مقالات درباره ی سقف های تیرچه بلوک:
در این بخش قصد داریم تا مقالات مرتبط با عنوان صفحه را بررسی کنیم
عنوان مقاله(سیستم سقف تیرچه ای بتنی بدون شمع بندی و با استفاده از بتن سبک سازه ای)
خلاصه:
سیستم سقف تیرچه بلوک به دلیل صرفه جویی در زمان و انرژی و کسب نتایج فوق العاده تبدیل به رایج ترین سیستم احداث سقف در چند دهه ی اخیر در کشور می باشد.در تحقیق حاظر پس از مطرح شدن روابط محاسباتی تیرچه های بتنی خود ایستا و معرفی خصوصیات بتن سبک سازه ای که برای ساخت و تولید این تیرچه ها مورد استفاده قرار گرفت،نتایج تجربی 15 تیرچه بتنی ساخته شده به طول 4 متر و نتایج بارگذاری یک سیستم سقف حاوی این تیرچه ها و بدون استفاده از شمع بندی جمع آوری شده است.پس از تحقیقات و مقایسه ی نتایج تجربی با نتایج نرم افزار مشخص شد که در نهایت به لحاظ فنی و اجرایی سیستم سقف تیرچه های بتنی خودایستا موجه بوده و قابلیت رقابت با دیگر سیستم های رایج و سنتی است.
پیشگفتار:
شمع بندی و مشکلات مربوط به آن،یکی از بزرگترین ضعف های سیستم تیرچه بلوک میباشد.کار گذاشتن شمع ها در فواصل استاندارد،تراز کردن تیرچه ها و دادن خیز منفی با کمک گوه،مستلزم دقت و زمان بسیار است.رعایت چنین قوانین دست و پاگیری موجب سختی و نارضایتی پیمانکاران و عدم رعایت آن توسط ناظران میباشد.
در سیستم سقف رایج تیرچه بلوک،تیرچه به تنهایی پاسخگوی بارهای وارده نمی باشد و وزن بتن تازه و بلوک ها و موارد دیگر توسط شمع به سقف طبقه ی زیرین انتقال میابد و به همین علت اجرا ه سقف منوط به اجرای سقف طبقه ی قبل،اطمینان از حصول مقاومت کافی بتن و صرف زمان قابل توجه میباشد.
پی نوشت:
از دیگر روش های رایج سقف کامپوزیت است که میتوان آن را با شمع و بدون شمع اجرا کرد.یکی دیگر از روش های اجرای تیرچه ها که احتیاجی به شمع بندی ندارد،استفاده از تیرچه های پیش تنیده است.
در سیستم”سقف تیرچه بتنی خود ایستا”سعی شده است در ضمن حفظ مزایای عمده ی سیستم های مذکور،برخی معایب اجرایی موجود در این سیستم ها رفع شود و قیمت نهایی سقف تا حدامکان کاهش میابد.در سیستم سقف تیرچه بتنی خود ایستا که از بتن سبک سازه ای در ساخت تیرچه ها به منظور کاهش وزن و سهولت در اجرا استفاده شده است،کلیه نیروها در حین اجرا و وزن بتن تازه دال قبل از گیرش آن توسط خود تیرچه تحمل میشود و بنابراین اجرای سقف ها نسبت به یکدیگر مستقل خواهد بود.
معرفی تیرچه های بتنی خودایستا،محاسبات و کنترل های مربوط به آن
با حذف شمع از زیرتیرچه ها،کلیه ی بارهای وارده مثل وزن بتن تازه،وزن بلوک ها و بارهای وارده حین اجرا باید توسط خودتیرچه تحمل گردد.بنابراین باید تیرچه ها را در مقابل چنین بارهایی مقاوم نمود.یکی از راههای افزایش مقاومت تیرچه افزایش ارتفاع مقطع آن می باشد.لذا بدین گونه عمل شد که در مرحله ی اول باربری(قبل از گرفتن بتن دال)ارتفاع h برای تیرچه تامین میشود.همان گونه که بیان خواهد شد این بتن باید از نوع بتن سبک سازه ای باشد.سپس در مرحله دوم باربری مقطع همانند تیرهای T شکل متعارف رفتار میکند.بدین ترتیب بتن جان تیرچه خودایستا در مرحله اول باربری دارای رفتار فشاری و در مرحله ی دوم دارای رفتار کششی خواهد بود.
1-2محاسبه ی ارتفاع لازم مقطع:
لازم به ذکر است که بسیاری از خصوصیات سقف تیرچه بلوک،در این سیستم ثابت نگاه داشته شده است تا فلسفه استفاده از مزایای آن مخدوش نگردد.در این سیستم عرض تیرچه ها،ارتفاع نهایی سقف،فاصله تیرچه استاندارد از هم،نوع بلوک،ضخامت دال بتنی،مقدار و نوع آرماتور مصرفی و محل قرارگیری آنها در تیرچه ها و مقاومت فشاری بتن مصرفی در دال کاملا مشابه سقف تیرچه بلوک فرض شده و تنها تفاوت در آن است که ارتفاع لازم برای جان تیرچه در دو مرحله تامین میگردد.
فرضیات و مراحل محاسبات به شرح زیر میباشد:
طراحی بر اساس آیین نامه ACI میباشد
مقاومت 21 روزه و وزن مخصوص بتن سبک سازه ای به ترتیب 240 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و 1500 کیلوگرم بر متر مکعب فرض شده است
آرماتور مصرفی از نوع AII با تنش تسلیم 3000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع میباشد
ضریب افزایش بار مرده میتواند به مقدار 1/2 کاهش یابد
بار حین اجرا 80 کیلوگرم بر متر مربع،به عنوان بار زنده و با ضریب افزایش بار 1/7 فرض میشود
2-2کنترل های انجام شده
نتیجه کنترل مقاومت برشی تیرچه های مورد بررسی نشاندهنده ی آن است که علیرغم استفاده از بتن سبک سازه ای،تنشهای بوجود آمده در تیرچه ها همواره از مقاومت برشی بتن سبک سازه ای کمتر بوده و استفاده از آرماتور عرضی حداقل کافی میباشد.به منظور اتصال مناسب تیرچه ها با بتن ریخته شده در مرحله دوم،مشابه با آنچه در سیستم هتی رایج تیرچه بلوک انجام میشود،بایستی مقداری از آرماتورهای طوی برهنه باشد و در این سیستم به دلیل بارهای وارده و عدم وجود شمع بعضا مقطع مذکور جوابگو نبوده و استفاده از ورقی تقویتی در زیر آرماتورهای طولی ضروری میباشد
3-2 ضرورت استفاده از بتن سبک سازه ای
برای تشریح ضرورت استفاده از بتن سبک سازه ای در ساخت تیرچه هایخودایستا،تیرچه هایی با ارتفاع 12 و 15 سانتیمتر مورد بررسی قرار میگیرد.
4:نحوه ی انجام آزمایش بر روی تیرچه ها
ساخت تیرچه ها در دو ارتفاع 12 و 15 سانتیمتر صورت پذیرفت.تعداد 15 تیرچه با طول متعارف 4 متر،یک تیرچه بصورت هیبرید با طول 4 متر و یک تیرچه بصورت آزمایشی با طول 3 متر ساخته شد.
1-4:تیرچه های آزمایشی 3 متری
در تیرچه 3 متری که صرفا برای شناخت فضای آزمایش و رفع خطاهای احتمالی ساخته شده بود،بجای خاموتهای زیگزاگ مرسوم از خاموتهای مستطیلی با کادر بسته استفاده شد و البته مشکلات اجرایی فراوان بدنبال داشت.همچنین پس از انجام آزمایش بر روی تیرچه،خرابی از ناحیه تکیه گاه که مقطعی ضعیف بود(تنها دو آرماتور طولی)حاصل گردید>برای رفع نقایص مذکور در یرچه های بعدی از خاموتهای زیگزاگ،کاملا مشابه تیرچه های معمولی و ورق تحتانی کششی که در بخش 2-2 معرفی گردید استفاده گردید
بتن تیرچه نیز مطابق با مقطع نشانداده شده است و از جنس بتن سبک سازه ای با طرح اختلاط مندرج در جدول 4 بوده است>تعداد 10 تیرچه با ارتفاع 12 سانتیمتر و تعداد 5 تیرچه با ارتفاع 15 سانتیمتر ساخته شد
2-4تیرچه هیبرید
با توجه به آنکه در مرحله اول باربری از قسمت کششی بتن تیرچه(که قسمت تحتانی آن میباشد)،به دلیل ترک خوردگی آن میتوان صرف نظر نمود،به منظور کاهش هرچه بیشتر وزن تیرچه خودایستا از بتن سبک با وزن مخصوص و 1150 کیلوگرم در متر مکعب و مقاومت فشاری 21 روزه 90 کیلوگرم بر سانتی متر مربع با طرح اختلاط مندرج به ارتفاع 7 سانتی متر استفاده گردید
3-4تیرچه خودایستای 4 متری
پس از انجام آزمایش بر روی تیرچه آزمایشی 3 متری و تیرچه ی هیبرید این نتیجه حاصل شد که در تیرچه های رایج و بتن سبک سازه ای با ارتفاع 12 و 15 سانتیمتر استفاده شود.
4-4تراکم و عمل آوری تیرچه ها
عمل تراکم بویسله ویبراتور برقی داخلی صورت پیرفت.قطر ویبراتور مذکور 1.5 اینچ بود که برای تراکم مقاطع کوچکی چون تیرچه مناسب میباشد0پس از گذشت 24 ساعت از پایان بتن ریزی،قالبها باز شده و تیرچه ها درون آب عمل آوری شدند.شایان ذکر است که هنگام ساخت تیرچه ها یک خیز منفی مشابه با تیرچه های معمولی در روی زمین ایجاد میگردد.
5:تحلیل کامپیوتر تیرچه خودایستا و مقایسه ی نتایج آزمایشگاهی
به منظور ارزیابی جامع تر تیرچه های آزمایش شده از نرم افزار ANSYS استفاده گردید.بایستی مدل کامپیوتری هرچه بیشتر به واقعیت نزدیک بوده و خصوصیات مصالح و ابعاد تیرچه ها مشابه با نمونه ها در نظر گرفته شود.برای مدل کردن بتن از المان Solid65 استفاده گردید.دلیل انتخاب المان مذکور،قابلیت آن در لحاظ منحنی نیرو تغییر مکن تیرچه هیبرید میباشد.
6:نحوه ی انجام آزمایش بر روی سقف ساخته شده با تیرچه های بتنی خودایستا و نتایج آن
به منظور ساخت سقف ابتدا چهار تیرچه با ارتفاع 12 سانتی متر بر روی دهانه 4 متری که از قبل جهت احداث سقف با عرض مناسب تعبیه شده بود،قرار داده میشود.
6-1:نحوه ی بارگذاری سقف مطابق با استاندارد 2909 و آیین نامه بتن ایران و نتایج آزمون
پس از سفت شدن بتتن سقف با مقطعی بر اساس استاندارد 2909 و آیین نامه بتن ایران آزمایش بارگذاری صورت پذیرفت.به این منظور بار150کیلوگرم در متر طول به عنوان بار اولیه،چهل هشت ساعت پیش از انجام بارگذاری بر سقف نهاده شد.بار مذکور مبین بار مرده کف سازی و تیغه بندی است که بر سطح بارگذاری اعمال میگردد.پس از تنظیم گیج،بار آزمون برابر با 200 کیلوگرم بر متر در سطح بارگذاری قرار داده شد.بار اخیر برابر با اختلاف بار ضریبدار ناشی از بارهای مرده و زنده،با بار مرده اعمال شده است در مرحله قبل میباشد.خواندن نهایی پس از 24 ساعت از اعمال بار آزمون و در حضور بار اولیه،برابر با 2 میلیمتر ارزیابی شد که از مقدار تغییر مکان مجاز آیین نامه آبا و استاندارد مذکور،کمتر می باشد و نتیجه آزمایش مثبت ارزیابی میگردد.اکنون میتوان این سیستم را منطقی معتبر دانست.
7:مقایسه کیفی و اقتادی سیستم سقف تیرچه بتنی خودایستا با سقف رایج تیرچه بلوک
برای استفاده از یک سیستم نوین احداث سقف،در برداشتن شرایط و معیارهای لازم در استانداردها و آیین نامه ها به تنهایی کفایت نمیکند.از عوامل بسیار مهم و تعیین کننده در انتخاب یک سیستم ساختمانی،در وهله اول ملاحظات اقتصادی و پس از آن سهولت اجرا و شرایط زمانی است.ابتدا برخی معایب ناشی از شمع بندی ارایه میشود.
7-1:معایب استفاده از شمع
به اختصار معایب استفاده از شمع به شرح ذیل شرح داده شده است.
اختلاف هزینه بتن مصری از طرفی مطابق با مطالعات آماری و محاسبات انجام شده بر روی ساختمانها با ارتفاع ها و مساحت ها و کاربری های مختلف،هزینه ی شمع بندی در هر متر حدود 3000 تومان بر آورده شده است.همچنین با احتساب 100000 تومان هزینه ساخت یک متر مربع ساختمان اسکلت فلزی قبل از اجرای سقف،سود سرمایه به مقدار 20% در سال،میزان سود سرمایه در مدت زمان 3 ماه حدود 4220 تومان در هر متر مربع میشود.با توجه به محاسبات و بررسی های بعمل آمده،با استفاده از سیستم سقف تیرچه های بتنی خودایستا بجای سقف تیرچه بلو حدود 4700 تومان در هر متر مربع صرفه جویی اقتصادی پدید خوهد آمد.
1-1-7:اتلاف زمان بعنوان یکی از مهم ترین پارامتر ها
بدلیل عدم استفاده سقف ها از یکدیگر و اجرای هر سقف حدود 10 روز الی دوهفته بعد از سقف قبلی،ساخت یک ساختمان 6 طبقه ممکن است 3 ماه به طول بیانجامد.با لحاظ کردن تورم قیمتها و سود سرمایه در زمان به هدر رفته،همواره مبالغی بر هزینه های پروژه بدون آنکه جلب توجه نماید اضافه میگردد.همچنین در بسیاری از موارد اتلاف زمان و عدم تحویل پروژه در زمان مقرر شده مجازاتهای سنگین قید شده در قرارداد را بدنبال خواهد داشت.
2-1-7:قوانین دست و پاگیر اجرایی در شمع بندی
رعایت قوانینی چون حداثر فاصله شمع،استفاده از شمع با خصوصیات استاندارد،اجرای خیز منفی با شمع و گوه و… از معایب عمده اجرایی سیستم رایج تیرچه بلوک میباشد.در طول هر پروژه بسیاری از شمع ها دچار ضایعاتی میگردند و شرایط استاندارد لازم جهت استفاده را از دست میدهند.خرید مجدد شمع با توجه به قیمت بالای آن و حمل و نقل شمع ها به محل کارگاه و از یک طبقه به طبقه دیگر و نصب آن ها مستلزم پرداخت مبالغ قابل توجهی میباشد
3-1-7:مشکلات سقف در ارتفاع:
در بسیاری از پروژه های دولتی و نیز در ساخت سالن ها و مساجد و… سقف باید در ارتفاع بالای 8 متر صورت پذیرد.پیدا نمودن شمعی با چنین ابعاد،تقریبا غیر ممکن است لذا در بعضی موارد اجرایی برای حل این مشکل از دو ردیف شمع در ارتفاع استفاده میگردد.استفاده از دو شمع روی هم امری بسیار مشکل،زمان بر و خطرناک محسوب میشود
4-1-7:دیگر مشکلات اجرایی:
موارد دیگری از قبیل عدم امکان اجرای دقیق خیز منفی،عدم دقت مناسب در تراکم بتن جان تیرچه،عدم دقت مناسب در ایجاد عرض لازم برای جان تیرچه به هنگام چیدن بلوک ها و ایجاد منحنی سینوسی شکل در تیرچه ها(در حد فاصل بین شمع ها)و… از دیگر معایب استفاده از شمع میباشد که با حذف آن از بین خواهد رفت.
8:مقایسه ی کیفی و اقتصادی سیستم سقف تیرچه بتنی خودایستا با سقف تیرچه فلزی با جان باز
مزایای یادشده در مورد سقف تیرچه خودایستا اعم از صرفه جویی در زمان و هزینه های آن،حذف مشکلات اجرایی ناشی از شمع بدی،سهولت اجرا در ارتفاع و دقت مناسب در ایجاد خیز منفی،در کلیه سیستم های سقف بدون شمع بندی وجود دارند،درحالی که برخی مزایای روش تیرچه خود ایستا مثل دقت مناسب در تراکم بتن جان تیرچه،مختص همین روش میشد.
1-8:مزایای استفاده از سیستم سقف تیرچه فلزی با جان باز:
در بروشورها و دفترچه های راهنمای شرکت های سازنده سقف تیرچه فلزی با جان باز،مایای بسیاری در استفاده از سیستم سقف مذکور قید شده است.یسیاری از مزیت های یادشده همانطور که در ابتدا همین بخش ذکر گردید.در میان کلیه سقف های بدون شمع بندی مشترک میباشد.
2-8معایب اجرایی سیستم سقف تیرچه فلزی با جان باز
با توجه به هندسه و نحوه عملکرد تیرچه فلزی با جان باز که بصورت خرپا فرض گردیده است.برخی مشکلات بوجود آمده در زمان اجرا با بهره گیری از تجارب مجریان این سیستم در ذیل صرفا نام برده خواهد شد
-زنگ زدایی ورق تحتانی
-وجود تاب در تیرچه ها و مشکلات ناشی از آن
-آسیب پذیری بلوک در برابر ضربه
-تولید بسیار کم تیرچه فلزی با جان باز در کشور و مشکلات حمل و نقل
9:نتیجه گیری
برخی نتایج به دست آمده است که در ادامه به آن میپردازیم.
پس از انجام آزمایش بر روی تیرچه آزمایشی 3 متری،خرابی از ناحیه ی تکیه گاه بود.بار خرابی بدست آمده حدود 2 برابر بار بهره برداری بوده است.لزوم تقویت تکیه گاه با استفاده از ورق تحتانی در زیر آرماتورها و عدم استفاده از خاموت با کادر بسته با توجه به مشکلات اجرایی،نتیجه ای بود که از این آزمایش میتوان بدست آورد.
15 عدد تیرچه با استفاده از بتن سبک با ارتفاع 12 و 15 سانتیمتر و طول 4 متر ساخته شده است.نتایج خروجی تحلیل کامپیوتری به لحاظ تغییر مکان،مشابه داده های بدست آمده از آزمایش و تا حدی کم تر از آن حاصل گردید.بار خرابی بدست آمده از تحلیل کامپیوتری در حدود 2 برابر بار بهره برداری وتا حدی بیشتر از بار خرابی بدست آمده از آزمایش می باشد.دلیل این اختلاف را میتوان ماهیت ایده آلی تحلیل کامپیوتری و برخی عوامل تاثیر در حین انجام آزمایش و… برشمرد.
نتیجه استفاده از از تیرچه هیبرید کاهش وزنی در حدود 3 کیلوگرم در متر طول بوده است.هرچند که استفاده از چنین بتنی،تغییرمکان های ایجاد شده را افزایش و مقاومت سایشی را کاهش میدهد.
سقفی با چهار تیرچه به طول چهارمتر با شرایط کارگاهیی و مطابق با استاندارد 2909 ساخته شد.