■ معرفی تیرچه فلزی مرکب ترکیبی از میله گرد و ورق تخت بخش عمران

امروزه سبک سازی در صنعت ساختمان یکی از اصلی ترین دغدغه های مهندسین این رشته به شمار می رود . این موضوع آنقدر حائز اهمیت است که آئین نامه های متعددی برای هر چه نزدیک تر شدن به این هدف مهم تدوین گشته و زحمات بسیاری کشیده شده است . در کشورعزیزمان ایران دو نوع اسکلت فلزی و بتن آرمه بسیار رایج است که نوع فلزی آن به شکل های مختلف کاربرد بیشتری دارد . چیزی که در هر دوی این اسکلت ها مشترک است نوع تیرچه ی مورد استفاده برای اجرای دال های یک طرفه می باشد که این تیرچه ها تغییرات چندانی از گذشته تا کنون نداشته اند . در گذشته تیرچه های ساده برای اجرای سقف های تیرچه بتن مورد استفاده قرار می گرفت که اکنون استفاده از آن توصیه نمی گردد .
چند سالی است که تیرچه های پاشنه بتنی برای اجرای سقف های تیرچه بلوک با خرپای ماشینی یا دست ساز و در ارتفاع های 20 ، 25 و 30 سانتی متر وارد بازار گردیده که نوع 20 سانتی متری آن بیشترین استفاده را در ساختمان ها به خود اختصاص داده است . این نوع تیرچه ها به دلیل وزن بالای بتن به کار رفته در آن ، در دهانه های بالای 6 متر مشکلاتی را ایجاد کرده است . این محدودیت به دلیل تغییر شکل این تیرچه ها تحت اثر وزن خود می باشد که حمل تا پای کار و نصب آن در محل را با مشکل همراه ساخته است . وزن یک تیرچه ی بتنی 6 متری به طور متوسط حدود 90 کیلوگرم می باشد که وزن زیادی است و در نهایت وزن سقف را بالا می برد . از دیگر معایب استفاده از تیرچه های بتنی ، قابل اعتماد نبودن آنهاست . این عدم اعتماد ناشی از به روز نبودن محاسبات این تیرچه ها ، عدم نظارت بر تولید و نیز عدم دسترسی به محتویات داخل بتن آنها می باشد . این معایب به همین مطالب خلاصه نمی گردد . اندازه ی فولاد برشی ( میله گرد های زیکزاک ) در این نوع تیرچه ، از ابتدا تا انتهای آن به یک اندازه است و مقاومت برشی مورد نیاز ما را در دو سر تیرچه مرتفع نمی سازد .
چند سالی است نسل جدیدی از تیرچه وارد بازار شده که به تیرچه کرمیت شهرت دارد . این تیرچه ها به صورت کاملا ً فلزی ساخته شده و بتن در ساخت آن نقشی ندارد . به دلیل شکل خاص طراحی ، استفاده از آن گستردگی زیادی پیدا کرده است . این تیرچه قیمت بالا تری نیز نسبت به تیرچه های پاشنه بتنی دارد . از مزایای قابل توجه آن عدم نیاز به شمع بندی در هنگام اجرا و در دهانه های زیاد تا 8 متر می باشد . خیز منفی اولیه آن به خواصیت منحصر به فردی برای آن تبدیل شده است و آن را از دیگر تیرچه ها متمایز ساخته است . به عبارت دیگر تیرچه کرمیت نوعی تیرآهن ضعیف شده است که به جای ورق جان از خرپایی با میله گرد 10 ساده یا آجدار به صورت تک و به جای بال فوقانی از نبشی 3 یا 4 استفاده شده است . بال تحتانی این تیرچه از ورق 3 و 4 میلیمتری و در پهناهای مختلف ساخته شده که برای تقویت بیشتر از میله گرد در کنار آن بهره گرفته شده است . آئین نامه ای نیز برای تولید این نوع تیرچه تدوین گردیده است . در تیرچه ی پاشنه بتنی فولاد فوقانی یک میله گرد 8 است که در نهایت در داخل بتن به صورت میله گرد حرارتی عمل خواهد کرد ولی در تیرچه کرمیت به دلیل عدم نیاز به شمع بندی ، فولاد فوقانی به صورت نبشی در آمده که وزن کلی تیرچه کرمیت و قیمت تمام شده آن را بالا برده است . نبشی به کار رفته در این تیرچه تنها تا قبل از گیرش بتن مفید خواهد بود . زیرا پس از گیرش بتن ، در کنار بتن فشاری قرار خواهد گرفت و اثر چندانی نخواهد داشت .
تیرچه ی جدیدی که طراحی شده است ، تلفیقی از دو تیرچه ی بتنی و کرمیت به شمار می رود . در طراحی این تیرچه سعی بر این بوده که از معایب هر دو تیرچه ی مذکور دوری کرده و به محاسن هر دو نزدیک تر شویم .
در این تیرچه از بتن استفاده نمی گردد و به جای آن از ورق برای بال تحتانی بهره گرفته ایم و همین عمل باعث کاهش قابل توجه وزن آن شده است . برای مثال وزن این تیرچه ی جدید برای دهانه 6 متر به طور متوسط حدود 30 کیلوگرم می باشد که در حدود یک سوم وزن تیرچه ی مشابه پاشنه بتنی آن است . خرپای استفاده شده در این تیرچه همانی است که در تیرچه ی پاشنه بتنی مورد استفاده قرار می گیرد و به صورت ماشینی یا دست ساز می باشد . ولی برای بالا بردن مقاومت برشی آن از ورق ذوزنقه ای یا مستطیل شکل در دو سر بهره جسته ایم تا این ضعف مهم را جبران کنیم . فولاد فوقانی در این تیرچه نیز به صورت یک میله گرد 8 می باشد . زیرا استفاده از نبشی برای بال فوقانی وزن و قیمت تمام شده تیرچه را بالا می برد . در استفاده از این تیرچه نیاز به شمع بندی داریم . عدم استفاده از شمع بندی تأثیر چندانی در کاهش هزینه ی تمام شده ی ساختمان و سرعت اجرا ندارد . در این تیرچه ی جدید می توان از خیز منفی اولیه هم بهره مند شد که تأثیر بسزایی در افزایش مقاومت خمشی سقف دارد .
تمام سعی ما بر این بوده که بتوانیم با کمترین هزینه به بالاترین بازدهی برسیم تا هم از جهت کاهش هزینه ها و نیز افزایش سرعت تولید و اجرا به نتیجه مطلوبی دست یابیم . هم اکنون آئین نامه ای برای این تیرچه ی جدید تدوین گردیده که تولید انبوه آن را میسر ساخته است . آئین نامه به گونه ای تدوین گردیده که می توان یک تیرچه با یک طول و یک بار خاص را به شکل های مختلفی تولید کرد که همگی این شکل ها در نهایت به یک هدف واحد می رسند . تنوع شکل ها برای یک تیرچه گاهی به بیش از 50 پیشنهاد می رسد و همین می تواند دست تولید کننده را برای هر چه اقتصادی تر شدن آن باز تر کند .
به دلیل شکل خاص طراحی این نوع تیرچه ، نمی توان ابعاد ورق تحتانی آن را از3*80 میلی متر کمتر در نظر گرفت . در این تیرچه ورق تحتانی هم وظیفه فولاد تحتانی را بر عهده دارد و هم نشیمنگاهی جهت نصب بلوک یا پلاستوفوم را فراهم می آورد . به همین دلیل حداقل فولاد تحتانی برای این تیرچه 3*80 در نظر گرفته شده است . برای دهانه های کمتر نیز باید از حداقل ورق استفاده نمود و همین محدودیت باعث مقاومت بالای این تیرچه در دهانه های کوتاه شده و نیاز به کنترل های مختلف را مرتفع می سازد .
مطابق تأییدیه ی فنی صادره از سوی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن این تیرچه هیچ گونه محدودیتی در دهانه و ارتفاع ندارد و برای هر دهانه و بارگذاری قابل محاسبه و اجرا می باشد .
جهت تولید این تیرچه می توان از پیشنهادات مختلفی استفاده کرد . به طور مثال برای فولاد تحتانی 360میلیمتر مربع هم می توان از ورق 3*120و هم از ورق 4*90 استفاده نمود .
برای تقویت فولاد برشی نیز از ورق با ابعاد مختلف استفاده شده است . ورق تقویت برش می تواند ذوزنقه ای شکل باشد . این شکل به دلیل تقلیل نیروی برشی از دو سر به طرف وسط تیرچه ایجاد شده است . محل نصب این ورق با فاصله 10 تا 15 سانتی متر از دو سر برای استفاده در اسکلت های بتنی و 1 تا 2 سانتی متر برای استفاده در اسکلت های فلزی می باشد .
ابعاد ورق و میله گرد های تقویت کششی حدود دو سوم دهانه تیرچه خواهد بود و این به دلیل کاهش مقطعی فولاد تحتانی به طرف دو سر تیرچه می باشد .
کلیه محاسبات این سیستم بر طبق آخرین استاندارد های محاسباتی برای تیرچه های فلزی می باشد که در صورت لزوم مهندسین ناظر و محاسب می توانند برای سطوح فراتر ، محاسبات دقیق تری انجام دهند . سعی شده است مصالح پیش نهادی جهت تولید تیرچه ها در بازار موجود باشد و محدودیتی برای دسترسی به آنها نباشد.
برای تولید این تیرچه اکثرا ً ازخرپای ماشینی استفاده می گردد ولی درصورت نیاز به خیزمنفی اولیه می توان از خرپاهای دست ساز با خیز منفی اولیه بهره برد . حداکثر خیز منفی مورد نیاز برای این تیرچه 2 سانتی متر در طول 6 متر است و بیشتر از آن توصیه نمی گردد .
این محصول حاصل تلاشی چند ساله این بنده حقیر است که در آن سعی بر این بوده در راه اصلاح ساختار بخش کوچکی از صنعت ساختمان قدمی برداشته شود و تا آنجا که ممکن باشد مفیدواقع گردد .
این تیرچه ی جدید به گونه ای طراحی شده که هم از نظر وزن و هم قیمت در سطح پائین تری نسبت به تیرچه های موجود در بازار قرار دارد و از استحکام قابل توجهی نیز برخوردار می باشد . کلیه ضوابط و آئین نامه های مهندسی در طراحی و ساخت آن مورد توجه قرار گرفته است . در تدوین آئین نامه سعی بر این بوده که دست تولید کننده برای هر چه اقتصادی تر شدن محصول نهایی باز باشد و بتواند کالایی با کیفیت بالا و ارزان تر به دست مشتری برساند .
امید است که این کار کوچک در راه اعتلای مهندسی و صنعت ساختمان در کشور عزیزمان مفید واقع گردد.


ان شاء الله
اباذر طبرسی