در سال‌های اخیر، صنعت ساختمان‌سازی و طراحی قسمت‌های مختلف ساختمان، با تحولات چشمگیری همراه بوده است. یکی از تحولاتی که در این زمینه رخ داده، استفاده از تکنیکی به نام سقف تیرچه بلوک است که به دلیل ویژگیهای منحصربه‌فرد خود، مورد توجه بسیاری از مهندسان و سازندگان قرار دارد. در واقع این سبک طراحی، ترکیبی از تیرچه‌های فولادی و بلوک‌های سیمانی یا سفالی است که به ایجاد سازه‌ای مقاوم و سبک کمک می‌کند. در این مقاله با ما همراه باشید تا به بررسی نحوه اجرا و مزایای سقفهای تیرچه و بلوک بپردازیم.
تیرچه بلوک چیست؟
سیستم تیرچه بلوک، نمونه‌ای از سیستم‌های نوین مورد استفاده در ساختوساز به شمار می‌رود که به دلیل ویژگیهای خاص خود، از محبوبیت بالایی برخوردار است. در واقع در این سیستم، تعدادی تیر T شکل، به صورت موازی در کنار هم قرار می‌گیرند و یک دال یک‌طرفه را می‌سازند.
علاوه بر آن این سیستم از اجزای مختلفی تشکیل می‌شود که در میان آنها، تیرچه‌ها به عنوان تیر فرعی عمل کرده و یونولیت‌ها نوعی پرکننده هستند، بدون اینکه نقش در ساختار اصلی سازه داشته باشند. البته از آنجا که فولاد تنها مصالحی است که تحمل نیروی کششی را دارد، میلگردهای مختلفی نظیر میلگردهای خرپا و کششی در این سیستم به کار می‌روند تا پایداری و مقاومت سازه تیرچه بلوک را تضمین کنند.
سقف تیرچه بلوک چیست؟
این نوع سقف با استفاده از تیرچه‌های مقاوم و بلوک‌های سبک، همچون بلوک‌های سیمانی، سفالی یا یونولیتی ساخته می‌شود. در این سقف، تیرچه‌ها به‌عنوان عناصر اصلی ساختار آن عمل کرده و وظیفه انتقال بار به تکیه‌گاه‌ها را بر عهده دارند. از طرفی بلوک‌ها نیز فضای خالی میان تیرچه‌ها را پر کرده و به عنوان عایق حرارتی و صوتی عمل می‌کنند. بهطورکلی روش تیرچه بلوک سقف، یکی از سیستم‌های نوین سقف‌ریزی در صنعت ساختمان‌سازی است که به جهت ویژگیهای فنی منحصربه‌فرد خود، به سرعت در حال گسترش است. البته لازم به ذکر است که در سیستم سقف تیرچه بلوک، تیرچه‌ها نقش تیر فرعی را ایفا کرده و بلوک‌ها به عنوان پرکننده بین آنها استفاده می‌شوند.
انواع سقف تیرچه بلوک
بهطورکلی این نوع سقف‌ها به دو دسته اصلی سقف‌هایی با تیرچه بتنی و سقف‌هایی با تیرچه فولادی تقسیم می‌شوند. با توجه به اینکه هر یک از این دسته‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند، در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.
- سقفهای تیرچه بتنی
سقفهای تیرچه بتنی، از جمله سیستم‌های متداول در ساختوساز هستند که در آنها تیرچه‌ها به عنوان عناصر اصلی سازه شناخته می‌شود. در واقع این تیرچه‌ها بر روی میلگردهای فولادی یا پیش‌تنیده قرار می‌گیرند و با بتن‌ریزی، ساختار سقف را تشکل می‌دهند. البته این نوع سقف‌ها نیز به انواع تیرچه بتنی پیش‌تنیده، بدون پیش‌تنیدگی، سبک و پنلی تقسیم می‌شوند، به‌طوری‌که هر یک ویژگیهای خاص خود را دارند.
- سقفهای تیرچه فولادی
این نوع سقفهای با اتصالات فولادی به یکدیگر متصل می‌شوند و به کمک مصالحی مانند پنل‌های گچی، ساختار نهایی سقف را تکمیل می‌کنند. از انواع مختلف این سقف‌ها می‌توان به سقف متحرک، فولادی گچ‌بری و فولادی چندلایه اشاره کرد. لازم به ذکر است که هر نوع از این سقف‌ها دارای مزایا و کاربردهای متفاوتی بوده و برای انتخاب آنها باید به فاکتورهایی همچون بودجه، کاربری ساختمان، شرایط آب‌و‌هوایی و امکانات موجود توجه کرد.
مزایا و معایب سقف تیرچه بلوک
استفاده از سیستم تیرچه بلوک در ساخت سقف ساختمان، مزایا و معایب خاص خود را دارد که در انتخاب این نوع سقف برای پروژه‌های ساختمانی باید به آنها توجه کرد. بر همین اساس در خصوص مزایای سقفهای تیرچه بلوک، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت بالا در برابر عوامل طبیعی مانند باد و زلزله
- گزینه مناسب به عنوان یک سقف سبک
- کاهش مصرف مصالح گچی و سیمانی نسبت به سایر روش‌ها
- حمل‌ونقل آسان سقف تیرچه بلوک
- کاهش مصرف فولاد و نیاز به آرماتور کمتر در مقایسه با بار تحملی سقف
- خواص عایق‌بندی مناسب برای بهبود کیفیت محیط داخلی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی
- امکان اجرای سریع و همزمان چندین سقف در پروژه‌های بزرگ
- دارای مقاومت مناسب در برابر آتش‌سوزی و دماهای بالا
- دارای کاربردهای گسترده و قابلیت استفاده در انواع پروژه‌های ساختمانی و عمرانی
اما سقفهای تیرچه بلوک هم مانند هر سیستم اجرایی دیگر در ساختوساز، می‌توانند باوجود مزایایی که دارند، معایبی نیز داشته باشند که شامل موارد زیر می‌شوند:
- محدودیت طراحی و عدم امکان اجرای آن در سقفهای مثلثی و قوسی شکل
- استحکام کمتر نسبت به سقف دال بتنی و کامپوزیتی
- امکان شکستن اجزای تیرچه بلوک، به ویژه پاشنه تیرچه
- ایمنی ناکافی به دلیل استفاده از میلگردهای تکه شده و جوش خورده
- احتمال ناهماهنگی بین اجزای تیرچه بلوک در صورت ایجاد وقفه در اجرای پروژه
اجزای تشکیل‌دهنده سقف تیرچه بلوک
سقفهای تیرچه بلوک که از جمله سیستم‌های متداول در ساختوساز هستند با ترکیبی از عناصر مختلفی همچون تیرچه‌ها و بلوک‌های بتنی ساخته می‌شوند. البته هرکدام از این عناصر، وظیفه خاصی در ساختار این سیستم داشته و شرایط انتخاب آنها در پروژه‌های ساختمانی متفاوت است. بنابراین در ادامه به شرح هر یک از اجزای تشکیل‌دهنده سقفهای تیرچه بلوک خواهیم پرداخت.
تیرچه
تیرچه‌ها از المان‌های کلیدی ساخت سقفهای تیرچه بلوک به شمار می‌آیند و نقش اساسی در پایداری و استحکام ساختمان‌ها دارند. در واقع این عناصر افقی، بین دیوارها، ستون‌ها و تیرهای دیگر قرار گرفته و به کمک تکیه‌گاه‌های فلزی به نام لنگر به یکدیگر متصل می‌شوند. بهطورکلی وظیفه اصلی آنها، تحمل بارهای زنده و مرده و توزیع این بارها به تیرهای اصلی ساختمان است. لازم به ذکر است که چنین عملکردی در نهایت تضمین‌کننده پایداری و ایمنی ساختمان می‌گردد.
البته در فرآیند ساخت تیرچه‌های سقف تیرچه بلوک، انتخاب نوع میلگرد به کار رفته، اهمیت ویژه‌ای داشته، به‌گونه‌ای که نقش به‌سزایی در تحمل بارهای مختلف و افزایش استحکام سازه ایفا می‌کند. در این راستا، می‌توان به انواع مختلف میلگردها اشاره کرد که هر کدام وظایف خاصی را در مراحل مختلف بارگذاری تیرچه‌ها بر عهده دارند.
- آرماتورهای کششی برای تحمل نیروهای کششی ناشی از وزن تیرچه و وزن مرده تیر
- آرماتورهای عرضی برای ایجاد ایستایی لازم و تحمل وزن تیرچه
- آرماتورهای بالایی برای تحمل وزن مرده سقف در فاصله بین دو تکیه‌گاه موقت
- آرماتورهای پاشنه برای جلوگیری از قالب‌بندی قسمت زیرین سقف
- آرماتورهای تقویتی به منظور افزایش ظرفیت تحمل لنگر به داخل خرپای فلزی
- آرماتورهای کمکی اتصال برای مهار کردن آرماتورهای کششی و امکان استقرار بیش از دو آرماتور کششی
انواع تیرچه
با توجه به اهمیت وجود تیرچه‌ها جهت انتقال بار و ایجاد استحکام سقفهای تیرچه بلوک، انواع مختلفی از آنها ایجاد گردیده که هرکدام با ویژگیهای خاص خود، تاثیر زیادی بر کیفیت و هزینه ساختوساز سقفهای تیرچه بلوک دارند. در ادامه به معرفی مهم‌ترین و کاربردی‌ترین انواع تیرچه‌های ساختمانی می‌پردازیم:
- تیرچه پیش ساخته خرپایی با ترکیبی از خرپای فولادی و پاشنه بتنی
- تیرچه پیش تنیده با قابلیت افزایش مقاومت فشاری تیرچه در برابر ترک‌خوردگی
- تیرچه کرومیت بدون نیاز به شمع‌بندی
- تیرچه بتنی ساخته شده از بتن و میلگرد
- تیرچه‌های سفالی
- تیرچه صنعتی بدون انحنا و ساخته شده از فولاد و بتن
- تیرچه نیازیت به شکل T با 40 درصد بتن کمتر
بلوک
بلوک‌ها یکی دیگر از اجزای اساسی در چنین سقف‌هایی هستند و نقش مهمی در ایجاد استحکام و پایداری سازه‌ها ایفا دارند. این قطعات مستطیلی شکل معمولاً از جنس بتن، سفال یا یونولیت ساخته شده و در ابعاد استاندارد 40×20×25 سانتی‌متر عرضه می‌گردند.
آرماتور افت و حرارت
آرماتور افت و حرارت، از دیگر اجزای کلیدی در ساخت سقف تیرچه بلوک بوده و نقش آن، کنترل تنش‌های ناشی از جمع‌شدگی و تغییرات دمایی است. بهطورکلی این آرماتورها به دو صورت در قسمت بالایی بتن سقف و روی بلوک‌ها قرار می‌گیرند تا از ایجاد تنش‌های متفرقه جلوگیری کنند. البته در صورتی‌که ارتفاع تیرچه خرپا مناسب باشد، آرماتور بالایی تیرچه می‌تواند به عنوان آرماتور افت و حرارت در جهت طولی نیز عمل کند.
کلاف میانی
کلاف میانی نیز یک عنصر سازه‌ای کلیدی است که برای تقویت دیافراگم افقی ساختمان در نظر گرفته می‌شود. این کلاف به توزیع یکنواخت بار روی سقفهای تیرچه بلوک کمک کرده و در محل‌های بار منفرد، در جهت عمود بر تیرچه‌ها استفاده می‌شود. به این ترتیب می‌تواند استحکام و پایداری سازه را افزایش دهد.
بتن پوششی
بتن پوششی نیز عنصر مهم دیگری است که پس از نصب تیرچه‌ها و بلوک‌ها، به این سیستم اضافه می‌شود. در واقع وجود این عنصر به تقویت تیرچه‌ها با آرماتورهای کششی کمک کرده و باعث افزایش مقاومت سقف در برابر بارهای وارده می‌شود.
روش اجرای سقف تیرچه بلوک
ساخت سقفهای تیرچه بلوک، شامل مراحلی می‌شود که باید هر یک به دقت و با رعایت استانداردهای مهندسی انجام شود تا ایمنی و کیفیت ساخت آن تضمین گردد. در ادامه مراحل اجرای سازه تیرچه بلوک را به تفصیل شرح خواهیم داد.
قرار دادن تیرچه بین دهانه سقف تیرچه بلوک
این مرحله اولین قدم در ساخت این سازه بوده که در آن تیرچه‌ها به بالای دهانه حمل شده و بین دو دهانه مشخص قرار می‌گیرند. البته در این حالت فاصله معمول بین تیرچه‌ها حدود 50 سانتی‌متر در نظر گرفته می‌شود.
شمع‌بندی زیر تیرچه‌های سقف
در این مرحله شمع‌ها در فواصل 1 تا 1.20 متری، زیر تیرچه‌ها به‌گونه‌ای نصب می‌شوند که خیز مناسبی برابر با یک دویستم دهانه به طرف بالا ایجاد کنند. البته در مراحل نصب شمع‌های سقف تیرچه بلوک، در جهت عمود بر تیرچه‌ها نیاز است که از الوار 4 تراش چوبی در فواصل حداکثر 1.5 متری استفاده شود تا ثبات و استحکام سازه تضمین گردد.
قراردادن بلوک‌ها در میان تیرچه‌ها
در این مرحله، تمامی فواصل خالی بین تیرچه‌ها باید با فوم‌های یونولیت پر شود. در واقع این بلوک‌ها تنها برای قالب سقف تیرچه استفاده می‌شوند و نقش دیگری ندارند.
قراردادن میلگردهای افت و حرارت
برای جلوگیری از نشست و ترک‌خوردگی سقف در طول زمان، استفاده از آرماتورهایی با حداقل قطر 6 میلی‌متر ضروری است. این آرماتورها به عنوان آرماتور افت و حرارت عمل کرده و باید در امتداد طول تیرچه به فاصله 50 سانتی‌متری مرکز بلوک‌ها و عمود بر تیرچه‌ها، به فاصله 30 سانتی‌متری آنها قرار بگیرند.
گذاشتن میلگرد کلاف
در ساخت سقفهای تیرچه بلوک، از میلگرد کلاف به منظور جلوگیری از عملکرد تکی تیرچه‌ها در دهانه‌های بزرگ استفاده می‌شود. همچنین کلاف عرضی برای ایجاد یکپارچگی در سقف، افزایش استحکام و مقاومت آن به کار می‌رود.
کار گذاشتن میلگرد منفی
یکی دیگر از مراحل کلیدی اجرای سقفهای تیرچه بلوک که به منظور افزایش استحکام و پایداری سازه انجام می‌شود کار گذاشتن میلگرد منفی است. البته در طراحی این نوع تیرچه، دو نکته مهم زیر باید رعایت گردند:
۱. اتصال تیرچه به تیر فلزی یا بتنی مفصل
۲. اتصال تیرچه به تیر فلزی یا بتنی گیردار
بتن‌ریزی سقف تیرچه بلوک
بتن‌ریزی مرحله نهایی در ساخت سقفهای تیرچه بلوک است که از اصول و قواعد خاص زیر تبعیت می‌کند:
- عدم جوش آرماتورها به تیرهای فلزی
- ایجاد شناژ افقی روی دیوار باربر
- قرارگیری در حوضچه‌های آب
- تعیین میزان لرزش مناسب بعد از بتن‌ریزی
- توجه به متریال قالب برای جداسازی آن
لازم به ذکر است که اگر قالب فلزی بتن سقف تیرچه بلوک موقت باشد، پس از سخت شدن بتن، قالب جدا شده و تا چند روز داخل حوضچه قرار می‌گیرد. اما اگر قالب مورد استفاده از نوع سفالی باشد، قالب به صورت دائمی با بتن باقی می‌ماند.
مقایسه سقف تیرچه بلوک با سایر سقف‌ها
در صنعت ساختمان‌سازی، انتخاب نوع سقف یکی از تصمیمات کلیدی است که تأثیر زیادی بر کیفیت، ایمنی و هزینه‌های پروژه دارد. بنابراین تاکنون روش‌های مختلفی برای اجرای سقف سازه‌ها به وجود آمده‌اند که هر کدام با ویژگیهای خاص خود، کاربردهای متفاوتی را به نمایش می‌گذارند. از این‌رو در ادامه به بررسی تفاوت روش‌های مختلف طراحی سقف نسبت به سقفهای تیرچه بلوک می‌پردازیم:
- سقف وافل
سقف وافل به دلیل طراحی خاص خود که شامل دال‌های مشبک است، وزن کمی دارد و مقاومت بالایی در برابر زلزله از خود نشان می‌دهد. در ضمن هزینه اولیه ساخت آن متوسط بوده و سرعت اجرای بالایی دارد. از طرفی به دلیل هزینه پایین نگهداری، گزینه مناسبی برای اجرا در ساختمان‌های بلند است.
- سقف دال تخت
سقف دال تخت دارای ساختاری ساده و بدون تیر بوده، همچنین وزن متوسطی دارد و مقاومت آن در برابر زلزله کم است. در واقع این نوع سقف انعطاف‌پذیری کمی در طراحی دارد و هزینه اولیه ساخت آن کمتر از سایر سقف‌ها است.
- سقف تیرچه فلزی
سقف تیرچه فلزی به دلیل استفاده از تیرچه‌های فلزی، وزن کمی دارد و مقاومت آن در برابر زلزله متوسط است. این نوع سقف انعطاف‌پذیری متوسطی در طراحی داشته و هزینه اولیه ساخت آن زیاد است. از طرفی سرعت اجرای آن متوسط بوده و هزینه نگهداری آن کم است. بنابراین برای اجرا در ساختمان‌های بلند، گزینه‌ای مناسب به حساب می‌آید.
- سقف کامپوزیت
سقف کامپوزیت به دلیل ترکیب مصالح مختلف، وزن متوسطی داشته و مقاومت بالایی در برابر زلزله از خود نشان می‌دهد. این نوع سقف‌ها برخلاف سقف تیرچه بلوک، انعطاف‌پذیری بالایی در طراحی دارند و هزینه اولیه آنها متوسط است. همچنین سرعت اجرای آن بالا بوده و انتخاب خوبی برای ساختمان‌های بلند است.
شکم دادن سقف تیرچه بلوک
شکم دادن و نشست یکی از مشکلات رایج در اجرای چنین سازه‌ای بوده و می‌تواند عواقب جدی را به دنبال داشته باشد. بهطورکلی این پدیده معمولاً به دلیل مشکلات سازه‌ای در بنا و عوامل زیر ایجاد می‌شود:
- عدم استفاده از مصالح کافی و با کیفیت
- عدم رعایت روش‌های اصولی ساختوساز
- اشتباه در طراحی ساختار سقف
- عدم رعایت استانداردها و مقررات مربوط به ساختوساز
- شرایط محیطی نامساعد
نکات مهم در اجرای سقف تیرچه بلوک
سیستم تیرچه‌ای، ترکیبی یکپارچه از تیرچه‌های متساوی‌الفاصله و دال فوقانی است که در راستاهای موازی یا عمود بر هم قرار می‌گیرند. فاصله آزاد تیرچه‌ها باید حداکثر 75 سانتی‌متر باشد تا استحکام و ایمنی سازه حفظ گردد. علاوه بر آن برای اجرای سقفهای تیرچه بلوک باید به نکات مهم زیر توجه کرد:
- حداقل عرض تیرچه‌ها کمتر از 10 سانتی‌متر
- حداکثر ارتفاع معادل 3 برابر حداقل عرض تیرچه‌ها
- رعایت حداقل فاصله افقی 6 سانتی‌متری بین دو سطح قائم بلوک‌های مجاور در طرفین تیرچه‌های نصب شده
- رعایت ضخامت دال بتنی فوقانی بین یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه‌ها و 5 سانتی‌متر کمتر
- تعیین حداکثر دهانه مورد پوشش سقف با تیرچه‌های منفرد 8 متری
- در نظر گرفتن سقفهای اجرا شده با تیرچه و بلوک روی سقف‌هایی با بار یکنواخت
- عدم استفاده از سقفهای تیرچه بلوک در سازه‌هایی با بار منفرد سنگین، متحرک یا مرتعش
قالب بندی سقف تیرچه بلوک
قالب بندی سقف یکی از مراحل مهم، اجرای سقفهای تیرچه بلوک است. البته طراحی و اجرای سقف تیرچه بلوک نیاز به قالب‌بندی پیچیده ندارد، اما استفاده از میلگردهای حرارتی و تقویتی در ساخت آن ضروری بوده تا استحکام و ایمنی سازه تامین شود. همچنین لازم به ذکر است که برای قالب‌بندی می‌توان از قالب‌های فلزی یا چوبی استفاده کرد. اما معمولا، قالب‌های فلزی به دلیل استحکام بالا و عدم جابجایی در هنگام بتن‌ریزی، گزینه مناسب‌تری هستند.
لازم به ذکر است که برای شروع قالب‌بندی سقف، ابتدا لوله‌های داربستی به‌صورت موازی نسبت به میلگردهای انتظار نصب می‌شوند. به‌طوری‌که باید در محل تقاطع اضلاع سقف با استفاده از سیم مفتول و چهارتراش تراز شوند. پس از این مرحله، جک‌های صلیبی با فواصل مناسب زیر لوله‌های داربست قرار می‌گیرند تا از سرخوردن آنها، هنگام بتن‌ریزی جلوگیری شود. پس از اتمام مراحل قالب‌بندی، آرماتوربندی در محل اضلاع سقف انجام می‌شود و تیرچه‌ها در میان تیرهای اصلی قرار می‌گیرند. در نهایت، با قرار دادن بلوک‌ها و بتن ریزی، فرآیند قالب‌بندی سقف به پایان می‌رسد.
البته توجه نمایید که یکی از مهم‌ترین قسمت‌های انجام پروژه، قالب‌بندی تیرهای بتنی است که اجرای آن، به مهارت بالایی نیاز دارد. در نتیجه توصیه می‌شود برای اجرای این نوع سقف‌ها با افرادی که در این زمینه تجربه دارند و سال‌ها در این حوزه فعالیت داشته‌اند، مشورت نمایید. در همین راستا برای دریافت مشاوره و انتخاب بهترین گزینه می‌توانید با کارشناسان سازه گستر مدحت در تماس باشید.