تیرچه بتنی و تیرچه کرومیت

تیرچه بتنی یا کرومیت

انتخاب سیستم سقف، یکی از حیاتی‌ترین تصمیمات در فرآیند ساخت‌وساز است که به طور مستقیم بر هزینه نهایی، زمان اجرای پروژه و ایمنی سازه تأثیر می‌گذارد. در میان انواع سیستم‌های اجرای سقف در ایران، سقف‌ تیرچه بلوک به دلیل سهولت اجرا و هزینه‌ی نسبتاً مناسب، محبوبیت فراوانی دارند. این سقف‌ها با دو نوع تیرچه‌ی اصلی اجرا می‌شوند. هر یک از این تیرچه دارای ویژگی‌ها، مزایا، معایب و روش‌های اجرایی منحصربه‌فردی هستند که انتخاب بین آن‌ها را برای اجرای سقف تیرچه بلوک به یک چالش برای کارفرمایان و سازندگان تبدیل کرده است. این مقاله جامع با هدف پاسخگویی به تمام سوالات شما، به بررسی دقیق و مقایسه‌ی کامل این دو نوع تیرچه می‌پردازد و شما را در اتخاذ بهترین تصمیم برای پروژه‌تان یاری می‌کند.

تیرچه در واقع تیرهای فرعی پیش‌ساخته‌ای هستند که در فواصل منظم (معمولاً هر ۵۰ تا ۷۰ سانتی‌متر) کنار هم قرار می‌گیرند. وظیفه آن‌ها تحمل وزن بلوک‌ها، بتن خیس و بارهای اجرایی در حین ساخت و سپس تحمل بارهای دائمی و زنده ساختمان پس از تکمیل است. دو نوع اصلی تیرچه وجود دارد:

• تیرچه بتنی (خرپایی): از یک پاشنه بتنی، میلگردهای کششی، میلگرد فوقانی و میلگردهای عرضی زیگزاگ تشکیل شده است. این نوع تیرچه نیاز به شمع‌بندی در زیر سقف دارد.

• تیرچه کرومیت (فلزی با جان باز): از یک ورق فولادی در پایین و اعضای خرپایی فلزی تشکیل شده و خود ایستا است (نیازی به شمع‌بندی ندارد).

اصول مهندسی سقف تیرچه بلوک برای باربری در تشکیل مقطع T شکل (T-beam) نهفته است.

1. قبل از گیرش بتن : تیرچه به تنهایی وزن بلوک‌ها و بتن خیس را تحمل می‌کنند.

2. پس از گیرش بتن : بتن پوششی و تیرچه با هم یکپارچه شده و یک تیر T شکل بسیار مقاوم را تشکیل می‌دهند. در این مقطع جدید:

   • بتن پوششی بخش بالایی : ناحیه فشاری را تحمل می‌کند.

   • میلگردهای کششی تیرچه بخش پایینی: ناحیه کششی را تحمل می‌کنند.

این سیستم باعث می‌شود که بتن فقط در جایی که به آن نیاز است (ناحیه فشاری) استفاده شود و در نتیجه سقف بسیار کارآمد و اقتصادی باشد.

تیرچه بتنی Concrete Joist

تیرچه بتنی که گاهی با نام تیرچه خرپایی نیز شناخته می‌شود، یکی از قدیمی‌ترین و رایج‌ترین انتخاب‌ها برای اجرای سقف در سازه‌های بتنی است. تیرچه بتنی در واقع یک قطعۀ بتنی پیش‌ساخته است که وظیفۀ تحمل بارهای سقف تا قبل از گیرش بتن پوششی و انتقال آن‌ها به تیرهای اصلی را بر عهده دارد.

ساختار تیرچه بتنی

• بتن پاشنه Heel Concrete: بخش پایینی تیرچه که از بتن با عیار مشخص ساخته شده و میلگردهای اصلی کششی را در خود جای می‌دهد. این بخش نقش قالب را برای بتن‌ریزی سقف نیز ایفا می‌کند.

• میلگرد کششی پایینی: معمولاً دو یا سه عدد میلگرد آجدار که در بتن پاشنه قرار گرفته و وظیفه تحمل لنگر خمشی مثبت را دارند.

• میلگرد فوقانی: یک عدد میلگرد در بالای خرپا که در بتن پوششی سقف قرار می‌گیرد و نقش فشاری دارد.

• میلگرد عرضی زیگزاگ یا خرپا: این میلگردها که به شکل زیگزاگ به میلگردهای پایینی و بالایی جوش داده می‌شوند، وظیفه پیوستگی تیرچه و تحمل نیروهای برشی را بر عهده دارند.

مزایای تیرچه بتنی

1. قیمت مناسب و مقرون‌به‌صرفه: به دلیل استفاده از مصالحی مانند سیمان، شن، ماسه و میلگرد که به وفور در دسترس هستند، قیمت تمام‌شده‌ی تیرچه بتنی معمولاً پایین‌تر از نمونه‌های فلزی است.

2. مقاومت بالا در برابر آتش‌سوزی: بتن ذاتاً یک ماده‌ی مقاوم در برابر حرارت است. پوشش بتنی اطراف میلگردها باعث می‌شود که در هنگام آتش‌سوزی، سازه برای مدت زمان بیشتری پایداری خود را حفظ کند و فرصت کافی برای تخلیه و اطفاء حریق فراهم شود.

3. عایق صوتی و حرارتی مناسب: جرم حجمی بالای بتن باعث می‌شود که این نوع سقف به عنوان یک عایق صوتی خوب عمل کرده و از انتقال صدا بین طبقات جلوگیری کند.

4. سازگاری کامل با اسکلت بتنی: به دلیل همجنس بودن مصالح، تیرچه بتنی بهترین پیوستگی و یکپارچگی را با سازه‌های بتن‌آرمه ایجاد می‌کنند.

5. تولید آسان و در دسترس بودن: کارگاه‌های تولید تیرچه بتنی در اکثر نقاط کشور فعال هستند و تأمین این محصول به‌سادگی امکان‌پذیر است.

معایب تیرچه بتنی

1. نیاز به شمع‌بندی Shoring: این بزرگترین نقطه ضعف تیرچه بتنی است. این تیرچه به تنهایی قادر به تحمل وزن خود، بلوک‌ها و بتن خیس نیستند. بنابراین، کل سقف باید با استفاده از جک‌ها و شمع‌های فلزی یا چوبی به طور کامل شمع‌بندی شود. این فرآیند زمان‌بر، هزینه‌بر و نیازمند نیروی کار ماهر است.

2. سرعت اجرای پایین: فرآیند شمع‌بندی، آرماتوربندی و نیاز به انتظار برای گیرش بتن حداقل 7 تا 14 روز جهت جمع‌آوری شمع‌ها، سرعت کلی پروژه را به شدت کاهش می‌دهد.

3. وزن بالا: تیرچه بتنی وزن قابل توجهی دارند که این امر حمل‌ونقل و نصب آن‌ها را دشوارتر کرده و بار مرده‌ی ساختمان را افزایش می‌دهد.

4. احتمال شکستگی و ترک: بتن پاشنه در هنگام حمل‌ونقل یا نصب نادرست، مستعد ترک خوردن و شکستن است که این امر کیفیت تیرچه را کاهش می‌دهد.

5. محدودیت در اجرای دهانه‌های بلند: برای دهانه‌های بسیار بزرگ، استفاده از تیرچه بتنی استاندارد ممکن نیست و نیاز به طراحی تیرچه دوبل یا محاسبات ویژه دارد.

تیرچه کرومیت Kromit Joist

تیرچه کرومیت که با نام علمی تیرچه فولادی با جان باز شناخته می‌شود، یک جایگزین مدرن برای تیرچه بتنی است. این تیرچه از یک ورق فولادی در پایین، یک میلگرد در بالا و میلگردهای زیگزاگ که این دو را به هم متصل می‌کنند، تشکیل شده‌اند. ویژگی کلیدی و انقلابی این تیرچه، خاصیت خود ایستا بودن Self-Supporting آن‌هاست.

ساختار تیرچه کرومیت

• بال تحتانی ورق فولادی: یک ورق فلزی در پایین که نقش عضو کششی اصلی را ایفا می‌کند.

• بال فوقانی میلگرد یا نبشی: یک میلگرد یا نبشی در بالا که نقش عضو فشاری را دارد.

• اعضای میانی میلگردهای زیگزاگ: میلگردهایی که بال پایینی و بالایی را به هم متصل کرده و به تیرچه شکل خرپایی می‌دهند.

مزایای تیرچه کرومیت

1. عدم نیاز به شمع‌بندی: این مهم‌ترین و برجسته‌ترین مزیت تیرچه کرومیت است. به لطف طراحی خرپایی و بال تحتانی فولادی، این تیرچه به تنهایی وزن سقف بلوک و بتن خیس را تا زمان گیرش بتن تحمل می‌کنند. این ویژگی باعث صرفه‌جویی چشمگیر در زمان، هزینه و نیروی کار می‌شود.

2. سرعت اجرای فوق‌العاده بالا : حذف مرحله‌ی زمان‌بر شمع‌بندی، سرعت اجرای سقف را به شدت افزایش می‌دهد. پس از نصب تیرچه، بلافاصله می‌توان بلوک‌چینی و بتن‌ریزی را انجام داد.

3. امکان بتن‌ریزی همزمان چند سقف: چون هر سقف به صورت مستقل و بدون نیاز به شمع عمل می‌کند، می‌توان چندین سقف را به صورت همزمان یا با فاصله‌ی زمانی کم بتن‌ریزی کرد. این قابلیت برای پروژه‌های بلندمرتبه یک مزیت استراتژیک است.

4. وزن کمتر و سبکی سازه: تیرچه کرومیت نسبت به تیرچه بتنی وزن کمتری دارند مخصوصاً زمانی که از فوم سقفی کرومیت به عنوان پر کننده استفاده شود. این امر به کاهش بار مرده‌ی کلی ساختمان و صرفه‌جویی در ابعاد فونداسیون و اسکلت منجر می‌شود.

5. کاهش مصرف بتن: به دلیل فاصله‌های بیشتر بین تیرچه معمولاً 70 تا 100 سانتی‌متر در مقابل 50 سانتی‌متر در تیرچه بتنی، حجم کلی بتن مصرفی در سقف کاهش می‌یابد.

معایب تیرچه کرومیت

1. قیمت اولیه بالاتر : قیمت هر متر طول تیرچه کرومیت به دلیل استفاده از فولاد و فرآیند تولید پیچیده‌تر، معمولاً بیشتر از تیرچه بتنی است.

2. نیاز به جوشکار ماهر: نصب تیرچه کرومیت به تیرهای اصلی سازه نیازمند جوشکاری دقیق و استاندارد است. استفاده از جوشکار غیرماهر می‌تواند ایمنی کل سقف را به خطر اندازد.

3. مقاومت کمتر در برابر آتش‌سوزی: فولاد در دمای بالا مقاومت مکانیکی خود را به سرعت از دست می‌دهد. بنابراین، سقف‌های کرومیت برای کسب تأییدیه‌های آتش‌نشانی، نیازمند اجرای پوشش‌های ضدحریق مانند سقف کاذب هستند که هزینه‌ی اضافی در بر دارد.

4. احتمال خوردگی و زنگ‌زدگی: در مناطق با رطوبت بالا، اگر پوشش بتنی به درستی اجرا نشود یا درز و ترکی وجود داشته باشد، بال فولادی تیرچه در معرض خوردگی قرار می‌گیرد.

5. احتمال لرزش سقف: اگر طراحی و اجرای سقف کرومیت به درستی انجام نشود مثلاً در دهانه‌های خیلی بلند، ممکن است سقف نهایی دچار لرزش‌های خفیف شود که حس نامطلوبی را به ساکنین منتقل می‌کند.

مقایسه اجرای تیرچه بتنی و تیرچه کرومیت

تفاوت اصلی در اجرای این دو سقف، حول محور شمع‌بندی می‌چرخد.

اجرای سقف با تیرچه بتنی:

1. شمع‌بندی مرحله حیاتی: اولین و مهم‌ترین گام، نصب جک‌ها و شمع‌ها در فواصل معین معمولاً 1 تا 1.5 متر برای نگهداری تیرچه است. تراز بودن این شمع‌ها اهمیت بالایی دارد.

2. نصب تیرچه: تیرچه بر روی تیرهای اصلی و شمع‌ها قرار می‌گیرند.

3. بلوک‌چینی: فضای خالی بین تیرچه با بلوک سفالی یا یونولیت سقفی پر می‌شود.

4. آرماتوربندی تکمیلی: میلگردهای حرارتی عمود بر جهت تیرچه و کلاف‌های میانی برای دهانه‌های بلندتر از 4 متر اجرا می‌شوند.

5. بتن‌ریزی: بتن پوششی روی سقف ریخته و صاف می‌شود.

6. جمع‌آوری شمع‌ها: پس از گذشت زمان لازم برای گیرش اولیه و نهایی بتن حداقل 1 هفته تا 2 هفته بسته به شرایط، شمع‌ها به تدریج جمع‌آوری می‌شوند. در این مدت، هیچ‌گونه فعالیتی در طبقه زیرین امکان‌پذیر نیست.

اجرای سقف با تیرچه کرومیت:

1. نصب و جوشکاری تیرچه: تیرچه در فواصل معین روی تیرهای اصلی قرار گرفته و بال تحتانی آن‌ها به تیرها جوش داده می‌شود. هیچ شمع‌بندی‌ای در کار نیست.

2. بلوک‌چینی: فضای خالی بین تیرچه پر می‌شود.

3. آرماتوربندی تکمیلی: میلگردهای حرارتی و کلاف میانی در صورت نیاز اجرا می‌شوند.

4. بتن‌ریزی: بتن‌ریزی انجام می‌شود.

5. ادامه کار: بلافاصله پس از بتن‌ریزی، می‌توان فعالیت‌های ساختمانی مانند تیغه‌چینی را در طبقه زیرین آغاز کرد، زیرا سقفی وجود ندارد که توسط شمع‌ها اشغال شده باشد.

تفاوت اصلی در اجرا: سرعت و استقلال طبقات. در سیستم کرومیت، کار در طبقات مختلف می‌تواند به صورت موازی پیش برود، در حالی که در سیستم بتنی، هر سقف تا زمان باز کردن شمع‌ها، طبقه زیرین خود را غیرفعال می‌کند.

عوامل موثر بر قیمت تیرچه بتنی و تیرچه کرومیت

تصمیم‌گیری نهایی اغلب به بودجه پروژه بستگی دارد.

• قیمت تیرچه بتنی متاثر از قیمت روز سیمان، شن، ماسه و میلگرد است.

• قیمت تیرچه کرومیت متاثر از قیمت روز فولاد ورق و میلگرد و هزینه‌های جوشکاری و تولید است.

تحلیل هزینه سقف تیرچه بلوک:

در نگاه اول، قیمت هر متر طول تیرچه کرومیت بالاتر از تیرچه بتنی است. اما برای یک تحلیل دقیق، باید هزینه‌های جانبی را نیز در نظر گرفت:

• هزینه شمع‌بندی: در سیستم بتنی، باید هزینه اجاره یا خرید جک و شمع و همچنین دستمزد نیروی کار برای نصب و جمع‌آوری آن‌ها را اضافه کنید. این هزینه در سیستم کرومیت صفر است.

• هزینه زمان: سرعت بالاتر اجرای سقف کرومیت با پلاستوفوم به معنای کوتاه شدن زمان کلی پروژه است. این امر به خصوص در پروژه‌های بزرگ، به معنای بازگشت سریع‌تر سرمایه و کاهش هزینه‌های بالاسری مانند حقوق مهندسین و نگهبانان است.

بنابراین، ممکن است در یک پروژه بزرگ، هزینه تمام‌شده‌ی سقف کرومیت با وجود قیمت اولیه بالاتر، در نهایت رقابتی یا حتی کمتر از سقف تیرچه بتنی باشد.

مقایسه تیرچه بتنی و تیرچه کرومیت

هیچ پاسخ یکسانی برای این سوال وجود ندارد. بهترین انتخاب به اولویت‌ها و مشخصات پروژه شما بستگی دارد.

• تیرچه بتنی را انتخاب کنید اگر:

  • اسکلت سازه شما بتنی است.

  • محدودیت بودجه شدید دارید و به دنبال کمترین هزینه اولیه هستید.

  • سرعت اجرای پروژه اولویت اصلی شما نیست.

  • مقاومت بالا در برابر آتش‌سوزی برای شما حیاتی است.

• تیرچه کرومیت را انتخاب کنید اگر:

  • اسکلت سازه شما فلزی است برای هماهنگی بهتر.

  • سرعت اجرای پروژه برای شما اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد.

  • در حال ساخت یک ساختمان بلندمرتبه هستید و می‌خواهید چند سقف را همزمان کار کنید.

  • سبک‌سازی سازه و کاهش بار مرده برایتان مهم است.

  • مشکلی با پرداخت هزینه اولیه بالاتر برای دستیابی به سرعت و کارایی بیشتر ندارید.

در نهایت، توصیه می‌شود قبل از هرگونه تصمیم‌گیری، با مهندس محاسب و طراح سازه خود مشورت کنید تا با در نظر گرفتن تمام جوانب فنی و اقتصادی، بهترین و ایمن‌ترین گزینه را برای ساختمان خود انتخاب نمایید.