عمران فایل

طراحی سقف تیرچه بلوک با کمک یک مثال کاربردی

سقف تیرچه بلوک یکی از انواع رایج سقف اجرایی در ساختمان می باشد اما مراحل طراحی تیرچه به چه صورت است؟ حداکثر طول مجاز تیرچه بتنی چه میزان می تواند باشد؟
نگران نباشید اگر با محاسبات طراحی سقف تیرچه بلوک آشنایی ندارید در این مقاله ما قصد داریم با حل گام به گام یک مثال کاربردی به طراحی دستی این سقف و کنترل نهایی کیفیت اجرا بپردازیم. اگر پس از مطالعه این مقاله سوالی داشتید حتما در کامنت های همین مقاله مطرح کنید.
مطالب منتشر شده در این مقاله:
  1. آشنایی با سقف تیرچه بلوک و اجزای آن
  2. آشنایی با استاندارد ها و نکات اجرایی این سقف
  3. انجام محاسبه ی دستی با رعایت استاندارد ها
  4. کنترل های نهایی کیفیت اجرای سقف

سقف تیرچه بلوک

  • تیرچه
  • بلوک
  • میلگرد حرارتی
  • بتن پاشنه
  • بتن پوششی
  • میلگرد منفی روی تکیه گاه

 

جزییات سقف تیرچه بلوک

  • انواع تیرچه:

  1. تیرچه بتنی
  2. تیرچه پیش ساخته خرپایی
  3. تیرچه پیش ساخته پیش تنیده
  4. تیرچه های با قالب سفالی
  5. تیرچه های فلزی با جان باز

 

انواع تیرچه در سقف تیرچه بلوک

  • انواع بلوک:

  1. بلوک سیمانی (بتنی)
  2. بلوک سفالی
  3. یونولیت (بلوک پلی استایرن)

 

انواع بلوک در سقف تیرچه بلوک

 

  • میلگرد های حرارتی:

با توجه به تغییرات دما بعد از خشک شدن بتن و همچنین ایجاد تنش های کششی ناشی از منقبض شدن (افت) بتن، برای کنترل این تنش ها قبل از بتن ریزی، میلگرد هایی در دو جهت در محل بتن ریزی قرار می دهند که از ترک خوردن بتن تحت تنش های گفته شده جلوگیری شود.

  • میلگرد منفی روی تکیه گاه:

برای کنترل کردن ممان منفی ایجاد شده در دو سر تیرچه ها میلگرد هایی هم سایز با میلگرد های فوقانی تیرچه در دو سر تیرچه قرار داده می شود. ( طول آن یک‌ پنجم دهانه‌ی آزاد تیرچه و از تکیه‌ گاه به طرف داخل دهانه می باشد.)

 

جزئیات سقف تیرچه بلوک

  • بتن پاشنه:

برای تکیه گاه بلوک ها و جلوگیری از قالب بندی زیرین و برای کاور میلگردهای پایین، بتن پاشنه اجرا می شود.

  • بتن پوششی:

بتنی با ضخامت حداقل ۵ سانتی متر پس از قرار دادن تیرچه ها، بلوک ها و میلگردهای حرارتی ریخته شده که پس از خشک شدن آن مقطع T شکل مناسبی تشکیل می شود و عملکرد دیافراگمی سقف را تحت نیرو های زلزله ای تامین می کند. (مطابق استاندارد ۲۸۰۰ ، به اجزای افقی یا تقریبا افقی منتقل کننده ی نیروی جانبی، دیافراگم گفته می شود.)

  • خلاصه ی اجرای سقف تیرچه بلوک:

  1. در ابتدا باید تیرچه ها بر روی تیر ها جایگذاری شوند.
  2. مرحله ی بعد باید بلوک ها در جای خود قرار گیرند.
  3. میلگرد های حرارتی و کلاف میانی و … کار گذاشته می شود.
  4. بتن پوششی ریخته می شود تا سقف یکپارچه شود.

الزامات و جزئیات اجرای سقف تیرچه بلوک

  • عرض تیرچه≥۱۰ سانتی متر
  • ارتفاع کل ≤ ۳٫۵ برابر عرض حداقل
  • حداقل فاصله دو بلوک در دو طرف یک تیرچه، پس از نصب ≥ ۶٫۵ سانتی‌ متر
  • ضخامت سقف برای تیرهای با تکیه‌گاه ساده ≥ یک‌ بیستم طول دهانه
  • فاصله ی محور تا محور تیرچه ها ≤ ۷۰ سانتی متر
  • ضخامت سقف تیرچه‌ بلوک برای تیرهای یکسر گیردار ≥ یک بیست و ششم طول دهانه
  • حداکثر طول تیرچه = ۷ متر

(برای طول های بین ۷-۸ متر استفاده از تیرچه ی مضاعف توصیه می شود و برای طول های بیشتر از ۸ متر باید از تیرچه دوبل استفاده شود.)

  •  ۱۶mm≥ قطر میلگرد کششی≥ ۸mm

(اگر ضخامت بتن پاشنه≥ ۵٫۵ سانتی‌متر ← افزایش مقدار فوق تا ۲۰ میلی متر )

  • حداکثر فاصله میلگردهای عرضی متوالی در تیرچه‌ها= ۲۰ سانتی‌متر
  • اگر طول تیرچه > 4 متر ← استفاده از یک یا چند کلاف میانی (مطابق نشریه۵۴۳) در دو جهت عمود برهم

نکته: لوله ها و مجراهایی که در داخل دال قرار داده می شوند، نباید مقاومت سیستم را کاهش دهند.

ضوابط و مراحل طراحی تیرچه

طراحی تیرچه مشابه طراحی یک عضو بتنی تحت خمش و برش بوده که در روند طراحی با در نظر گرفتن فرضیات زیر و محدودیت هایی که در ادامه گفته می شود قابل محاسبه است.

  1. هر تیرچه و دال بالای آن به صورت یک تیر T شکل در نظر گرفته می شود.
  2. عرض موثر بال تیر T شکل، برابر فاصله ی محور به محور تیرچه ها است.
  3. تکیه گاه های تیرچه ها ساده بوده و بار گسترده در سراسر طول آن وارد می شود.
  4. تیرچه نیروی محوری ندارد.
  5. آرماتورهای فشاری تیر در محاسبات بی تاثیرند.
  6. در تعیین ظرفیت برشی مقطع، ظرفیت برشی آرماتورهای عرضی نیز در نظر گرفته می شود.
  7. برای تعیین جهت تیر ریزی سقف باید موارد زیر را در نظر داشت:
    الف) مهم ترین پارامتر در تعیین جهت تیرچه ها، طول دهانه است. تیرچه ها حتی الامکان در جهتی باشند که طول کمتری از تیرچه نیاز باشد.
    ب) پارامتر بعدی، وجود تیر های فرعی است. بار تیرچه ها نباید روی تیر های فرعی بیفتد.
    ج) پارامتر بعدی، توجه به شطرنجی بودن تیرچه هاست؛ یعنی جهت تیرچه ها در دهانه های کنار هم یکسان نباشد.

مراحل طراحی:

  • محاسبه ی بار های وارده بر سقف
  • تعیین ترکیب بار حدی از رابطه های D 1.4 و ۱.۲۵D + 1.5L ؛ که در آن D بار مرده و L بار زنده می باشد.
  • تعیین ضخامت سقف
    برای تعیین ضخامت حداقل سقف از محدودیت های خیز سقف در بند ۲-۳-۲-۱-۸ نشریه ۵۴۳ استفاده می شود.

 

ضخامت حداقل سقف در طراحی سقف تیرچه بلوک

 

  • تعیین ضخامت دال بتنی روی بلوک ها؛ برای این کار از روابط زیر استفاده می شود:

 

فرمول ضخامت دال بتنی در سقف تیرچه بلوک

 

  • طراحی آرماتورهای تحتانی تیرچه؛ در تعیین آرماتور ها  نیز می توان روابط زیر را استفاده نمود:البته محدودیت های بند ۲-۳-۲-۱-۱ نشریه ۵۴۳ نیز باید رعایت شود.

 

آرماتورهای تحتانی درطراحی سقف تیرچه بلوک

 

  • تعیین آرماتور های فوقانی تیرچه؛ طبق ضوابط بند ۲-۳-۲-۱-۳ نشریه ۵۴۳

 

آرماتور های فوقانی سقف تیرچه بلوک

 

  • محاسبه ی آرماتورهای حرارت و جمع شدگی؛ طبق بند ۲-۳-۲-۵ نشریه ۵۴۳

 

محاسبه ی آرماتورهای حرارت در طراحی سقف تیرچه بلوک

  • طراحی کلاف میانی طبق بند ۲-۳-۲-۶ نشریه ۵۴۳، که نیاز یا عدم نیاز به آن با توجه به بار های وارده تعیین می گردد.

 

طراحی کلاف میانی در سقف تیرچه بلوک

  • تعبیه ی حداقل آرماتور منفی لازم، باید مطابق مورد ۶ از ضوابط عنوان شده در بند ۲-۳-۲-۵ لحاظ شود.

 

تعبیه ی حداقل آرماتور منفی در طراحی تیرچه بلوک

 

  • تعیین آرماتورهای برشی بر اساس نیروهای برشی وارده و تجمیع ظرفیت برشی بتن و آرماتور عرضی (بر اساس مبانی مطروحه در پیوست ۳) انجام می گیرد. در این خصوص محدودیت های ذکر شده در بخش ۲-۳-۲-۱-۲ نیز باید رعایت گردد.

 

تعیین آرماتورهای برشی در طراحی سقف تیرچه بلوک

 طراحی دستی سقف تیرچه بلوک به صورت گام به گام

فرضیات مثال :

طول دهانه ی موثر = Le = 6m

ارتفاع بلوک =h = 20cm

ضخامت دال بتنی = t= 5cm

عرض جان تیرچه ها =bw = 10cm

فاصله ی محور تا محور تیرچه = b = 60cm

گام اول و دوم: تعیین بار های زنده و مرده در هر متر مربع

 مرده = ۶۵۰kg/m2
زنده = ۱۶۰kg/m2

m2/1.25D + 1.5L = 1.25 * 650 +1.5 * 160 =1052.5kg

گام سوم: تعیین ضخامت حداقل سقف

ضخامت سقف برای تیرهای با تکیه گاه ساده ≥ یک بیستم یا ۰٫۰۵ طول دهانه
ضخامت سقف ≥ ۰٫۰۵*۶۰۰ = ۳۰ سانتی متر
ضخامت سقف برای تیر های یک سر گیردار ≥ یک بیستم و ششم طول دهانه

گام چهارم: کنترل ضخامت حداقل سقف

با توجه به ساده بودن تکیه گاه ها برای کنترل ضخامت حداقل داریم:
جزئیات طراحی سقف تیرچه‌ بلوک

 

 

ضخامت سقف از ضخامت حداقل بیشتر می باشد.
باید توجه داشت ضخامت سقف شامل دال بتنی روی سقف نیز هست که ۵ سانتی متر (در فرضیات سوال ذکر شده است) در نطر گرفته می شود در نتیجه: ۳۰=۵+۲۵

گام پنجم: طراحی آرماتور های پایین

تعیین حداکثر لنگر وارد در وسط دهانه:

Mu = p * Le2 / 8 = 0.5 * 1052.5 * 6002/8 = 2368kg.m

فرض می کنیم که ارتفاع بلوک تنش مستطیلی در ضخامت t وارد شود:

فرض، استفاده از میلگرد φ۱۴

d = H – 2 – φ/۲ = ۲۵ – ۲ – ۱۴/۲ = ۲۲٫۳cm

Mr = 0.85 φfc tb (d-t/2) = 0.85 * 0.6 * 200 * 5 * 60 *(22.3 – 5/2) = 6058kg.m > Mu=2368kg.m

 

در نتیجه ارتفاع ضخامت بلوک تنش کمتر از t می باشد، مساحت سطح میلگرد را محاسبه می کنیم:

 

 

برای در نظر گرفتن اثر جوش کاری در میلگرد ها ۱۰درصد مساحت را اضافه میکنیم:

As=4.37*1.1 = 4.8cm2

کنترل مقدار سطح میلگرد ها با مقادیر حداقل و حداکثر:

طراحی سقف تیرچه بلوک به صورت مرحله ای

 

 

 

 

 

مقدار سطح میلگرد ها بین مقادیر ماکسیمم و مینیمم است
فرض میکنیم ۳φ۱۶ در کل سقف داشته باشیم در نتیجه:

Use: 3φ۱۶ → As=3 * π *۰٫۸۲/۴ = ۶cm2 < 4.8cm2 → OK

گام ششم: تعیین آرماتور های بالایی

با توجه به بند ۲-۳-۲-۱-۳ نشریه ۵۴۳ سایز آرماتور های بالایی بر اساس طول دهانه از جدول زیر تعیین می شود.

 

طراحی سقف تیرچه بلوک

تعیین سایز آرماتور فشاری با توجه به طول دهانه سقف تیرچه بلوک

در نتیجه آرماتور ها φ۱۲ انتخاب می شود و باید از نوع آجدار باشد

گام هفتم: تعیین آرماتور های افت و حرارت

بر اساس ضوابط آیین نامه مبحث نهم مقررات ملی،نسبت سطح مقطع کل آرماتور های حرارت به سطح مقطع بتن،برای میلگرد های آجدار S300وS220 نباید کمتر از ۰٫۰۰۲ باشد.همچنین حداکثر فاصله ی میلگرد های حرارت برابر ۲۵ سانتی متر است.

گام هشتم: کلاف میانی(Tie Beam)

حداقل سطح آرماتور های کلاف میانی برابر نصف سطح مقطع آرماتور های پایینی می باشد.

As Tie Beam=0.5 * 6 = 3cm2 → Use 2φ۱۴

گام نهم: آرماتور های ممان منفی

حداقل سطح آرماتور های منفی ۰٫۱۵ سطح آرماتور های وسط دهانه می باشد.همچنین این آرماتور ها در تکیه گاه ها اضافه می شوند و تا یک پنجم طول دهانه به داخل دهانه ادامه دارند.

As neg=0.15*6=0.9cm2 → Use 1φ ۱۸

گام دهم: تعیین آرماتور های برشی

حداکثر فاصله ی میلگرد های عرضی ۲۰ سانتی متر است،ما از ۱۷٫۵ سانتی متر استفاده می کنیم.

 

طراحی سقف تیرچه بلوک با یک مثال کاربردی

 

 

 

 

 

 

ملاحظه می شود که مقاومت برشی بتن کافی نیست و باید مقاومت برشی اضافی توسط آرماتور های برشی کنترل شود.

 

فرمول طراحی سقف تیرچه بلوک

 

 

داریم φ۸@۱۷٫۵

کنترل کیفیت

هدف از این کار اطمینان از تطبیق مشخصات فنی و استاندارد مربوطه که شامل کنترل کیفیت مصالح تشکیل دهنده و قطعه ساخته شده است.

کنترل کیفیت تیرچه

شامل کنترل ابعاد ،سلامت ظاهری، کیفیت فولاد و مقاومت جوش است.

کنترل ابعاد و جزئیات اجزاء تیرچه


ارتفاع  ۵ ± درصد ارتفاع محاسباتی
گام میلگرد عرضی ۲۰ ±
میانگین ضخامت ورق در ابتدا وانتها ۰٫۲- تا ۰٫۳+mm
انحراف افقی ۰٫۰۰۳۳ طول تیرچه

کنترل کیفیت بلوک

کنترل کیفیت ظاهری – کنترل ابعاد و جزئیات اجرایی بلوک ها (عرض۲۰ سانتی متر ,وزن بتن بین ۱۱-۱۷ کیلوگرم)

جمع بندی

سقف تیرچه بلوک یکی از سقف های رایج است. در این مقاله سعی شد تا اطلاعات کامل از این سقف و نحوه ی طراحی و اجرای آن را در اختیار شما قرار دهیم. در این جا ما با اجزای سقف، نحوه ی طراحی و ساخت سقف آشنا شدیم. ضوابط اجرایی و استاندارد های اجرایی را بررسی کردیم و نحوه ی طراحی و محاسبات آن را با مثال مورد بررسی قرار دادیم. همانطور که در ابتدای مقاله گفتیم، حالا شما می توانید با استفاده از اطلاعاتی که کسب کردید، یک سقف تیرچه بلوک را به طور کامل طراحی و اجرا کنید.

دیدید که محاسبات دستی این سقف ساده بوده و پیچیدگی خاصی ندارد و با ضوابط گفته شده به راحتی قابل محاسبه است.
در نهایت باید بگوییم سقف تیرچه بلوک یک گزینه ی ساده و کم هزینه (چه از نظر زمان و چه بودجه ی اجرایی) برای پروژه های کوچک و متوسط می باشد.

منابع

نشریه ۵۴۳ ؛ دستورالعمل طراحی و اجرای سقف های تیرچه و بلوک

جزوات اساتید محترم دانشگاه بیرجند

الهه پاسبان

    نوشته‌های مرتبط

    قوانین ارسال دیدگاه

    • دیدگاه های فینگلیش تایید نخواهند شد.
    • دیدگاه های نامرتبط به مطلب تایید نخواهد شد.
    • از درج دیدگاه های تکراری پرهیز نمایید.
    دیدگاه‌ها

    *
    *

    0