انواع سقف و ویژگی های آن ها

مهم ترین ویژگی های یک سقف را می توان به ترتیب زیر برشمرد :

مقاومت و پایداری آن در برابر نیروهای وزن خود و بارهایی که قرار است سقف تحمل نماید که عمده ترین آن در بام بار برف می باشد …

مقاومت در برابر آب و هوا : سقف باید به وسیله مصالح عایق مانع از عبور رطوبت به داخل فضا شود .

  دوام قطعات و اجزای مختلف تشکیل دهنده سقف در برابر فرسودگی.

همچنین مقاومت در برابر گرما و سرما و آتش سوزی از جمله ویژگیهای یک سقف مناسب است .

هر سقفی از لحاظ نوع ساخت و عملکرد سازه ای با توجه به شرایط می تواند به طرق مختلفی طراحی و اجرا گردد،که از آن جمله اند :

*  سقف طاق ضربی

*  سقف چوبی

*   دال ها ( یکطرفه ، دوطرفه و تیرچه بلوک

*  سقف های کمپوزیت

*   سقف های خرپایی یا فضایی

لازم به ذکر است که سقف های تیرچه بلوک که خود نوعی دال یکطرفه می باشد ، از سه عنصر دال ، تیرچه و بلوک تشکیل یافته که تیرچه ها و بلوک ها خود انواع مختلفی دارند .

بلوک ها که نقش باربری ندارند و فقط خاصیت پرکنندگی دارند انواع مختلفی دارد ازجمله :

* بلوک های بتنی

* بلوک های سفالی

* بلوک های پلاستوفوم

تیرچه ها نیز چند نوع مختلف دارند :

*  تیرچه های پیش کشیده

*  تیرچه های پس کشیده

*  تیرچه های پیش تنیده

 

انواع سقف‌های بتنی 

یکی از اجزای اصلی تشکیل‌دهندة انواع ساختمان‌ها، سقفهای بتنی هستند که نقش اساسی آنها انتقال نیـروهای قائم و افقی ناشی از وزن مـردة سقف، سربارها و نیروهای با دو زلزله به تیرها و ستونها و دیوارهای بابر است. در ضمن، اتصال کلیه اجزای بابر قائم (ستونها و دیوارها) به یکدیگر، موجب تقویت آنها شده و به این ترتیب، کل ساختمان در مقابل نیروهای وارده، به طور واحد واکنش نشان می‌دهد.

نظر به اینکه سقفها سهم نسبتاً زیادی از قیمت تمام شده ساختمان را به خود اختصاص می‌دهند. طراحان ساختمان، سیستم‌های متنوعی را به منظور هرچه اقتصادی‌تر کردن آنها، ابداع و اجرا کرده‌اند که صرفه‌جویی در مصرف بتن و فولاد، کاهش یا حذف قالب‌بندی، بهبود روشهای ساخت و ارتقای کیفیت اجرای محورهای اساسی، کوششهای انجام شده را تشکیل می‌دهند. در زیر، روند اساسی این مراحل پیشرفت به طور مختصر شرح داده می‌شود.

برای صرفه‌جویی در مصرف بتن و سبکتر کردن وزن سقف، قسمتی از مقطع سقف که در منطقة کششی قرار می‌گیرد، حذف و فقط آن مقدار از سطح مقطع بتن که برای جاگذاری آرماتورهای عرضی و کششی لازم است، باقی گذاشته می‌شود. این کار به ویژه برای کاهش وزن مردة سقف و ساختمان، دارای اهمیت خاصی است. فاصله محلهای باقی‌مانده به حد کافی نزدیک به هم انتخاب می‌شوند، تا مناطق فشاری و کششی مقطع بتنی سقف به طور یکپارچه عمل کنند و سقف حالت اولیة خود را از دست ندهد. این روش منجر به طرح دالهای مجوف، با پشت‌بند، لانه زنبوری مانند آنها گردیده است. مصرف بتن در این نوع سقفها، به حدود  مقدار اولیه، و وزن سقف نیز تقریباً به همین میزان کاهش می‌یابد. از طرف دیگر، به علت سبک‌تر شدن وزن سقفها، در مصرف میلگرد و هزینة اجرای بقیة قسمتهای باربر ساختمان، صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای شود.

قالب‌بندی برای ایجاد فضاهای مجوف در دال، معمولاً به روشهای زیر انجام می‌شود:

در روش نخست، برای اجتناب از قالب‌بندی محلهای خالی و پر کردن آن محلها، از بلوک‌های مجوف و سبک وزن استفاده می‌شود. به این منظور، مصالح پرکننده را به فواصل معین روی قالب کف قرار داده و میلگردها را نصب می‌کنند و سپس بتن‌ریزی انجام می‌شود.

در روش دیگر، از قالبهای فلزی و یا پشم‌شیشه که به راحتی قابل نصب و جمع‌آوری هستند، استفاده می‌گردد

سقف تیرچه و بلوک 

سقف تیرچه و بلوک جزء دال های یک طرفه به حساب می آید که در این نوع سقف برای کاهش بار مرده از بلوک های توخالی بسیار سبک ( مجوف) بتنی یا سفالی برای پر کردن سقف استفاده می شود۰

کاربرد تیرچه و بلوک در ساختمان

 : تیرچه و بلوک برای پوشش سقف ساختمان های اسکلت آجری و اسکلت فلزی واسکلت بتن ارمه استفاده می شود.

اما چرا جزء بهترین ها است ؟
۱: باعث سبکی سقف می گردد
۲: دوام خوب در مقابل آ تش سوزی دارد
۳: مقاومت خوبی در مقابل نیروهای افقی مانند باد و زلزله دارد
۴: عایق صوتی خوبی است
۵: عایق حرارتی در مقابل سرما وگرماست
۶: عایق رطوبتی است
۷: صاف و هموار بودن سطح زیر و روی سقف پس از اجرا از دیگر محاسن این نوع سقف محسوب می گردد

اما همانند دیگر سقفها این نوع سقف نیز دارای معایبی نیز هست که عمده عیب آن:
۱: اجرای آن نسبت به سقف های مشابه زمان زیادی نیاز دارد
۲:اجرای سقف تیرچه و بلوک نیاز به نیروی ماهر و متخصص دارد که متاسفانه به این موضوع اهمیت چندانی داده نمی شود
۳: و بزرگترین عیب این سقف این است که در دهانه های بزرگ نمی توان استفاده گردد

 

جدول ارتفاع بلوک و ضخامت سقف

ضخامت سقف                  ارتفاع بلوک
۲۵                                   ۱۸
۳۰                                  ۲۲

      ۳۵                                 ۲۶

نکات مربوط به تیرچه ها:
نکته ۱:  اندازة عرض تیرچه ها ۸تا ۱۲ سانتیمتر است.
نکته ۲:  ضخامت تیرچه ها معمولا ۴ سانتیمتر است.
نکته ۳:  پس ازبتن ریزی تیرچه ها آن را بوسیله ویبراتور خوب ویبره کنیم.
نکته ۴:  بتن داخل قالب فلزی یا سفالی جهت ساخت تیرچه با عیار ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن ریز با مصالح سنگی ریزدانه تهیه شود.
نکته ۵:  فاصله محوروسط تا محوروسط تیرچه دیگر معمولا ۵۰ سانتیمتر شود.

سقف تیرچه و بلوک

پاره ای از محدودیت ها و ویژگیهای فنی سقف تیرچه و بلوک شامل تیرچه پیش ساخته نیز می شود. در زیر ویژگیهای مهم اجزای تشکیل دهنده خود تیرچه ، مورد بحث قرار می گیرد.

تیرچه پیش ساخته از قسمت های زیر تشکیل می یابد :

*  عضو کششی

*  میلگردهای عرضی

*  میلگرد بالائی

*   بتن پاشنه

عضو کششی

حداقل تعداد میلگرد کششی دو عدد بوده و سطح مقطع میلگردهای کششی از طریق محاسبه تعیین می شود . در هر صورت ، سطح مقطع میلگرد کششی برای فولاد نرم ، از ۰٫۰۰۲۵ ، و برای فولاد نیم سخت و سخت ، از ۰٫۰۰۱۵ برابر سطح مقطع جان تیر نباید کمتر باشد . توصیه می شود قطر میلگرد کششی از ۸ میلیمتر کمتر و از ۱۶ میلیمتر بیشتر نباشد. در مورد تیرچه هایی که ضخامت بتن پاشنه آنها ۵٫۵ سانتیمتر یا بیشتر باشد ، می توان حداکثر قطر میلگرد کششی را به ۲۰ میلیمتر افزایش داد. برای صرفه جویی در مصرف فولاد و پیوستگی بهتر آن با بتن ، معمولا از میلگرد آجدار ، به عنوان عضو کششی استفاده می شود. حداکثر سطح مقطع میلگردهای کششی ، بستگی به نوع فولاد و بتن مصرفی دارد و نباید از مقادیر مندرج در جدول زیر بیشتر باشد.

حد جاری شدن فولا بر حسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع	۲۰۰	۳۶۰۰	۴۲۰۰
تاب فشاری بتن ۲۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع	۳٫۴%	۲٫۹۸%	۲٫۱%
تاب فشاری بتن ۳۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع	۴٫۲%	۳٫۷%	۲٫۶%
تاب فشاری بتن ۳۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع	۴٫۸۵%	۴٫۲۴%	۳%

 مقادیر بالا بر حسب درصد سطح مقطع جان تیر است.

نکته بسیار حائز اهمیت این است که در عمل باید از تطبیق مقاومت میلگردهای مورد استفاده با مقاومت قید شده در جدولها و محاسبات اطمینان حاصل کرد.

در صورت استفاده از میلگردهای کششی به تعداد بیش از دو عدد ، دو میلگرد طولی باید در سرتاسر طول تیرچه ادامه یابند ، ولی طول مورد نیاز بقیه میلگردها را می توان با توجه به نمودار لنگر خمشی محاسبه و در مقطعی که مورد نیاز نیست ، قطع نمود.

فاصله آزاد بین میلگردهای کششی نباید از قطر بزرگترین دانه شن بتن مورد مصرف در پاشنه تیرچه به اضافه ۵ میلیمتر کمتر باشد.

فاصله میلگرد کششی از لبه جانبی بتن پاشنه تیرچه ، به شرط وجود بلوک ، نباید از ۱۰ میلیمتر کمتر باشد و فاصله آزاد میلگرد کششی از سطح پائین تیرچه ( پوشش بتنی روی میلگرد ) نباید از ۱۵ میلیمتر کمتر باشد . در صورتی که از کفشک ( قالب سفالی ) استفاده شود ، فاصله آزاد میلگرد کششی از قسمت بالائی کفشک نباید از ۱۰ میلیمتر کمتر باشد.

پوشش روی میلگردها که در بالا شرح داده شد ، مربوط به تیرچه های مورد استفاده برای فضاهای داخلی ساختمانهاست. در صورتی که این تیرچه ها در محیط های باز ، مانند بالکن یا در فضاهایی که دارای مواد زیان آور برای بتن می باشند ، ادامه یابند ، اجرای یک لایه اندود ماسه سیمان پر مایه به ضخامت حداقل ۱۵ میلیمتر در زیر پوشش ، ضروری است. در ساختمانهائی که خورندگی فراگیر است یا در اقلیمهای خورنده باید حداقل ضخامت پوشش بتنی روی میلگردها رابه ۳۰ میلیمتر افزایش داد.

میلگردهای عرضی

این میلگردها جهت منظورهای زیر در تیرچه منظور می شوند:

*  تامین اینرسی (=لختی ) لازم جهت مقاومت تیرچه در هنگام حکل و نقل.

*  تامین مقاومت لازم جهت تحمل بار بلوک و بتن پوششی در بین تکیه گاه های موقت ، پیش از به مقاومت رسیدن بتن.

*  جهت تامین پیوستگی لازم بین تیرچه و بتن پوششی ( درجا )

*   تامین مقاومت برشی مورد نیاز تیرچه.

برای میلگردهای عرضی از نوع فولاد نرم و نیم سخت استفاده می شود که بصورت مضاعف یا منفرد تولید می شوند.

سطح مقطع میلگردهای عرضی نباید از ۰٫۰۰۱۵bw.t کمتر اختیار شود که bw عرض جان مقطع و t فاصله دو میلگرد عرضی متوالی است.قطر میلگردهای عرضی از ۵ میلیمتر تا ۱۰ میلیمتر تغییر می کند ، و در هر حال ، حداقل قطر برای خرپای با میلگردهای عرضی مضاعف ۵ میلیمتر ، و برای خرپای با میلگرد عرضی منفرد، ۶ میلیمتر است. در مورد خرپای ماشینی ، میلگردهای عرضی به طور مضاعف و از نوع نیم سخت می باشند. قطر میلگردهای عرضی این نوع خرپاها بین ۴ الی ۶ میلیمتر تغییر می کند.

حداقل زاویه میلگرد عرضی نسبت به خط افق ، ۳۰ درجه است و معمولا از ۴۵ درجه کمتر نیست. ارتفاع خرپای تیرچه معمولا با توجه به ضخامت سقف ، که خود تابعی از دهانه مورد پوشش است ، تعیین می شود. فاصله میلگردهای عرضی متوالی در تیرچه ها ، حداکثر ۲۰ سانتیمتر است.

در بعضی از انواع تیرچه ها ، به جای میلگرد عرضی ، از ورق خم کاری شده با تسمه استفاده می شود.

میلگرد بالائی

از میلگرد بالائی ( میلگرد ساده یا آجدار ) به منظور تحمل نیروی فشاری خرپا در مرحله اول باربری تیرچه استفاده می شود و قطر آن با توجه به نوع میلگرد و طول دهانه ، فاصله تیرچه ها ، ارتفاع خرپای تیرچه و ضخامت بتن پوششی ، همچنین فاصله های جوشکاری عرضی ، از ۶ تا ۱۲ میلیمتر متفاوت است

در بعضی از انواع تیرچه ها ، از تسمه یا ورق به جای میلگرد بالایی استفاده می شود. جدول زیر به عنوان راهنمای تعیین میلگرد بالائی تیرچه های غیر ماشینی توصیه می شود:

تا دهانه ۳ متر	۶ میلیمتر
دهانه ۳ متر تا ۴ متر	۸ میلیمتر
دهانه ۴ متر تا ۵٫۵ متر	۱۰ میلیمتر
دهانه ۵٫۵ متر تا ۷ متر	۱۲ میلیمتر

میلگرد کمکی اتصال 

این میلگرد ، به منظور مهار کردن میلگردهای کششی و امکان استقرار بیش از دو میلگرد کششی در ناحیه پاشنه تیرچه ، به کار برده می شود.

قطر میلگردهای کمکی اتصال ، ۶ میلیمتر و طول آنها در حدود فاصله میلگردهای کششی است. میلگردهای کمکی اتصال در فواصل ۴۰ تا ۱۰۰ سانتیمتری از یکدیگر نصب می گردند. در بعضی از کارخانه های تولید تیرچه که جهت قالب بتن پاشنه از ناودانی استفاده می شود ، معمولا بتن پاشنه تا انتهای میلگرد کششی ادامه می یابند. در این موارد ، بهتر است میلگرد کمکی در فاصله ۱۲ سانتیمتری از دو انتهای میلگرد کششی نصب شود تا هنگام اجرای سقف ، و در صورت شکستن دو سر تیرچه جهت نمایان شدن میلگردهای کششی ، خرپا صدمه نبیند.

جوشکاری 

 اتصال میلگردهای عرضی و اعضای بالایی و زیرین خرپای تیرچه ، معمولا توسط نقطه جوش تامین می گردد. البته می توان از هر نوع عمل جوشکاری مناسب ، جهت اتصال اعضای خرپا استفاده کرد ، مشروط بر آنکه در مرحله جوشکاری ، از سطح مقطع اعضای خرپای تیرچه کاسته نشود ، مشخصات مربوط به جوشکاری باید مطابق آئین نامه های معتبر داخلی یا خارجی باشد.

بتن پاشنه

حداقل عرض بتن پاشنه ۱۰ سانتیمتر است و نباید از  ( ۳٫۵/۱ ) برابر ضخامت سقف کمتر باشد. ارتفاع بتن پاشنه باید به میزانی باشد که قابل بتن ریزی بوده و پوشش بتن روی میلگرد را جهت ایجاد مقاومت در برابر آتش سوزی تأمین نماید و همچنین پس از قرار گرفتن بلوک با سطح زیری تیرچه همسطح گردد. معمولا ضخامت بتن پاشنه ۴٫۵ تا ۵٫۵ سانتیمتر و عرض آن ۱۰ تا ۱۶ سانتیمتر است.

پاشنه پس از جاگذاری خرپا در قالب فلزی یا در قالب دایمی سفالی ( کفشک ) بتن ریزی می گردد. بتن پاشنه نقش بسیار مهمی در نحوه اجرای سقف دارد. چنانچه سطوح افقی و عمودی تیرچه ، در امتداد طولی انحنا داشته باشند ، جاگذاری بلوکها با مشکلاتی مواجه خواهد گشت. نشمینگاه بلوک باید صاف و یکنواخت باشد تا بلوکها به طور یکنواخت در محل خود قرار گیرند و سطح زیرین سقف برای نازک کاری بعدی مناسب گردد.

حداقل تاب فشاری بتن پاشنه ، ۲۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. مواد تشکیل دهنده مخلوط بتن برای یک متر مکعب بتن پاشنه تیرچه به شرح زیر توصیه می شود :

*  شن و ماسه تا ۱۲ ( تا ۱۲ میلیمتر ) ۱۲۰۰ لیتر

*  سیمان ۳۰۰- ۴۰۰ کیلوگرم

پس از بتن ریزی پاشنه ، باید مراقبت های لازم جهت نگهداری و مرطوب نگهداشتن بتن معمول گردد. نوع بتن و ضخامت پوشش بتنی روی میلگردهای کششی ، تأثیر زیادی در مقاومت سقف در مقابل آتش سوزی دارد. در صورتی که بتن پاشنه تیرچه معیوب و شکسته باشد، باید آن تیرچه را از محل عیب به دو تیرچه کوتاهتر تقسیم نمود، و یا نسبت به خرد کردن کامل بتن پاشنه و بتن ریزی مجدد آن اقدام کرد.

در صورت استفاده از قالب فلزی و عدم استفاده از کفشک، تیرچه بتن ریزی شده را می توان، بسته به شرایط حرارت محیط پس از ۲۴ تا ۴۸ ساعت از قالب خود جدا کرد. هنگام بتن ریزی پاشنه تیرچه باید به دقت خرپا داخل قالب فلزی یا کفشک قرار گیرد و  میلگرد کششی در تمام طول تیرچه به طور یکسان و طبق ویژگیهای یاد شده رعایت شود. معمولا بتن تیرچه در مدت ۱۰ روز پس از بتن ریزی به مقاومت عملی (working strength) خود می رسد.

مشخصات مواد افزودنی جهت زود گیر کردن و ایجاد کارائی بیشتر باید مطابق آئین نامه های معتبر داخلی یا بین المللی باشد

مزایای سقف تیرچه بلوک

در زیر مهمترین ویژگیهاای این نوع سقف در مقایسه با سقف تیرآهن – طاق ضربی و دال بتنی یکپارچه آمده است:

۱)      به علت مصرف بلوک تو خالی و حذف بتن ناحیه کششی در مصرف بتن صرفه جویی می شود.

۲)      به علت تولید تیرچه و بلوک در کارخانه نیروی انسانی کمتری مورد نیاز است .

۳)      وزن تیرچه ها کم است به طوریکه توسط کارگران قابل نصب است و در طبقات کم نیاز به جرثقیل نیست .

۴)      به علت پیش ساخته بودن تیرچه و بلوک نصب سقف بسیار آسان و سریع خواهد بود .

۵)      قالب بندی زیر سقف فقط به شمع بندی و نصب چهار تراش در فاصله های معین جهت تامین تکیه گاههای موقت تیرچه ها محدود میشود .

۶)      به طور یکپارچه بتن ریزی می شود و بتن کمتری نسبت به سقفهای بتن آرمه معمولی مورد نیاز است .

۷)      مقاومت سقف اجرا شده با تیرچه بلوک در برابر نیروهای افقی ( باد – زلزله ) بسیار خوب است .

۸)      به علت تو خالی بودن بلوک سقف عایق حرارتی و صوتی خوبی است .

۹)      به علت مسطح بودن زیر سقف در مقایسه با طاق ضربی ضخامت نازک کاری به حداقل می رسد   و بار مرده سقف کمتر می شود .

۱۰)     با توجه به مصرف کم فولاد از نظر اقتصادی مناسب است .

 

محاسبه وزن سقف‌ها

توجه : وزن سقفها طبق وزن واحد حجم‌های ارائه شده توسط آیین‌نامه ۵۱۹ و مبحث ششم سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور می‌باشد. اگر چه ممکن است ، بعلّت اجرای نادرست سقفها ، عملاً  به وزنهای بالاتر از آنچه محاسبه شده است برسیم ، ولی در هر صورت ، ارقام فوق جهت مقایسه نسبی وزن سقف‌ها صحیح و قابل استناد می‌باشد.

*در صورت عدم استفاده از سقف کاذب سیاک و استفاده از سقف کاذب گچی (طبق آیین‌نامه ۵۱۹ ،سقف کاذب گچی =   ) وزن سقف‌های سیاک حدود    می‌باشد.