دانلود تحقیق سقف بتنی

کلیات:

سقف بتنی مجوف و بلوک سقفی حاصل از عناصری که وزن هر متر مربع آن در مقایسه با سقفهای توپر متداول نظیر تیر آهن ضربی کمتر است. عناصر متشکله آن عبارتند از:

الف: تیرچه‌های پیش‌ساخته( فلزی یا بتنی) بعنوان عنصر کششی و باربر

ب: قطعات پرکننده توخالی(مجوف) بعنوان قالب

ج: بتن به عنوان عنصر ترکیبی، پوششی و فشاری

د: میلگردهای حرارتی و توزیع بار

عناصر فوق‌ا لذکر با مشخصات مشروحه زیر تهیه می‌گردند.

الف- تیرچه‌های پیش‌ساخته

تیرچه تمام فولادی – که قطعات نبشی، سپری، تسمه و یا ورق خم شده تهیه می‌شود. تیرچه فلزی که بطور معمول از ورق خم شده تهیه می‌گردد از دو قسمت فوقانی و تحتانی تشکیل می‌گردد. اتصال این دو قسمت بوسیله تسمه و با ضمائمی که بوسیله پرس در ورق ایجاد گشته با جوش الکتریکی صورت می‌گیرد.

لازم به تذکر است که بدلیل مصرف زیاد ورق آهن تیرچه‌ها و سنگینی ناشی از آن، در حال حاضر این تیرچه‌ها متداول نمی‌باشد.

تیرچه‌های تمام بتن مسطح- از بتن و میلگرد( آجدار* )تهیه می‌شوند( شکل 2). خربای بعضی از انواع این تیرچه‌ها از ورق و یا تواماَ ارزاق و میلگرد می‌باشد.

تیرچه‌های با قالب  سفالی-  از قرار دادن میل‌گرد آجدار و بتن ریزی در قالب سفالی تهیه می‌گردند.

 تیرچه‌های بتنی پیش تنیده- این نوع تیرچه معمولاَ با یک سطح مقطع سپری شکل که در قسمت تحتانی توسط سیم(تک رشته‌ای) و یا کابل( چند رشته‌ای) مسطح شده است تهیه می‌گردد بدین صورت که بمنظور ازه یادتاب کششی تیرچه و تقلیل ابعاد آن و همچنین اقتصادی بودنش قبل از بتن‌ریزی تیرچه‌ها در کارخانه، میلگردها با روش خاص و وسایل مخصوص کشیده شوند که اصطلاحاَ به آنها تیرچه‌های بتنی پیش‌تنیده می‌گویند.

ب- قطعات پرکننده توخالی( مجوف)

این قطعات که در بین تیرچه‌ها قرار می‌گیرند جنبه قالب داشته و علاوه بر آن عایق حرارتی و صوتی نیز می‌باشند. قطعات مذکور بصورت بلوکهای سفالی یا بتنی تولید میگردند که بسته به فواصل تیرچه‌ها (که در ضخامت سقف اثر میگذارد) ابعاد آنها تغییر میکنند و بهمین دلیل با مشخصات گوناگون تهیه میگردند.

ج- بتن

بتن بعنوان عنصر ترکیبی و پوششی مقاومت فشاری را در سطح مقطع بالای تیر تحمل کرده و نهایتاَ به تیرچه‌ها منتقل میکند. بتن با تیرچه و جداره خارجی قالبها مقطع مرکبی را تشکیل میدهد که اساس محاسبات این نوع سقفها میباشد. ابعاد این مقطع مرکب بستگی به دهانه سقف، بارهای وارده و فواصل تیرچه‌ها داشته و شکل ظاهری آن به طرح تیرچه و بلوک بستگی دارد.

د- میلگرد‌های حرارتی و توزیع بار

این میلگردها یکی از اعضای مقطع مرکب میباشد که پس از قرار دادن تیرچه‌ها و سفالها میبایستی نصب گردند و جهت تقسیم و توزیع تنش‌های ناشی از نیروی فشاری و انبساط حرارتی سطح بتن بکار میروند. این میلگردها در جهت عمود بر تیرچه‌های پیش ساخته بافصله‌های مشخص نصب میگردند و اکثراَ در مورد تیرچه‌های پیش فشرده میایستی بصورت شبکه قرار گیرند.

مسائل فنی

مسائل فنی که میبایستی در سقفهای تیرچه و بلوک در نظر گرفته شود شامل موارد زیر است:

مرحله تولید در کارخانه

الف- تیرچه پیش ساخته معمولی

ب- بلوک

مسائل حمل و نقل به محل کارگاه و دپوکردن آنها

مرحله نصب و اجراء در محل

مرحله تولید در کارخانه

الف- تیرچه پیش ساخته معمولی- این نوع تیرچه‌ها براساس مشخصات فنی کارخانجات مختلف محاسبه و در ابعاد گوناگون تهیه میگردند لیکن نباید عرض آنها از 10 سانتی‌متر و ضخامت بتن تیرچه از 4 سانتی‌متر کمتر باشد و باید طوری طرح و محاسبه گردند که وزن خود را نیز تحمل کنند.

مسئله مهم نحوه اجرای خرپای داخل تیرچه میباشد که یکی از موارد با اهمیت آن خم کردن میلگرد‌های مهاری و اتصال آن به میلگرد‌های تحتانی و فوقانی است که سطح مقطع فولاد تیرچه را تشکیل میدهند، این خمها معمولاَ بوسیله ماشین آلات مخصوصی انجام میگردد، برای اتصال آنها حتی‌الامکان باید از جوش برق(نقطه جوش – داغ جوش) استفاده شود. (عدم رعایت این نکته و انجام غیر فنی عملیات جوشکاری باعث میشود میلگرد ضعیف و سطح آن نیز کم شود.). میلگردهای کششی خرپا در طول تیرچه میبایستی یکسره و بدون استفاده از تکه میلگردهای جوش شده باشند.

ارتفاع خرپا بستگی به ابعاد دهانه‌ای که تیرچه برای آن استفاده میگردد دارد بهر صورت اندازه آن بهتر است طوری انتخاب گردد که بتوان از میلگرد قسمت بالایی خرپا بعنوان میلگرد حرارتی نیز استفاده نمود. 

قطر میلگردهای طولی نباید از 8 میلیمتر و قطر میلگردهای مهاری از 6 میلیمتر کمتر باشد و نیز در قسمت کششی حداقل باید 2 میلگرد بکار برده شود.

ب- بلوک- بلوکها میبایستی طوری طرح شوند که بتوانند برای هر نوع سقفی با دهانه‌های مختلف اجرا گردند و در نوع مصالح مصرفی آنها دقت کافی مبذول گردد.

معمولاَ در سطح خارجی بلوکهای سفالی شیارهائی در نظر گرفته میشود تا میزان چسبندگی آنها را با بتن بیشتر گرداند.

مسائل حمل و نقل به محل کارگاه و دپو کردن آنها:

حمل و نقل و انبارکردن تیرچه‌ها از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا کوچکترین بی‌احتیاطی و عدم رعایت مسائل فنی در جابه‌جایی باعث شکستن و یا ترک خوردن آنها میگردد وچه بسا در هنگام نصب نیز بر اثر عدم کنترل دقیق ترکها مشاهده نشوند و در نتیجه بعدها حوادث غیرقابل جبرانی رخ دهد.

جهت بارگیری و خالی کردن و انبار کردن تیرچه‌ها و همچنین در موقع نصب در کارگاه‌های بزرگ میتوان از جرثقیل استفاده نمود. بدین ترتیب در مدت زمان اجرا نیز صرفه‌جویی میگردد.

در کارگاههای کوچک اغلب جابجایی و نصب بدون استفاده از جرثقیل انجام میگیرد. بهرحال باید دقت نمود. در اثر جابجایی تنش‌های اضافی به تیرچه وارد نگردد و برای جلوگیری از تنش‌های فوق حمل تیرچه بایستی بوسیله دو نفر و بصورت افقی انجام گیرد و از نقاط متناسبی گرفته شود که توازن تیرچه بهم نخورد.

میلگرد بالایی تیرچه دستگیره خوبی جهت جابجا کردن آن می‌باشد مشروط برآنکه از نقاط اتصال میلگرد بالایی به میلگردهای مهاری گرفته شود.

* * * برای انبار نمودن تیرچه‌ها میبایست نکات زیر رعایت گردد.

* ردیف اول تیرچه‌ها باید برروی زمینی مسطح و تراز قرار بگیرد تا براثر وزن ردیفهای بالائی هیچیک از تیرچه‌ها صدمه نبیند.

* بفاصله حداکثر یک متر از هم در طول تیرچه تخته‌هایی که ضخامت‌های مساوی ندارند و حدوداَ ضخامت آنها 5/3 سانتی‌متر است عمود بر تیرچه گذاشته شود.

* دقت شود تخته‌های فوق‌الذکر در نقاط اتصال بالائی به میلگردهای مهاری تیرچه قرار داده شود.

* کلیه تخته‌ها باید در یک خط قائم قرار گیرند. بدین ترتیب بار تیرچه‌های بالائی در محور مشترکی متمرکز و منتقل می‌گردد.

* فاصله تخته‌های کناری تا لبه تیرچه باید بین 30 تا 50 سانتی‌متر باشد.

* حداکثر می‌توان 5تا6 ردیف و تا ارتفاع یک متر آنها را رویهم بطریق فوق انبار نمود.

* تیرچه‌های همطول میبایست با هم انبار گردند تا انتخاب آنها در مرحله نصب سهل‌تر گردد و از جابجائی تیرچه‌های مختلف خودداری شود.

روش فوق جهت انبار کردن درکارگاههای کوچک که از نظر جا در مضیقه می‌باشند مورد استفاده قرار می‌گیرد لیکن جهت کارگاههای بزرگ نیز می‌توان تیرچه‌های همطول را بدون استفاده از تخته حداکثر 5تا 6 ردیف رویهم و عمود بر هم انبار نمود.

بلوک های سفالی یا بتنی را می‌توان متناسب با سطحی که انبار می‌گردند بین 3تا4 متر رویهم انبار نمود مشروط برآنکه تکیه‌گاه آنها از قسمت سوراخها باشد که تحمل بیشتری برای بار قسمتهای بالا دارند.

مرحله نصب و اجرا در محل

برای پوشش سقف ابتدا تیرچه‌ها را برروی تیرهای اصلی و یا دیوار بار برکه جزئیات آن مشخص می‌گردد( بعد از تأمین تکیه‌گاههای موقت که شرح آن از نظر خواهد گذشت) کار می‌گذارند سپس فاصله‌ها بین آنها را با بلوکهای مجوف پرکرده و آهنهای حرارتی برروی تیرچه‌ها و عمود بر آنها بسته می‌شود.پس از آمادگی شناژهای عرضی و تیکه‌گاهی، بتن‌ریزی انحام می‌گیرد. چون تیرچه‌ها به تنهایی قادر به تحمل وزن مرده سقف قبل از بتن‌ریزی باشند لذا همراه با قرار دادن تیرچه‌ها لازم است تکیه‌گاههای موقت تأمین گردند. این تکیه‌گاه بنا به موقعیت فعلی و بزرگی دهانه تیرچه‌ها پس از اینکه بتن مقاومت کافی خود را بدست آورد برداشته می‌شوند. به این ترتیب قسمتهای بتن‌ریزی شده در محل و تیرچه‌ها مجموعاَ بصورت مقاطع مرکب عمل می‌کنند و اتصال این دو قسمت بیکدیگر توسط چسبندگی بتن صورت می‌گیرد.

نکات مهم در اجرای سقف فوق بشرح زیر می‌باشد:

کارگذاشتن تیرچه‌ها

2-تأمین تکیه‌گاههای موقت

3-کارگذاشتن میلگردهای شناژ رابط بین دو تیرچه جهت ایجاد  کانالها و مجاری تأسیساتی در سقف

کارگذاشتن میلگردهای شناژ جهت دیوارهای باربر

نصب بلوکها

کارگذاشتن میلگردهای سقف کاذب در صورت لزوم

کارگذاشتن میلگردهای کلاف(Tie Beam )

کارگذاشتن میلگردهای حرارتی و توزیع بار

 کارگذاشتن میلگردهای ممان منفی جهت اتصالات گیردار یاطره‌ها( کنسولها)

قالب ‌بندیهای مورد لزوم و بتن‌ریزی نهایی

3-1- کارگذاشتن تیرچه‌ ها:

در موقع جاگذاری تیرچه‌ها روی دیوار یا تیرآهن باربر میبایست آنها را بدقت کنترل نمود که ترک خوردگی و یا شکستگی نداشته باشند. در صورت مشاهده باید تیر در همان محل بریده شود و در قسمتهائی که نیاز به قطعات کوچکتری است مصرف گردد. ابعاد و تعداد میلگردهای تیرچه‌ها میبایست طبق محاسبات قبلاَ مشخص گشته و در کارخانه تیرچه‌ها بهمان اندازه مورد نیاز تهیه گردند ولی اگر موردی در کارگاه پیش بیآید که احتیاج به کوچک کردن طول تیرچه باشد میبایستی با ابزار برشی( مانند فرز) اقدام نمود و بهیچوجه نباید با خردکردن و یا ضربه‌زدن قسمتی از آنرا قطع نمود. در محل اتصال تیرچه به تیر‌آهن باید قسمتی از میلگردهای تیرچه‌ها بصورت نمایان( لخت شده) بیرون باشد که با توجه به قالب‌بندی زیر تیرچه‌ها در بتن‌ریزی نهایی پوشیده خواهند شد.

اندازه‌های مجاز میلگرد نمایان سر تیرچه‌ها با توجه به اتصال آنها به تیر اصلی با دیوار باربر بین 15-10 سانتی‌متر می‌باشد . بهیچ‌وجه نباید میلگردهای تیرچه به پلهای فلزی چوش شوند زیرا میلگردهای تیرچه‌ها در محل اتصال به پل اصلی بعلت حرارت ناشی از جوش‌دادن ضعیف می‌گردند. لذا می‌بایست بصورت اتصال ساده رها شوتد و فقط در بتن پوششی غرق گردند . معمولاَ در موقع قرار دادن تیرچه‌ها در ابتدا و انتهای آنها یکعدد بلوک قرار می‌دهند تا همواره فاصله تیر‌چه‌ها از هم برای بلوکهای بعدی تنظیم گردد.

3-2- تأمین تکیه‌گاههای موقت:

از جمله کارهای مهم در ابتدای اجرای این نوع سقفها، تأمین تکیه‌گاههای موقت است که تعداد آنها برای هر دهانه از سقف میبایستی توسط شرکتهای اجراکننده محاسبه و تعیین گردد. برای تیر‌چه‌های پیش‌ساخته( معمولی) تکیه‌گاهها باید بفاصله 2/1 متر از یکدیگر قرار داده شوند. در موقع اجرا باید خیز متاسبی به طرف بالا( توسط تکیه‌گاههای موقت) در تیر‌چه‌ها ایجاد گردد. مقدار این خیز بسته به طول دهانه طوری اتنخاب می‌گردد که پس ازتکمیل سقف و بر اثر بارهای وارده تقریباَ حذف شود

تخته‌های تکیه‌گاه تیرچه توسط چوبهای چهار تراش نگهداری می‌گردند. شمعهای مصرفی معمولاَ از جک یا چوب گرد با قطر حداقل 12 تا14 سانتیمتر می‌باشد در هر حالت شمع بکاررفته برای تکیه‌گاههای موقت میباست کاملاَ مشتقیم باشد  پای آنها در محل مطمئن قرار گیرد.بهتر است در زیر شمعهای چوبی که روی خاک کوبیده شده و یا زمین سفت زده می‌شوند از گوه‌های چوبی که ارتفاع را قابل تنظیم می‌نماید استفاده گردد بدین .وسیله می‌توان خیز لازم تیرچه‌ها در دقیقاَ اعمال نمود.

3-3- کارگذاشتن میلگردهای شناژ رابط بین دو تیرچه جهت ایجاد سوراخهای تأسیساتی در سقف:

معمولاَ در ساختمانها جهت عبور کانالهای کولر  همچنین لوله‌های تأسیسات و مشابه آن ایجاد کانالهای عمودی ضروری به نظر می‌رسد و بر این اساس تقاطع آنها با سقف مسائلی را بهمراه دارد که میبایست با راه‌حلهای فنی و دقیق در اجرای آنها

اقدام نمود. اگر این حفره‌ها در سقف بر حسب مورد از مجموع سطح دو سفال بیشتر باشند باید یک قاب آهنی به تیرهای حمال کناری متصل گردد ولی عموماَ در ساختمانهای معمولی سطح مقطع این کانالها بیشتر از مجموع سطح دو سفال  نیست که جزئیات اجرای آن در شکل 18 مشخص گردیده است.

میلگردهای شناژ رابط پس از تعیین محل کانال همزمان با تیرچه‌های اطراف آن قسمت کارگذارده می‌شون  قالب‌بندی می‌گردند نکته حائز اهمیت اینکه چون شناژ رابط بار تیرچه قطع شده را به دو تیرچه طرفین منتقل مینماید لذا سطح مقطع فولاد مصرفی سناژ محاسبه گردید و همچنین تیرچه‌های طرفین را بعلت اضافه بار در بعضی موارد باید به صورت دوبل گرفت.

3-4- کارگذاشتن میلگرد های شناژ جهت دیوار های باربر:

در ساختمانهایی که اسکلت آنها از دیوارهای باربر آجری و یا سنگی تشکیل می‌شود، چون تکبه‌گاههای تیرچه همزمان با شناژهای سرتاسری دیوارهای باربر قالب‌بندی می‌گردند باید پس از گذاشتن تیرچه‌ها روی دیوار اقدام به نصب میلگردهای شناژ نمود تا نهایتاَ سقف ساخته شده در محل تکیه‌گاهها از گیرداری مناسب برخوردار گردد.

3-5- نصب بلوکها

دقت کافی در حمل و نصب بلوکها از شکسته شدن آنها جلوگیری می‌کند. مهمترین مسئله در قسمتهای کناری است که باید فاصله بلوکها تا لبه تیر حمال تیر مهاری و یا دیوار آجری رعایت گردد. برای  اینکار بهتر است پس از نصب یک ردیف بلوک در بین دو تیرچه فاصله مجاز بلوک در دو انتهای تیرچه را تنظبم و در بقیه تیرچه‌ها اعمال نمود. در مورد بلوکهایی که درمجاورت تیرچه‌های مهاری قرار می‌گیرند باید دقت شود که حتی‌المکان از بلوک کامل استفاده گردد ولی در مواردی اجتناب ناپذیر می‌توان اقدام به شکستن سفال طبق جزئیات شماره 4 کرد. نکته حائز اهمیت اینکه بلوک و تیرچه را جهت جلوگیری از ترکهای طولی سقف ناشی از تغییرات حرارتی می‌بایست از یک جنس انتخاب کرد. مثلاَ برای تیرچه‌های با قالب سفالی بلوک سفالی انتخاب نمود و نیز برای تیرچهؤهای تمام بتن مسلح، بلوک بتنی.

3-6- کارگذاشتن میلگردهای سقف کاذب در صورت لزوم

برای نصب میلگردهای سقف کاذب با توجه به موقعیت دقیق محل مورد نظر که سقف کاذب میبایست اجرا گردد همزمان با نصب بلوکها میلگردها بین آنها آویزان می‌شوند. ارتفاع آنها بر اساس ارتفاع سقف کاذب و میزانی که باید داخل بتنت قرار گیرد محاسبه و مشخص می‌گردد. میلگردها معمولاَ باید از نمره 6 باسند استفاده از میلگرد 6 برای جلوگیری از هدررفتن و ریختن بتن از بین بلوکها می‌باشند. به نقشه جزئیات تیپ شماره 15 مراجعه شود.

3-7- کارگذاشن میلگردهای کلاف(Tie Beam)

دهانه کمتر از 20/4 متر اجتیاجی به کلاف عرضی عمود بر تیرچه‌ها ندارد ولی در دهانه‌های بین 20/4 تا 6 متر بعلت کمانش جانبی تیرچه‌ها وجود کلاف ضروری خواهد بود و سطح میلگردهای داخل آنها بر اساس آئیننامه بتن بمقدار حداقل تعیین می‌گردد. طبق آئیننامه مجموع سطح مقطع این میلگردها سطح مقطع بتن است که میبایست بر اساس آن محاسبه و اجرا گردد. برای دهانه‌های بیش از 6 متر دو کلاف عرضی باتقسیمات متساوی نسبت به دهانه باید در نظر گرفته شود. میلگردهای داخل کلاف باید حتی‌الامکان سعی شود در منطقه کششی قرار گیرند.( معمولاَ روی تیرچه‌ها) و برای نگه‌داشتن این میلگردها می‌توان آنها را به میلگردهای تیرچه‌ها وصل نمود. در صورتیکه میلگردهای معمولی استفاده گردد مطابق آئیننامه میبایستی خم گردند. نحوه اجراء در نقشه تیپ شماره 2 مشخص گشته است.

3-8- کارگذاشتن میلگردهای حرارتی و توزیع بار

آخرین مرحله قبل از بتن‌ریزی در سقفهای معمولی، نصب میلگردهای حرارتی می‌باشد. این میلگردها معمولاَ از نمره 6 می‌باشند که در مورد تیرچه‌های پیش‌ساخته معمولی در صورتیکه میلگرد بالایی تیرچه مساوی و یا بلندتر از ارتفاع بلوک قرار گیرد. فقط در جهت عمود بر تیرچه‌ها گذاشته می‌شوند که فاصله آنهااز یکدیگر طبق آئیننامه نباید از 30 سانتی‌متر بیشتر باشد. برای نصب میلگردها باید سعی شود که آنها را صاف و بدون انحناء که ناشی از زیاد نمودن کلاف است( میلگرد نمره 6 بصورت کلاف عرضه می‌گردد) استفاده کرد. فاصله آنها از بلوکها میبایست حفظ گردد( این فاصله تقریباَ در وسط بتن روی بلوک است.)از این میلگردها همانطور که قبلاَ شرح داده شد بمنظور توزیع بارو جلوگیری از ترک خوردن رویه سقف در اثر تغییرات حجم ناشی از تغییرات درجه حرارت و عوامل دیگر  استفاده می‌گردد.

3-9- کارگذاشتن میلگردهای ممان منفی جهت اتصالات گیردار یاطره‌ها( کنسولها)

میلگرد های ممان منفی جهت اتصالات گیردار نیز استفاده می‌گردند که در اینصورت میبایست سطح مقطع مورد نیاز فولاد را در تکیه‌گاهها( قسمت بالای مقاطع مرکب) طبق محاسبات لازم تعیین کرد. طول این میلگردها معمولاَ دهانه است. باید در نظر داشت که حتماَ تیرچه‌ها در امتداد یکدیگر باشند