ویژگی‌های تیرچه استاندارد چیست؟ (جدول استاندارد تیرچه صنعتی)

تیرچه‌ها عضوهای سازه‌ای هستند که در سقف سازه‌های با اسکلت بتن و اسکلت ماسونری یا همان اسکلت آجری استفاده می‌گردد و کاربرد آن تحمل بار مرده و زنده سقف سازه‌ای می‌باشد. تیرچه‌ها در انواع مختلفی مثل تیرچه بتنی، تیرچه کرومیت و پیش‌تنیده تولید می‌شوند. اعضای اصلی تیرچه بتنی، اجزای فلزی و بتن پاشنه آن است. تیرچه صنعتی همان تیرچه با پاشنه بتنی است که امروزه در اغلب ساختمان‌ها از این محصول استفاده می‌شود. در تولید تیرچه‌ به روش صنعتی ابتدا خرپاها به روش جوش مقاومتی یا همان جوش نقطه‌ با ماشین آلات تولید تیرچه صنعتی با کمترین خطای ممکن تولید و سپس در صورت نیاز به سطح مقطع مورد نیاز میلگرد تقویتی آن اضافه شده و پس از آن وارد مرحله بتن پاشنه و عمل آوری بتن می‌گردد تا به محصول نهایی دست یابیم.

یک نکته مهم اینکه از سال 1395 مطابق استاندارد 1-2909 استفاده از تیرچه سنتی یا همان تیرچه دستی ممنوع شده است، که عامل این ممنوعیت می‌تواند استفاده از مصالح نامرغوب، استفاده کردن از جوش به روش دستی، استفاده کردن از بتن در محل پروژه و عدم نظارت بر روی تولید و عمل آوری آن، استفاده از اجزای فلزی ضایعاتی و بصورت تیکه، داشتن انحنا در تیرچه‌ها و … باشد

در حوزه مهندسی سازه، خرپا به اشکال مثلثی اطلاق می‌شود که این از اجزا به هم پیوسته و متصل شده و اشکالی با حروف لاتین M-W-V-N-Z شکل بصورت ممتد جهت پایداری سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال می‌توانیم به سقف سوله‌ها، پل ورسک سوادکوه، پل طبیعت تهران و … اشاره کرد. حال این خرپاها می‌تواند از نوع چوبی، انواع مقاطع فولادی، بتنی و حتی سازه‌هایی که دانشجویان مهندسی در دانشگاه‌ها با ماکارانی یا خلال چوبی طراحی و اجرا می‌کنند همگی خرپا نامیده می‌شوند،

خرپاها یک روش مهندسی منحصر به فرد است که استحکام و ثبات قابل توجهی با هزینه کمتر به سازه‌ها می‌بخشد و برای پشتیبانی و توزیع بارها به طور یکنواخت استفاده می‌شوند و نیروها را به طور موثر منتقل می‌کنند و اطمینان می‌دهند که سازه می‌تواند در برابر تنش‌های مختلفی که با آن مواجه می‌شود مقاومت کند.

در این مقاله هدف معرفی تیرچه صنعتی استاندارد با خرپای فلزی از نوع میلگرد می‌باشد که اجزای اصلی تشکیل دهنده تیرچه صنعتی سقف می‌باشد.

 تیرچه چیست؟

یک تیرچه استاندارد را به عنوان مجموعه‌ای از مثلث‌های به هم پیوسته تصور کنید. مثلث‌ها به دلیل داشتن سه ضلع و زوایای ثابت، ذاتاً اشکالی ثابت و پایدار هستند. هنگامی که نیرویی مانند وزن سقف اعمال می‌کنید، از طریق اعضای خرپا و در امتداد مثلث‌ها توزیع می‌شود. این توزیع نیرو به تیرچه استاندارد اجازه می‌دهد تا بار را بدون خمش یا اعوجاج بیش از حد حمل کند.

بیایید یک خرپای سقف را در یک خانه مثال بزنیم. وقتی روی سقف می‌ایستید، وزن شما روی خرپا فشار می‌آورد. سپس خرپا این نیرو را به تیرهای اصلی یا دیوارها منتقل می‌کند و این نیرو از طریق تیر یا دیوار به فنداسیون و در نهایت به زمین منتقل می‌شود. آرایش مثلثی خرپا از کمانش اجزای تحت فشار جلوگیری می‌کند و باعث می‌شود کل سازه پایدارتر و بادوام‌تر شود.

ساختار تیرچه استاندارد صنعتی

خرپاها معمولاً از یک ساختار کلی و رایج پیروی می‌کنند که از اجزای مختلفی تشکیل شده است. در زیر لیستی از قطعات مربوط به تیرچه صنعتی آمده است:

۱ـ میلگرد بالایی  (Top Chord)

برای بکارگیری صحیح از این میلگرد، باید توجه داشت که بایستی از میلگرد گرم نورد با آج 340 یا بالاتر استفاده شود. قطر حداقل میلگرد برای استفاده در اجزای بالایی سقف تیرچه بلوک در جدول نقشه‌های مصوب و نشریه 543 مشخص شده است. برای اطمینان از عملکرد این میلگرد در شرایط بهره برداری، باید بیشتر به کنترل تنش‌های حرارتی توجه شود، نه به مقاومت در برابر فشارهای عمودی وارده بر سازه.

قطر آن با توجه به نوع فولاد آرماتور، طول دهانه، فاصله تیرچه ها، ارتفاع خرپای تیرچه و ضخامت بتن پوششی و همچنین به عنوان راهنمای تعیین حداقل قطر – فواصل جوش های میلگرد عرضی، از 6 میلی متر تا 12 میلی متر متفاوت است.

نکته مهم: مطابق نشریه 543 چنانچه تیرچه‌ها در كارخانه و با روش نقطه جوش (جوش مقاومتی) تولید شوند، مقادیر قطر میلگرد بالایی را می توان به میزان 2 میلی متر كاهش داد.

۲ـ میلگرد پایینی (Bottom chord)

یکی از اجزای مهم تیرچه صنعتی استاندارد، میلگرد‌های پایینی (کششی) است. این نوع میلگرد‌ها به صورت آجدار و توصیه می‌شود از آرماتورهای با فولاد نوع نیم سخت و سخت گرم (گریدهای 340، 400 و بالاتر) تولید ‌شود. میلگردهای اصلی (کششی) حداقل باید 2 عدد از آن‌ها در هر خرپا بصورت سرتاسر باشد و سطح مقطع آنها از طریق محاسبه تعیین می‌شود . طبق آئین‌نامه‌های مربوطه و مشخصات استاندارد، قطر میلگردها باید بیشتر از 8 و کمتر از 16 میلی‌متر باشد. چنانچه كارخانه تولیدی از روش نقطه جوش مقاومتی برای اتصال میلگردها استفاده نماید، می توان قطر میلگردهای كششی را تا میزان حداقل 6 میلی متر تقلیل داد.  با افزایش ضخامت بتن پاشنه تا 55 میلی‌متر، می‌توان از میلگردهای با قطر تا 20 میلی‌متر استفاده کرد.

فواصل آزاد بین میلگردهای كششی نباید از هیچ‌یك از سه مقدار قطر میلگرد بزرگتر، 25 میلی متر و 1.33 برابر قطر اسمی بزرگترین سنگدانه بتن، كمتر باشد.

ضخامت پوشش بتنی روی آرماتورها نباید كمتر از مقادیر زیر اختیار شود:

• قطر میلگردها
• بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه‌های تا 32 میلی متر، یا 5 میلی متر بیشتر از بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه‌های بزرگتر از 32 میلی متر

۳ـ میلگرد عرضی (Web)

در تیرچه‌های صنعتی استاندارد، یکی از عناصر حیاتی میلگردهای عرضی (زیگزاگ) است که می‌تواند از نوع ساده یا آجدار باشد که بصورت دوبل مورد استفاده قرار می‌گیرد. قطر این میلگردها در تیرچه صنعتی باید حداقل 4 میلی‌متر باشد.

حداقل زاویه میلگرد عرضی نسبت به خط افق، 30 درجه است و این زاویه معمولاً از 45 درجه كمتر نیست.

فاصله میلگردهای عرضی متوالی در تیرچه ها، حداكثر 20 سانتی متر است.

استفاده از آرماتور با نورد سرد برای آرماتور عرضی بلامانع است.

4ـ آرماتور های تقویتی

 آرماتورهای تقویتی باید از نوع آجدار باشند، طول و محل قطع میلگردهای تقویتی مطابق ضوابط آبا بدست می‌آید و حداقل قطر میلگردهای تقویتی، 6 میلی متر و حداكثر 16 میلی متر می باشد.

5ـ آرماتور كمكی اتصال

این میلگرد به منظور  مهار کردن میلگردهای کششی و امکان استقرار بیش از دو میلگرد کششی در پاشنه تیرچه به کار می‌رود.

استفاده از این آرماتور در تیرچه الزامی نیست و صرفاً برای مهار كردن آرماتورهای كششی و امكان استقرار بیش از دو میلگرد كششی در پاشنه‌ی تیر به كار می رود.

میلگردهای كمكی اتصال در فواصل 40 تا 100 سانتی متری از یكدیگر نصب می‌شوند.

در برخی از كارخانه های تولید تیرچه كه جهت قالب بتن پاشنه از ناودانی استفاده می شود، معمولاً بتن پاشنه تا انتهای میلگرد كششی ادامه می‌یابد. دراین موارد، بهتر است میلگرد كمكی در فاصله‌ی 12 سانتیمتری از دو انتهای میلگرد كششی نصب شود تا خرپا هنگام اجرای سقف و در صورت شكستن دو سر تیرچه جهت نمایان شدن میلگردهای كششی، صدمه نبیند.

6ـ بتن پاشنه (Pitching point)

بتن پاشنه نقش بسیار مهمی در نحوه اجرای سقف دارد. چنانچه سطوح افقی و عمودی تیرچه، در امداد طولی انحنا داشته باشند، جاگذاری بلوك‌ها با مشكلاتی مواجه خواهد گشت. نشیمن گاه بلوك باید صاف و یكنواخت باشد تا بلوك‌ها به طور یكنواخت در محل خود قرار گیرند و سطح زیرین سقف برای نازك كاری بعدی مناسب گردد.

پس از بتن ریزی پاشنه، باید مراقبت‌های لازم جهت نگهداری و مرطوب نگه‌ داشتن بتن، انجام گردد. نوع بتن و ضخامت پوشش بتنی روی آرماتورهای كششی، تأثیر زیادی در مقاومت سقف در مقابل خوردگی و آتش‌سوزی دارد.

عرض قسمت بالایی پاشنه تیرچه برای تیرچه‌هایی که با بلوک‌های سقفی سفالی یا بتنی به کار برده می‌شوند نباید از 12 سانتیمتر و برای تیرچه‌هایی که با سایر بلوک‌های سقفی استفاده می‌شود نباید از 14 سانتیمتر کمتر باشد

ضخامت بتن پاشنه حداقل 4 و حداكثر 5.5 سانتی متر است و نباید از قطر بزرگترین میلگرد كششی به اضافه 3 سانتی متر كمتر باشد.

در صورتی كه بتن پاشنه ی تیرچه، معیوب و شكسته باشد، باید آن تیرچه را از محل عیب به دو تیرچه كوتاه تر تقسیم نمود و یا نسبت به خرد كردن كامل بتن پاشنه و بتن‌ریزی مجدد آن اقدام كرد.

تیرچه بتن ریزی شده در قالب فلزی،  را می‌توان بسته به شرایط حرارت محیط، پس از 24 تا 48 ساعت از قالب خود جدا كرد. هنگام بتن ریزی پاشنه تیرچه، باید خرپا به دقت داخل قالب فلزی قرار گیرد و پوشش آرماتور كششی در تمام طول تیرچه به طور یكسان و طبق ویژگی های یاد شده، رعایت شود. معمولاً بتن تیرچه در مدت 10 روز پس از بتن ریزی به مقاومت اسمی خود می رسد. توصیه می شود در مناطق با شرایط محیطی شدید (طبق تعاریف آیین نامه‌ی بتن ایران)، جهت جلوگیری از خوردگی آرماتورها و كاهش نفوذپذیری بتن، از مواد روان كننده، سایر افزودنی‌های مناسب و یا نسبت آب به سیمان كم استفاده گردد.

مشخصات مواد افزودنی جهت زودگیر كردن و ایجاد كارآیی بیشتر بتن، باید مطابق آیین‌نامه‌ی بتن ایران باشد.

ویژگی‌های میلگرد در جدول استاندارد تیرچه صنعتی

برای ساخت تیرچه بتنی استاندارد، انتخاب میلگرد بالایی طبق جدول تیرچه صنعتی حائز اهمیت است. میلگرد بالایی باید از نوع گرم نورد یا سرد نورد دیده باشد تا بتوان تنش‌های حرارتی را به خوبی کنترل کرد. از طرفی، میلگرد اصلی یا پایینی نیز باید از نوع آجدار با آج ۵۰۰، آج ۴۰۰ یا آج ۳۴۰ و سرد نورد باشد. باید توجه داشت که قطر میلگرد پایینی حتما باید بین 8 تا 16 میلی‌متر باشد، به استثنا تا زمانی که ضخامت بتن پاشنه بیشتر از 55 میلی‌متر باشد که می‌توان از میلگرد با قطر 20 میلی‌متر استفاده کرد. همچنین، میلگرد عرضی و زیگزاگ در ساخت تیرچه بتنی استاندارد می‌تواند به صورت ساده یا آجدار مورد استفاده قرار گیرد. قطر میلگردهای عرضی در تیرچه صنعتی باید حداقل 4 میلی‌متر باشد.

موارد مهم در تولید تیرچه صنعتی

1- اتصال خرپای تیرچه و تیرچه فولادی با استفاده از جوش قوس الکتریکی با الکترود دستی پوشش‌دار و با استفاده از شعله (اکس استیلن و مشابه آن) مجاز نمی‌باشد. و استفاده از جوش قوس الکتریکی با گاز محافظ 2CO فقط برای اتصال میلگرد بالایی بلامانع است. (اتصال میلگردهای بالایی و زیرین به میلگردهای عرضی با فناوری جوش مقاومتی جوش نقطه‌ای ایمن و تأیید شده است، اما استفاده از جوش قوس الکتریکی با گاز محافظ 2CO به غیر از قسمت میلگرد بالایی مورد حمایت استاندارد نیست و ممنوع شده است).

2- تولید تیرچه در محل پروژه‌های ساختمانی غیرقانونی و غیرمجاز است.

3- میلگردهای عرضی باید به صورت پیوسته و بدون انفصال باشند، و فاصله بین دو جوش متوالی باید حداقل ۲۰ سانتی‌متر باشد.

4- در صورت استفاده از میلگردهای زیگزاگ، می‌تواند از میلگردهای سردنورد استفاده ‌شود. قطر اسمی آن‌ها نباید کمتر از ۴ میلی‌متر باشد و بصورت دوبل باشند.

5- عرض قسمت بالایی پاشنه تیرچه باید حداقل ۱۴ سانتی‌متر باشد.

6- استفاده از قالب ماندگار فوندوله در تولید تیرچه کاملاً ممنوع است و رده مقاومتی بتن پاشنه باید حداقل 20C باشد. ضخامت پاشنه تیرچه باید بین ۴ تا ۵/۵ سانتیمتر باشد.

7- میلگردهای اصلی خرپا حتما باید سرتاسری باشد و استفاده از میلگردهای وصله شده در آنها مجاز نیست.

8- همه تولیدکنندگان باید مجوز کاربرد علامت استاندارد معتبر، گواهی تائیدیه استاندارد تیرچه و فروش و پلاک نشانه‌گذاری را از واحدهای تولیدی مربوطه دریافت کرده و اطلاعات لازم شامل علامت استاندارد، مشخصات فنی، نام یا نشان تجاری و شماره تلفن واحد تولیدی را به تأیید مهندس ناظر برسانند. سپس این اطلاعات باید در زمان بازرسی طی کنترل توسط کارشناسان بازرسی نهایی، پروانه کاربرد علامت استاندارد را از طریق سامانه پیامکی ۱۰۰۰۱۵۱۷ دریافت کنند.

9- اجرای استانداردهای ملی اجباری ایران، بر اساس ماده ۳۴ قانون نظام مهندسی و کنترل ساختمان و ماده ۱۵ قانون تقویت و توسعه نظام استاندارد الزامی است.

سوالات متداول درباره استاندارد تیرچه صنعتی