کارشناسی مفهوم علمی ۲۵ اسفند ۱۳۹۶ زمان خواندن: ۶ دقیقه

آشنایی با سقف کم شیب و ملاحظات طراحی آن‌

در این پست می‌خوانید:

در این نوشتار به معرفی سقف کم شیب ، ملاحظات طراحی مربوط به آن و همچنین به توضیح شیوه هایی از طراحی و ساخت و ساز می پردازیم که مانع از زهکشی آزاد یا کلاً مانع انجام این کار می شوند. همچنین در این نوشتار راه حل هایی برای کاهش آب انباشتگی معرفی شده است که در مسائل مربوط به بهره وری و آسیب دیدن اسکلت سازه اثرگذار هستند.

کاهش آب انباشتگی و نفوذ آب در سقف شیب کم

آیین نامه ی بین المللی ساختمان حداقل پارامترهای طراحی و ساخت را تعیین می کند. یک عضو یا یک سیستم که پارامترهای آیین نامه ای را ارضا می کند ممکن است وقتی چندین پارامتر از آیین نامه ترکیب شوند با شرایطی ضعیف تر از ایده آل روبرو شود. به عنوان مثال، ترکیب شیب یک چهارم اینچ در هر فوت و نسبت حداکثر انحراف مجاز می تواند شرایطی را ایجاد کند که مانع از زهکشی آزاد شود.

طراحان حرفه‌ای، پیمانکاران و شاید مقامات تدوین کننده آیین نامه ها معتقدند که طراحی سقف یا سطوح بیرونی با شیب یک چهارم اینچ در هر فوت قانع کننده است، زیرا با هدف آیین نامه ساختمان سازگار است. با این حال، انحراف عضو باعث ایجاد شیب متوسطی می شود که زهکشی آزاد را محدود می کند و باعث می شود تا آب انباشتگی در انتهای پایین تر اتفاق افتد. شیب متوسط، شیب خطی فرضی از انتهای پایین تا نقطه ای که حداکثر انحراف را دارد، است. اعضایی که با یک نسبت از انحراف مجاز طبق آیین نامه بهینه شده اند، بیشتر شیب متوسط را کاهش می دهند و ممکن است یک شیب منفی یا وضعیتی کاسه مانند در انتهای پایین ایجاد کند که مانع از زهکشی آزاد شود و یا آن را محدود کند. این شرایط برای مواد حساس به تغییر شکل خزشی، مانند چوب، شدت می‌یابد. اعضایی از تیرها که شیبی برابر با یک چهارم اینچ در هر فوت داشته باشند، به عنوان یک دهانه‌ ی حساس در نظر گرفته می شوند.

طی مشاهدات میدانی، شیوه هایی از طراحی که بر مسائل بهره وری اثرگذار هستند، شناسایی شده است. این خطاهای طراحی زهکشی آزاد را محدود یا مانع از آن می شوند و نهایتاً منجر به عملکرد نامطلوب پوشش ساختمان می شوند. علاوه بر این، فقدان جزئیات ویژه طراحی منجر به شیوه های ساخت و ساز معمولی می شود که ممکن است هدف کلی آیین نامه های ساختمان را برآورده کند، اما زهکشی آزاد را محدود می کند.

خطاهای طراحی سقف کم شیب

هنگامی که طراحان حرفه ای، اعضای اسکلت سازه را تنها با حداقل پارامترهای آیین نامه ساختمان طراحی کرده باشند، ممکن است سقف های ساخت شده با مسائل مربوط به شیب کم یعنی آب انباشتگی یا زهکشی سیستم روبرو شوند.

صفحات متقاطع سقف کم شیب

وجود پیش آمدگی ها در ساختمان ها پدیده ای رایج است. این پیش آمدگی ها منجر به ایجاد صفحات متقاطع می شوند. این صفحات در ایجاد مسائل مرتبط با زهکشی سقف هایی با شیب کم نقش دارند. متخصصان غالباً حداقل شیب مجاز آیین نامه را با توجه به شیب آبروی ایجاد شده از تقاطع صفحات تعیین می کنند. آب انباشتگی معمولاً در تقاطع آبروهای سقف و سطوح کم شیب (بالکن) مشاهده می شود. در شکل 1 پلانی از سقف کم شیب آبرو نشان داده شده است.

شکل 1 . سقف کم شیب آبرو

فاصله قطری بین دو نقطه با ارتفاع ثابت کمتر از شیب طراحی است. این اصل را می توان با دو صفحه ی شیب دار که یکدیگر را با زاویه قائمه قطع می کنند، نشان داد. بالکنی با عرض هشت فوت و شیبی برابر با یک چهارم روی دوازده اینچ، دو اینچ اختلاف ارتفاع از دیوار تا لبه زهکشی آزاد دارد. در شکل 2 فاصله مورب که با قرمز نشان داده شده اختلاف ارتفاع دو اینچی دارد. با این حال، تغییر ارتفاع در فاصله حدود یازده فوت و چهار اینچ رخ می دهد و شیبی کمتر از یک چهارم روی 12 که حداقل شیب است، ایجاد می کند. در شکل 2 پلانی از سقف کم شیب آبرو نشان داده شده است.

شکل 2 . پلان سقف کم شیب آبرو

سطح صفحات سقف و بالکن که با شیب یک چهارم روی 12 طراحی شده اند و آب را به آبرو هدایت میکنند، باید به عنوان یک دهانه ی حساس در نظر گرفته شوند. یک راه حل این است که شیب یک چهارم روی 12 را به آبرو اختصاص دهید و سپس شیب مربوط به سقف یا بالکن را محاسبه کنید.

ستون های یکپارچه به عنوان منحرف کننده آبرو سقف کم شیب

ستون های حائل بالکن شرایطی را فراهم می کنند که به ندرت در اسناد ساخت و ساز مشخص می شوند. طراحان به طور معمول ستون های بیرونی یکپارچه ی بالکن را طراحی می کنند که به عنوان آب بند عمل می کنند و مانع از جریان آب به سمت نقاط زهکشی آزاد می شوند. ستون ها اغلب پیرامون بالکن قرار دارند و لبه ها یا گوشه های داخلی را شامل می شوند. آب در لبه های داخلی جمع می شود و اغلب منجر به وارد شدن آسیب می شود. طراحان باید سازه را به گونه ای طراحی کنند که زهکشی آزاد در این نقاط صورت گیرد و یا از جریان یافتن آب به سمت این نقاط جلوگیری شود. در شکل 3 ستون یکپارچه ی بالکن بدون در نظرگیری ضوابط مرتبط با زهکش نشان داده شده است.

شکل 3 . ستون یکپارچه ی بالکن بدون در نظرگیری ضوابط مرتبط با زهکش

سطوح بتنی شیب دار در سقف با شیب کم

بسیاری از طراحان، اعضای افقی را به گونه ای طراحی می کنند که سطح فوقانی آن ها نقش زهکش داشته باشد. سطح فوقانی معمولاً سبک و از جنس بتن نیمه مایع است. آب در سطح فوقانی نفوذپذیر (صفحه ی افقی ایجاد شده توسط اعضای حائل) نفوذ می کند. زهکشی آزاد با توجه به اینکه اعضای حائل یا هم تراز هستند و یا دارای انحراف عمودی به سمت پایین، به ندرت اتفاق می افتد و به همین جهت شرایط تجمع آب فراهم می شود.

اعضای سازه ای باید با یک شیب مثبت به طرف نقاط زهکشی آزاد برای تخلیه آب طراحی شوند. سطح فوقانی باید با شیب اعضای سازه ای مطابقت داشته باشد تا زهکشی اتفاق بیفتد. در این صورت آبی که در سطح لایه فوقانی نفوذ می کند، با سطح شیب دار روبرو می شود و به این صورت به نقاطی که زهکشی صورت می گیرد، هدایت می شود. در شکل 4 شیب به دست آمده به واسطه سطح خارجی و تمام شده نشان داده شده است.

شکل 4 . شیب به دست آمده به واسطه سطح خارجی و تمام شده

انحراف تفاضلی

پیش بینی می شود که یک سیستم متشکل از اعضایی با دهانه ی یکسان، تغییر شکل یا انحراف مشابهی داشته باشند. با این وجود، اعضای مجاور که دهانه های متفاوتی دارند، مقدار تغییر شکل متفاوتی نیز خواهند داشت. هرچه عضو، دهانه ی طولانی تر داشته باشد بیشتر تغییر شکل می دهد و از این روی شرایط تجمع آب فراهم می شود.

شیوه های ساخت وساز سقف کم شیب

شیوه های ساخت و ساز نیز بر پدیده آب انباشتگی اثرگذار هستند. برای افقی و تراز کردن سطح، معمولاً نوارهایی روی لبه فوقانی اعضای تشکیل دهنده قاب نصب می شوند. ضخامت مواد در نواحی مرزی مانع از تخلیه آب می شود. پس به طور کلی روش ها یا شرایطی که مانع جلوگیری از جریان آب به سمت نقاط زهکشی آزاد می شوند باید در طی مرحله طراحی شناسایی شوند و تغییر یابند.

طراحان این توانایی را دارند که باعث کاهش آب انباشتگی و بهبود سیستم زهکشی آزاد شوند. شیب ها باید افزایش یابند تا شیب کافی برای زهکشی در صفحات متقاطع فراهم شود. علاوه بر این، انحراف تفاضلی اعضای سازه ای مجاور باید مورد بررسی قرار گیرد. در شکل 5 نمونه ای از سقف شیبدار نشان داده شده است.