تیرچه های فلزی

[Artaria 13,629]

در این سيستم سقف از تيرچه های فولادی با جان باز در ترکيب بـا بتن استفاده مـیشود . درساخت تيرچه های مذکور از يک تسمه، نبشی و يا چند ميلگرد در بال فوقانی و يکتسمه در بال تحتانی ونيز يک ميلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پر کردنفضای خالی بين تيرچه ها از قـالب های ثابت مـانند بلوکهای سيمانی، سفالی و طاق ضربیيا قالبهای موقت فولادی و چوبی استفاده می شود.

فواصل تيرچه هـا بسته بـه نـوعقالب از ۷۲ سانتي متـر تـا ۱۰۰ سانتي متر متغير است و روی سقف نــيز بـا ۴ تـا ۱۰سانتي متر بتن پوشيده می شود.

تيرچه ها از نوع خود ايستا بوده و به همين علت هيچنوع شمع بندی در زير سقف مورد نياز نمی باشد. تيرچه ها به نحوی طراحی می شوند کـهبتوانند وزن بتن خيس، قالبها و عـوامل اجرايی سقف را به تنهايی تحمل کنند. پس ازاينکه بتن بـه ۷۵٪ مقاومت مشخصه خـود ميرسد ، تير چه های فولادی و بتن بـه صورت يکمقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحملميکنند.

 

 

سقف تیرچه فلزی بدون شمع بندی چرا؟

 

- عدم نیاز بهشمع بندی:

 

طراحی سقف با اين فرض انجام می شود که تيرچه ها به تنهايی ( قبلاز گرفتن بتن) توانايی تحمل وزن خود، بلوک، بتن خيس و عوامل اجرايی را داشته باشند. بنابراين ، اين سقف نـيازی بـه شـمع بندی در هيچ يک از مراحل عمليات اجرايیندارد.

 

- سرعت و سهولت اجرا:

 

در اين سيستم ، اجرای سقف نسبت بهسيستمهای مشابه آسان تر بوده و با سرعت بیشتری انجام می شود. ۴۸ساعت پس از بتنريزی ، روی سقف قابل رفت و آمد و بارگذاری سبک بوده ، ميتوان عمليات ساختمانی راادامه داد که اين مزيت موجب کاهش زمان در روند عمليات ساخت می گردد.

 

- امکاناجرای همزمان چند سقف:

 

با توجه به اين که در سيستم ايـن سقف هيچ گونه شمعبندی وجود ندارد ، عملا می توان چنـد سقف را بـرای بتن ريزی آماده کرد و همزمانعمليات بتن ريزی را بـر روی سقفها انجام داد. ايـن کـار برای ساختمانهای با طبقاتزياد و با زير بنـای کـم بسيار مقرون بـه صـرفه و مناسب می باشد.

 

- يکپارچگیسقف و اسکلت:

 

به عـلت جوش شـدن تيرچه هـا بـه اسکلت ، پس از گرفتن بتن ،سـقف و اسکلت يکپارچه شده و ميتواند مانند يک ديافراگم صلب عمل کند . در اسکلتهایبتنی نيز با در نظر گرفتن قلابهای مخصوصی ، امکان يکپارچگی بيشتری ايجاد ميشود.

- امکان حذف کشها:

توجه به يکپارچگی سقف و اسکلت ، ميتوان کش ها (اعضای غير باربر) را حذف کـرد . حذف کش ها علاوه بر صرفه جويی در مصرف فولاد باعث يکنواختی بيشتر زيـر سقف شـده و عمليات نازک کاری را به حداقل ميرساند. امروزه از مفهوم ديافراگم صلب در آناليز و طراحی اغلب ساختمانها استفاده ميشود. در اين سازه ها نيروی القايی زلزله ، از طـريق يک دال صلب بتنی بـه سيستمهای مقاوم در مقابـل نيروی جانبی ، مـثل بادبندها و ديـوارهای برشی منتقل مـيشود .

 

 

در سقفهای تـيرچه بلوک معمولی به علت عدم امکان اتصال مکانيکی بين تيرچه های بتنی و پلهای فلزی ، فرض بر ايـن است که هماهنگی تـغيير مـکان جانبی قـابها بوسيله کش ها تامين ميگردد . ايـن نـوع سقفها در مقايسه با سقفهای تيرچه و بلـوک معمولـی دارای دو وجـه تمايز عمده هستند:

 

1. تيرچـه هـا فـلزی بـوده و به اسکلت جـوش ميـشوند و تـغيير مکان جانبی قابها را کاملا هماهنگ می سازند.

 

2. پس از گرفتن بـتن و تشکيـل مـقطع مرکب تنش فشاری بتن ، به طور قابل ملاحظه ای از تـنش مجاز کمتر است و ميتوان روی اين ظـرفيت اضافی در ظرفيت باربری نهايی سقف حساب کرد. بنابراين شبکه به هم پيوسته پل ها و تيرچه های اين سقف ميتواند دال بتنی سقف را در مقابل نيروهای درون صفحه ای مسلح کند.

این سقف بخوبی مانند يک ديافراگم صلب عمل می کند و ديگر نيازی به استفادها از کش ها نيست.

 

- بررسی امکان حذف کشها در این سقف:

 

برای انجام اين کار ابتدا مروری بر وظايف و عملکرد کشها در ساختمانها انجام ميدهيم . از عمده عملکرد کشها ميتوان سه مورد زير را نام برد :

 

1. بکار گیری در هنگام نصب اسکلت برای شاقول کردن ستونها.

 

2. به عنوان عضوی از ديافراگم سقف برای تحمل کشش در مقابل نيروهای زلزله.

 

3. به عنوان تکيه گاه جانبی برای ستونها و نهايتاً تعريف کردن طول کمانش آنها .

برای حذف اين عضو از سيستم سقف بايد برای کليه موارد فوق جايگزينی مناسب تعبيه نمود .

 

- در خصوص بند يک ميتوان با استفاده از نصب اعضای موقت ، ستونها را شاقول نموده و پس ازانجام عمليات اجرای سقف اعضای فوق را در قسمتهای ديگرساختمان استفاده نمود.

 

- در مـورد بنـد دو ، بـررسی کفايت مقطع ديـافراگم سقف يکبار بـدون حذف کشها و يکبار بـا حذف کشها و جـايگزينی بـال تحتانی تيرچه هـا درفواصـل ۷۵ سانتي متر نشان ميدهد کـه ظرفيت بـاربری مقطع ديـافراگم بـا جايگزينی تيرچه های فلزی و جوش دادن آنها به پلها بيشتر از حالتی است كه تنها کشها را در محاسبات منظور مينماييم ، ضمناً اين نکته نيز قابل توجه ميباشد که مقطع کشها هنگامی ميتوانند بعنوان عضو کشش در ديافراگم عمل نمايند که طول جوش و تکيه گاه مناسب داشته باشند در صورتيکه دراين سقف بـا توجه به اينکه سطح مقطع بال تحتانی تيرچه ها محدود و تعداد آنها قابل توجه مي باشد ، هميشه طول جوش تکيه گاه بـرای عملکرد بال تحتانی در کشش کفايت ميکند .

 

 

 

- در مورد بند سوم از آنجاييکه نيروی لازم برای مقابله با کمانش جانبی ستونها بسيار نـاچيز ميباشد ( در حـدود يک در صد نيروی فشاری ستون ) و با استناد به آيين نامه های معتبر ميتوان خود سقف را بعنوان تکيه گاه جانبی ستونها منظور نمود . ( دال بتنی با ضخامت حداقل ۵ سانتي متر) و از دلايل ديگر برای حذف کشها ميتوان مـوارد زير را ذکر نمود :

 

عدم عملکرد کامپوزيت کشها :§

از آنجاييکه معمولاً بر روی کشها برشگير نصب نميشود ، بتن روی آن بـا تير پيوستگی نـدارد و امـکان عملکرد بصورت مختلط با بتن وجود ندارد .

 

حذف کشها در سقف باعث يکنواختی زير سقف ميگردد§ :

كشها بدليل بر هم زدن نظم تيرچه ها باعث ميگردند تا بتن غير سازه ای نسبتاً زيادی در اطراف آنها مصرف شود.

 

در پايان بايد دقت نمود ، اعضايی که برای تحمل بار فشاری ( اعضای زير باد بندها ) ، اعضـای باندری ( تيرهـای محيطی ) ، تيرهای قاب خمشی يا بطور کلی هر عضوی که برای تحمل بارهای ثقلی يا جانبی طراحی گرديده اند، کش نميباشند و نبايد آنها را از سقف حذف نمود ضمناً در سقفهايی که دارای باز شوهای بزرگ ميباشند بايـد حذف کشها با کنترل عملکرد ديافراگم انجام پذيرد .

 

- امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه و باربری های خاص :

 

دراين سيستم امکان طراحی و اجرای سقف با دهانه های بلند و بارهای سنگين وجود دارد. تـا کـنون سقف بـا دهانه ۱۲ متر و همچنين سقف با شدت بار ۷ تن برمتر مربع اجـرا شده کـه در هـر دو مـورد ، آزمـايشهای بارگذاری ايمنی سقف را تاييد کرده اند.

 

- کاهش مصرف بتن و وزن کمتر

 

به علت فاصله زيـاد تيرچه ها ( حـدود ۷۵ سانتيمتر محور به محور ) از مـصرف بتن در حـدود ۲۰٪ نسبت به تيرچه و بلوک معمولی کـاسته شـده و نهـايتا وزن سـقف سبکتر ميـگردد. استفاده از بلوکهای پوکه ای نيز در کاهش وزن سقف موثر است.

 

 

 

Kg/m2 115=2300*0.05 وزن دال بتني

Kg/m2 61=0.75/(2300*0.18*0.11) وزن چاله بتني

Kg/m2 100=15*6.7 وزن بلوك سيماني

9 Kg/m 2 وزن تبرچه

Kg/m2 285 مجموع

 

 

وزن فوق برای دهانه های معمولی تا حدود ۶ متر صادق است.

 

 

- پایین بودن تنش در بتن :

 

به علت خود ايستا بودن تيرچه ها ( تيرچه قبل از گرفتن بتن ميتواند وزن بلوک ، بتن خيس و عـوامل اجـرايی را به تنهايی تحمل کند ) تنش ايجـاد شـده در بتن بـسيار پايين است . آزمـايشهای بارگذاری روی ايـن نوع سقفها کـه مقاومت مشخصه بتن آنها کمتر از مقدار مورد نظر بوده ، نشان داده که بتن با مقاومت پايين به ظرفيت باربری سقف لطمه ای وارد نمي کند.

 

- مقاومت نهایی و شکل پذیری بالا :

 

مـحاسبات و آزمايشهای بـارگذاری روی سقف نشان ميدهد که گسيختگی ايـن سيستم پـس از تغيير شکـلهای بسيـار زيـاد اتفاق مـی افتد ( گسيختگی نرم ) و اين رفتار سقف از نظر ايمنی مطلوب است.

 

- حذف رد فولاد در زیر سقف :

 

اثر و يا داغ تيرآهن در سقفهای ضربی به صورت خط تيره ای روی گـچ مشاهده ميشود. ولـی در اين سقف به علت پايين بـودن سطح بلوک از تيرچه ها ، پوشش گـچ و خاک در زيـر تير چـه ها نسبت بـه بقيه نقاط سقف بيشتر است وهمين امـر سبب کـاهش جـذب ذرات معلق می شود . بنابـراين سايه فولاد بال تحتانی تيرچه ها مشاهده نمی گردد.

 

- یکنواختی زیر سقف و مصرف گچ و خاک کمتر :

 

يکنواختی زير سقف از مصرف گچ و خاک ميکاهد.

 

- امکان اجرای داکت یا بازشو :

 

به علت فاصله زياد تيرچه ها ( ۷۲ تا ۷۶ سانتيمتر محور تا محور ) ايجاد داکت در سقف جهت عبور لوله های تاسيساتی ، نصب دودکـش موتورخانه و نصب شومينه ، نصب توالت ايرانی و يـا عبور کانال کولر به راحتی امکان پذيراست و نياز به قطع کردن تيرچه ها نمی باشد.