تحول سقف تیرچه بلوک در صنعت ساختمان
در گذشته، بیشتر ساختمان‌ها با سقف طاق ضربی ساخته می‌شدند که از ترکیب تیرآهن و آجر ساخته می‌شود. اما در زمان زلزله، این سقف‌ها یکپارچگی نداشتند و خطرات زیادی را ایجاد می‌کردند. در زمان زلزله، این سقف‌ها یکپارچگی نداشتند و خطرات زیادی ایجاد می‌کردند. با پیشرفت دانش مهندسی، نیاز به سیستمی احساس می‌شد که هم سبک‌تر باشد، هم بتواند به عنوان بلوک سقفی هنگام زلزله بهتر عمل کند.
با تعیین قوانین و استانداردهای ساختمانی مانند نشریه 543، ضوابط دقیقی برای طراحی سقف تیرچه بلوک، میزان آرماتورها، شمع بندی و محدودیت‌های دهانه مشخص شد. سقف تیرچه بلوک با استفاده از تیرچه‌های جدیدتر و بلوک‌های سبک مانند فوم و سفال، به یکی از از بهترین روش‌های ساخت سقف در ایران تبدیل شده است. در حال حاضر با روی کار آمدن سیستم‌های جدید و اضافه کردن اجزایی مانند یونولیت (فوم) سقفی، می‌توان سقف‌های تیرچه بلوک را با وزن سبک‌تر و عملکرد بهینه‌تر اجرا نمود.
اجزای تشکیل‌دهنده سقف تیرچه بلوک
برای اجرای سقف تیرچه بلوک در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و اداری یک سری اجزای تشکیل دهنده وجود دارند که باید در کنار هم قرار بگیرند و عملکرد عالی را به وجود آورند. انتخاب هر یک از این اجزا باید بر اساس دستورالعمل‌های اجرایی و مطابق با قوانین باشد تا محصول نهایی، بتواند نیاز ساختمان را برطرف کرد.
۱. تیرچه
تیرچه‌ها تیرهای فرعی سقف هستند که بار سقف را به تیرهای اصلی منتقل می‌کنند. تیرچه از دو قسمت پاشنه و خرپا تشکیل شده و میلگردهای مختلفی در آن به کار می‌روند. از جمله مهم‌ترین انواع میلگردهای موجود در تیرچه عبارتند از:
- میلگرد کششی (پایینی): میلگرد کششی در پایین تیرچه قرار می‌گیرد و نیروهای کششی ناشی از وزن سقف را تحمل می‌کند.
- میلگرد بالایی: میلگرد بالایی در بالای خرپا قرار دارد و به ایستایی تیرچه هنگام حمل و نقل و اجرای بتن ریزی کمک می‌کند.
- میلگرد زیگزاگ (عرضی): میلگردهای موربی که میلگرد بالایی را به میلگرد پایینی وصل می‌کنند و نیروهای برشی را تحمل می‌کنند، میلگرد زیگزاگ نام دارند.
۲. بلوک سقفی
بلوک‌ها فقط نقش پرکننده فضای بین تیرچه‌ها را دارند و هیچ بار سازه‌ای تحمل نمی‌کنند. وظیفه اصلی بلوک این است که قالب ماندگاری برای بتن‌ریزی باشد تا بتن بیهوده مصرف نشود. انواع بلوک‌های سقفی که می‌توان برای سقف تیرچه بلوک استفاده کرد شامل موارد زیر هستند:
- بلوک سفالی سقفی: بلوک سفالی سقفی از خاک رس ساخته شده است و عایق حرارتی بسیار خوبی دارد. با این حال این نوع بلوک، کمی ترد و شکننده است و در هر شرایطی نمی‌توان از آن استفاده کرد.
- بلوک سقفی سیمانی: بلوک‌های سقفی سیمانی از بتن ساخته می‌شوند و مقاومت بسیار خوبی دارند؛ اما وزن این بلوک‌ها نسبت به بقیه بیشتر است.
- یونولیت ( فوم ) سقفی: این نوع محصول از جنس پلی‌استایرن (EPS) با وزن بسیار سبک است که استفاده از آن، سرعت کار را بسیار بالا می‌برد و یک عایق حرارتی و صدای بسیار عالی ایجاد می‌کند.
۳. بتن پوششی (بتن رویه)
پس از چیدن تیرچه‌ها و بلوک‌ها، لایه‌ای از بتن به ضخامت حداقل ۵ سانتی متر روی کل سقف ریخته می‌شود. این بتن ریزی انجام شده تمام اجزا را به یکدیگر متصل کرده و یک دال با یکپارچگی بسیار بالا ایجاد می‌کند.
۴. تای بیم (کلاف میانی)
در دهانه‌های بزرگ برای اینکه تیرچه‌ها تاب برندارند و بار به صورت یکنواخت پخش شود، نواری بتنی به نام تای بیم (کلاف میانی) عمود بر جهت تیرچه‌ها اجرا می‌شود. این کار از شکم دادن سقف تیرچه بلوک جلوگیری می‌کند. بنابراین، این عضو از سقف تیرچه بلوک عملکرد بسیار مهمی را در آن ایفا می‌کند.
۵. میلگرد حرارتی
یکی دیگر از اجزای تشکیل دهنده سقف تیرچه بلوک، میلگرد حرارتی است. برای اینکه بتن رویه در اثر تغییرات دما و خشک شدن دچار ترک خوردگی نشود، شبکه‌ای از میلگردهای نازک به نام میلگرد حرارتی به صورت توری روی بلوک‌ها قرار می‌گیرند.
جدول مقایسه انواع تیرچه مورد استفاده در سقف تیرچه بلوک
یکی از عضوهای مهم در سقف تیرچه بلوک، تیرچه بلوک است که می‌تواند با 4 نوع مختلف زیر استفاده شود. بدیهی است که انتخاب بهترین نوع این تیرچه‌ها نیازمند بررسی دقیق مهندسی و نیازسنجی است تا بتوان بر اساس نیاز، بهترین گزینه را انتخاب نمود. در جدول زیر دقیق‌تر انواع تیرچه‌های مورد استفاده در سقف تیرچه بلوک را به شما معرفی می‌کنیم.
| نوع تیرچه | نحوه ساخت و ویژگی‌ها | مزایا | معایب و محدودیت‌ها |
| تیرچه بتنی | دارای پاشنه بتنی و خرپای میلگرد | قیمت مناسب، دسترسی آسان و اجرای آشنا برای بناها | وزن بالای تیرچه پاشنه بتنی، محدودیت در حداکثر دهانه سقف |
| تیرچه کرومیت | دارای پاشنه ورق فولادی و نبشی در بالا | عدم نیاز به جک و شمع بندی زیر سقف، سرعت اجرای بسیار بالا | هزینه خرید اولیه بالاتر |
| تیرچه پیش تنیده | ساخته شده با کابل‌های فولادی با مقاومت بالا در کارخانه | مناسب برای دهانه‌های بلند، کاهش مصرف میلگرد و بتن | نیاز به جرثقیل و تجهیزات خاص برای جابجایی |
| تیرچه صنعتی | اتصال میلگردها با جوش اتوماتیک نقطه‌ای | کیفیت و دقت بالا، یکنواختی سازه و عدم آسیب به میلگرد | قیمت بالاتر نسبت به تیرچه‌های دستی |
مقایسه سقف تیرچه بلوک سفالی و سیمانی و فوم
نوع بلوکی که در سقف تیرچه بلوک استفاده می‌کنید، وزن و سرعت عایق بندی ساختمان را مشخص می‌کند. به طور کلی، امکان استفاده از بلوک سفالی، سیمانی و فومی وجود دارد که هر کدام با وزن و خواص مکانیکی متفاوتی اجرا می‌شوند. انتخاب بهترین نوع این بلوک‌ها برای اجرا در سقف می‌تواند تاثیر بسیار زیادی روی نتیجه سقف اجرا شده داشته باشد.
- بلوک سفالی: استفاده از بلوک سفالی سقفی برای اجرا در سقف بیشتر از اینکه امروزه استفاده شود، در قدیم استفاده می‌شد. این بلوک‌ها در برابر آتش سوزی بسیار مقاوم هستند، اما هنگام حمل و نقل نیاز به حساسیت بالایی دارند؛ چرا امکان شکستن و خرد شدن آن‌ها وجود دارد.
- بلوک سیمانی: بلوک سقفی سیمانی سنگین‌تر از بقیه است؛ اما مقاومت بالایی دارد و بیشتر در طبقات پایین یا پارکینگ‌ها استفاده می‌شود. این نوع بلوک‌ها می‌توانند در زمانی که نیاز به مقاومت بالای سقف‌های تیرچه بلوک استف مورد استفاده قرار گیرند؛ اما حتما باید وزن آن‌ها در نظر گرفته شود.
- بلوک یونولیتی (فوم): یونولیت یا همان فوم سقفی یکی از بهترین گزینه‌ها برای اجرا در سقف تیرچه بلوک محسوب می‌شود. این محصول می‌تواند وزن سقف را به شدت کاهش دهد و سرعت کار را چندین برابر کند. مزیت اصلی این سقف این است که اجرای آن باعث می‌شود تا عایق عالی برای صدا و حرارت ایجاد شود. البته در سقف‌های تیرچه بلوک، باید حتما از نوع استاندارد و کندسوز این نوع بلوک استفاده شود.
سقف تیرچه بلوک چگونه بار را به سازه منتقل می‌کند؟
سقف تیرچه بلوک به صورت دال یک طرفه عمل می‌کند. در این سیستم، بارهای وارده مسیر مشخصی را تا رسیدن به پی ساختمان طی می‌کنند. بدین صورت که ابتدا بار توسط لایه رویه دریافت می‌شود. لایه رویه همان بتن پوششی اولیه است که بارهای مرده و بارهای زنده را دریافت می‌کند. سپس این بارها به تیرچه منتقل می‌شوند. مقطع تیرچه به همراه بتن رویه، یک مقطع T شکل فرضی تشکیل می‌دهد که بخش بالایی فشار را تحمل کرده و آرماتورهای پایینی تیرچه کشش را تحمل می‌کنند.
تیرچه‌ها به صورت دو تکیه‌گاه ساده، بارها را به تیرهای اصلی شاسی کشی شده (تیرهای فلزی یا تیرهای بتنی آرمه) منتقل می‌کنند. تیرهای اصلی بار را به ستون‌ها و ستون‌ها نیروها را به فونداسیون و خاک بستر منتقل خواهند کرد. به علت یک طرفه بودن انتقال بار، تیرهایی که عمود بر تیرچه قرار دارند، بار سقف را دریافت می‌کنند. در حالی که تیرهای موازی با تیرچه‌ها عمدتا بار مستقیم سقف را تحمل نکرده و فقط نقش باربری دیوار را برعهده دارند.
سقف تیرچه بلوک برای چه پروژه‌هایی مناسب است؟
سیستم تیرچه بلوک به دلیل انعطاف‌پذیری و هماهنگی بسیار خوب با شرایط اجرایی ساختمان‌ها، می‌تواند در طیف متنوعی از ساخت و سازها مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از سقف تیرچه بلوک برای ساختمان‌های زیر امکان پذیر است:
- ساختمان‌های مسکونی با ارتفاع کم و متوسط (تا ۸ طبقه)
- پروژه‌های ساختمانی اداری و تجاری با دهانه‌های معمولی
- ساختمان‌های با سازه اسکلت بتنی و اسکلت فلزی
- پروژه‌های بازسازی و ساخت و ساز در مناطق دور افتاده
مزایا و محدودیت استفاده از سقف تیرچه بلوک در ساختمان
استفاده از سقف تیرچه بلوک در ساختمان می‌تواند در کنار مزایا، یک سری محدودیت‌هایی را نیز به همراه داشته باشد. به عنوان فردی که قصد اجرای این نوع سقف را دارد، باید مزایا را در کنار معایب و محدودیت‌ها درک کنید که در ادامه مقاله دقیق‌تر آن‌ها را بررسی می‌کنیم:
مزایا
- صرفه جویی اقتصادی در مصرف مصالح: حذف بتن کششی باعث کاهش حداقل ۳۰ تا ۴۰ درصدی مصرف بتن و میلگرد در مقایسه با دال بتنی می‌شود.
- وزن کم سقف: سقف تیرچه بلوک به ویژه زمانی که همراه با یونولیت استفاده شود، وزن مرده سازه را به شدت کاهش می‌دهد.
- سهولت و سرعت در اجرا: عدم نیاز به نیروهای اجرایی متخصص و امکان قالب بندی سریع با کمترین نیاز به تخته ریزی در زیر سقف باعث می‌شود تا هم سرعت اجرا بالاتر برود، هم سهولت اجرایی افزایش یابد.
- عملکرد مناسب: به دلیل وجود بتن رویه و کلاف‌های میانی، عملکرد دیافراگم یکپارچه در برابر زلزله تامین می‌شود.
- عایق‌بندی حرارتی و صوتی: وجود هوا یا یونولیت درون بلوک‌ها به عنوان عایق حرارت و صدا عمل می‌کند و عملکرد سقف تیرچه بلوک را به صورت عایق کاری شده، بهبود می‌بخشد.
محدودیت‌ها و معایب
- محدودیت در دهانه‌های بلند: در دهانه‌های بالای ۷ یا ۸ متر، ارتفاع سقف زیاد شده و دچار خیز و شکم دادن سقف تیرچه بلوک می‌شود. مگر اینکه از تیرچه‌های پیش تنیده و یا تیرچه‌های دوبل استفاده شود.
- عدم امکان اجرا در سقف‌های قوس دار: انعطاف‌پذیری شکلی این سقف کمتر از دال‌های اجرا شده به صورت درجا است و همین موضوع باعث شده تا نتوان از آن برای سقف‌های قوس دار و زاویه دار استفاده نمود.
- امکان آسیب پذیری تیرچه‌ها قبل از نصب: آسیب به بتن تیرچه در حین حمل و نقل و تخلیه بار می‌تواند ایمنی کل سقف را به خطر بیندازد.
قیمت هر متر مربع سقف تیرچه بلوک چقدر است و به چه عواملی بستگی دارد؟
محاسبه هزینه‌های اجرای سقف تیرچه بلوک نیازمند برآورد دقیق حجم مصالح، دستمزدها و هزینه‌های جانبی است. قیمت هر متر مربع از این سقف به صورت ثابت تعیین نمی‌شود و فاکتورهای بسیار مختلفی می‌توانند روی آن تاثیر بگذارند. درک این فاکتورها که در ادامه توضیح می‌دهیم می‌تواند روی تعیین قیمت این سقف تاثیر مستقیم داشته باشد:
- نوع تیرچه انتخابی: استفاده از تیرچه کرومیت به دلیل حجم بالای فولاد، قیمت اولیه بالاتری دارد؛ اما هزینه شمع بندی را حذف می‌کند. در مقابل، تیرچه پاشنه بتنی ارزان‌تر است؛ اما هزینه جک و قالب بندی زیرین را به همراه دارد.
- نوع و کیفیت بلوک: قیمت بلوک‌های سقفی فومی بستگی به دانسیته (تراکم) و وزن آن دارد. بلوک‌های سفالی و سیمانی نیز بر اساس ابعاد و کیفیت کارخانه قیمت‌های متفاوتی دارند.
- نوسانات قیمت نهایی مقاطع فولادی: قیمت خرید میلگرد کششی، میلگردهای حرارتی و میلگرد تقویتی به خصوص با شرایط کنونی و نوسانات قیمت، تاثیر زیادی روی قیمت نهایی این سقف دارد.
- حجم بتن و هزینه بتن ریزی: میزان بتن مصرفی رویه (عیار بتن معمولا ۳۰۰ یا ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب) و هزینه پمپ بتن نیز روی قیمت نهایی اجرای این نوع سقف تاثیر مستقیم دارد.
- دستمزد پیمانکار: هزینه‌های اجرای سقف تیرچه بلوک، قالب بندی دور سقف، جک گذاری، چیدمان بلوک‌ها و بستن میلگردهای حرارتی دستمزدی است که از سوی پیمانکاران و مجریان دریافت می‌گردد.
سقف تیرچه بلوک در مقایسه با سایر سقف‌ها
سقف تیرچه بلوک تنها نوع سقف قابل اجرا در ساختمان‌ها نیست. می‌توان از سقف‌های کامپوزیتی، پیش تنیده، وافل و دال‌های بتنی نیز استفاده کرد. تیرچه بلوک بسیار سبک‌تر و ارزان‌تر از دال بتنی است؛ اما دال بتنی یکپارچه مقاومت بالاتری در برابر بارهای سنگین و مصارف ویژه دارد. در صورتی که نیاز به حداکثر دهانه سقف بیشتری باشد، می‌توان از سقف‌های عرشه فولادی و وافل استفاده کرد. در جدول زیر دقیق‌تر این سقف‌ها را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم:
| نوع سقف | اجزا و مواد تشکیل دهنده | میزان وزن سقف | میزان سرعت اجرا | نیاز به شمع بندی و جک | میزان عایق بندی صوتی و حرارتی | بهترین کاربردها |
| سقف تیرچه بلوک | تیرچه بتنی یا فلزی، بلوک سفالی یا سیمانی یا فوم، بتن رویه، میلگرد حرارتی | متوسط تا سبک | متوسط | بله (به غیر از تیرچه کرومیت) | متوسط تا خوب | ساختمان‌های مسکونی و تجاری کم‌ارتفاع تا متوسط با دهانه‌های معمولی |
| سقف کامپوزیت | تیرآهن یا ورق فولادی، دال بتنی، گل‌میخ برش‌گیر، میلگرد | سبک | بالا | خیر | متوسط تا ضعیف | سازه‌های اسکلت فولادی، پروژه‌های بلندمرتبه و برج‌ها |
| سقف عرشه فولادی | ورق گالوانیزه فرم‌یافته، گل‌میخ، بتن رویه، آرماتور | بسیار سبک | بسیار بالا | خیر یا بسیار کم | متوسط | پروژه‌های با سرعت اجرای بالا و اسکلت فلزی |
| سقف دال بتنی درجا | بتن درجا، شبکه سنگین آرماتورهای فولادی | سنگین | کند | بله (قالب بندی کامل زیر سقف) | خوب | پروژه‌های تحت بارهای سنگین، پارکینگ‌ها و سازه‌های خاص |
| سقف طاق ضربی | تیرآهن، آجر فشاری، ملات گچ و خاک | بسیار سنگین | سریع | خیر | بسیار ضعیف | ساختمان‌های سنتی و کم‌ارتفاع (منسوخ‌شده در استاندارد نوین) |
| سقف پیش تنیده | کابل یا وایرهای فولادی تحت کشش، بتن پرمقاومت | متوسط | بالا | حداقل | خوب | پارکینگ‌های طبقاتی، پل‌ها و پروژه‌های با دهانه‌های بسیار بلند |
| سقف وافل | قالب‌های غیرماندگار پلاستیکی، بتن درجا، شبکه آرماتور | سبک تا متوسط | بالا | بله | خوب | سازه‌های با دهانه‌های بلند، سالن‌ها، تجاری‌ها و پارکینگ‌ها |
| سقف یوبوت | قالب‌های پلاستیکی توخالی ماندگار، بتن درجا، دو شبکه آرماتور | متوسط | متوسط | بله نیاز به قالب بندی کامل | بسیار عالی | مجتمع‌های بزرگ با دهانه‌های بلند و نیاز به حذف ستون |
| سقف کوبیاکس | گوی‌های توخالی پلاستیکی، بتن درجا، شبکه آرماتور دوبل | متوسط | متوسط | بله نیازمند قالب بندی | بسیار عالی | پروژه‌های لوکس، بیمارستان‌ها و بناهای با معماری خاص |
کلام پایانی
سقف تیرچه بلوک با تکیه بر تاریخچه طولانی، رفتار سازه‌ای شناخته شده و ضوابط استاندارد یکی از اقتصادی‌ترین سقف‌های موجود در بازار برای پروژه‌های مسکونی و تجاری است. شناخت کامل اجزای این سقف و انتخاب صحیح نوع تیرچه از جمله بتنی، کرومیت و پیش تنیده باعث شده تا بتوان آن را به درستی در پروژه‌های مختلف ساختمانی اجرا کرد. قیمت هر متر مربع از این سقف بر اساس مواد اولیه انتخاب شده یعنی نوع بلوک و تیرچه‌ها تعیین می‌شود. ضمن اینکه دستمزدهای اجرایی نیز می‌توانند روی هزینه کل این سقف‌ها تاثیرگذار باشند.
