همواره یکی از مشکلات مهندسان در هنگام اجرای سقف های تیرچه بلوک جلوگیری از ترک خوردگی بوده است. پس از بتن ریزی سقف جهت جلوگیری از ترک خوردن بتن، از میلگردهای افت و حرارت استفاده می گردد. در واقع وظیفه عمده این میلگردها جلوگیری از تنش های ناشی از جمع شدگی و حرارت بتن است و به همین دلیل نیز آرماتور حرارتی نامیده می شوند. آرماتور حرارتی از انبساط و انقباض بتن و ایجاد ترک جلوگیری کرده و در نتیجه سبب کاهش عرض ترک ها می گردد.
با وجود این که در سال های اخیر شاهد اسقبال خوب کارفرمایان و مهندسان از سقف هایی همچون دال بتنی، وافل ، کامپوزیت، عرشه فولادی و … هستیم اما سقف تیرچه بلوک همچنان به وفور در ساختمان ها اجرا می شود. علی رغم تمام معایبی که برای این نوع سقف ها عنوان می شود، می توان با رعایت ضوابط و استاندارد ها به یک سقف با کیفیت و با اطمینان رسید.
تیرچه ها عملکرد T شکل دارند و به همین شکل نیز طراحی می شودند و برای جلوگیری از پیجش این تیر ها از کلاف های میانی استفاده می گردد. یک از منابع مفید در طراحی این سقف ها دستورالعمل طراحی و اجرای سقف های تیرچه بلوک (تیرچه های پیش ساخته خرپایی و تیرچه های فولادی با جان باز) نشریه ۵۴۳، ۱۳۹۰ می باشد.
دستورالعمل طراحی و اجرای سقف های تیرچه و بلوک، حداکثر طول دهانه های قابل پوشش توسط تیرچه های پیش ساخته منفرد (تکی) را به ۸ متر محدود کرده است اما توصیه نموده است این تیرچه ها برای طول بیشتر از ۷ متر استفاده نشود.
کف طبقات یا دیافراگم ها نیروی جانبی طبقات را بین اجزای قائم سیستم باربر جانبی توزیع میکند.
فرضیات مدلسازی صـحیح در مورد دیافراگم ها از یک سو منجر به توزیع صحیح نیروهای جانبی بین اجزای باربر قائم میشود و از سوی دیگر در برآورد صـحیح نیروهای داخلی دیافراگم حایز اهمیت است.
جامع ترین روش تحلیلی برای برآوردن دو نیاز مذکور، مدلسازی دیافراگم ها بـه صـورت اجزای محدود همراه با بقیه ی اعضای سازه، شامل تیر، ستون و دیوار برشی در یک مدل سه بعدی کلی است. این کار منجر به تحلیل مستقیم دیافراگم ها به همراه بقیه ی سازه و تعیین واکنش های آنها شـده و مهنـدس طـراح را از مـدلسازی و تحلیـل جداگانـه ی دیافراگمها بی نیاز میسازد.
با توجه به سه بعدی و حجیم بودن مدل، این کار دقت و حساسیت بیشتری را طلب مـیکنـد. البتـه ایـن روش در تحلیلهای غیرخطی، با صرف زمان و هزینه ی بالا همراه بوده و در اغلب موارد عملـی نیسـت. بنـابراین در دیـافراگم هـای متعارفی که فاقد بازشوهای بزرگ و نزدیک به هم بوده و دارای پلان نسبتا منظمی هستند، مطلوبتر است که از روشهای ساده شده برای مدلسازی دیافراگم ها استفاده شود.
برای اعمال روشهای ساده شده در مدلسازی دیافراگم ها ابتدا باید برآورد مناسبی از سختی دیافراگم به عمل آید. دیافراگم هـا از نظر میزان سختی درون صفحه خود به سه دسته تقسیم میشوند
۱دیافراگم صلب: اگر تحت بار جانبی، حداکثر تغییر شکل افقی دیافراگم کوچکتر از نصف متوسط تغییر مکـان جـانبی نسـبی طبقه باشد، دیافراگم صلب محسوب میشود.
-۲دیافراگم نرم: اگر تحت بار جانبی حداکثر تغییر شکل افقی دیافراگم بزرگتر از دو برابر متوسط تغییر مکان جانبی نسبی طبقه باشد، دیافراگم نرم محسوب میشود.
-۳دیافراگم نیمه صلب: اگر دیافراگم نه صلب باشد و نه نرم، نیمه صلب محسوب میشود
برای دسته بندی دیافراگم ها، محاسبه ی تغییر شکل ها باید بر مبنای بار معادل استاتیکی انجـام شـود. توزیـع نیروی افقی بر روی بخشهای مختلف یک دیافراگم باید متناسب با توزیع جرم دیافراگم باشد. در صورت جابجا شدن محور سیسـتم باربر جانبی از طبقهای به طبقه ی دیگر (مانند جابجا شدن محور مهاربند از طبقه ای بـه طبقـه ی دیگـر) بایـد اثـرات نیروهـای افقـی بهوجود آمده در دیافراگم در تغییر شکل آن منظور شود.
یک روش متداول برای بهدست آوردن تغییر شکل دیافراگم ها مدلسازی آنها به صورت تیر عمیق است. در این روش دیافراگم بر روی تکیهگاه هایی که همان اجزای قائم باربر جانبی (قابهـا و دیوارهـای برشـی) هسـتند، مـدل مـیشـود. نحـوه ی انجـام ایـن مدلسازی در شکل زیر نمایش داده شده است. همانطور که در شکل دیده مـیشـود، جـان تیـر عمیـق همـان صـفحهی افقـی دیافراگم بوده و بالهای آن اجزای لبهی دیافراگم را شامل میشوند. لیکن بایـد توجـه داشـت بـه واسـطه ی بزرگـی نسـبت عـرض دیافراگم ها به دهانه ی آنها معمولا این اجزا به عنوان تیرهای عمیق محسوب شده و دیگر فرض مستوی ماندن مقاطع هنگام خمش در آنها صادق نیست. بنابراین در محاسبه ی تغییرشکل این تیرها باید علاوه بر اثر تغییرشکل های خمشـی، اثـرات تغییرشـکل هـای برشی نیز منظور شود. اینکار یا با المان بندی دیافراگم با عناصر ورق یـا بـا اسـتفاده از المـان تیـر برشـی انجـام مـیشـود.
سـختی تکیه گاه های این تیر همان سختی سیستم باربر جانبی نسبت به کف طبقه ی زیرین آن است که به روشهای متداول قابـل محاسـبه است در دیافراگم های صلب، توزیع نیرو بین اجزای مقاوم دربرابر نیروهای افقی به نسبت سـختی ایـن اجـزا انجـام مـیشـود. در ایـن صورت، مطابق روش معمول در اغلب نرم افزارهای رایانه ای میتوان برای تحلیل سازه، گرههای واقع در یک سطح را با هـم مـرتبط نمود به طوری که عملا تغییرمکانهای جانبی طبقه در صورت نبودن پیچش در کلیه ی گـره هـای آن سـطح یکسـان باشـد و یـا درصورت وجود پیچش این تغییرمکان ها با یکدیگر رابطه خطی داشته باشند
آرماتور اوتکا و ممان منفی ، دو آرماتور پر کاربرد در سقف تیرچه بلوک هستند که متاسفانه بسیاری از پیمانکاران و حتی مهندسین ، با وظایف این دو آرماتور به طور کامل آشنا نیستند و معمولا در سقف های تیرچه بلوک ، این آرماتور ها به درستی اجرا نمیشوند . یک علت اجرای اشتباه این آرماتورها ، عدم شناخت کامل از آنها و تفاوت های آن ها می باشد . در ادامه تفاوت های این دو ، مورد بررسی قرار گرفته است :
در سقف تیرچه بلوک دو کار مهم توسط اوتکا و ممان منفی انجام میشود : تامین ظرفیت برشی در انتهای تیرچه ها از طریق آرماتورهای اوتکا و تامین ظرفیت خمشی منفی از طریق بکارگیری آرماتور ممان منفی نکته اجرایی بسیار مهمی که در این زمنیه وجود دارد این است ، که با وجود این همه تاکیدی که آیین نامه های مختلف روی میلگرد ممان منفی یا همان نگاتیو در اجرای سقف های تیرچه بلوک دارند و اجرای ان را الزامی می دانند و با وجود مزایای بسیاری که استفاده از این میلگرد باریک دارد از جمله : ترک برنداشتن سقف از محل تیر حمال کاهش بار وارده به میلگرد های کششی اصلی عدم فروپاشی کامل سقف در هنگام گسیختگی کاهش خیز سقف کم شدن دامنه ارتعاش و … در اجرا بسیاری از مهندسین و پیمان کاران آن را اجرا نکرده و به میلگرد برشی اتکا بسنده میکنند ، در صورتی که استفاده از اتکا الزامی نیست و معمولا در اکثر جاها نیازی به ان نیست و میلگرد زیکزاک تیرچه و بتن برای تحمل برش کافی می باشد و فقط برای افزایش اطمینان می گذارند و هیچ کس روی مقاومتش حساب نمی کند
لزوم تفکیک ممان منفی و اوتکا از یکدیگر : -ممان منفی در تمام موارد لازم است اجراشود ولی ادکا درصورتی اجرا می شود که مقاومت برشی انتهای تیرچه کافی نباشد.
سیستم سقف ها را بصورت خلاصه بشناسید 1-سقف طاق ضربی :
هرچند که این نوع سقف منسوخ شده است و دیگر مورد تایید ضوابط وآیین نامه ها نیست.سقف طاق ضربی به راحتی و با هزینه کم ساخته میشود.اما بدلیل وزن بالا و عملکرد بسیار ضعیف درهنگام زلزله ،سقف قابل اعتمادی نیست. 2-سقف تیرچه بلوک :
این نوع سقف یکی از رایج ترین انواع سقف به حساب می آید. اجزای تشکیل دهنده سقف تیرچه – بلوک شامل تیرچه ، بلوک پرکننده و بتن وآرماتورحرراتی وآرماتور تقویتی برش (اوتکا ) می باشد.
انواع تیرچه :
الف ) تیرچه پاشنه بتنی
ب) تیرچه فلزی با جان باز( کرمیت )
ج) تیرچه پیش تنیده ( اشپنیت )
د)تام تیرچه
انواع بلوک پرکننده:
الف ) بلوک پلی استایرن
ب) بلوک سفالی
ج) بلوک سیمانی 3-سقف کامپوزیت :
این نوع سقف صرفا در اسکلت فلزی قابل اجرا است. اجزای تشکیل دهنده آن شامل تیرها ی فرعی ( لانه زنبوری-پروفیل ) برشگیر ، بتن و آرماتورحرارتی می باشد. از آنجایی که برای اجرای سقف کامپوزیت به شمع بندی نیازی نیست این امکان وجود دارد که چند سقف به طور همزمان بتن ریزی نمود که تخته ها یا ورق های قالب بندی را نباید به هیچ وجه زودتر از زمان موعد باز کرد. 4-سقف عرشه فولادی :
این نوع سقف در سالهای اخیر رواج زیادی درساختمان سازی پیداکرده است.دلیل اصلی این اقبال خوب سازدگان و پیمانکاران ساختمانی ، سرعت بالای اجرای آن است.اجزای تشکیل دهنده سقف عرشه فولادی شامل تیرهای فرعی ، ورق گالوانیزه ذوزنقه ای ، گل میخ ، بتن و آرماتورحرراتی می باشد. 5-سقف دال بتنی :
این نوع سقف بدلیل وزن بالای آن و سرعت اجرای پایین و همچنین هزینه ی بیشتری که دارد کمتر مورد استفاده قرارمیگیرد.در برخی ساختمانها که از اهمیت بالایی برخوردارند.مثل ساختمانهای واقع در در نیروگاهها یا مراکز صنعتی بزرگ از سیستم سقف دال بتنی استفاده می شود. اجزای تشکیل دهند. این سقف آرماتور وبتن است.آنچه که درمورد سقف دال بتنی لازم به ذکر است اینست که دال اصولا به دودسته ی دال یک طرفه ودو طرفه تقسیم میشود.(سقف یوبوت نیز دراین گروه طبقه بندی میشود.) 6-سقف تیر دال :
این سقف شبیه به سقف کامپوزیت است با این تفاوت که تیرهای فرعی آن بتنی هستند. سقف تیر ودال در اسکلت بتنی بصورت درجا و در اسکلت فلزی بصورت پیش ساخته اجرا می شود. 7-سقف کوبیاکس :
این نوع سقف که به تازگی درصنعت ساختمان ایران وارد شده است از لحاظ سازه ای شبیه به دال دو طرفه است که البته تفاوت هایی با آن دارد. بدین ترتیب که درضخامت دال گوی های توخالی سبکی رابصورت منظم قرارمیدهند تا درواقع از معرف بتن برای پرکردن آن قسمت جلوگیری کنند. کاری که این گوی های تو خالی سبک انجام میدهند شبیه به کاری است که بلوک های پرکننده ( فوم ) در سقف تیرچه بلوک انجام می دهند. جنس این گوی ها پلی اتلین بازیافتی یا پلی پروتیین می باشد. سقف کوبیاکس به دلیل هزینه بالا و وقت گیر بودن تاکنون نتوانسته جایگاه مناسبی دربین سقف های سازه ای در صنعت ساختمان ایران پیدا کند. 8-سقف روفیکس :
این سقف درواقع همان سقف کامپوزیت است که بجای تخته یا ورق ( که بعنوان قالب استفاده می شوند) از یک صفحه فلزی مشبک با نام روفیکس بعنوان قالب ماندگار استفاده میشود. جنس روفیکس ورق گالوانیزه به ضخامت 7/. تا 0.8 میلیمتر است . همین مشبک بودن روفیکس موجب می شود بتن تازه به خوبی با آن درگیر شود و بدلیل ترکیب بتن و فلز مقاومت بدست آمده برای تحمل بارهای وارده به سقف قابل توجه خواهد بود. فاصله تیرهای فرعی تا حداکثر 80 سانتی مترمیتواند باشد چراکه بیشتراز آن باعث شکم دادن روفیکس درهنگام بتن ریزی خواهد شد.اجزای تشکیل دهنده این نوع سقف شامل روفیکس ، ارماتورو بتن می باشد.ساده بودن روش اجراو سرعت بالای کار از مزایای این سقف می باشد اما از انجا که روفیکس یک قالب ماندگار است جزء مصالح مصرفی سقف به حساب امده و در نتیجه هزینه آن را کمی بالا می برد. 9-سقف پیش تنیده :
این نوع سقف جدیترین سقفی است که وارد صنعت ساختمان ایران شده است. درسقف پیش تنیده با استفاده از کابل و چگونگی قرارگیری آن در دال بتنی سقف ، یک نیروی فشاری اولیه قبل از بهره برداری از سازه در ناحیه کششی دال بتنی ایجاد میکنند تا پس از بهره برداری از سازه این ناحیه کششی دچار ترک خوردگی نشود ودر نتیجه از حداکثر ظرفیت باربری بتن استفاده شودو به تبع آن ابعاد و دو اندازه ها کاهش یابد.یکی از مزایای اصلی استفاده از سقف پیش تنیده اینست که این امکان را فراهم می اورده تا سازه با تعداد ستون کمتری نسبت به سایر سقفها اجراشود این موضوع در بحث معماری ساختمان و همچنین تامین پارکینگ بسیار تاثیرگذار است.
کنترل هایی که یک مهندس ناظر بایستی قبل از بتن ریزی سقف تیرچه بلوک انجام شود، عبارتند از:
کنترل تعداد آرماتورهای سراسری تیر مطابق نقشه
کنترل فاصله آرماتورهای طولی از یکدیگر
کنترل رعایت فاصله بینابینی خاموت های تیر
کنترل اجرای اولین خاموت تیر در بر ستون (طبق آیین نامه حداکثر ۶ سانتیمتر است)
کنترل خیز منفی سقف تیرچه بلوک
کنترل عدم وجود شن و ماسه و فوم و ... در قالب ها
کنترل اجرای ادکا برای هر تیرچه
کنترل اجرای کلاف عرضی (میلگردهای طولی و عرضی)
کنترل فاصله بینابینی شمع های زیر سقف (طبق تجربه حداکثر ۸۰ سانتیمتر)
کنترل خیس کردن بلوک سقف تیرچه بلوک هنگام بتن ریزی
کنترل رعایت کاور تیرهای بتنی
کنترل رعایت آرماتورهای تقویتی تیر
کنترل رعایت آرماتورهای حرارتی و تقویتی دال سقف (فاصله بینابینی و صاف بودن اجرا)
اجرا کردن خاموت های ستون در محل فصل مشترک تیر به ستون (مهم)
کنترل ته بسته بودن بلوک سیمانی یا بتنی در محل هایی که احتمال ورود بتن به داخل آن وجود دارد مثل محل تماس با تیرها
