سقف تيرچه بلوك

سقف تيرچه بلوك دال يك طرفه اي است كه براي كاهش بار مرده از بلوكهاي تو خالي سفالي يا بتوني براي پر كردن حجم سقف استفاده مي شود.
سقف تيرچه بلوك تشكيل شده است :
۱- تيرچه هايي كه در فواصل مشخص ( معمولاً محور به محور داراي فاصله ۵۰ سانتيمتر است) به موازات يكديگر روي تير هاي باربرقرار مي گيرند ./
۲- بلوكهاي توخالي كه با توجه به شكل خاص خود بين تيرچه ها قرار داده مي شوند . (بلوكهاپر كننده فاصله تيرچه ها بوده حجم زيادي از سقف را اشغال مي كنند .
۳-بتوني كه فضاي بين بلوكها را پر كرده و روي سفالها قشري به ضخامت۱۰-۵ سانتي متر تشكيل مي دهد . در دهانه هاي بزرگ ،تيرچه ها را در وسط دهانه ،و يا در فواصل۲/۱ از طول تيرچه با ايجاد كلافهاي عرضي به يكديگر مي بندند .
ارتفاع كل سقف تيرچه و بلوك ،از سطح زير فوندوله ( آجر ناوداني شكل سفالي كه در انتهاي تيرچه سفالي قرار دارد ،) تا بالاي قشر بتون سقف از ۲۰تا۴۰ سانتي متر با افزايش ۵ سانتي متر متغير است ، و براي هر ارتفاعي بلوك خاصي با ارتفاع ويژه مصرف مي شود.
ضوابط و آئين نامه ACI در مورد سقفهاي تيرچه بلوك :
۱- فاصله آزاد محور به محور تيرچه ها نبايد از ۷۵ سانتي متر تجاوز كند .
۲- حداقل عرض جان تيرچه مساوي ۱۰ سانتي متر است و نسبت ار تفاع به عرض جان تيرچه نبايد از ۵/۲ تجاوز كند.
۳-ضخامت قشر بتون روي بلوك ها نبايد از ۵ سانتي متر يا ۱۲/۱ فاصله خالص تيرچه ها كمتر باشد .
۴-تنش برشي قابل حمل را مي توان ۱۰% بزرگتر ازVc معمول ( استاندارد ) براي تيرها در نظر گرفت .
آئين نامه شماره ۸۲ سازمان برنامه و بودجه ،ضوابطي ويژه براي اجراي صحيح تيرچه و بلوك ارائه كرده است .
محاسن و معايب سقفهاي تيرچه و بلوك :
الف : محاسن
۱- سبكي سقف نسبت به سقفهاي مشابه ،
۲- مقاومت مطلوب در مقابل نيروهاي باد و زلزله ،
۳-دوام خوب آن در مقابل آتش سوزي
۴-عايق بودن در مقابل صوت ،حرارت و رطوبت
۵- همواره بودن سطح زيرسقف وسطح روي آن بعدازاتمام عمليات اجراي سقف،
ب: معايب
۱- طولاني بودن زمان اجرا نسبت به سقفهاي طاق ضربي .
۲-اجراي آن احتياج به نيروهاي متخصص دارد ،
۳-عدم كاربردي در دهانه هاي بزرگ
ارتفاع بلوك با توجه به ارتفاع تيرچه ها:
باتوجه به متغير بودن ضخامت سقفها از ۴۰-۲۵ سانتي متر ،ار تفاع بلوكها سيماني و يا سفالي مي تواند از ۳۰-۱۵ سانتي متر متغير باشد . ( در اجرا ،بلوكهاي با ارتفاع كمتر از ۱۸ سانتي متر استفاده نمي شود .) و ارتفاع بتون ريزي متوسط روي تيرچه ها و بلوك هاي توخالي ۱۰-۷ سانتي متر است ،ارتفاع بلوك براي سقفهاي با ضخامت هاي مختلف متغير است . به طور مثال :
براي سقف هايي با ضخامت ۲۵ سانتي متر ارتفاع بلوك ۱۸ سانتي متر
براي سقف هايي با ضخامت ۳۰ سانتي متر ارتفاع بلوك ۲۲ سانتي متر
براي سقف هايي با ضخامت ۳۵ سانتي متر ارتفاع بلوك ۲۶ سانتي متر
براي سقف هايي با ضخامت ۴۰ سانتي متر ارتفاع بلوك ۳۰ سانتي متر
حداقل پوشش بتوني به علت وجود ميلگرد هاي حرارتي ۷ سانتي متر و در دهانه هاي بزرگتر ،با توجه به آنكه ميلگرد ها دريك شبكه قرار مي گيرند ،بين ۱۲-۱۰ سانتي متر خواهد بود .
ميلگرد حرارتي و افت :
به علت پديده افت و كاهش درجه حرارت ،بتون تمايل به انقباض دارد ( كم شدن حجم يا طول ) به علت يكپارچگي دال با تيرهاي تكيه گاهي اين پديده باعث ايجاد تنشهاي كششي و در نتيجه ايجاد تنش در دال مي شود . با توزيع ميلگردهاي كافي بايد اين تنش در تمام طول و عرض دال توزيع شود تا ترك ايجاد شده نتواند كاهشي در مقاوت دال ايجاد كند همچنين وجود ميلگرد ها باعث جلوگيري از پديده آمدن تركها عميق در سطح بتون مي شود . ميلگردهاي حرارتي و افت به طور عمده در دالهاي يكطرفه كه داراي ميلگردهاي اصلي در يك جهت هشتند ،كاربر دارد . در دالهاي دو طرفه كه سازه در هر دو جهت مسلح مي شود ،لزومي به استفاده از ميلگرد حرارتي وجود ندارد در دالهاي با ضخامت كم ،ميلگرد حرارتي و افت در يك لايه عمود بر ميلگرد هاي اصلي قرار مي گيرد و در ضخامت هاي بالاتر ميلگرد حرارتي و افت در سه لايه قرار داده مي شود.
ميلگرد هاي ممان منفي در سقفهاي تيرچه بلوكي :
اين ميلگرد ها بطور عمده در نزديكي تكيه گتاهها وجود دارد و در موارد خاص در محل تعبيه سوراخها در سقف ،يا حالتي كه سقف تيرچه بلوك به صورت كنسولي يا طرهاي مورد استفاده قرار مي گيرد كاربرد دارد . حداكثر فاصله ميلگرد هاي ممان منفي ۲۵ سانتي متر است و مي تواند به صورت اتصال ساده يا با سيم يا به صورت شبكه هاي جوش شده استفاده شود . تنش برشي را مي توان تا ۱۰% بزرگتر از تنش برشي معمولي در نظر گرفت . وجود خرپا تيرچه با عث بالا بردن مقاومت برشي مي شود .در نزديكي تيكه گاهها هميشه نصف ميلگرد مثبت را بايد به بالا خم كنيم .
محاسبه و طراحي تيرچه و بلوك
براي محاسبه و طراحي سقف تيرچه و بلوك ، دو روش وجود دارد كه روش اول محاسبة دستي و روش دوم روش جدول ميباشد كه براي روش اول يك مثال و روش دوم يك نمونه جدول در صفحات بعد آورده شده است:
• مطلوب است محاسبة ميلگردهاي كششي و برشي سقف تيرچه و بلوك ( براي طبقة مسكوني) با مشخصات:
طول دهانة آزاد ( تو در تو) ۵ متر و نوع تكيه گاه آجري ، فاصلة محور به محور تيرهاي T ، ۶۰ سانتيمر ، عرض جان تير ، ۱۲ سانتيمتر، ميلگردهاي كششي از فولاد نوع III ( تنش مجاز ۲۴۰۰ ) ، ميلگردهاي عرضي از فولاد نوع III ، بتن پوششي از نوع بتن ۲۵۰ ( حداقل ۳۰۰ كيلوگرم سيمان در متر مكعب بتن) و به ضخامت ۵ سانتيمتر ، نوع تيغه بندي از نوع سبك بوده و بار گستردة معادل آن ۱۰۰ كيلوگرم بر متر مربع فرض مي شود ، وزن فرش و نازك كاري ۱۰۰٫
الف)تعيين ضخامت سقف:
براي جلوگيري از خيز غير مجاز لازم است كه نسبت دهانة آزاد به ضخامت سقف ، كمتر از ۲۰ باشد،يعني:
ضخامت سقف
ضخامت سقف برابر ۲۵ سانتيمتر در نظر گرفته مي شود. بنابراين،بلوك مورد استفاده در اين سقف بايد ۲۰ سانتيمتر ارتفاع داشته باشد. ابعاد بلوك بتني انتخابي و وزن آن ۵/۱۲ كيلوگرم است.

ب) تعيين بار وارد بر واحد سطح سقف:
بارمرده:
وزن بتن پوششي
وزن جان تيرT
وزن بلوك
وزن تيغه بندي
وزن نازك كاري و فرش
جمع بار مرده
بار زنده: با توجه به اينكه سقف جهت استفاده مسكوني است ، داريم:
بار زنده
بار مرده+ بار زنده
مجموع بارهاي وارد را با تقريب اضافي ۷۵۰ كيلوگرم بر متر مربع در نظر ميگيريم.
ج) محاسبة لنگر خمشي:
براي تكيه گاههاي آجري ، طول واقعي تيرچه مورد نظر ۲۴/۵ متر و طول محاسباتي ۱۲/۵ متر گرفته مي شود.
لنگر خمشي در وسط دهانه:

پس لنگر ماكسيمم وارد بر هر تير T برابر خواهد بود با:

د) تعيين فولاد كششي:
ابتدا مقدار تقريبي بازوي اهرم كشسان و از روي آن اندازة تقريبي را به دست مي آوريم و پس از انتخاب تركيب مناسب ميلگردهاي كششي ، براي سطح مقطع انتخاب شده تنشهاي كششي و فشاري حداكثر را در فولاد و بتن يا تنشهاي مجاز مقايسه مي كنيم.
با توجه به اينكه ضخامت پوشش آرماتور كششي برابر ۵/۱ سانتيمتر در نظر گرفته مي شود چنانچه قطر ميلگردهاي مورد استفاده ۱۰ ميليمتر فرض شود، ارتفاع مؤثر تير T برابر خواهد بود با:
نصف قطر ميلگرد – ۵/۱- ( ارتفاع بلوك + ضخامت بتن پوششي ) = h

پس داريم:

و از آنجا: كه
كه با سطح مقطع مناسبترين تركيب است.
حال ، مقدار را با فرض مقطع T محاسبه مي كنيم.
قطر بزرگترين ميلگرد
ارتفاع مؤثر

لازم به ياد آوري است كه در صورتي كه از مقدار كمتر بود ، تار خنثي در بال تير واقع است. براي تعيين از فرمول زير استفاده مي كنيم:

با داشتن شيب خط توزيع تنش نرمال در مقطع ، تنش كششي فولاد و تنش فشاري در تار بالايي بتن به سادگي به دست مي آيد:

كه مقدار اخير، از تنش فشاري مجاز بتن در خمش كمتر است.

از آنجا كه ميلگردهاي انتخاب شده ،كمي بيشتر از اندازة لازم است ، بنابراين لنگر مقاوم اين تير بيشتر از لنگر خارجي ياد شده خواهد بود. لنگر مقاوم مقطع ، عبارت است از:

و از آنجا لنگر مقاوم واحد عرض سقف برابر است با:

يادآوري: در صورتي كه مجموع بار مرده و بار زنده را برابر ۷۵۰ كيلوگرم بر متر مربع بگيريم و تركيب فولاد ، خواهيم داشت:

=طول دهانه مجاز