سقفِ کوبیاکس چیست؟ راهنمای کامل طراحی، اجرا و محاسبات Cobiax
سقفِ کوبیاکس (Cobiax) یک نوع دالِ حفره‌دار (voided slab) است که با قرار دادن ماژول‌های توخالی کروی یا استوانه‌ای در داخل دال بتنِ مسلح، حجمِ بتن مصرفی و وزنِ مردهٔ سازه را کاهش می‌دهد. اصل کار ساده و مؤثر است: به‌جای پر کردن کل حجم دال با بتن، «حجمِ غیر‌تحمیلی» با ماژول‌های توخالی اشغال می‌شود تا بتن فقط در محدوده‌ای که مقاومت خمشی و برشی لازم است باقی بماند. این روش منجر به کاهش مصرف بتن و فولاد، افزایش دهانه‌های اقتصادی و بهبود رفتار سازه‌ای و معماری می‌شود.
در این مقالهٔ آموزشی و عملیاتی، با زبانِ فنی اما روان، به تعریف، انواع، مشخصات، محاسبات نمونه و نکات اجرایی سقف کوبیاکس می‌پردازیم تا مدیران پروژه، مهندسین عمران و پیمانکاران بتوانند تصمیمِ درست در پروژه‌های عملی بگیرند.
تعریف دقیق و نحوهٔ عملکرد و انواع مدل‌ها
سقف کوبیاکس چیست و چگونه کار می‌کند؟
سقفِ کوبیاکس از ماژول‌های توخالی (void formers) کروی یا استوانه‌ای ساخته‌شده از پلاستیکِ فشرده یا موادِ مخصوص بازیافتی تشکیل می‌شود که در شبکهٔ آرماتورِ میانی یا پایینی جای می‌گیرند. این ماژول‌ها در قالبِ دال چیده شده و سپس بتن‌ریزی می‌شود؛ پس از سخت‌شدن، دال نهایی ترکیبی از کانال‌های توخالی و بتنِ پیوسته خواهد بود. بارها از طریق لایهٔ بتنِ پیوسته منتقل می‌شوند و توپی‌ها تنها نقش کاهشِ حجم و وزنِ مرده را دارند، نه انتقال بار. در نتیجه، عملکرد خمشی و برشی دال همانند یک دالِ توپرِ نازک‌تر است اما با وزن کمتر و دهانهٔ کاراتر.
در ادامه، نکاتی فنی کوتاه دربارهٔ عملکرد: بتنِ فوقانی (top slab) و آرماتورهای کششی بالایی/پایینی وظیفهٔ تحمل لحظات و برش‌ها را دارند؛ ماژول‌ها فضای بتن را کاهش داده و خیز، سختی و ممان اینرسی مقطع را تحت تأثیر قرار می‌دهند، بنابراین طراحیِ آرماتور و ضخامتِ نهایی باید بر پایهٔ قسمتی از بتنِ مؤثر صورت گیرد.
انواعِ ماژول‌ها
(بعد از دو پاراگرافِ توضیح بالا، به انواع می‌پردازیم)
انواع بر اساس ارتفاعِ ماژول:
- ماژول‌های کم‌ارتفاع: ارتفاع ۱۰۰–۱۲۰ mm؛ مناسب دال‌های کم‌عمق و دهانه‌های کوتاه تا متوسط.
- ماژول‌های متوسط: ارتفاع ۱۶۰–۲۰۰ mm؛ رایج برای دهانه‌های ۵–۸ m.
- ماژول‌های بلند: ارتفاع ۲۲۰–۳۰۰ mm؛ برای دهانه‌های بزرگ‌تر یا زمانی که کاهش وزن اهمیت بیشتری دارد.
- انواع بر اساس جنسِ ماژول:
- پلاستیکِ بازیافتی فشرده (economy) — ارزان‌تر، سبک، مناسب پروژه‌های محلی.
- پلاستیکِ مهندسی یا پلی‌پروپیلن تقویت‌شده — دوام بیشتر، تحمل بار قالبی بالاتر.
- نسخه‌های خاص با پوشش آنتی‌یووی یا مقاوم به حلال‌ها — مناسب محیط‌های خورنده.
- مدل‌های تجاری و نسخه‌های داخلی/وارداتی:
- برند اصلی Cobiax (آلمان) — دارای گواهی‌ها، دیتاشیت فنی و پشتیبانی طراحی.
- تولیدات داخلی با عملکرد مشابه — قیمت کمتر اما نیازمند کنترل کیفیت دقیق.
- نسخه‌های ترکیبی/تطبیقی — برای پروژه‌هایی با نیازهای خاص معماری یا سازه‌ای.
تفاوت‌های کاربردی هر نوع
دهانهٔ مناسب: ماژول‌های بزرگ‌تر برای دهانه‌های بیشتر.
ضخامت دال نهایی: با افزایش ارتفاع ماژول، ضخامت نهایی هم افزایش می‌یابد.
وزن مرده متفاوت: بسته به درصد حجم هوای ایجادشده (معمولاً 25–40%).
ساختار فنی، اجزا و مشخصات کلیدی
سقفِ کوبیاکس از اجزای زیر تشکیل می‌شود: ماژول‌های توخالی، شبکهٔ آرماتور بالایی و پایینی، بتنِ رویه، قالب‌بندی موقت، اتصالات تقویتی و اسپیسرها برای ثابت‌نگه‌داشتن ماژول‌ها.
نکات کاربردی برای پیمانکار:
قبل از چیدن ماژول‌ها، قالب باید صاف و مقاوم باشد. چینش باید دقیق و طبق دیتاشیت سازنده انجام شود. کیفیت آرماتوربندی و پوشش بتن نقش کلیدی در دوام دارد.
مشخصات فنی کلیدی قبل از خرید
مقاومت بتن پیشنهادی (MPa): 25–35
ارتفاع مؤثر ماژول (mm)
پوشش بتن (mm)
فاصلهٔ محوری (axial spacing)
وزن مرده تقریبی (kg/m²)
فشار قالبی مجاز
استانداردها و گواهی‌ها
جدول نمونهٔ مشخصات فنی
(جدول همان است و فقط فاصله‌ها اصلاح شده‌اند)
| مدل | ارتفاع (mm) | ضخامت نهایی (mm) | وزن مرده (kg/m²) | دهانه توصیه‌شده (m) | مقاومت بتن (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| Compact-100 | 100 | 150–180 | 2.8–3.2 | 3–5 | 25–30 |
| Standard-160 | 160 | 180–220 | 90–140 | 5–8 | 30–35 |
| Large-240 | 240 | 260–320 | 70–110 | 8–12 | 30–40 |
محاسبات ظرفیت، مثال عددی و جدول محاسبه
مثال محاسباتی شماره ۱
(تمام محاسبات بدون تغییر، فقط فاصله‌ها اصلاح شده‌اند)
فرضیات:
مساحت 100 m²، دهانه 5 m، ضخامت 200 mm، کاهش بتن 35%، وزن مخصوص 25 kN/m³، بار زنده 2.0 kN/m²، بار مرده غیر دال 1.5 kN/m²، f_y = 500 MPa، f_c = 30 MPa
گام‌ها:
ضخامت مؤثر بتن = 0.13 m → وزن دال = 3.25 kN/m²
بار کل سرویس = 6.75 kN/m²
بار خطی w = 6.75 kN/m
بار ترکیبی = 8.9 kN/m
لنگر نهایی = 27.81 kN·m
As ≈ 444 mm²
مزایا و معایب
مزایا
- کاهش حجم بتن تا 30–40%
- کاهش وزن مرده
- صرفه‌جویی فولاد
- دهانه بلندتر
- انعطاف معماری بیشتر
معایب
- هزینه اولیه ماژول
- نیاز به کنترل کیفیت دقیق
- ضعف در بارهای ضربه‌ای شدید بدون طراحی خاص
- دشواری تعمیرات نقطه‌ای
مقایسه با سیستم‌های مشابه
| معیار | توپر | تیرچه‌بلوک | وافل | کوبیاکس |
|---|---|---|---|---|
| وزن مرده | بالا | متوسط | متوسط | کم |
| هزینه اولیه | متوسط | پایین | بالا | متوسط–بالا |
| سرعت اجرا | بالا | بالا | متوسط | متوسط–بالا |
| انعطاف معماری | محدود | محدود | خوب | عالی |
| دهانه بلند | با ضخامت زیاد | خیر | بله | بله |
نکات اجرایی
نکات نصب
- آماده‌سازی قالب
- چینش ماژول طبق دیتاشیت
- رعایت پوشش بتن
- ویبرهٔ کنترل‌شده
- زمان مناسب بازکردن قالب
نگهداری
- بازرسی ترک‌ها
- کنترل خوردگی
- ثبت تعمیرات
نتیجه‌گیری
سقف کوبیاکس روشی کارآمد برای کاهش وزن مرده و افزایش آزادی معماری است؛ اما نیازمند طراحی و کنترل کیفیت دقیق است.
CTA
برای دریافت پیشنهاد فنی و قیمت، پروژهٔ خود را ثبت کنید.
FAQ (سوالات متداول)
آیا سقف کوبیاکس با هر بتن سازگار است؟
بله؛ اما باید مقاومت بتن و روانی مناسب تأمین شود.
کاهش وزن مرده چقدر است؟
معمولاً 20–40% نسبت به دال توپر، بسته به نوع ماژول.