فهرست مطالب
پیرامون تیرچههای کرومیت و محاسبه، تولید و اجرای آن مسائل و سؤالات و حتی اختلاف نظرهای فراوانی وجود دارد که بسیاری از آنها کمتر مطرح شده است و با توجه به اینکه از استفاده وسیع این تیرچهها مدت زیادی نمی‌گذرد حتی اطلاعات مهندسین مشاور و ناظر نیز در مورد آن اغلب بسیار پایین است. لذا بر آن شدیم تا در این مجموعه با طرح سؤالات مختلف و پاسخ به آنها به گوشه‌ای از این موارد اشاره نماییم. امید است این مجموعه بتواند برای مهندسان عزیز و مشاورین و ناظرین محترم راهگشا بوده و درارتقای سطح دانش فنی در مورد این سقفها مفید واقع شود.
بطور کلی سقفهای تیرچه بلوک اعم از تیرچه کرومیت یا بتنی اگر درست طراحی، محاسبه و اجرا شوند نسبت به سقفهای بتن درجا و کامپوزیت بدلیل ضخامت بیشتر سقف و استفاده از بلوکه لرزش کمتری دارند. اما این مسأله کلی است و بنا بر شرایط مختلف تفاوت می‌کند. مثلا لرزش سقفهای کامپوزیت در صورتیکه به هنگام بتن ریزی زیر کلیه تیر آهنهای فرعی و اصلی شمع بندی شوند به مراتب کمتر خواهد شد. لرزش سقفهای تیرچه و بلوک سنتی (تیرچه زیگزاگ بتنی) نیز به دلیل شمع بندی به هنگام اجرا نسبت به سایر سقفها کمتر است. سقفی با تیرچه کرومیت و بلوکه سفال را درنظر بگیرید، چنانچه بلوک آنرا به پلی استایرن تغییر دهید انتقال صوت تا حد زیادی کم میشود ولی لرزش سقف تا حدی افزایش می‌یابد. بد نیست بدانید روابط پیشنهادی در بند ۱۰-۱-۹-۳ مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان جهت کنترل فرکانس تیرها به هیچ وجه در مورد تیرچههای کرومیت صدق نمی‌کند و در عمل نیز تجربه آنرا ثابت کرده است، زیرا لرزش سقفها به عوامل متعدد و پیچیده‌ای بستگی دارد. اما اگر بخواهیم نتیجه‌گیری کلی نماییم باید گفت چنانچه تیرچهها به درستی طراحی و تولید شوند و در اجرا نیز دقتهای لازم به عمل آید، لرزش سقفهای کرومیت تا دهانه حدود ۸ متر کاملا در حد قابل قبول میباشد و جای نگرانی در این مورد نیست. در اینجا ذکر این نکته نیز لازمست که در بعضی از ساختمان ها قسمت قابل توجهی از لرزش به دلیل ضعف و لرزش اسکلت میباشد و ربطی به سقفها ندارد.
بله متأسفانه یکی از معضلات سقفهای کرومیت اجرای غیر اصولی آن است. حتی در صورتیکه تیرچههای مورد استفاده از نوع مرغوب و با محاسبات کامل باشد، اجرای بد میتواند حتی منجر به ریزش و یا شکم دادن سقف شود. دو عامل مهم که در اجرا باید به آن توجه نمود اینست که اولا تا حد امکان از برش زدن تیرچهها خودداری شود و در صورتیکه مجبور به کوتاه نمودن تیرچهها شدیم باید حتما به شیوه مناسب محل برش خورده ترمیم و با طول جوش مناسب تقویت شود تا از شکست تیرچه جلوگیری شود. ثانیا جلوی کمانش بال فوقانی تیرچهها به هر نحو ممکن باید گرفته شود. این امر در تیرچههای بلند بسیار حساس و مهم است. غیر از این دو نیز جزئیات فراوانی در اجرای سقف کرومیت باید مد نظر قرار گیرد که بی‌توجهی به هر کدام میتواند موجب ایجاد نقص در سقف شود. در اینجا باز هم یادآور می‌شویم که اجرای سقفهای کرومیت امری کاملا تخصصی است و عدم شمع بندی زیر سقفهای کرومیت این حساسیت را دوچندان نموده است.
اولین نکته‌ای که باید در اینجا ذکر شود آنست که سقفهای کرومیت برای همه ساختمان ها و با هر نوع سیستم سازه‌ای و هر نوع دهانه‌ای مناسب نمیباشد و در بسیاری از موارد حتی مقرون به صرفه نیز ممکن است نباشند. بنابراین در انتخاب نوع سقف خصوصا در مرحله طراحی اسکلت و حتی در مرحله طراحی معماری باید دقت کافی نمود و حتما از مشاوره در این امر کوتاهی ننمود.
چنانچه سقف سازه‌ای کرومیت و سیستم مهاربندی جانبی آن دیوار برشی باشد عملا باید یک سقف به یک سقف بتن ریزی شود زیرا همراه با سقف باید دیوارهای برشی را بتن ریزی نمود و بستن دیوار برشی بیش از یک طبقه فعلا عملی و اصولی نیست. البته میتوان تنها دیوارهای یک طبقه را بتن ریزی نمود و چند سقف را باهم بتن ریزی نمود و بتن را در نزدیک محل دیوار برشی قطع نمود اما این امر هم به لحاظ فنی توصیه نمی‌شود و هم در عمل باید برای بتن ریزی دیوارهای هر طبقه مجددا از بتن و پمپ و ویبره و … استفاده نمود که احتمالا حتی مقرون به صرفه هم نخواهد بود.
در اینجا این نکته را نیز باید یادآوری کنیم که حتی در ساختمانهایی که سیستم مهاربندی جانبی آنها دیوار برشی است، بتن ریزی بیش از دو طبقه با هم آنهم در مواردی که زیربنای هر طبقه کم است خیلی توصیه نمی‌شود زیرا در صورت اجرای بیش از دو سقف با هم ایمنی اجرا به شدت کاهش پیدا خواهد نمود.
طبق نشریه ۵۴۳ حداقل عرض بال تحتانی تیرچهها وقتی که از یونولیت استفاده می شوود حدقل ۱۲سانتیمتر میباشد
آنچه در اینگونه موارد مهم است نوع جنس فولاد مصرفی است. بنابراین چنانچه جنس نبشی مطابق با آئین نامه و نشریه ۵۴۳ باشد میتوان از آن استفاده نمود خواه از نوع فابریک باشد و خواه از جنس ورق با خم سرد.
عوامل مختلفی میتواند باعث این افت شود که به اختصار میتوان به چند مورد اشاره نمود : الف) شکستن جوش زیگزاگها بدلایل مختلف از جمله عدم جوش پذیری میلگرد زیگزاگ یا نبشی فوقانی و یا ناکافی بودن طول جوش زیگزاگ. ب) در مورد تیرچههای بالای ۲ متر تیرچه ورق نری (برشگیر) ندارد و یا طول ورق برشگیر کم است. ج) به هنگام اجرا تیرچه بعلت بلند بودن کوتاه شده است و به زیگزاگ و ورق نری آسیب وارد شده و مجددا به درستی ترمیم نشده است. د) بال فوقانی تیرچه به پل جوش داده شده است بنابراین تیرچه دارای کمانش موضعی شده است. ه) بار طراحی کمتر از بارگذاری واقعی (به هنگام بتن ریزی) بوده است و تیرچه ضعیف است.
پاسخ این سؤال به نحوه محاسبه کشها برمیگردد. چنانچه محاسب در طراحی کش بارگذاری با عرض حدود ۷۵ سانتیمتر در نظر گرفته باشد و یا کش بتواند عرض بارگیر فوق را تحمل کند، در کنار کشها تیرچه لازم نیست
چنانچه فولاد میلگردها قابلیت جوشکاری مورد نظر آئین نامه را داشته باشد میتوان همانند سایر اجزای تیرچه از آن استفاده نمود و از این جهت تفاوتی میان ورق و میلگرد وجود ندارد.
بطور کلی میلگردهای موجود در بازار را میتوان به چند دسته به شرح زیر تقسیم نمود :
الف) میلگردهای دسته دوم : این میلگردها آنهایی هستند که قبلا در جای دیگری بکار گرفته شده اند و سپس مجددا دمونتاژ شده و برای فروش به بازار عرضه می شود. مسلما از این نوع میلگردها نباید در اعضای سازه‌ای استفاده نمود. این میلگردها را میتوان از ظاهر ناصاف و مخدوش و زنگ زده آنها براحتی شناسایی نمود.
ب) میلگردهای ذوبی: این گروه از میلگردها از ذوب نمودن آهن قراضه و قطعات مستعمل بدست می‌آید. استفاده از این نوع میلگردها در اعضای سازه ای و تولید تیرچه بدلیل نداشتن مشخصات فنی مناسب و عدم جوش پذیری کافی می تواند کاملا خطرآفرین باشد. با کمی دقت در ظاهر این نوع میلگردها میتوان آنها را شناسایی نمود. رنگ این میلگردها در بعضی نقاط متمایل به سرخ میباشد همچنین اغلب در سطح آنها میتوان ترکها را مشاهده نمود. همچنین در اطراف شیار این میلگردها در بعضی نقاط میتوان پلیسه و فولاد اضافی را مشاهده کرد. بعضی از این میلگردها آنقدر بی کیفیت هستند که قبل از بهره برداری و یا در اثر خم کردن ترکهای عمیق می‌خورند.
ج) میلگردهای وارداتی: گهگاه بدلیل ناکافی بودن تولید داخلی و یا به دلایل دیگر میلگرد از کشورهای دیگر مانند روسیه ، چین ، قزاقستان و … وارد کشور میشود. این نوع میلگردها هیچگونه شناسنامه فنی ندارند و هیچگونه نظارتی بر کیفیت آنها نمی‌شود و تنها بدلیل اینکه اندکی ارزانتر هستند مورد استفاده فراوان قرار می‌گیرند. اما این میلگردها را نیز بدلیل عدم حصول اطمینان از کیفیت به هیچ عنوان نباید در اعضای سازه‌ای و ساخت تیرچهها مورد استفاده قرار داد. بعضا آنقدر کیفیت این میلگردها پایین است که مشاهده شده است که بر اثر خم کردن آن با شعاع قوس مناسب مانند چوب خشک ترد شکن شده است. بعضی از میلگردهای وارداتی طولی کمتر از ۱۲ متر دارند (مثلا ۱۱.۸۰ متر) اما برای حصول اطمینان از وارداتی بودن جنس معمولا اگر از فروشندگان معتبر میلگرد سؤال نمایید به نتیجه مورد نظر خواهید رسید.
د) میلگردهای تولید کارخانجات معتبر داخلی: بدون شک مرغوبترین میلگردها میلگردهای شناسنامه دار ساخت کارخانجات داخلی می‌باشند و از میان آنها ذوب آهن اصفهان دارای مرغوبترین نوع فولاد و میلگرد میباشد. توصیه مؤکد آنست که تنها از این نوع میلگردها در سازه و نیز ساخت تیرچهها استفاده نمایید. بر روی بندل این میلگردها شناسنامه فنی میلگردها نصب می‌گردد و میتوان با توجه به آن این نوع میلگردها را شناسایی نمود. اما باید توجه داشت که میلگردهای تولید داخل هم اکنون در سه گروه A1,A2,A3 تولید می شود.میلگردهای گروه A1 که از جنس فولاد نرم هستند معمولا به شکل صاف (بدون آج) تولید می‌شوند و بدلیل نداشتن آج کاملا قابل تشخیص می‌باشند. اما میلگردهای A2 (نیمه سخت) و A3 (سخت) هردو آجدارند. نکته مهم آنست که استفاده از میلگردهای A3 بدلیل جوش پذیری کم در ساخت تیرچههای کرومیت ممنوع است فقط استفاده از میلگردهایA1 (صاف) و A2 (نیمه سخت) در ساخت تیرچه ها مجاز است.اما استفاده از میلگردهای A1 بدلیل قیمت بالا توجیه اقتصادی ندارد بنابراین تنها میلگرد مناسب برای استفاده در تیرچههای کرومیت میلگرد نوع A2 ساخت کارخانجات معتبر داخلی میباشد. اما سؤال اساسی اینست که چطور میتوان میلگرد A2 را از A3 تشخیص داد؟ همانطور که گفته شد معتبرترین راه مراجعه به برچسب فنی نصب شده بر روی بندل میلگردها میباشد اما را ساده‌تری نیز وجود دارد. بدقت به آج میلگرد نگاه کنید. چنانچه آج میلگردها به شکل یا باشد میلگرد از نوع A3 و چنانچه آج میلگرد به شکل فنری باشد میلگرد از نوع A2 میباشد.
میلگرد نوع A2 (مجاز جهت ساخت تیرچه) ,میلگرد نوع A3 (غیر مجاز جهت ساخت تیرچه)
بلی مطابق با نشریه ۵۴۳ درتمام دهانهها (بالای ۴ متر) اجرای کلاف میانی ضروری است. مطابق این نشریه تا دهانه ۵/۵ متر حتما باید از یک کلاف میانی استفاده شود و در دهانههای بیش از آن باید از تعداد کلافهای میانی بیشتری استفاده نمود. فواصل دو کلاف میانی نباید از ۵/۲ متر بیشتر باشد و حداقل سایز آرماتور کلاف میانی دو عدد میلگرد ۱۲ است. عرض کلاف میانی حداقل ۱۰ سانتیمتر باید باشد نوع میلگردهای کلاف میانی میتواند نرم (A1) یا نیمه سخت (A2) باشد و نمیتوان از میلگردهای سخت (A3) در کلافهای میانی استفاده نمود. در هر صورت بهتر است مطابق شرایط نشریه ۵۴۳در مورد ریپ ها ، موضوع جدی تر گرفته شود .
طراحی تیرچههای کرومیت به صورت دوسر مفصل انجام میپذیرد و اجرای آرماتور منفی در تیرچههای کرومیت در محل تکیهگاه باعث تغییر عملکرد تیرچه و مغایرت با طراحی اولیه میشود لذا نیازی به استفاده آن در تیرچههای کرومیت نمیباشد و با توجه به نشریه ۵۴۳ استفاده از این آرماتور در تیرچه های کرمیت منتفی است.
کارکرد ورق برشگیر یا به اصطلاح ورق نری را میتوان در سه عنوان برشمرد. اول آنکه در تحمل برش تیرچه که در دو انتها ماکزیمم است مفید میباشد. دوم آنکه در دو انتهای تیرچه باعث تأمین طول جوش بیشتری برای میلگردهای زیگزاگ ــ که نیروی زیادی را تحمل می‌کنند ــ به ورق تحتانی می‌شوند و سوم آنکه از تغییر شکل و کمانش موضعی ورق تحتانی در دوسر تیرچه جلوگیری می‌نمایند. در مورد اخیر توضیح اینکه طرح تیرچهها بر اساس تکیهگاه ساده (یک سر مفصل و یک سر غلطک) میباشد اما در عمل ما با جوش دادن بال تحتانی تیرچهها به پلها در هر دو سر تیرچه مفصل ایجاد می‌کنیم و امکان تغییر طول تیرچه از آن گرفته میشود. حال با توجه به اینکه به هنگام ساخت خیز منفی به تیرچه داده میشود و و به هنگام بتن ریزی مقداری از این خیز صاف میشود، تیرچه نیاز به تغییر طول دارد اما از دوطرف به پل جوش شده و امکان تغییر طول وجود ندارد لذا باعث ایجاد نیروی فشاری در سراسر بال تحتانی تیرچهها می‌گردد. در دوسر تیرچهها بدلیل طرح مفصلی نیروی کششی در بال تحتانی وجود ندارد بنابراین نیروی فشاری فوق الذکر میتواند باعث کمانش موضعی بال تحتانی شده و باعث شکست تیرچه در نزدیکی تکیهگاه شود. اما وجود ورق نری در محل تکیهگاه باعث جلوگیری از این کمانش موضعی خواهد شد. بتدریج که از تکیهگاه فاصله می‌گیریم نیروی کششی حاصل از بارهای وارده در ورق تحتانی نیروی فشاری فوق را خنثی نموده و بر آن غلبه می‌کند و با فاصله گرفتن از تکیهگاه نیازی به اجرای ورق نری نمیباشد.
بلی زیرا در محاسبات مقطع بتنی بصورت T شکل در نظر گرفته میشود و بر روی باربری تیرچه کاملا تأثیر گذار است.
بلی اما حتما لازم است که ورق نری و زیگزاگ و گوشوارههای بریده شده به نحو کاملا مناسبی ترمیم و جوش داده شوند و بی دقتی در مورد این مسأله میتواند به ریزش سقف منتهی گردد.
از آنجا که بر اثر بارگذاری، بال فوقانی تیرچهها به فشار می‌افتد همواره در معرض کمانش قرار دارد و باید به این مسأله توجه ویژه‌ای نمود. کمانش بال فوقانی تیرچهها را باید در دو جهت کنترل نمود. کمانش در صفحه تیرچه را می‌بایستی به هنگام طراحی تیرچه و با کنترل فاصله گام زیگزاگها مهار نمود اما کمانش بال فوقانی در صفحه سقف را باید به هنگام اجرا مقید نمود. بهترین راه برای کنترل این کمانش جوش دادن میلگرد ریپ به تیرچههای کرومیت و از آن مهمتر استفاده از آرماتور حرارتی صاف (نه کلاف) و جوش دادن آن به تیرچه میباشد.
بطور کلی جوشهای سازه‌ای را نباید با ترانسهای جوش معمولی انجام داد و حداقل بایستی از دستگاههای مجهزتری مانند رکتی‌فایر استفاده نمود. از آنجا که در تولید تیرچههای کرومیت جوشکاری مناسب یکی از مهمترین موارد میباشد توصیه میشود از سیستمهای جوشکاری پیشرفته‌تری مانند جوشکاری تحت حفاظت گاز استفاده نمود. مزیت این نوع جوشکاری آنست که جوش سرباره (گِل) ندارد لذا کنترل جوش بسیار راحت‌تر امکان پذیر است و احتمال جوشکاری نامناسب تیرچهها کم میشود.
نمونه ای از دستگاه جوشکاری تحت حفاظت گاز CO2 و متعلقات مربوط به آن
از آنجا که اجرای سقفهای کرومیت بدلیل جوشکاری تیرچهها به پلها و نیز اجرای بتن یکپارچه بر آن، سقف یکپارچه‌ای ایجاد می‌نماید لذا عملا تنها دلیل اجرای کشها اجرای مناسب اسکلت و شاقولی نمودن ستونها میباشد. چنانچه بخواهیم کشها را حذف کنیم می‌توانیم کش را بصورت موقت در تراز بالاتر از سقف طبقات جوش مختصری دهیم و پس از اجرای اسکلت و شاقول نمودن ستونها و اجرای سقفها کشها را برداریم. اما در هر صورت نظر محاسب پروژه در این مورد می‌بایستی تأمین گردد.
به زیگزاگ اضافی تکی که معمولا در دو انتهای تیرچه در کنار میلگرد زیگزاگ اصلی جوش میشود گوشواره می‌گویند. گوشواره‌ها در دو حالت ممکن است در تیرچهها اجرا شوند. اول آنکه به هنگام طراحی تیرچه چنانچه تنش برشی به اندازه‌ای باشد که میلگرد زیگزاگ نتواند به تنهایی تحمل کند یکی از راه حلها اضافه نمودن گوشواره به پایان تیرچه میباشد. تعداد گوشواره مورد نیاز تنها از طریق محاسبه بدست می‌آید. مورد دوم در استفاده گوشواره زمانی است که به هنگام اجرا تیرچهها بناچار کوتاه و بریده شوند که از گوشواره‌ها جهت ترمیم انتهای تیرچه استفاده میشود.
