طراحی
ضوابط آیین‌نامه ای حاکم بر دال کوبیاکس، بسیار مشابه دال تخت می‌باشد. بنابراین این سیستم می‌تواند در ترکیب با سیستم‌های باربر جانبی مختلف نظیر قاب خمشی و دیوار برشی به کار گرفته شود. همچنین در شرایطی که ارتفاع سازه کوچکتر از ۳ طبقه و یا ارتفاع آن کمتر از ۱۰ متر می‌باشد، این سیستم به تنهایی به عنوان سیستم باربر جانبی قابل استفاده است (بدون دیوار برشی و یا قاب خمشی).
رفتار سازه‌ای دال کوبیاکس
۱- مقاومت خمشی
سقف کوبیاکس با حذف حجمی از بتن دال که تاثیری در ظرفیت خمشی آن ندارد، حاصل می‌شود. در دال‌ها معمولا ضخامت ناحیه‌ی فشاری کم بوده در نتیجه تحت بارگذاری متداول، گوی‌ها در بلوک فشاری قرار نگرفته و در نتیجه مقاومت خمشی آن مشابه دال توپر می‌باشد. در این حالت همچون دال معمولی، تنها بلوک فشاری بتن و میلگرد‌های کششی تامین کننده رفتار خمشی دال خواهند بود.
- قرارگیری موقعیت تار خنثی در بالای گوی‌های پلاستیکی (حالت مرسوم بارگذاری).
بنابراین، مقاومت نهایی خمشی مقطع دال کوبیاکس از روش‌های مرسوم شرح داده شده در آیین‌نامه‌های بتنی، قابل محاسبه است. در مواردی که میزان نیروهای اعمالی بر دال غیر معمول باشد، لازم است تا موقعیت صحیح تار خنثی محاسبه گردد. البته در عمل، کنترل خیز و همچنین وجود آرماتور فشاری در قسمت بالای دال، موقعیت تار خنثی را در قسمت فوقانی حفظ می‌کند. به عنوان مثال برای دالی به ضخامت ۳۰ سانتی‌متر و گوی‌هایی به قطر ۱۸ سانتی‌متر با مش میلگرد نمره ۱۶ به فاصله‌ی ۱۰ سانتی‌متر (که آرماتورگذاری متراکمی می‌باشد)، اگر مقاومت فشاری بتن و فولاد به ترتیب ۲۵ و ۴۰۰ مگاپاسکال باشد، عمق بلوک فشار برابر ۴.۴ سانتی‌متر محاسبه می‌شود، که از ۶ سانتی‌متر پوشش بتن روی گوی‌ها کمتر است.
۲- سختی
برخلاف سقف‌های توخالی یک‌طرفه ( هالو کور)، گوی‌های سقف کوبیاکس به صورت گسسته می‌باشند. بنابراین وجود گوی‌ها، تاثیر کمی بر کاهش سختی دال می‌گذارد. نتایج آزمایشگاهی که در دانمارک، آلمان و هلند انجام شده است، نشان می‌دهد که وجود گوی‌ها سختی ترک نخورده دال را به میزان ۸۷ تا ۹۳ درصد دال توپر هم ضخامت با آن کاهش می‌دهد. از لحاظ تئوریک، این ضریب نسبت ممان سطح دوم سه بعدی دال کوبیاکس به دال توپر است که محاسبه‌ی آن براساس مقطع ترک نخورده انجام می‌شود. لازم به ذکر است که علیرغم کاهش سختی دال کوبیاکس در قیاس با دال توپر هم ضخامت با آن، با توجه به کاهش ۳۰ درصدی وزن آن، در عمل خیز دال کاهش می یابد.
۳- مقاومت برشی
با توجه به استانداردهای موجود، محاسبه‌ی مقاومت برشی برای سقف‌های توخالی یک طرفه براساس حداقل ضخامت جان مقطع سقف صورت می‌گیرد. با در نظر گیری این تئوری برای دال‌های دوطرفه کوبیاکس، مقاومت برشی این دال حدود ۱۰ درصد مقاومت برشی دال توپر هم‌ضخامت خود به دست می‌آید. برای سقف کوبیاکس حداقل عرض مقطع در یک موقعیت حدی اتفاق می‌افتد و در نقاط مجاور آن، مقطع برشی افزایش می‌یابد. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که مقاومت برشی دال کوبیاکس به مراتب بیشتر از مقدار محاسبه شده براساس تئوری مورد اشاره می‌باشد.
به صورت کلی مقاومت برشی المان‌های بتنی توپر بدون آرماتور برشی از سه سازوکار زیر تشکیل می‌شود .
- مقاومت برشی مقطع ترک نخورده ناحیه‌ی بلوک فشاری،
- مقاومت برشی ناشی از اثر قفل و بست بین سنگدانه‌ها در طول ترک،
- مقاومت برشی ناشی از آرماتورهای کششی،
در مورد سقف کوبیاکس، ظرفیت برشی ناشی از قفل و بست سنگدانه‌ها به دلیل وجود گوی‌های توخالی کاهش می‌یابد. بنابراین کاهش مقاومت برشی در این دال‌ها باید در نظر گرفته شود. در این حالت مقاومت برشی ناحیه‌ی بلوک فشاری و آرماتورهای کششی ثابت می‌ماند. سهم منطقی هر یک از ساز و کارهای مورد اشاره در تعیین ظرفیت برشی مشخص نیست و در مطالعات پژوهشی، نسبت‌های مختلفی ارائه شده است. در یک فرض محافظه‌کارانه برای محاسبه‌ی نسبت ظرفیت برشی دال کوبیاکس به دال توپر، تمامی ظرفیت برشی به اثر قفل و بست سنگدانه‌ها اختصاص داده می‌شود.
با توجه به فرض فوق سطح مقطع موثر به جای کمترین عرض موثر مقطع در نظر گرفته می‌شود. این سطح مقطع قائم نیست بلکه دارای زاویه‌ی بین 30 تا 45 درجه می‌باشد (زاویه‌ی معمول ترک‌های برشی). بنابراین با توجه به هندسه‌ی دال کوبیاکس و فرض زاویه‌ی صفحه‌ی ترک 30 تا 45 درجه، در بدترین حالت، ظرفیت برشی دال کوبیاکس برای گوی‌های لهیده 0.5 و برای گوی‌های کروی شکل 0.55 مقاومت برشی دال توپر هم‌ضخامت و با بتن و آرماتور طولی یکسان محاسبه می‌شود.
صحت ضرایب فوق توسط مطالعات آزمایشگاهی تایید شده است. لازم به ذکر است، نتایج تحلیلی نشان می‌دهد که آرماتورهای قائم قفسه‌های دال کوبیاکس، ظرفیت برشی دال را تا 100 درصد برای گوی‌های لهیده و 66 درصد برای گوی‌های کروی افزایش می‌دهد. اما در جهت اطمینان در طراحی سقف از این ظرفیت صرف‌نظر می‌گردد.
4- ارتعاش ( لرزش )
یکی از مسائلی که به طور معمول بهره برداری سقف ها را دچار مشکل می کند، لرزش سقف در حین بهره برداری است. در حقیقت ارتعاش سقف در صورتی که از حد مجاز فراتر رود باعث ایجاد نا امنی در استفاده کنندگان می شود. به همین منظور تحقیقاتی بر روی فرکانس طبیعی سقف های کوبیاکس در دانشگاه کاونتری بر روی 12 نمونه دال با ابعاد و دهانه های مختلف انجام پذیرفته و نتایج آن با روش های محاسبات دستی و اجزای محدود ( کامپیوتری) مقایسه گردید. بر اساس نتایج حاصل شده فرکانس دال های کوبیاکس حدود 3.6% تا 11.9% بیشتر از دال های تخت معمولی می باشد که این موضوع گویای رفتار لرزشی بهتر دال کوبیاکس می باشد.
5- عملکرد لرزه ای ( دیافراگمی ) دال کوبیاکس
رفتار مطلوب دیافراگمی دال تضمینی جهت انتقال صحیح بارهای لرزه ای به سیستم باربرجانبی و نهایتا فونداسیون ساختمان می باشد. دیافراگم باید به گونه ای طراحی شود که کلیه اتصالات دال- ستون و یا دال - دیوار برشی توانایی انتقال نیروهای درون صفحه و خارج صفحه ای را داشته باشند.
با توجه به اینکه بیشینه تمرکز تنش درون صفحه دیافراگم در محل اتصال وجود دارد و از آنجا که این نواحی به صورت توپر اجرا می گردد، بنابراین رفتار درون صفحه دال کوبیاکس تفاوتی با دال توپر معمولی نخواهد داشت و بدیهی است جهت کنترل و مقابله با نیروهای کشش و فشار درون صفحه ناشی از اثرات زلزله می بایستی المان های کولکتور طراحی و اجرا گردد.
6- مقاومت در مقابل آتش
مطالعات مقاومت در مقابل آتش بر روی دال کوبیاکس، نشان می‌دهند که سقف کوبیاکس مشابه دال توپر رفتار می‌کند و نیاز به اعمال محدودیت بیشتری نمی‌باشد. همچنین مشاهده می‌شود که وجود حفرات در دال موجب تاخیر در انتقال حرارت می‌گردد. در صورتی‌که جنس گوی‌ها از مصالح استاندارد باشد در مقابل آتش به CO2 و H2O تجزیه می‌شوند که اثرات خطرناکی برای سازه ایجاد نمی‌نماید. در آزمایشاتی که توسط آژانس آتش نشانی فدرال آلمان انجام پذیرفت، نمونه دال های کوبیاکس به مدت 240 دقیقه تا حرارت 605 درجه سانتیگراد را تاب آورد و موفق به اخذ تاییدیه فنی از این کشور شده است.
7- عایق صوتی
جرم میانگین دال کوبیاکس کمتر از دال توپر می‌باشد. بنابراین خصوصیت عایق صوتی دال کوبیاکس مقدار کمی با دال توپر هم ضخامت خود، متفاوت است. ارزیابی صوتی دال کوبیاکس مشابه روش مورد استفاده برای دال توپر صورت می‌گیرد. با این تفاوت که محاسبات باید برای ضخامتی از دال توپر که جرمی معادل دال کوبیاکس دارد انجام شود که در این صورت دال کوبیاکس در مقابل بارهای صوتی شرایط بهتری نسبت به دال توپر هم جرم خود دارد.