تیرچه در صنعت ساختمان

با پیشرفت صنعت ساختمان سازی انواع تیرچه به سهولت روند ساخت و ساز کمک کرده است. در این مقاله سعی داریم تا پنج تیرچه پرکاربرد در صنعت ساختمان سازی ایران را معرفی کنیم.

تیرچه چیست؟

تیرچه یکی از اجزای ساختمانی است که در حد فاصل افقی بین دیوارها قرار می‌گیرد. این جز مهم ساختمانی تشکیل دهنده سقف هر طبقه است، که علاوه بر این وظیفه تقسیم کردن وزن طبقات بالا را هم برعهده دارند.

در حقیقت تیرچه شکلی از تیر اصلی است، اما فاصله طولی کمتری را در بر می‌گیرد. ابعاد تیرچه بستگی به نوع سازه و میزان بار وارده از طبقات بالا، دهانه سقف و قرار گیری تیرچه‌ها در کنار هم دارد. همچنین انواع تیرچه‌ تو پر و از جنسی قابل اطمینان ساخته می‌شوند.

تیرچه‌‌های چوبی معمولا در سازه‌هایی با مقیاس‌کوچک و خانه‌های محلی کاربرد دارند. تیرچه از جنس‌های مختلف تهیه می‌شود از جمله فلزهای به هم تنیده و الوار ساختمانی مخلوط با بتن یا بدون بتن.

در صورت قرار گرفتن به طور موازی و استاندارد اسکلت بندی ساختمان را تحکیم می‌بخشد. همچنین وزن سازه را به طور مساوی و یک دست به دیوارها و ستون‌ها انتقال می‌دهد. فاصله قرارگیری قطعات تیرچه نباید از دو و نیم متر کمتر و از چهار و نیم متر بیشتر پشت سر هم قرار بگیرند.

فضای خالی بین تیرچه‌ها بسته به نوع سازه از مصالح ساختمانی پر می‌شوند. ارتفاع تیرچه‌ها حدودا 250 میلی‌متر است که بنا به مشاوره مهندسین سازه تعیین شده است. علاوه بر این هر نوع از تیرچه بسته به اسکلت ساختمان به کار برده می‌شود.

تاریخچه تیرچه (JOIST)

تاریخچه استفاده تیرچه به قدمت ساختمان سازی بشر برمی‌گردد. در گذشته از تیرهای چوبی در سقف سازه‌ها استفاده می‌شد. این تیرچه‌های چوبی به مواد آغشته می‌شد تا در دراز مدت از حمله حشراتی نظیر موریانه در امان بمانند. اما با پیشرفت صنعت ساختمان سازی، استفاده از تیرچه‌های فلزی و بتنی مرسوم شده است.

تیرچه‌های امروزی از جنس فولاد و بتن هستند، که نسبت به مقیاس سازه هر کدام کارایی خود را دارد. همچنین در انواع مختلف عرضه می‌شود و هر کدام از این‌ها اجزای منحصر به فرد خودشان را دارد.

انواع تیرچه :

1- بتنی

2- خرپا

3- کرومیت

4- فندوله دار ( قالب سفالی)

5- پیش ساخته

معرفی تیرچه بتنی

این تیرچه به صورت پیش ساخته موجود است، در کارگاه‌ها آرماتورها را در مقطع T شکل از جنس بتن کار می‌گذارند. قالب بتنی که آرماتورها در آن قرار می‌گیرد از استاندارد خاصی برخوردار است. ضخامت پایه بتنی بیشتر از 4 سانتی‌متر و عرض مقطع نباید کمتر از 10 سانتی‌متر باشد. آرماتورها هم باید از نوع آج دار باشند که قطری کمتر از 8 میلی‌متر نباشد. ارتفاع کلی تیرچه بتنی تا 17 سانتی‌متر می‌رسد، این ارتفاع به طور معمول با بلوک بتنی یا یونولیت پر می‌شود. در حالت کلی اجزای خرپا در انواع تیرچه یک کارایی مشخص دارد، در ادامه اجزای خرپا را نام می‌بریم.

آرماتور بالایی

آرماتور عرضی

آرماتور تقویتی

آرماتور کششی

آرماتور کمک اتصال

هر کدام از این آرماتورها به وسیله جوش به هم متصل می‌شوند و خرپا را تشکیل می‌دهند. بتن جز مصالحی محسوب می‌شود که از مقاومت فیزیکی بالایی برخوردار است. اما بتن به تنهایی مقاومت کششی ناچیزی دارد که در مقابل فشارهای کششی کارآیی خوبی از خود نشان نمی‌دهد. به همین علت با ترکیب قالب بتنی و خرپای فولادی که با میلگرد تقویت می‌شود، سازه در مقابل نیروهای فیزیکی و کششی مقاوم می‌شود.

معرفی انواع تیرچه خرپا

انواع تیرچه خرپا بیشترین کاربرد را در سازه‌های بزرگ صنعتی دارد. تیرچه خرپا و حتی مقطع آن تماما از میلگرد ساخته شده است. سقف‌های بزرگ ساختمان‌های صنعتی که ستون ندارند با تیرچه خرپا با بیشترین مقاومت و کمترین وزن ممکن تعبیه می‌شود. مثلث‌های کوچک در میان تیرهای موازی به هم جوش می‌خورند، تا مقاومت کششی و فشار بالا را در میان تیرچه پخش کند. خرپا تا ارتفاع 35 سانتی‌متری برای سقف‌هایی با دهانه بلند و طول 13 متری قابل ساخته شدن هستند. تیرچه‌های خرپا از لحاظ ساختار ساده و یا پیچیده به چند دسته تقسیم می‌شوند که هر کدام کارایی خو را دارد.

خرپای پرات

خرپای چهار گوش

خرپای موازی

خرپای قیچی

خرپای دستک دار یا عصایی

تک تیر یا شاه تیر

خرپای هاو

خرپای چتری

معرفی تیرچه کرومیت

تیرچه کرومیت یا فولادی با جان باز در سال ‌های گذشته به یکی از مصالح ساختمانی محبوب تبدیل شده است. تیرچه دارای دو بال در قسمت فوقانی و تحتانی است، که آرماتور هایی خرپایی بین این دو بال متصل می‌شود. کرومیت در مقابل دیگر تیرچه‌ها از قیمت بالاتری برخوردار است اما در مراحل بعد هزینه‌ها را به شدت کاهش می‌دهد. بال‌های فوقانی از نبشی و بال تحتانی از ورق برش خورده فولادی تشکیل شده است.  بیشترین نیروی کششی از جانب سازه و وزن خود تیرچه بر عهده بال‌های تحتانی است. ضخامت ورق‌ و نبشی بال‌ها کمتر از 3 میلی‌متر و عرض 12 سانتی‌متر نباشد. تیرچه‌های کرومیت با فاصله 70 سانتی‌متر و به موازات هم قرار می‌گیرند. در حالیکه تیرچه‌‌های بتنی باید در فاصله 50 سانتی‌متری از هم جا گذاری شوند.

اعضای مورب که در میان دو بال قرار گرفته، میلگرد استاندار است. باقی فشار کششی و فیزیکی روی این عضو قطری در تیرچه کرومیت است.

معرفی تیرچه فندوله دار( قالب سفالی)

تیرچه پاشنه سفالی جز تیرچه‌هایی می‌باشد که در سال‌های اخیر منسوخ شده‌اند. اجزای این تیرچه از خرپا و قالب ماندگار سفالی ( فندوله) ساخته شده است. خر پای این تیرها از یک جز فوقانی و چند آرماتور که در قسمت پاشنه پایینی قرار می‌گیرد تشکیل می‌شود. جز تحتانی در قالب سفالی که نام آن فندوله است قرار می‌گیرد و سپس با ملات پر می‌شود. در تهیه این تیرچه از ساده‌ترین مصالح استفاده می‌شود و برای اجرا هم احتیاج به متخصصین نیست. میزان مصرف بتن در این نوع تیرچه بسیار کم است. اگرچه این امر وزن سازه را کم می‌کند اما استاندارد مناسبی در مقاومت سقف ندارد. به همین دلیل این تیرچه منسوخ شده و دیگر کارایی ندارد.

تیرچه پیش تنیده :

اجزای اصلی تیرچه پیش تنیده فولاد و بتن است. در این نوع پیش تنیده با ایجاد تنش و فشار مقاومت بتن را در مقابل فشارهای کششی و پیچشی افزایش می‌دهد. تنیدگی در بافت‌های فولادی که در میان بتن کاشته شده است، هم با حرارت و هم با کشش انجام می‌گیرد. بدین صورت که مفتول‌های فولادی از دو طرف توسط گیره دستگاه به طور کشیده ثابت می‌شوند. بعد از بتن ریزی و ویبره کردن که هوای بین بافت بتن را خارج می‌کند، وایرها از گیره رها می‌شوند. در این مرحله بتن وارد تحت تنش قرار می‌گیرد. این رها شدگی باعث جمع شدگی در بافت بتن می‌شود. تمام این مراحل توسط دستگاه و کاملا مکانیزه صورت می‌گیرد.

برای مقاوم سازی پیش تنیده از مواد پلیمری هم استفاده می‌شود. درجه بندی تیرچه بستگی به تعداد مفتول‌های فولادی است که در بافت بتن کار گذاشته می‌شود. همچنین مقاومت این مفتول‌ها در حالت استاندارد نباید کمتر از 1500 کیلوگرم بر متر مربع باشد. محل قرارگیری این مفتول‌ها در درون تیرچه بسیار مهم است که این خصیصه به مقاومت کشی تیرچه کمک شایانی می‌کند. بزرگ‌ترین دهانه سقفی که این تیرچه در آن کار می‌شود، 12 متر است. علاوه بر این به علت مقاومت کششی استاندارد، از تیرچه پیش تنیده در ساخت پل‌ها هم استفاده می‌شود.

تیرچه هایی به شکل  T وارونه مشخصه نوع پیش تنیده آن میباشد. به نسبت دیگر تیرچه‎‌ها بدنه کوچکتری دارد که شرایط زیباسازی سقف را راحت‌تر می‌کند. ارتفاع هر تیرچه حدودا 17 سانتی‌متر است که عرض آن نباید کمتر از 10 سانتی‌متر باشد. در میان انواع تیرچه که با تکنولوژی روز دنیا طراحی شده است، پیش تنیده یکی از کاراترین‌ها است.