اگر به عنوان یک مهندس عمران یا معمار کار می‌کنید؛ به احتمال زیاد درباره انواع تیرچه چه اطلاعاتی دارید. در غیر این صورت اینکه هر کدام چه کاربرد‌هایی دارند و در چه سازه‌هایی از تیرچه استفاده می‌شود شاید سؤالی باشد که برای شما هم پیش آمده باشد! در واقع از تیرچه و انواع مختلف آن برای ساخت سقف‌های بتنی استفاده می‌شود که اکثر مهندسان ایرانی به این امر واقف هستند. برای اطلاع بیشتر راجع به انواع تیرچه، از شما دعوت می‌کنیم تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
تیرچه چیست؟
تیرچه در واقع یک المان سازه‌ای در انواع گوناگون است. از این المان در ساختن سقف استفاده می‌شود. تیرچه، بار وارد شده به دیافراگم سقف را به تیر‌های اصلی ساختمان منتقل می‌سازد. این بار ابتدا به ستون‌ها و سپس به شالوده ساختمان انتقال داده می‌شود که در مسیر انتهای خویش به زمین می‌رسد.
مراحل استفاده از تیرچه بتنی سقف
تیرچه بتنی عضو پیش ساخته‌ای است که شامل فولاد و بتن می‌باشد و در دو نوع تیرچه پیش‌تنیده و تیرچه خرپایی تولید می‌شود. در این نوع از تیرچه بلوک‌ها به عنوان قالب استفاده می‌شوند و بین تیرچه قرار می‌گیرند. سپس پس از بتن‌ریزی در سیستم، مقطع T بسیار خوبی تشکیل خواهد شد. سپس در سقف با بار‌های قابل لنگر خموشی تشکیل می‌شود که منجر شده تا بتن زیر بار خنثی حالت کششی پیدا کند. از آنجا که بتن، هیچ‌گونه مقاومتی در برابر نیروی کشسانی از خود نشان نمی‌دهد، مقطع T برای این نوع دال‌ها بسیار مناسب خواهد بود.
بارگذاری تیرچه‌ها در دو مرحله انجام می‌شود:
۱. پیش از تکمیل شدن سقف
هنگام حمل و نقل: می‌بایستی تا بار حاصل از وزن‌شان را تحمل کند.
در زمان اجرای سقف: باید وزن مرده سقف (وزن بلوک، تیرچه چه و بتن درجا) به همراه وزن افراد و تجهیزات در حین بتن‌ریزی را بتواند در حد فاصل تکیه گاه‌های موقت نظیر شمع‌بندی‌ها به خوبی تحمل کند.
۲. پس از اجرای کامل سقف
بعد از جمع‌آوری تکیه گاه‌های موقت و به مقاومت رسیدن بتن دال روی تیرچه‌ها، تیرچه به عنوان بخشی از خمشی سقف، تحمل نیرو را به عهده می‌گیرد.
انواع تیرچه که باید بشناسید
همانطور که در ابتدای مقاله گفته شد تیرچه به عنوان یک عضو پیش‌ساخته در دو نوع بتنی و فلزی یا جان باز (کرومیت) تولید و عرضه می‌شود. بنابراین در ادامه قرار است شما را با انواع تیرچه آشنا کنیم پس همراه ما باشید.
تیرچه پیش ساخته خرپایی
این نوع تیرچه از پاشنه بتنی و خرپای فولادی به وجود می‌آید که در دو نوع با قالب ماندگار (تیرچه فون دوله‌دار یا تیرچه خرپایی کفشکدار) و بدون قالب ماندگار تولید و اجرا می‌شود. خرپا در واقع یک پیش ساخته از آرماتور‌های عرضی، کششی و میلگرد اتصال بالایی می‌باشدکه به همدیگر جوش داده شده‌اند تا ایستایی لازم را برای اجرا و حمل میسر کند.
فولادی که برای ساخت خرپا مورد استفاده قرار می‌گیرد، علاوه بر اینکه باید جوش‌پذیر باشد، می‌بایستی دارای مدول ارتجاعی کافی و همچنین تحمل تنش مجاز در مرحله گسیختگی و ظرفیت تغییر طول نسبی را داشته باشد. این مقدار تغییر طول نسبی (تنجش) در مورد فولاد‌های نرم A-I به ۲۰ درصد و برای فولاد‌های سخت گرم و نیمه سخت به ۱۸ درصد می‌رسد.
همچنین در مورد فولاد‌های اصلاح شده این رقم به ۸ درصد محدود خواهد شد. اتصال اعضای خرپا، اغلب توسط جوشکاری انجام می‌شود که برای این کار از دو روش جوش با قوس الکتریکی و جوش مقاومتی استفاده می‌شود.
عرض پاشنه تیرچه چقدر است؟
۱۰ سانتیمتر حداقل عرض پاشنه بتنی محسوب می‌شود اما اغلب آن را به عرض ۱۲ سانتیمتر در نظر می‌گیرند تا در صورت آسیب حداقل ۱۰ سانتیمتر جبران شود.
همچنین خوب است بدانید که عرض تیرچه به هیچ عنوان نباید از ۰٫۲۸۵ ضخامت کل سقف کمتر در نظر گرفته شود. حداقل ضخامت مناسبی که برای بتن پاشنه باید لحاظ شود ۴ سانتیمتر است و نباید از قطر بزرگترین میلگرد کششی به اضافه ۳۰ میلیمتر کمتر باشد. از این رو اغلب ضخامت بتن پاشنه از ۴. ۵ تا ۵. ۵ سانتیمتر در نظر گرفته می‌شود.
ارتفاع تیرچه چقدر است؟
تیرچه‌های استاندارد به طور کلی با ارتفاع ۲۵ سانتیمتر طراحی و تولید می‌شوند اما تیرچه‌های ۲۷ سانتی‌متری هم در بازار موجود است.
جان تیرچه کجاست؟
آرماتور بالایی تیرچه و میلگرد‌های عرضی که بعد از بتن‌ریزی سقف در بتن دفن می‌گردند به جان تیرچه معروف هستند. به عبارت ساده‌تر مجموع میلگرد‌های عرضی، بتن ریخته شده سقف و آرماتور بالایی جان تیرچه هستند.
تیرچه فوندوله دار
تیرچه کفشکدار یا فوندوله دار به تیرچه گفته می‌شود که از قالب ماندگار برای بتن‌ریزی پاشنه در آن بهره‌برداری شده است. در این حالت از یک قالب سفالی برای انجام بتن‌ریزی روی میلگرد‌های اصلی کمک گرفته می‌شود.
تیرچه پیش تنیده
این نوع تیرچه قسمتی از سطح مقطع سقف می‌باشد که به دلیل تحمل بار بهره‌برداری شده، تنش کششی را برعهده دارد و باید مقدار پیش تنیدگی آن به مقداری باشد که در زمان حمل و نقل، نصب و همچنین بتون‌ریزی ترک نخورد. سطح مقطع تیرچه پیش‌تنیده برای تأمین محل مناسب نصب بلوک‌های دو طرف، طوری طراحی شده که به خوبی از پس سازه برآیند و دارای شکل سپری مانندی باشد.
عرض قسمت تحتانی در این سازه باید حداقل ۱۰ سانتیمتر در نظر گرفته شود همچنین ادعا ارتفاع پاشنه باید حداقل ۴ سانتیمتر و عرض محل نصب بلوک‌ها حداقل ۲ سانتیمتر باشد.
ارتفاع کل سازه به مقداری است که ایستایی لازم برای تحمل بار‌های اجرایی، نصب و حمل و نقل را در مرحله قالب‌بندی تأمین خواهد کرد. همچنین سطح بالایی تیرچه برای ایجاد پیوستگی کافی با بتن پوششی به صورت برجسته و زبر بتن‌ریزی خواهد شد. مقاومت فشاری ۲۸ روزه در نمونه‌های مکعبی بتن به هیچ وجه نباید از ۳۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و همچنین دو برابر تنش فشاری در بخش زیرین تیرچه‌ها کمتر باشد. برای ایجاد پیش تنیدگی در بتن اغلب از چند رشته سیم فولادی که دارای قطر ۵ میلیمتر با مقاومت نهایی ۱۷۵۰۰ تا ۱۹ هزار کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می‌باشد، بهره‌برداری می‌گردد. سیم‌ها پیش از بتن‌ریزی چیزی حدود ۶۵ درصد مقاومت نهایی خود باید کشیده شوند.
تیرچه فلزی با جان باز (تیرچه کرومیت)
تفاوت تیرچه بتنی با فلزی در این است که پاشنه تیرچه در کرومیت فلزی می‌باشد اما در نوع تیرچه بتنی این پاشنه از بتن تشکیل شده است. خرپا‌های فلزی در این سیستم خود ایستا می‌باشند و به غیر از موارد محدود در دهانه‌های بلند، به هیچ وجه به شمع‌بندی نیازی نخواهند داشت. بار تحتانی در این سازه اغلب از تسمه فولادی به عرض حداقل ۸ سانتیمتر تولید می‌شود که به منزله عضو کششی خرپا، تحمل بار‌های وارده را به عهده دارد. اتصال دو عضو فشاری و کششی به کمک میلگرد‌های مورب، منجر به تأمین اینستایی خرپا می‌شود.
انواع تیرچه در ایران
اگر بخواهیم به طور خلاصه به انواع تیرچه اشاره کنیم باید بگوییم که تیرچه دارای انواع متداول بسیار زیادی است که از این بین می‌توان به تیرچه کرمیت یا تیرچه فلزی و تیرچه پاشنه بتنی یا تیرچه بلوک که در ایران به عنوان اشکال رایج تولید می‌شوند اشاره کرد.
تیرچه خرپایی
تیرچه پیش ساخته خرپایی از پاشنه بتنی و فولادی تشکیل شده است. قالب بتن پاشنه فلزی بوده و اگر به عنوان یک قالب دایمی (فوندوله) مورد استفاده قرار بگیرد به آن تیرچه خرپایی کفشکدار می‌گویند.
تیرچه پیش تنیده
تیرچه‌های که در آن از سیم‌های فولادی برای ایجاد پیش تنیدگی استفاده می‌شود. همانطور که در بالا گفته شد این تیرچه‌ها اغلب فاقد آرماتور‌های عرضی هستند. اما بعضی از این تیرچه‌ها برای تقویت مقاومت برشی در انتهای خود دارند که در داخل آن‌ها بتن کار گذاشته می‌شود تا علاوه بر تقویت قابلیت برشی تیرچه، فاکتور‌های لازم را برای حمل و نقل تیرچه ایجاد کند.
تیرچه استاندارد
در واقع تیرچه‌های استاندارد به تیرچه‌هایی گفته می‌شود که مراحل تولید آن بر طبق اصول استاندارد صورت پذیرفته باشد. این استاندارد‌ها بر اساس ضوابط ملی و مقررات داخلی هر کشور بر اساس شرایط بومی و اقلیمی تعیین می‌شود که به تیرچه پروانه علامت استاندارد داده می‌شود. تیرچه‌های استانداردی که در ایران تولید می‌شود همان تیرچه کرمیت و تیرچه بلوک یا تیرچه بتنی هستند که محصولات نهایی تولید شده در نهایت مورد بررسی واحد کنترل کیفیت قرار می‌گیرد و پرونده علامت استاندارد را دریافت خواهند کرد.
نتیجه‌گیری
از زمانی که انسان مدرن با سازه‌های غول پیکر جهان را تغییر داد، اهمیت ساخت و ساز افزایش چشمگیری پیدا کرد. ازاین‌رو مهندسین باز ساخت سازه‌های قدرتمند و مهیب به زندگی بشر کمک بسیار زیادی کردند. هر یک از این ساز‌ها نیازمند اجزای پیچیده و مخصوصی است تا به مرحله اجرا و ظهور برسد؛ تیرچه و انواع آن یکی از این موارد است. همانطور که خواندید تیرچه دارای انواع مختلف و بسیار زیادی است. از هر یک از این تیرچه‌ها برای استفاده در سازه‌های مختلف کمک گرفته می‌شود. یک مهندس باید دید کلی نسبت به انواع تیرچه داشته باشد تا بتواند سازه قدرتمند با تحمل وزن مناسب را بسازند. از اینکه تا انتهای این مقاله همراه ما بودید از شما صمیمانه قدردانی. امیدواریم نکاتی که در این مطلب گفته شد برای شما مفید و مثمر ثمر بوده باشد.