حفظ صلبیت سقفها برای عملکرد صحیح و مقاومت ساختمان در برابر زلزله امری ضروری است زیرا ما در اکثر محاسبات, دیافراگم سازه خود را صلب در نظر میگیریم. با صلب درنظر گرفتن دیافراگم میتوانیم نیروهای جانبی وارد بر ساختمان را به سیستم باربر جانبی از جمله دیوار برشی و یا بادبندها انتقال دهیم. در واقع اگر دیافراگم ما صلب نباشد, حتی اگر اعضای باربر جانبی با سختی بسیار زیادی داشته باشیم, نیروی زلزله به درستی به آنها منتقل نشده و ساختمان نمیتواند در برابر زلزله مقاومت کند.

یعنی در ساختمان سقفها رابط نیروی جانبی بین قسمتهای مختلف هستند. پس ایجاد صلبیت کافی در سقف باید بسیار جدی گرفته شود.

ملاحظات معماری:

هر چه در سقف بازشو (از جمله پاسیو و نورگیر – راه پله – داکت تاسیساتی و …) بیشتر باشد صلبیت سقف کمتر خواهد شد. علاوه بر محدود کردن مساحت بازشوها در سقف, باید از ایجاد بازشوهایی که باعث چند تکه شدن سقف میشوند نیز جلوگیری شود. به شکلهای زیر توجه نمایید:

 

در شکل های بالا پلانهای ما به دو قسمت تقسیم شده است. شاید هر کدام به تنهایی صلبیت کافی داشته باشند اما در کل صلبیت سقف به خطر افتاده است.

ملاحظات سازه ای:

ملاحظات سازه ای را بر حسب نوع سقف جدا میکنیم:

انواع سقفهای متداول:

سقف طاق ضربی

سقف تیرچه بلوک

سقف دال بتنی —پیش ساخته – نیمه پیش ساخته – درجا

کامپوزیت

سقف طاق ضربی:

1-      برای جلوگیری از چرخش تیرآهن پاطاق (دهانه آخر) حول نقطه بالایی خود تحت اثر نیروی جانبی که بوسیله قوس وارد میشود, باید حتما میلگرد یا تسمه مهاری به فاصله هر 2 متر یا کمتر, بر روی بالای بال پایینی و بین تیرآهن آخری و یکی مانده به آخری در نظر گرفته شود.

2-      برای ایجاد صلبیت باید بر روی سقف طاق ضربی میلگرد یا تسمه ضربدری با شرایط زیر در نظر گرفته شود:

هر ضربدری مساحتی حداکثر تا 25 متر مربع را در برگیرد.

طول مساحتی که ضربدری دربرمیگیرد بیشتر از 1.5 برابر عرض آن نباشد.

3-      پس از اجرای قوس سقف طاق ضربی, بلافاصله دوغاب گچ بر روی آن ریخته شود تا حفره های موجود را پر نماید. اینکار باعث میشود تمرکز تنش در گوشه آجرها ایجاد نشود.

4-      دقت شود بر روی سقف طاق ضربی پس از تکمیل رطوبت و آب اثر منفی دارد. پس سعی شود از مرطوب شدن آن جلوگیری شود.

5-      برای پایداری مناسب سقف طاق ضربی باید قوس به اندازه مناسب باشد. قوس زیاد باعث عدم پایداری در برابر نیروهای جانبی و قوس کم باعث عدم پایداری در برابر نیروهای قائم میشود. بطور معمول قوس مناسب طاق ضربی بین 3 تا 4 سانتی متر است.

توجه: میلگردهای مهاری در سقف طاق ضربی باید حداقل میلگرد 14 آجدار یا تسمه با فولاد معادل آن باشد.

سقف تیرچه بلوک:

1-      برای درگیری مناسب تیرچه ها با تیر اصلی قاب سازه ای, و همچنین انتقال مناسب برش (مقاومت در برابر ترکهای 45 درجه) باید حتما از میلگرد اتکاء استفاده نمود. میلگرد اتکا باید به نحوی استفاده شود که عمود بر ترکهای 45 درجه ایجاد شده باشد.

 

2-      اگر دهانه سقف تیرچه بلوک بیش از 4 متر بود باید تای بیم یا کلاف عرضی برای آن در نظر گرفته شود. (به اصطلاح ژوئن). تای بیم عمود بر تیرچه ها اجرا شده و معمولا برای اجرای آن 10 سانتی متر بین دو سری تیرچه ها فاصله گذاشته و حداقل یک آرماتور در بالا و یک آرماتور در پایین آن قرار داده و سپس بتن ریزی سقف را انجام میدهند.

3-      برای انتقال مناسب برش در سقف تیرچه بلوک باید بین بلوکهای اول و آخر و تیر اصلی حدودا 10 سانتی متر فاصله بوده تا در زمان بتن ریزی این فاصله با بتن پر شود. اینکار باعث میشود سقف عملکرد مناسبتری در برابر برش وارده داشته باشد.

4-      اگر برای ایجاد بازشو مجبور به بریدن یکی از تیرچه ها شدیم, باید حتما با ایجاد یک شبکه آرماتوری و قرار دادن آن روی محل بریدگی, نیروهای وارد بر آن را به دو تیرچه ی مجاورش انتقال دهیم.

 سقف کامپوزیت:

سقف کامپوزیت یکی از انواع بسیار مناسب سقف از لحاظ تامین صلبیت است. در سقف کامپوزیت نکته حائز اهمیت, عملکرد توام فولاد و بتن است. بدین منظور باید با استفاده از گلمیخ درگیری مناسب بین فولاد و بتن را ایجاد نماییم. اگر درگیری مناسب بین تیرآهن و بتن داشته باشیم, بتن در فشار عمل کرده و تیرآهن (فولاد) در کشش, یعنی هر کدام از مصالح ما در نقطه قوت خود عمل میکنند. اگر گلمیخها مناسب طراحی شوند و در زمان زمین لرزه دال بتنی بر روی تیرآهن نلغزد و از آن جدا نشود, سقف ما مشکلی برایش پیش نخواهد آمد.

جمع بندی:

سقفها نقش تحمل بار جانبی نداشته و تنها انتقال دهنده آن به اعضای باربر جانبی هستند.

مناسبترین سقفها از لحاظ عملکرد لرزه ای به ترتیب عبارتند از:

سقف دال بتنی درجا و سقف کامپوزیت

سقف دال بتنی نیمه پیش ساخته

سقف تیرچه بلوک

سقف دال بتنی پیش ساخته

سقف طاق ضربی

بصورت کلی سقفهای دال بتنی درجا و سقف کامپوزیت به دلیل پیوستگی و انسجام کامل هم از لحاظ صلبیت عملکرد بهتری دارند و هم از لحاظ سقوط احتمالی مصالح (که بیشتر در سقفهای طاق ضربی و تیرچه بلوک رخ میدهد) در زمان زمین لرزه. با توجه به قدرت انتقال برشی که این سقفها دارند, برای محلهایی که برش زیاد داریم مثل پارکینگها و انبارها بسیار مناسب هستند.

برای سقف دال بتنی نیمه پیش ساخته اگر طبق ضوابط بتوان درگیری مناسب در زمان بتن ریزی برای آن ایجاد نمود تا حدودی همانند سقف دال بتنی درجا عمل میکند.

برای سقف تیرچه بلوک اگر ضوابط ذکر شده در بالا رعایت شود, تا حد قابل قبولی صلبیت خواهد داشت. اما رایجترین مشکلاتی که در این نوع سقفها در زمان زمین لرزه وجود دارد عبارتند از: سقوط بلوکها و یا آزاد شدن بلوکهای پلی استایرن – ریزش مصالح پوششی زیرین سقف و …). برای جلوگیری از این موارد توصیه میشود با قرار دادن رابیتس در داخل تیرچه ها قبل از بتن ریزی, درگیری مناسب هم برای نگه داشتن بلوکها و هم برای اجرای پوشش زیرین سقف و مستقل از بلوکها ایجاد شود.بطور کلی سقف تیرچه بلوک بیشتر برای محلهایی مناسب است که خمش زیاد و برش کم داشته باشیم (ساختمانهای مسکونی).

سقف دال بتنی پیش ساخته به دلیل مشکلات احتمالی که در اتصالات آن پیش می آید (به دلیل عدم یکنواختی سقف) معمولا عملکرد لرزه ای مناسب ندارد. البته با راهکارهای ذکر شده در آیین نامه های مربوطه تا حد قابل قبولی میتوان این مشکلات را رفع کرد.

سقف طاق ضربی برای تحمل نیروهای قائم هیچ مشکلی ندارد و عملکرد بسیار مناسبی دارد. اما با وارد شدن نیروی جانبی به این سقف, خطر آسیب قوس و در نتیجه ریزش سقف وجود دارد. با در نظر گرفتن نکات ذکر شده در بالا میتوان تا حد قابل قبولی از آسیب قوس در زمان زلزله جلوگیری کرد.

نکته: برای کنترل لرزش سقفها : L/H ≤ 20