تیرچه چیست ؟ فیلم معرفی صفر تا صد انواع تیرچه

حتما تا به حال در مورد انواع تیرچه شنیده‌اید و در مورد کاربرد هر کدام و روش‌های ساخت آن‌ها برایتان سوال پیش آمده است! استفاده از تیرچه در اجرای سقف های بتنی یک روش رایج است که اکثر مهندسین ایرانی از آن استفاده می‌کنند.

تیرچه یک المان سازه‌ای است که در انواع مختلف تولید می‌شود. در این مقاله جزئیات، انواع تیرچه و همچنین ضوابط ساخت تیرچه استاندارد را زیر ذره‌بین می‌بریم. هم‌چنین فیلم ساخت تیرچه بتنی در دو نوع پیش ساخته خرپایی و پیش تنیده را مشاهده خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

فیلم معرفی انواع تیرچه

با مشاهده فیلم زیر با انواع تیرچه آشنا خواهید شد. همچنین در مورد میلگردها اتکا و ممان منفی صحبت می‌کنیم.

تیرچه چیست ؟

تیرچه یک المان سازه‌ای است که بخشی از سقف را تشکیل داده و‌ بار وارد شده به دیافراگم سقف را به تیرهای اصلی منتقل می‌کند. بار وارد شده به تیرهای اصلی، ابتدا به ستون ها و سپس به شالوده منتقل شده و در انتها به زمین می‌رسد.

تیرچه بتنی سقف 

تیرچه بتنی عضو پیش ساخته ای متشکل از بتن و فولاد است که در دو نوع تیرچه خرپایی و پیش تنیده تولید می‌شود.

بلوک‌ها نقش قالب را دارند و بین تیرچه‌ها قرار می‌گیرند. این سیستم پس از بتن ریزی، مقطع T شکل مناسبی تشکیل می‌دهد.

در سقف ها بارهای قائم لنگر خمشی ایجاد کرده که باعث می‌شود بتن زیر تار خنثی به کشش بیفتد. از آنجایی که بتن، مقاومتی در برابر نیروی کششی ندارد، مقاطع T شکل برای این نوع دال ها مناسب هستند.

بارگذاری تیرچه‌‌ها در دو مرحله صورت می‌گیرد: 

1) قبل از اجرای کامل سقف

هنگام حمل و نقل: باید بار ناشی از وزن خود را تحمل کنند.

در زمان اجرای سقف: باید وزن مرده سقف (وزن تیرچه، بلوک و بتن درجا) به علاوه وزن افراد عبوری و تجهیزات هنگام بتن ریزی را در حد فاصل تکیه‌گاه‌های موقت (شمع بندی‌ها) تحمل کنند.

برای مطالعه بیشتر در مورد سقف تیرچه بلوک و بلوک‌های سقفی به مقالات ” سقف تیرچه بلوک “ و ” بلوک سقفی “ مراجعه کنید.

2) پس از اجرای کامل سقف

پس از به مقاومت رسیدن بتن دال روی تیرچه ها و جمع آوری تکیه گاه‌های موقت، تیرچه به عنوان عضو خمشی سقف، نیرو را تحمل می‌کند.

تیم آکادمی عمران جهت رشد و اعتلای دانش فنی و اجرایی مهندسین، آموزش سقف تیرچه بلوک را همراه با فیلم‌های کارگاهی و کاربردی فراهم کرده است.

 

انواع تیرچه

تیرچه عضو پیش ساخته‌ای است که در دو نوع تیرچه بتنی و تیرچه فلزی با جان باز (کرومیت) تولید می‌شود. در ادامه مقاله به شرح انواع تیرچه می‌پردازیم.

تیرچه پیش ساخته خرپایی چیست ؟

تیرچه پیش ساخته خرپایی، از خرپای فولادی و پاشنه بتنی تشکیل می‌شود و در دو نوع با قالب ماندگار (تیرچه خرپایی کفشکدار یا فوندوله دار) و بدون قالب ماندگار اجرا می‌شود.

خرپا شبکه پیش ساخته‌ای از آرماتورهای کششی، عرضی و میلگرد اتصال بالایی است که به یکدیگر جوش شده و ایستایی لازم را برای حمل و اجرا تامین می‌کنند.

فولاد مورد استفاده برای ساخت خرپا، علاوه بر دارا بودن مدول ارتجاعی کافی، باید جوش‌ پذیر بوده و ظرفیت تغییر طول نسبی و تحمل تنش مجاز در مرحله گسیختگی را دارا باشد.

این مقدار تنجش (تغییر طول نسبی) در مورد فولادهای نرم (A-I)، به ۲۰ درصد، برای فولادهای نیم سخت و سخت گرم نورد شده به ۱۸ درصد و در مورد فولادهای اصلاح شده، به ۸ درصد محدود می‌شود.

اتصال اعضای خرپا، معمولا توسط عمل جوشکاری ایجاد شده و برای این منظور، از دو روش جوش مقاومتی و جوش با قوس الکتریکی استفاده می‌شود. در ادامه مشخصات تیرچه استاندارد را به تفصیل شرح می‌دهیم.

• اجزا و نوع میلگرد مصرفی در تیرچه

در ادامه این مقاله به معرفی اجزای تیرچه خرپایی می‌پردازیم. 

1) میلگرد کششی

همان‌طور که توضیح دادیم، قسمت زیر تار خنثی تحت اثر لنگر خمشی به کشش می‌افتد. میلگردهای کششی که در قسمت پایین قرار دارند و در بتن پاشنه قابل دیدن نیستند، وظیفه مقاومت در برابر نیروی کششی را دارند.

سطح مقطع میلگرد کششی خرپا از طریق محاسبه تعیین می‌شود و برای این منظور، برای فولادهای نرم (A-I)، از ۰.۰۰۲۵ و برای فولاد نیم سخت و سخت از 0.0015 برابر سطح مقطع جان تیر T نباید کمتر باشد. توصیه می‌شود سطح مقطع آرماتورهای کششی از ۲.۵ درصد سطح مقطع جان تیر T  بیشتر نباشد.

هم‌چنین توصیه می‌شود برای به حداقل رساندن تاثیر جوش در مقاومت میلگرد کششی، از میلگردهایی با سطح مقطع کوچکتر (مثلا به قطر ۸ یا ۱۰ میلی‌متر) استفاده شود و بقیه میلگردهای کششی مورد نیاز، به صورت میلگردهای تقویتی نصب گردند.

دست کم، ۵۰ درصد سطح مقطع میلگردهای کششی سقف باید در سراسر طول تیرچه ادامه داشته باشد، ولی می‌توان طول میلگردهای تقویتی مازاد بر ۵۰ درصد سطح مقطع کل فولاد کششی را با محاسبه تعیین کرد و در محل‌های حساب شده قطع نمود.

در عمل، دو انتهای میلگردهای تقویتی، برای قابل دید بودن قطر و طول آن‌ها، با زاویه ۴۵ درجه به طرف بالا خم می‌شوند.

روش محاسبه طول میلگردهای تقویتی، در پیوست ۲ نشریه شماره ۹۴ دفتر تحقیقات و معیارهای فنی شرح داده شده است.

با کلیک کردن روی لینک زیر می‌توانید نشریه 94 را دانلود کنید.

دانلود نشریه ۹۴

برای مطالعه بیشتر در مورد میلگردهای کششی به مقاله ” میلگرد کششی “ مراجعه کنید.

2) میلگرد عرضی 

میلگرد عرضی در مرحله اول باربری همانند عضو مورب خرپا عمل می‌کند و به کمک اعضای طولی و بالایی، ایستایی لازم برای تحمل وزن خود تیرچه هنگام حمل و نقل و وزن مرده سقف در حد فاصل تکیه گاه‌های موقت هنگام اجرا را تامین می‌کند.

در مرحله دوم باربری پیوستگی لازم بین آرماتورهای کششی و بتن درجا توسط آرماتورهای عرضی خرپا تامین می‌شود. تحمل نیروهای برشی سقف نیز به وسیله آرماتورهای عرضی خرپا انجام می‌گیرد.

سطح مقطع میلگردهای عرضی خرپا، نباید از bt*0.0015 کمتر باشد. b عرض پاشنه تیرچه و t فاصله دو آرماتور عرضی متوالی است.

در مورد خرپای ماشینی با میلگردهای عرضی مضاعف، که به روش جوش مقاومتی به هم متصل می‌شوند، حداقل قطر میلگرد عرضی ۴ میلی‌متر است. اگر از روش جوشکاری با قوس الکتریکی برای اتصال اعضای خرپا استفاده ‌شود، این مقدار به ۵ میلی‌متر افزایش می‌یابد.

حداقل زاویه میلگردهای عرضی نسبت به خط افق ۳۰ درجه است.

اما سوالی که پیش می‌آید این است که فاصله استاندار زیگزاگ تیرچه چه قدر است؟!

فاصله استاندار زیگزاگ تیرچه (فاصله دو میلگرد عرضی متوالی) در تیرچه‌های خریایی، حداکثر ۲۰ سانتی‌متر است.

 

3) عضو بالایی 

این عضو در مرحله اول باربری به عنوان عضو فشاری خرپا عمل می‌کند و به کمک سایر اعضای خرپا نیروهای وارده در مرحله حمل، نصب و اجرا را تحمل می‌کند.

در مرحله دوم باربری، اگر عضو بالایی خرپا، داخل ضخامت بتن پوششی و بالاتر از سطح بلوک‌ها قرار گیرد، به عنوان قسمتی از فولاد جمع شدگی و حرارت محسوب می‌شود.

در صورتی که این عضو پایین‌تر از لایه فوقانی بتن قرار گیرد، نمی‌توان آن را به عنوان آرماتور حرارتی در نظر گرفت. هم‌چنین در محاسبه میلگردهای عرضی، ارتفاع مقطع باید کم‌تر در نظر گرفته شود.

سطح مقطع عضو بالای تیرچه با تغییر نوع میلگرد، طول تیرچه و ارتفاع خرپا تغییر می‌کند.

در صورتی که این فولاد در داخل بتن پوششی قرار گیرد، کنترل محدودیت‌های مربوط به فولاد جمع شدگی و حرارتی، در مورد آن ضروری است.

قطر فولاد بالایی معمولا از ۶ تا ۱۲ میلی‌متر تغییر می‌کند. جدول زیر راهنمای مناسبی برای انتخاب صحیح قطر میلگردها است.

برای مطالعه بیشتر در مورد میلگرد فشاری به مقاله ” میلگرد کششی و  فشاری “ مراجعه کنید.

بتن پاشنه

پاشنه تیرچه خرپایی برای تامین تکیه‌گاه بلوک‌ها و نیز پرهیز از قالب‌بندی قسمت زیرین سقف است.

بتن پاشنه روی میلگردهای کششی مقاومت کافی در برابر آتش سوزی را برای حدود یک ساعت تامین می‌کند. این تیرچه‌ها در فضای داخلی ساختمان‌ها استفاده می‌شود.

در صورتی که مقاومت بیشتری در برابر آتش سوزی موردنظر باشد، یا تیرچه‌ها در محیط‌های باز، مانند بالکن‌ها یا فضاهایی که دارای اثر زیان آور برای فولاد باشد قرار گیرند، اجرای یک لایه اندود ماسه سیمان پرمایه به ضخامت حداقل ۱۵ میلی‌متر در زیر سقف ضروری است.

بتن پاشنه نقش بسیار مهمی در نحوه اجرای سقف دارد. چنانچه سطوح افقی و عمودی پاشنه تیرچه، در امتداد طولی انحنا داشته باشند، جاگذاری بلوک‌ها با اشکالاتی مواجه خواهند شد. هم‌چنین اگر نشیمن‌گاه بلوک صاف و یکنواخت نباشد، سطح زیرین سقف ناهموار می‌شود.

بتن ریزی پاشنه، پس از جاگذاری خرپا در قالب فلزی یا کفشک بتنی (قالب دائمی)، انجام می‌شود. هنگام بتن ریزی، باید از قرار گرفتن صحیح خرپا در قالب و تامین پوشش بتنی حداقل میلگردهای کششی در تمام طول تیرچه مطمئن بود. 

حداقل مقاومت فشاری بتن پاشنه ۲۵۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.

توصیه می‌شود برای نمایان بودن آرماتورهای کششی در دو سر تیرچه ، از قالب‌های مناسب در دو انتهای آن استفاده شود.

پس از بتن ریزی، باید مراقبت‌های لازم برای مرطوب نگه‌داشتن و حفاظت بتن انجام شود و در صورت لزوم با استفاده از بخار آب و حرارت، بتن عمل آوری گردد.

لازم به یادآوری است که مقاومت تیرچه در برابر آتش سوزی و عوامل جوی با افزایش مقاومت فشاری بتن پاشنه ممکن می‌شود.

در صورتی که بتن پاشنه معیوب و شکسته باشد، باید آن تیرچه از محل عیب به دو قسمت کوتاه‌تر تقسیم شده و یا پس از خرد کردن بتن پاشنه، نسبت به بتن ریزی مجدد اقدام گردد. خرد کردن بتن پاشنه به وسیله قلم تیز، فرز و بدون وارد کردن ضربه انجام ‌گیرد.

عرض پاشنه تیرچه

حداقل عرض پاشنه بتنی ۱۰ سانتی‌متر است ولی معمولا آن‌ را به عرض ۱۲ سانتی‌متر اجرا می‌کنند تا در صورت آسیب حداقل 10 سانتی متر را تامین کند.

همچنین عرض تیرچه نباید از 0.285 ضخامت کل سقف کمتر باشد.

حداقل ضخامت مناسب بتن پاشنه ۴ سانتی‌متر است و نباید از قطر بزرگترین میلگرد کششی به اضافه ۳۰ میلی‌متر کم‌تر باشد. معمولا ضخامت بتن پاشنه از ۴.۵ تا ۵.۵ سانتی‌متر اجرا می‌شود.

ارتفاع تیرچه چقدر است ؟

تیرچه‌ استاندارد معمولا با ارتفاع 25 سانتی‌متر تولید می‌شود ولی تیرچه‌های 27 سانتی‌متری نیز موجود هستند.

 

جان تیرچه کجاست ؟ 

میلگردهای عرضی و آرماتور بالایی تیرچه که پس از بتن ریزی سقف در بتن مدفون می‌شوند. جان تیرچه محسوب می‌شوند به عبارت دیگر مجموع میلگردهای عرضی، آرماتور بالایی و بتن ریخته شده سقف، جان تیرچه است.

 

تیرچه فوندوله دار

در صورتی که از قالب ماندگار برای بتن ریزی پاشنه استفاده شود، آن را تیرچه خرپایی کفشکدار یا فوندوله دار می‌نامند. در این حالت از یک قالب سفالی برای بتن ریزی اطراف میلگردهای اصلی استفاده می شود.

تیرچه پیش تنیده

تیرچه پیش تنیده قسمتی از سطح مقطع سقف است که در اثر بار بهره‌برداری، تحت تنش کششی قرار می‌گیرد و مقدار پیش تنیدگی آن باید به حدی باشد که هنگام حمل و نقل، نصب، بتن ریزی و همچنین تحت اثر بارهای بهره‌برداری ترک نخورد.

سطح مقطع تیرچه پیش تنیده برای تامین محل مناسب نصب بلوک‌های دو طرف آن به شکل سپری ساخته می‌شود.

عرض قسمت تحتانی حداقل ۱۰ سانتی‌متر، ارتفاع پاشنه حداقل ۴ سانتی‌متر و عرض محل نصب بلوک‌ها حداقل ۲ سانتی‌متر است.

ارتفاع کل آن به حدی است که ایستایی لازم را برای حمل، نصب و تحمل بارهای اجرایی در مرحله قالب بندی تامین می‌کند.

سطح بالایی آن برای ایجاد پیوستگی کافی با بتن پوششی به طور زبر و برجسته بتن ریزی می‌شود. 

مقاومت فشاری ۲۸ روزه نمونه‌های مکعبی بتن نباید از ۳۵۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع و دو برابر تنش فشاری قسمت زیرین تیرچه‌ها کمتر باشد.

برای ایجاد پیش تنیدگی در بتن معمولا از چند رشته سیم فولادی به قطر ۵ میلی‌متر،‌ با مقاومت نهایی ۱۷۵۰۰ تا ۱۹۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع استفاده می‌شود. سیم‌ها قبل از بتن ریزی تا حدود ۶۵ درصد مقاومت نهایی خود کشیده می‌شوند.

پس از بتن ریزی، رسیدن بتن به مقاومت مورد نظر و ایجاد پیوستگی مناسب بین فولاد و بتن به آرامی رها می‌شوند تا تیرچه تحت تنش فشاری قرار گیرد.

پوشش بتنی روی سیم‌های فولادی، در کلیه جهات دست کم ۲۰ میلی‌متر است و فاصله دو سیم مجاور از هم به حدی است که بزرگ‌ترین دانه سنگی بتن، به آسانی بتواند از بین آن‌ها جابه جا شود.

محل استقرار سیم‌ها طوری انتخاب می‌شوند که تنش فشاری در قسمت زیرین، بیشتر از تنش قسمت بالایی آن باشد.

تیرچه های پیش تنیده معمولا فاقد آرماتورهای عرضی هستند ولی در بعضی از انواع آن، برای تقویت مقاومت برشی در دو انتهای تیر، میلگرد عرضی در داخل بتن کار گذاشته می‌شود تا علاوه بر تقویت برشی، گیره‌های لازم را برای حمل و نقل تامین کنند و بتوان به کمک گیره‌ها از زمین بلندشان کرد.

برای مطالعه بیشتر در مورد تیرچه پیش تنیده و نکات آن به مقاله ” تیرچه پیش تنیده “ مراجعه کنید.

 

تیرچه فلزی با جان باز ( تیرچه کرومیت )

تفاوت تیرچه فلزی با نوع بتنی آن در این است که پاشنه تیرچه در کرومیت فلزی است ولی در نوع بتنی، از بتن در ساختار آن استفاده می‌شود.

خرپاهای فلزی در این سیستم خود ایستا هستند و جز در موارد محدود و در دهانه‌های بلند، نیازی به شمع بندی ندارند.

بال تحتانی عموما از تسمه فولادی به عرض حداقل 8 سانتی‌متر ساخته شده که به منزله عضو کششی خرپا، بارهای وارده را تحمل می‌کند. بال فشاری فوقانی نیز معمولا از تسمه، نبشی یا ناودانی تشکیل می‌شود.

اتصال دو عضو کششی و فشاری با استفاده از میلگردهای مورب، ایستایی خرپا را تامین می‌کند.

برای مطالعه و آگاهی بیشتر درباره سقف کرومیت می‌توانید به مقاله ” تیرچه کرومیت “ مراجعه کنید.

دال ‌های نیم پیش ساخته خرپایی و پیش تنیده

این نوع دال‌ها از نظر فنی تشابه بسیار زیادی با تیرچه‌ها دارند. مزایای استفاده از این دال ها عبارتند از:

تامین سطحی صاف در زیر سقف و حذف نازک کاری

اجرای هرچه بیشتر کار در تراز زمین

تامین حداکثر نظارت بر کیفیت

کاهش زمان نصب و اجرا

ضخامت دال‌ های نیم پیش ساخته، مانند پاشنه تیرچه‌ها، در حدود ۴ الی ۵.۵ سانتی‌متر است و در عرض‌های ۱.۲۰ تا ۲.۴۰ متر تولید می‌شوند.

این نوع دال‌ ها برای دهانه‌های مختلف، به راحتی قابل اجرا هستند. در صورتی که ضخامت سقف بیش از ۱۲ سانتی‌متر باشد، با استفاده از بلوک ‌های تو خالی U شکل که به طور معکوس روی سقف قرار داده می‌شوند، می‌توان وزن سقف را کاهش داد و در مصرف بتن صرفه جویی کرد.

دال‌های نیم پیش ساخته، مانند تیرچه‌ها در دو نوع خرپایی و پیش تنیده تولید می‌شوند.

 

1) دال‌ های نیم پیش ساخته خرپایی

دال‌ های نازکی هستند که شبکه آرماتورهای کششی و تقسیم سقف‌، در داخل بتن زیرین قرار می‌گیرد.

از مزایای مهم این روش در اجرای سقف، امکان استفاده از شبکه‌های پیش ساخته آرماتور است.

خرپاهای فولادی، در فواصل معین، در دال نیم پیش ساخته نصب می‌شوند و عملکرد آن‌ها به شرح زیر است:

تامین محل مناسب برای گیره‌های جرثقیل، در مراحل حمل و نقل و نصب

تامین مقداری از میلگردهای کششی و برشی مورد نیاز سقف 

ایجاد پیوستگی بیشتر دال و بتن پوششی درجا 

تحمل کل یا قسمتی از نیروی برشی سقف تمام شده

روش تعیین سطح مقطع میلگردهای کششی و عرضی خرپا، مانند روش محاسباتی درج شده در نشریه شماره ۹۴ است. با این تفاوت که در دال‌‌های نیم پیش ساخته، میلگردهای کششی به طور گسترده و یکنواخت در سطح دال پخش می‌شوند.

فاصله این میلگردها نباید از سه برابر ضخامت کل دال یا ۳۵ سانتی‌متر (هر کدام که کمتر است) بیشتر باشد. سطح مقطع میلگردهای توزیعی، معادل ۲۵ درصد سطح مقطع آرماتورهای کششی انتخاب می‌شود و معمولا در فواصل ۲۵ سانتی‌متر و در امتداد عمود بر امتداد میلگردهای کششی نصب می‌گردد.

هنگام بتن ریزی سطح بالایی دال به طور ناهموار اجرا می‌شود تا پیوستگی آن با بتن پوششی، درجا بهتر باشد.

مقررات کلی، مربوط به فاصله خرپاها، حداقل سطح مقطع آرماتورها، پوشش بتنی روی میلگرد و اتصال میلگردها به یکدیگر، مانند تیرچه‌های خرپایی است. با این تفاوت که میلگردهای کششی و تقسیم، در تمام سطح دال، به طور یکنواخت پخش می‌شوند.

فاصله خرپا از لبه کناری دال، نباید از ۳۰ سانتی‌متر کمتر باشد.

 

2) دال‌ های نیم پیش ساخته پیش تنیده

دال های نازک بتنی هستند که پیش تنیده شده‌اند. این دال ها در واقع همان تیرچه‌های پیش تنیده هستند که قسمت پاشنه آن‌ها، به طور پهن و به هم چسبیده ساخته شده است.

برای مطالعه بیشتر در مورد سقف پیش تنیده به مقاله ” سقف پیش تنیده “ سر بزنید.

محدودیت‌های فنی این نوع دال، مانند سقف‌های تیرچه بلوک و تیرچه‌های پیش تنیده است.

در انتها توصیه می‌کنیم اگر مشتاق به یادگیری تمام ریزه کاری‌های اجرای ساختمان هستید به هیچ وجه پکیج صفر تا صد اجرای ساختمان را از دست ندهید.