پیشگفتار :
امروزه با توجه به تهدید زلزله در کشورمان توجه به ساخت بناهای سبک مورد توجه چشمگیری بوده و در بین مصالح و راهکارهای ساخت ( تکنولوژی ساختمان ) بیشتر توجه معطوف به راههای رسیدن به سازه های سبک می باشد. در نیل به این هدف جدای از تکنولوژی های پیشرفته تر در زمینه سقف سازی از قبیل سقفهای کامپوزیت و پیش ساخته و غیره ، سقفهای تیرچه و بلوک کارساز خواهند بود از همین رو امروزه در صنعت ساختمان کشور و منطقه به ساخت و طراحی سقفها با این شیوه توجه خاصی می شود. به همین دلیل در این فصل ازگزارش به معرفی این سقفها خواهیم پرداخت.

مقدمه
اکثر ساختمانهای ساخته شده در این منطقه از تکنولوژی سقفهای تیرآهن و آجر -که متداول ترین آنها طاق ضربی می باشد- و تیرچه بلوک کمک می گیرند. البته هر کدام از اینها در نوع خود مزایا و معایبی دارند که هدف در این بخش تکیه بر سقفهای تیرچه بلوک شده و از طاق ضربی بدانید که اصول و ضوابطی دارد که در نشریات برنامه و بودجه به آنها اشاره شده است . البته در برخی موارد از ترکیب این دو نوع سقف کمک گرفته می شود به عنوان مثال در پیش آمدگی ها در برخی موارد به اقتضای مسائل فنی و اجرایی از طاق ضربی استفاده می شود .

فن تیرچه و بلوک ، تلفیق دو روش پیش ساختگی و بتن ریزی در محل است که در آن ، قالب تحتانی به کلی حذف می شود. در این روش ، فولادهای کششی و برشی عرضی و پوشش بتنی فولادهای اصلی ، بصورت تیرچه های پیش ساخته در کارخانه تولید می شوند. در کارگاه ، پس از قرار دادن تیرچه ها به فاصله های معین و شمعبندی زیر تیرچه ها ، بلوکها را بین دو تیرچه مجاور قرار داده و سپس آرماتورهای حرارتی را نصب و بتن ریزی می نمایند ؛ به طوری که حداقل ضخامت بتن در روی بلوک ، پنج سانتیمتر باشد. پیش از حصول مقاومت بتن پوششی ، وزن بلوک ها و بتن توسط تکیه گاههای موقت تحمل می شود و پس از حصول مقاومت بتن پوششی ، تیرهای T شکل چسبیده و مجاور هم لنگر خمشی حاصل از بارهای قائم سقف را تحمل ، و به تیرهای اصلی منتقل می کنند.

 

مزایای سقفهای تیرچه و بلوک :
در زیر مهمترین ویژگیهای این نوع سقف در مقایسه با سقف تیرآهن – طاق ضربی و دال بتنی یکپارچه آمده است .
۱) به علت مصرف بلوک تو خالی و حذف بتن ناحیه کششی در مصرف بتن صرفه جویی می شود .
۲) به علت تولید تیرچه و بلوک در کارخانه نیروی انسانی کمتری مورد نیاز است .

۳) وزن تیرچه ها کم است به طوریکه توسط کارگران قابل نصب است و در طبقات کم نیاز به جرثقیل نیست .
۴) به علت پیش ساخته بودن تیرچه و بلوک نصب سقف بسیار آسان و سریع خواهد بود .
۵) قالب بندی زیر سقف فقط به شمع بندی و نصب چهار تراش در فاصله های معین جهت تامین تکیه گاههای موقت تیرچه ها محدود میشود .
۶) به طور یکپارچه بتن ریزی می شود و بتن کمتری نسبت به سقفهای بتن آرمه معمولی مورد نیاز است .
۷) مقاومت سقف اجرا شده با تیرچه بلوک در برابر نیروهای افقی ( باد – زلزله ) بسیار خوب است .

۸) به علت تو خالی بودن بلوک سقف عایق حرارتی و صوتی خوبی است .
۹) به علت مسطح بودن زیر سقف در مقایسه با طاق ضربی ضخامت نازک کاری به حداقل می رسد و بار مرده سقف کمتر می شود .
۱۰) با توجه به مصرف کم فولاد از نظر اقتصادی مناسب است .

اجزای اصلی تشکیل دهنده سقف تیرچه و بلوک
سقف اجرا شده با تیرچه و بلوک از انواع سقف های با پشت بند ( تیرک دار ) بتنی است که تحمل فشار به بتن بالایی با ضخامت حداقل پنج سانتیمتر واگذار می گردد و کشش توسط میلگردهای کششی تیرچه ( میلگردهای تحتانی تیرچه ) تحمل می شود. بتن بالایی همچنین ، همانند یک دال نازک با دهانه ای برابر فاصله دو تیرچه ، خمش موضعی را در محل بین دو تیرچه تحمل می کند. در این نوع سقف ، تیرچه ها به فاصله حداکثر ۷۰ سانتیمتر ( محور تا محور ) کنار هم و در امتداد دهانه کوتاهتر سقف قرار می گیرند و با بتن پوششی که در محل ریخته می شود و ضخامت آن حداقل پنج سانتیمتر است ، تیرهای T شکل چسبیده و مجاور هم را تشکیل می دهند. برای پرکردن فاصله تیرچه ها ، از عناصر گوناگون ، مانند آجرهای توخالی ، بلوکهای بتنی و حتی پلاستیک و چیزهای دیگر استفاده می شود. این عناصر پرکننده در سقف تحمل نیرو نمی کنند.

سقفهای تیرچه و بلوک :
سقف تیرچه و بلوک بتنی یکی از روشهای متداول اجرای سقف در ایران است که به طور کلی شیوه ای صنعتی به شمار می رود . اما باز هم به دلیل نبود ضوابط اجرایی (قانونی) و کم بودن مهارت نیروهای انسانی در اکثر ساختمانها این شیوه سقف زنی کیفیت لازم را ندارد.
در مرحله طراحی و اجرای سقفهای تیرچه و بلوک باید به موارد زیر توجه شود :

 مثل سایر مراحل طراحی باید بین نقشه های سازه ، معماری و تاسیسات هماهنگی لازم برقرار باشد و البته در مراحل اجرایی نیز دقت مبذول گردد چه بسا دیده شده که بدون در نظر گرفتن مسائل تاسیساتی اقدام به اجرا می شود و پس از اجرا عدم این ملاحظات رخنمون می شوند و این عامل، تخریب بخشی از سازه را می طلبد که بر مقاوت و پایداری سازه تاثیر گذار بوده و هزینه های طرح را نیز بالا می برد پس این مهم باید سرلوحه تمام مراحل اجرا واقع شود.

 مشخصات تیرچه ها ( فولاد گذاری ،ابعاد و فاصله بین تیرچه ها و بارگذاری ) با محاسبات سازه ای تعیین می شود و در مراحل مختلف از قبیل سفارش تیرچه ها از کارخانه ساخت آنها و اجرای سقف مورد استفاده قرار می گیرد. (در این مورد در آینده مطلب ارائه خواهد شد)

 در مورد قرار دادن تیرچه ها باید به یکسری مسائل توجه داشت. نصب تیرچه ها و بلوکها باید دارای یک نظم خاص بوده و به صورت متقارن صورت گیرد و اندازه بلوکها باید دقیقا بر اساس فاصله تیرچه ها تعیین گردد و در این مورد توجه شود که بلوکها به راحتی و بدون آزادی زیاد در محل خود قرار گیرند. می توان برای قسمتهای مختلف آرایش تیرچه ها را بر هم زد ولی ترجیحا در کل بنا از یک نوع تیرچه و بلوک استفاده شود .

 در مورد مصالح نیز باید توجه داشت که از شکستن و یا نیمه کردن بلوکها باید خودداری کرد کاری که در برخی موارد به آن دقت نمی شود و بتن مورد استفاده که حدود بیشتر از ۵ سانتیمتر باید روی سقف را پوشش دهد ( و البته مسلح باشد به این صورت که پس از چیدن تیرچه و بلوکها یک شبکه از آرماتور با فی پایین حدود ۸ یا ۱۰ با فواصل مشخص روی آن گسترده می شود.) باید مطابق مشخصات فنی عمومی ساختمان باشد.

بنابراین ، سقف تیرچه و بلوک از اجزای اصلی ، به شرح زیر تشکیل می شود :
۱- تیرچه
۲- بلوک
۳- میلگرد حرارتی و افت و میلگرد منفی
۴- بتن پوششی ( درجا )
که نقش هریک از این اجزا در مراحل دو گانه باربری ، یعنی مرحله حمل و نقل تیرچه و اجرای سقف و مرحله بهره برداری را ، به ترتیب زیر می آوریم :
۱- تیرچه : عضو پیش ساخته ای است ، متشکل از بتن و فولاد به مقطع تقریبی T ، که در دو نوع تیرچه خرپایی و تیرچه پیش تنیده ، تولید می شود و مانند همه قطعه های پیش ساخته در دو مرحله تحت اثر نیرو قرار می گیرد. این دو مرحله به علت اهمیت آنها باید به دقت مورد ملاحظه قرار گیرند :
الف) مرحله اول باربری : در این مرحله باید تیرچه به تنهایی قادر به تحمل بار ناشی از وزن خود در هنگام حمل و نقل بوده و همچنین قادر به تحمل وزن مرده سقف ( وزن تیرچه ، بلوک و بتن پوششی ) بین تکیه گاههای موقت ( شمعبندیها ) در زمان اجرای سقف باشد.

ب) مرحله دوم باربری : این ملرحله در تیرچه پس از حصول مقاومت بتن پوششی فرا می رسد که تکیه گاههای موقت اجرایی برداشته شده و تیرچه به عنوان عضو کششی مقطع تیرT تحمل نیرو می نماید.

۱-۱ تیرچه پیش ساخته خرپایی : تیرچه پیش ساخته خرپایی فولادی و پاشنه بتنی تشکیل شده است و در صورتی که دارای قالب سفالی باشد ، تیرچه کفشک دار نامیده می شود.
تیرچه پیش ساخته خرپایی برای تحمل مراحل دوگانه باربری ، از اجزای زیر تشکیل می شود :
– عضو کششی – میلگردهای عرضی – میلگردهای بالایی

عضو کششی : در مرحله اول باربری تیرچه ، فولاد زیرین خرپا به عنوان عضو کششی خرپای تیرچه باید قادر به تحمل نیروی کششی ( حاصل از لنگر خمشی ) ناشی از وزن خود تیرچه در زمان حمل ونقل باشد و همچنین قادر به تحمل نیروی کششی ( حاصل از لنگر خمشی ) ناشی از وزن مرده سقف در فاصله محور تا محور تیرچه ها و بین دو تکیه گاه موقت ( شمعبندی ) باشد.
در مرحله دوم باربری تیرچه ، فولاد زیرین خرپا به عنوان عضو کششی تیر T عمل می کند.
حداقل تعداد میلگرد کششی دو عدد بوده و سطح مقطع میلگردهای کششی از طریق محاسبه تعیین می شود. توصیه می شود قطر میلگردهای کششی از ۸ میلیمتر کمتر و از ۱۶ میلیمتر بیشتر نباشد. برای صرفه جویی در مصرف فولاد و پیوستگی بهتر آن با بتن ، معمولا” از میلگرد آجدار ، به عنوان عضو کششی استفاده می شود.

میلگردهای عرضی : در مرحله اول باربری ، میلگردهای عرضی همانند عضو مورب خرپا عمل می کنند و به کمک اعضای کششی و بالایی ، ایستایی لازم را جهت تحمل وزن خود تیرچه ( در هنگام حمل و نقل ) و وزن مرده سقف بین تکیه گاههای موقت ( در هنگام اجرا ) تامین می نمایند. در مرحله دوم باربری تیرچه ، میلگردهای عرضی ، پیوستگی لازم بین میلگرد کششی خرپا و بتن پوششی ( بتن درجا ) را تامین می کنند. همچنین مقابله با نیروی برشی تیر T به وسیله میلگردهای عرضی انجام می گیرد. در بعضی از انواع تیرچه های پیش ساخته ، در خرپا به جای میلگرد از ورق خم کاری شده به جای عضو کششی – میلگردهای عرضی – میلگردهای بالایی استفاده می شود.

این میلگردها جهت منظورهای زیر در تیرچه مصرف می شوند : الف) تامین اینرسی لازم جهت مقاومت تیرچه در هنگام حمل و نقل ب) تامین مقاومت لازم جهت تحمل بار بلوک و بتن پوششی در بین تکیه گاههای موقت ، پیش از به مقاومت رسیدن بتن ج) تامین پیوستگی لازم بین تیرچه و بتن پوششی د) تامین مقاومت برشی مورد نیاز تیرچه
میلگرد بالایی :در مرحله اول باربری ، فولاد تعبیه شده در قسمت بالای تیرچه ، به عنوان میلگرد بالایی خرپا عمل می نماید و به کمک دیگر اعضای خرپا ، وزن تیرچه را هنگام حمل و نقل و همچنین وزن مرده سقف را در فاصله دو تکیه گاه موقت ( هنگام قالب بندی و بتن ریزی پیش از به مقاومت رسیدن بتن پوششی ) تحمل می کند.

در مرحله دوم باربری تیرچه اگر میلگرد بالایی در ضخامت بتن پوششی و بالاتر از سطح بلوکها قرار گیرد ، در نقش فولاد افت حرارتی مقطع مرکب سقف عمل میکند( در مقطع تیر T )، و در صورتی که پایین تر از سطح بلوکها قرار گیرد ، نقشی نخواهد داشت .

بتن پاشنه تیرچه پیش ساخته : برای تامین تکیه گاه بلوکها و نیز برای پرهیز از قالب بندی قسمت زیرین جان تیر T در موقع اجرا ، بتن پاشنه تیرچه در کارخانه ریخته می شود. حسن دیگر این عمل این است که بعلت فراهم بودن شرایط بهتر اجرا در کارخانه ، پوشش آرماتورهای کششی به صورت مطمئنتری تامین می گردد. این پوشش در مقاومت سقف در برابر آتش سوزی اثر بسزایی دارد.

حداقل عرض بتن پاشنه ۱۰ سانتیمتر است و نباید از ۳٫۵/۱ برابر ضخامت سقف کمتر باشد. ارتفاع بتن پاشنه باید به میزانی باشد که قابل بتن ریزی بوده و پوشش بتنی روی میلگرد را جهت ایجاد مقاومت در برابر آتش سوزی تامین نماید و همچنین پس از قرار گرفتن بلوک روی تیرچه ها ، سطح زیرین بلوک با سطح زیری تیرچه همسطح گردد. معمولا” ضخامت بتن پاشنه ۴٫۵ تا ۵٫۵ سانتیمتر و عرض آن ۱۰ تا ۱۶ سانتیمتر است. حداقل تاب فشاری بتن پاشنه ، ۲۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.

۱-۲ تیرچه پیش ساخته پیش تنیده : این نوع تیرچه که فقط در کارخانه های مجهز تولید می شود ، از مقطع بتنی T و سیمهای فولادی با مقاومت بالا ( ۱۷۵۰۰ تا ۱۹۰۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ) تشکیل می شود . سیمها را پیش از بتن ریزی تیرچه توسط جکهایی تحت کشش قرار داده و پس از حصول مقاومت لازم بتن ، آنها را آزاد می کنند. در نتیجه ، بتن تیرچه تحت تنش فشاری قرار می گیرد.

۲- بلوک : برای پرکردن محلهای خالی بین تیرچه ها ، از بلوکهای توخالی استفاده می شود که جنس آنها از سفال یا بتن و حتی پلاستیک و یونولیت است. بلوکها علاوه بر خاصیت پرکنندگی فضای خالی ، در حکم قالب بتن پوششی نیز هستند. بلوکها در سقفهای اجرا شده با تیرچه و بلوک ، تحمل نیرو نمی کنند و فقط خاصیت پرکنندگی دارند.
از بلوک به عنوان قالب همیشگی یا قالبی که پس از اجرا باقی می ماند ، برای قالب بندی بغل گونه جان تیرهای T و همچنین بتن پوششی درجا استفاده می شود. قسمت زیرین بلوک ، جهت تامین سطحی مسطح برای انجام نازک کاری و قسمتهای تیغه داخلی بلوک به منظور تقویت مقطع تعبیه می گردند. بلوکها در محاسبات مقاومت سقف به حساب نمی آیند و اساسا” به منزله قالبهایی هستند که باید نیروهای اجرایی پیش از بتن ریزی سقف را تحمل نمایند. مثلا” در روی سقف ، پیش از بتن ریزی ، تحمل نیروی حاصل از رد شدن چرخ فرغون را داشته باشد و همچنین باید مقاومت کافی برای تحمل نیروهای حاصل از حمل و نقل و دپو نمودن را داشته باشد. شکل بلوک با توجه به موارد یاد شده طراحی می شود و بلوک توخالی معمولا” از مواد مختلف تولید می شود. مانند :

۱- بتن با مصالح سنگی معمولی ۲- بتن با مصالح سبک وزن ۳- سفال ۴- مصالح چوبی یا مقوایی ۵- یونولیت و مشابه یا نی
مواد تشکیل دهنده بلوک نباید روی بتن درجا اثر شیمیایی داشته باشند. ارتفاع و طول بلوک ، تابع ضخامت کل سقف و فاصله تیرچه ها از همدیگر می باشد.عرض بلوک ، معمولا” ۲۰ تا ۲۵ سانتیمتر است. وزن بلوک باید طوری باشد که به آسانی با دست در روی سقف جا به جا گردد. بلوکهای سفالی باید عاری از ترک و دانه های آهکی باشند ، و رنگ آنها کاملا” یکنواخت بوده و به طور یکسان پخته شده باشند.سطوح بلوک سفالی باید صاف و عاری از انحنا و خمیدگی و دارای لبه های تیز و مستقیم بوده و بافت ریز و متراکم داشته باشند. سطح خارجی بلوک ، به جهت ایجاد چسبندگی لازم به بتن بالایی و همچنین به نازک کاری زیر سقف شیاردار می باشد.