساده‌ای است که در زبان فارسی با نام گل میخ شناخته می‌شود. کاربرد این تجهیز در سقف عرشه فولادی متصل کردن ورق به تیرهای فرعی در سازه است. برای این منظور تعدادی گل میخ بر اساس محاسبات، درون ورق فولادی تعبیه می‌شود. سپس با استفاده از جوشکاری اتصال آن برقرار می‌شود. نقش کلیدی دیگری که می‌توان برای گل میخ ذکر کرد، این است که نیروی وارد شده به سقف را به تیر فرعی سازه منتقل می‌کند.

3. آرماتور

آرماتوربندی در سقف عرشه فولادی با استفاده از میلگرد انجام می‌شود. شبکه میلگردها روی ورق فولادی اجرا شده و سپس به گل میخ متصل می‌شود. اجرای آرماتوربندی باعث افزایش تحمل تنش کششی سقف می‌شود. همچنین از جمع‌شدن بتن جلوگیری می‌کند.

4. بتن

بتن روی ورق‌های فولادی اجرا می‌شود. بارهای سقف ابتدا به بتن وارد می‌شود. بنابراین لازم است که از بتن باکیفیت برای سقف عرشه فولادی استفاده شود.

5. فلاشینگ

فلاشینگ یکی از اجزای فرعی سقف عرشه فولادی است. فلاشینگ در واقع نوعی ورقه فلزی با ضخامت کمی در حدود 5 میلی‌متر است. این ورق‌ها در لبه عرشه نصب می‌شوند تا از بیرون ریختن بتن از سقف جلوگیری کنند.

فرمینگ عرشه فولادی چیست؟

دستگاه رول فرمینگ (Roll Forming) به عنوان ابزار اصلی در تولید ورق عرشه فولادی شناخته می‌شود. در این دستگاه از روش نورد سرد برای شکل‌دهی به ورق فولاد گالوانیزه استفاده می‌شود. شکل‌دهی ورق فولادی به صورت ذوزنقه‌ای بیشتر کاربردی است. معمولا ارتفاع ذوزنقه حداقل 50 میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود. علاوه بر آن در قسمت لبه‌های شیب‌دار ورق فولادی برجستگی‌هایی ایجاد می‌شود تا به این ترتیب بتن به خوبی روی سطح ورق بچسبد.

انواع سقف عرشه فولادی

انواع سقف عرشه فولادی را می‌توان در سه دسته مختلف تقسیم‌بندی کرد که عبارت‌اند از:

1. عرشه فولادی معمولی

برای ایجاد سقف‌های صاف یا شیب‌دار با میزان شیب کم از عرشه فولادی معمولی استفاده می‌شود. عرشه فولادی معمولی به چند دسته مختلف تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:
• عرشه فولادی نوع A (ورق‌های فلزی با دندانه باریک)
• عرشه فولادی نوع B (ورق‌های فلزی با دندانه پهن)
• عرشه فولادی نوع F (ورق‌های فلزی با دندانه معمولی)
• عرشه فولادی نوع N (ورق‌های فلزی با دندانه عمیق و پهن)

2. عرشه فولادی کامپوزیت

در طراحی عرشه فولادی کامپوزیتی، برجستگی‌ها و فرورفتگی‌های بیشتری ایجاد می‌شود. این رویکرد باعث ایجاد ساختار یکپارچه در دال بتنی و عرشه فولادی می‌شود. عرشه فولادی کامپوزیت به دو دسته تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:
• عرشه فولادی SB
• عرشه فولادی SBR (طراحی دندانه‌ها به صورت معکوس عرشه SB)

3. عرشه فولادی قالبی

اجرای عرشه فولادی قالبی به دلیل طراحی خاص، در مقایسه با دو دسته دیگر به مراتب آسان‌تر است. برای اجرای این نوع عرشه نیازی به استفاده از قالب چوبی نیست. انواع عرشه فولادی قالبی به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از:
• عرشه فولادی S3
• عرشه TF 75
• عرشه فولادی TF 150

ابعاد ورق سقف عرشه فولادی

ابعاد و اندازه و تعداد ورق ها در سقف عرشه فولادی برای هر پروژه متفاوت خواهد بود و با تناسب به همان پروژه توسط تیم مهندسی شرکت ابنیه فولاد آریو پس از برداشت از وضع موجود پروژه، طراحی نقشه شاپ در محیط نرم افزار اتوکد طراحی گردیده و لیستوفر آن جهت تولید و ارسال به کارگاه فرمینگ ورق عرشه فولادی ارسال می گردد.طراحی و تولید و اجرای سقف عرشه فولادی توسط شرکت ابنیه فولاد آریو به گونه ای است که ورق ها در محل اجرا بصورت پازل در نقطه طراحی شده خود قرار می گیرند که این امر موجب صرفه جویی حداکثری در میزان استفاده از ورق عرشه فولادی می شود که در نتیجه باعث کاهش هزینه های مازاد، جلوگیری از پرت متریال ( ورق و گلمیخ و …)  و هدر رفت نقدینگی کارفرمایان این شرکت می گردد.

ابعاد و اندازه ورق عرشه فولادی با توجه به گام ورق ( ارتفاع ورق عرشه فولادی ) متغیر می باشد.

در شرکت ابنیه فولاد آریو تولید ورق عرشه فولادی با گام 65 در تیپ A با عرض مفید 102 سانتی متر و در تیپ B  با عرض مفید 98 سانتی متر می باشد.

در شرکت ابنیه فولاد آریو تولید ورق تولید ورق عرشه فولادی با گام 75 در تیپ A با عرض مفید 99 سانتی متر و در تیپ B با عرض مفید 94 سانتی متر می باشد.

ارتفاع سقف عرشه فولادی

معمول ارتفاع سقف اجرا شده درسیستم عرشه فولادی از روی اسکلت ( تیر ها و پل ها ) تا سطح بتن ریزی شده حدودا 13 سانتی متر در نظر گرفته می شود. این مقدار با توجه به عملکرد سقف و شرایط توسط مهندس محاسب متغیر می باشد.

بتن ریزی عرشه فولادی

معمولا بتن مورد استفاده در سقف عرشه فولادی با عیار 300 الی 350 می باشد و در موارد خاص نیز طبق نظر مهندسین محاسب تا عیار 400 نیز در نظر گرفته می شود.

اجرای بتن ریزی در سقف عرشه فولادی به روش های مختلفی صورت می گیرد. معمولا بصورت ماله دستی می باشد و می توان به روش ماله لوله ای و تلسکوپی نیز عملیات بتن ریزی انجام شود.

 برای محیط های بهداشتی و محیط های پاک  clean room و مکان هایی که دیگر بر روی بتن ریزی عملیات نازک کاری صورت نگیرد و اکسپوز بماند، می توان اجرای عملیات بتن ریزی را بصورت ماله پروانه ای و بتن سخت اجرا نمود.

پلان سقف عرشه فولادی

طراحی نقشه شاپ و پلان سقف عرشه فولادی در هر پروژه ای با پروژه ای دیگر متفاوت می باشد. طراحی و جانمایی ورق های عرشه فولادی به گونه ای می باشد که هرکدام از ورق ها پس از قرارگیری در پروژه می بایست در محل طراحی شده نصب گردد و به صورت پازلی در نقاطی که طراحان شرکت ابنیه فولاد آریو در نظر گرفته اند قرار گرفته و نصب شود، تا کمترین میزان پرت و هدر رفت متریال صورت گیرد.

سازه سقف عرشه فولادی

اجرای سقف های عرشه فولادی بر روی اسکلت فلزی امکان پذیر است، از این رو عمدتا این سقف در سازه های با اسکلت فلزی اجرا می گردد.

بهتر است در طراحی اولیه اسکلت فلزی، سقف عرشه فولادی در صدر انتخاب های مهندسان طراح و محاسب قرار گیرد چرا که استفاده از سقف عرشه فولادی میزان فولاد مورد استفاده در فنداسیون، ستون و تیرهای اصلی و فرعی را به میزان چشم گیری کاهش می دهد و در نهایت اسکلت فلزی سبک تر، کارا تر، بصرفه تر خواهیم داشت و همچنین در زمان و هزینه نیز صرفه جویی قابل توجهی صورت خواهد گرفت.

اجرای سقف عرشه فولادی در سازه هایی با اسکلت بتنی به دلیل پایین بودن سرعت اجرا و همچنین بالاتر بودن هزینه های آن مقرون بصرفه نبوده و استفاده از سقف عرشه فولادی در این نوع سازه ها(سازه هایی با اسکلت بتنی)  در شرایط و پروژه های خاص و اندک اجرا می گردد.

انواع آزمون‌های مربوط به ورق گالوانیزه:

آزمون خمش:

برای آزمون خمش، نمونه دارای پوشش گالوانیزه، باید تحت خمش 180 درجه در هر جهت دلخواه قرار گیرد و پس از خمش نباید اثری از پوسته شدن، ترک (قابل‌مشاهده با چشم غیرمسلح) یا پارگی ورق پایه در قسمت خارجی خم (در ناحیه‌ای بیشتر از 7mm با لبه‌های ورق فاصله دارد) مشاهده شود.

آزمون ضربه:

در این آزمون وزنه‌ای با جرم 1 کیلوگرم از فاصله‌ای مشخص و بدون اعمال نیرو بر روی ورق پرتاب می‌شود. به موجب این ضربه نباید هیچ‌گونه اثری از پوسته شدن بر سطح ورق ظاهر شود. در غیر این صورت ورق گالوانیزه برای انجام عملیات پرس (فرمینگ) مناسب نیست.

مراحل اجرای سقف عرشه فولادی

رول فرمینگ:

اولین مرحله از عملیات اجرای سقف عرشه فولادی فرمینگ ورق توسط دستگاه رول فرمینگ می‌باشد که مطابق با نقشه‌های شاپ و لیست تعداد و اندازه موردنیاز هر پروژه که توسط مهندسین این شرکت تهیه و تنظیم و پس از تأیید نهایی توسط کارفرما تولید، بسته‌بندی و کدگذاری گردیده و آماده حمل به محل پروژه می‌شود.

حمل‌ونقل بر روی اسکلت:

در این مرحله جهت جابه‌جایی و حمل ورق‌ها به روی اسکلت از تاور یا جرثقیل استفاده می‌شود که مطابق با نقشه‌های شاپ و کد محل تخلیه که بر روی هر بندیل درج گردیده در محل مورد نظر تخلیه می‌گردد.

نصب ورق عرشه فولادی:

پس از حمل ورق‌ها به روی اسکلت، نصب ورق‌های عرشه فولادی مطابق با دتایل‌های اجرایی و ضوابط عمومی که در زیر به آن اشاره می‌گردد آغاز می‌شود:

• حمل و نصب عرشه‌ها بایستی به نحوی صورت پذیرد که در حین حمل آسیب‌دیدگی بر روی عرشه‌ها به وجود نیاید.
• دپوی عرشه‌ها در کارگاه نصب، بایستی به نحوی صورت پذیرد که بر اثر دپو شدن عرشه‌ها بر روی یکدیگر دچار تغییر شکل نشوند.
• در صورت مغایرت فواصل تیرهای اصلی و فرعی با نقشه‌های شاپ یا سازه، اجرای عرشه‌ها با طول بیشتر از 3 متر بدون تعبیه تیر فرعی اضافی یا شمع بندی مجاز نیست.
• حداقل عرض نشیمن عرشه‌های فولادی بر روی تیرهای اصلی و تیرهای لبه برابر با نصف عرض بال تیر است. به‌هرحال این مقدار نبایستی کمتر از 50 میلیمتر باشد.
• وصله عرشه‌های فولادی صرفاً بر روی تیرهای اصلی مجاز بوده و در این حالت بایستی دو عرشه متصل شده به طولی حداقل برابر با 50 میلیمتر بر روی تیر اصلی با یکدیگر هم‌پوشانی داشته باشند.
• می‌بایست از اجرای عرشه فولادی که دچار تغییر شکل‌های ماندگار در هر یک از جهات گردیده‌اند خودداری شود.
• پس از پخش عرشه‌های فولادی بر روی اسکلت سازه و قبل از اجرای گلمیخ، عرشه‌های فولادی بایستی به نحو مناسبی با میخ به تیرهای اصلی و فرعی مهار شوند.
• پس از پخش عرشه فولادی بر روی اسکلت، از پرتاب ابزارآلات، حرکت ماشین‌آلات و تجهیزات اجرایی و … بر روی عرشه‌های فولادی که سبب تغییر شکل‌های ماندگار می‌گردد خودداری شود.

سوالات متداول

1. ضخامت‌های عرشه فولادی چقدر است؟

عرشه فولادی از 4 جزء اصلی شامل ورق فولادی، گل میخ، بتن و آرماتور تشکیل می‌شود. ضخامت عرشه فولادی بین 125 تا 200 میلی متر است. انواع ورق‌های فولادی معمولا بین 0.75 تا 1.2 میلی متر ضخامت دارند.

2. مزایای عرشه فولادی در ساختمان بتنی چیست؟

مهم‌ترین مزایای عرشه فولادی در ساختمان بتنی عبارت‌اند از:
• عمر مفید بالا
• وزن سبک
• ایفای نقش عایق حرارتی
• مقاوم در برابر حریق
• قابل استفاده در شرایط آب‌وهوایی گوناگون
• نصب آسان و سریع
• نسب مقاومت به وزن ایده‌آل
• کمتر شدن ضخامت سقف
• جابجایی آسان

3. دلیل استفاده از فولاد در ساخت سقف عرشه فولادی چیست؟

فولاد چسبندگی خوبی با بتن ایجاد می‌کند. همچنین ضریب انبساط حرارتی فولاد و بتن نزدیک به یکدیگر است. علاوه بر آن قیمت فولاد در مقایسه با سایر گزینه‌های موجود کمتر است.

4. آیا در اجرای عرشه فولادی نیاز به تیر است؟

بله؛ تیرها به عنوان جزئی مهم در مهار عرشه فولادی به عنوان سقف ایفا می‌کنند.