سقف تیرچه بتنی و بلوک، یکی از رایجترین و شناختهشدهترین سیستمهای اجرای سقف در صنعت ساختمان ایران است. سرعت اجرای نسبتاً بالا، در دسترس بودن مصالح و آشنایی پیمانکاران با آن، باعث شده تا در بسیاری از پروژههای ساختمانی، از برای ساخت آپارتمان گرفته تا برای ویلا، به عنوان گزینه اول در نظر گرفته شود. اما آیا این سیستم سقف برای هر نوع سازه و هر شرایطی مناسب است؟ پاسخ قاطعانه خیر است.
دانستن محدودیتهای یک سیستم سازهای به اندازه شناخت مزایای آن اهمیت دارد. استفاده از تیرچه بتنی در شرایط نامناسب میتواند منجر به کاهش ایمنی، افزایش هزینه تمام شده و مشکلات اجرایی و بهرهبرداری متعدد شود. در این مقاله به صورت جامع به بررسی شرایطی میپردازیم که در آنها باید از به کار بردن تیرچه بتنی اجتناب کرد و به دنبال جایگزینهای بهتری بود.
۱٫ دهانههای بسیار بلند (بیش از ۷-۸ متر)
مهمترین محدودیت سقف تیرچه بلوک، طول دهانه است. طبق ضوابط فنی و مباحث مقررات ملی ساختمان، استفاده از این سیستم برای دهانههای بلند (عموماً بیشتر از ۷ یا حداکثر ۸ متر، بسته به طراحی و نوع تیرچه) توصیه نمیشود. دلایل این محدودیت عبارتند از:
- افزایش وزن مرده سقف: برای پوشش دهانههای بلند، به تیرچههایی با ارتفاع خرپای بیشتر و بتن پاشنه قویتر نیاز است که این خود وزن مرده سقف را به شدت بالا میبرد و به کل سازه بار اضافی تحمیل میکند.
- خیز (تغییر شکل) بیش از حد: دهانههای بلند به طور طبیعی مستعد خیز و شکم دادن هستند. کنترل این خیز در سیستم تیرچه بلوک بسیار دشوار و غیراقتصادی است و میتواند منجر به ترک خوردن تیغهها و نازککاری در زیر سقف شود.
- مشکلات اجرایی: جابجایی و نصب تیرچههای بسیار سنگین و بلند، دشوار و خطرآفرین است.
برای دهانههای بلند، سیستمهایی مانند دالهای مجوف (کوبیاکس، یوبوت)، سقف وافل یا تیرچههای پیشتنیده گزینههای بسیار بهتری هستند.
۲٫ سقفهایی با بارهای زنده بسیار سنگین یا متمرکز
سقفهای تیرچه بلوک برای تحمل بارهای زنده متعارف در ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری سبک طراحی شدهاند. اما در شرایطی که سقف باید بارهای زنده بسیار سنگین را تحمل کند، این سیستم گزینه مناسبی نیست.
- پارکینگها: به خصوص پارکینگهای طبقاتی که تحت بارهای سنگین و دینامیکی ناشی از حرکت خودروها هستند.
- انبارها و کارگاههای صنعتی: که محل قرارگیری ماشینآلات سنگین یا قفسههای انبار با وزن زیاد هستند.
- کتابخانهها و مراکز آرشیو: که بار مرده و زنده بسیار بالایی دارند.
در این موارد، استفاده از دالهای بتنی توپر یا سیستمهای مشابه که ظرفیت باربری بالاتری دارند، الزامی است.
۳٫ سازههای با اهمیت لرزهای بسیار بالا
اگرچه سقف تیرچه بلوک میتواند با اجرای صحیح کلافهای میانی و بتنپوشی مناسب، عملکرد دیافراگم صلب را تا حد خوبی تامین کند، اما در سازههای با اهمیت بسیار بالا (مانند بیمارستانها، مراکز آتشنشانی، نیروگاهها) که باید پس از شدیدترین زلزلهها نیز سرپا و قابل استفاده باقی بمانند، مهندسان طراح معمولاً به سراغ سیستمهای یکپارچهتر و مطمئنتر مانند دالهای بتنی درجا میروند. این سقفها صلبیت و یکپارچگی بیشتری را در برابر نیروهای جانبی زلزله فراهم میکنند.
نقل قول از یک مهندس طراح سازه
مهندس شاکری، طراح سازه در یک شرکت عمرانی معتبر در اصفهان، میگوید: «مشتریان زیادی برای برآورد هزینه ساخت تماس میگیرند و میپرسند چرا برای پروژه صنعتیشان در شهرک مبارکه، سقف تیرچه بلوک طراحی نکردهایم. توضیح میدهم که اصلیترین تفاوت تیرچه بتنی و تیرچه فلزی یا دال بتنی، در ظرفیت باربری و رفتار لرزهای آنهاست. برای سقف کارخانهای که جرثقیل سقفی دارد یا ماشینآلات سنگین روی آن مستقر است، تیرچه بتنی پاسخگو نیست. این یک اشتباه طراحی فاحش است. ما همیشه بر اساس کاربری و آییننامه، بهترین سیستم را پیشنهاد میدهیم، حتی اگر قیمت کارخانه آن کمی بالاتر باشد. ایمنی قابل مصالحه نیست.»
۴٫ سقفهای با معماری نامنظم یا قوسی شکل
سیستم تیرچه بلوک ماهیتاً برای پلانهای مستطیلی و منظم طراحی شده است. اجرای این سقف در پلانهای با شکستگیهای زیاد، زوایای غیرقائمه، یا به صورت قوسی و منحنی، بسیار دشوار، پر از پرت مصالح و زمانبر است. اتصال تیرچهها به تیرهای مورب به درستی انجام نمیشود و تامین یکپارچگی سقف با چالشهای جدی روبرو خواهد بود. در چنین معماریهای پیچیدهای، دالهای بتنی درجا که قابلیت قالببندی به هر شکلی را دارند، گزینه بیرقیب هستند.
۵٫ نیاز به سرعت اجرای بسیار بالا در پروژههای بزرگ
خب، این یکی یه کم پیچیدهس. ببین، تیرچه بتنی سریع هست، ولی نه خیلی سریع! اگه یه پروژه غولپیکر داری و زمان مثل طلا برات ارزش داره، شاید تیرچه بتنی بهترین گزینه نباشه. چرا؟ چون نیاز به شمعبندی داره، بعد باید بلوک بچینی، میلگرد حرارتی بذاری، بتنریزی کنی، و صبر کنی تا بتن خودشو بگیره. سیستمهایی مثل سقف کامپوزیت (عرشه فولادی) خیلی سریعتر هستن. ورقها رو پهن میکنی، گلمیخ میزنی، آرماتور میبندی و بتن میریزی. شمعبندی خیلی کمتری هم لازم داره. پس اگه فاکتور اصلی زمانه، باید گزینههای دیگه رو هم چک کنی.
۶٫ محدودیت در ارتفاع و نیاز به سقف نازک
ضخامت تمام شده سقف تیرچه بلوک (شامل ضخامت تیرچه، بلوک و بتن پوششی) نسبتاً زیاد است (معمولاً ۳۰ سانتیمتر یا بیشتر). در پروژههایی که محدودیت ارتفاع طبقات وجود دارد (مثلاً در بازسازیها) یا نیاز به یک سقف نازکتر برای عبور تأسیسات بیشتر است، این سیستم ممکن است ایدهآل نباشد. دالهای بتنی توپر یا حتی برخی سیستمهای دال مجوف میتوانند با ضخامت کمتری اجرا شوند.
این مسعله به خصوص در ساختمانهای بلند که مجموع این ضخامتها میتواند ارتفاع کل ساختمان را تحت تاثیر قرار دهد، اهمیت پیدا میکند.
فرمول ساده مقایسه ضخامت
برای درک بهتر موضوع، میتوان یک مقایسه ساده انجام داد:
ضخامت سقف تیرچه بلوک=(ارتفاع بلوک)+(ضخامت بتن رویه)≈۲۵ cm+5 cm=30 cm {ضخامت سقف تیرچه بلوک} = ({ارتفاع بلوک}) + ({ضخامت بتن رویه}) approx 25 { cm} + 5 { cm} = 30 { cm}
ضخامت دال بتنی توپر (برای همان دهانه)≈۱۸ cm to ۲۲ cm {ضخامت دال بتنی توپر (برای همان دهانه)} \approx 18 { cm} \text{ to } 22 { cm}
این تفاوت ۸ تا ۱۲ سانتیمتری در هر طبقه، در یک ساختمان ۱۰ طبقه به حدود یک متر میرسد.
نتیجهگیری: انتخاب هوشمندانه سیستم سقف
تیرچه بتنی یک سیستم سقف کارآمد و اقتصادی است، اما یک راهحل جادویی برای تمام پروژهها نیست. یک مهندس یا سازنده حرفهای باید با درک کامل از محدودیتهای آن، در شرایط زیر به گزینههای جایگزین فکر کند:
- دهانههای بلند (بیش از ۷-۸ متر)
- بارهای زنده سنگین و متمرکز (پارکینگ، انبار صنعتی)
- سازه های با اهمیت لرزه ای بسیار بالا
- پلانهای معماری نامنظم و منحنی
- نیاز به سرعت اجرای فوقالعاده بالا
- محدودیت در ارتفاع طبقات
تصمیمگیری نهایی باید بر اساس محاسبات دقیق مهندسی، در نظر گرفتن تفاوت تیرچه بتنی و تیرچه فلزی و سایر سیستمها، و تحلیل هزینه ساخت هر متر مربع با هر روش باشد. برای تامین مصالح پروژه خود، حتما از فروشگاه معتبر در شهر خود (چه تهران، مشهد یا شیراز) استعلام قیمت بگیرید و مشخصات فنی را به دقت مقایسه کنید. خرید یک سیستم نامناسب، حتی با ارزانترین قیمت، در نهایت به ضرر پروژه تمام خواهد شد.
منبع علمی:
- مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران (طرح و اجرای ساختمانهای بتنآرمه): این مبحث به تفصیل ضوابط طراحی و اجرای انواع دالها و سیستمهای سقف بتنی را شرح میدهد. محدودیتهای مربوط به دهانه، ضوابط مربوط به دیافراگم صلب و الزامات مربوط به بارهای مختلف، همگی در این منبع ذکر شدهاند و مبنای تصمیمگیری برای انتخاب یا عدم انتخاب سیستم سقف تیرچه بلوک قرار میگیرند.