تیرچه یا الوار افقی به چوب های چهارتراشی گفته می شود که در سقف یا کف به کار می رود.

تیرچه ها از چوب مهندسی شده یا فولادی ساخته شده است که هر کدام ویژگی های منحصر بفردی دارند.

به طور معمول تیرچه های چوبی دارای سطح مقطع تخته ای هستند، با این حال تیر های مهندسی شده چوب ممکن است دارای مقطع مشابه با حرف بزرگ رومی “I” باشد که به آن تیرچه I گفته می شود.

در کل تیر های فلزی می توانند شکل های مختلفی به خود بگیرند شبیه حروف بزرگ رومی “L” ،”I” ،”C” و “S”باشند.

در گذشته از تیر های چوبی در قالب بندی چوب به سبک قدیمی استفاده می شده که اختراع اره مدور و استفاده از آن در کارخانه های مدرن امکان ساخت تیر های چوبی را به عنوان الوار چوب امکان پذیر کرده است.

انواع تیرچه

تیرچه انواع مختلفی دارد و رایج ترین نوع آن که اکثر مهندسان ایرانی از آن استفاده می کنند تیرچه با خرپا است.

این نوع تیرچه از خرپا و بتن پاشنه تشکیل شده است.

یکی دیگر از انواع تیرچه، تیرچه پیش فشرده می باشد که در بعضی ساختمان ها استفاده می شود و در آن به جای میلگرد از وایر استفاده می شود.

البته این مورد زمانی استفاده می شود که بنا به شرایط میلگرد وجود ندارد و باید در آن یک سری مسائل رعایت شود از جمله نزدیک کردن اکس های تیرچه نسبت به هم.

یکی دیگر از انواع تیر، تیرچه کرومیت است که در آن به جای پاشنه بتن از ورق آهن (عرض ۱۳cm) استفاده می شود.

استفاده از دو نوع تیرچه بتنی و تیرچه فولادی با جان باز در سقف های تیرچه بلوک معمول است.

در ادامه توضیحاتی در مورد هر یک از این تیرچه ها ارائه خواهیم داد.

مزایای تیرچه

تیرچه بتنی

عضو پیش ساخته ای است متشکل از بتن و آرماتورهای فولادی که با قرار گیری بلوک ها مابین تیر ها به عنوان قالب و با بتن پوششی درجا ریخته شده، مقطع مرکب T شکل مناسبی را تشکیل می دهند.

تیرچه ها در دو نوع تیرچه خرپایی و تیرچه پیش تنیده تولید می شوند.

پیش از حصول مقاومت بتن ریخته شده وزن بلوک ها و بتن توسط تکیه گاه های موقت (شمع بندی) تحمل می شود و پس از حصول مقاومت بتن ریخته شده، تیرهای T شکل بتنی به هم چسبیده و مجاور هم، لنگر خمشی حاصل از بارهای قائم سقف را تحمل کرده و به تیرهای اصلی یا تکیه گاه ها منتقل می کنند.

تیرچه ها در سه مرحله تحت بارگذاری قرار می گیرند:

1 – مرحله اول: تیرچه در مرحله حمل و نقل بار ناشی از وزن خود را تحمل می کند.

2 – مرحله دوم: تیرچه در زمان اجرای سقف و به تنهایی بار مرده ناشی از اجزای سقف (وزن تیرچه، بلوک و بتن پوششی درجا) و همچنین بارهای حین اجرا را بین تکیه گاه های موقت (شمع بندی ها) تحمل می کند.

این مرحله تا قبل از حصول مقاومت بتن ریخته شده می باشد.

3 – مرحله سوم: این مرحله در تیرچه پس از حصول مقاومت بتن ریخته شده فرا می رسد.

در این مرحله تکیه گاه های موقت برداشته شده و تیر به عنوان عضو کششی مقطع T شکل، بار ناشی از بارهای مرده و زنده در هنگام بهره برداری را تحمل می کند.

در سقف های تیرچه بلوک تیرچه های بتنی در دو نوع تیرچه پیش ساخته خرپایی و تیرچه پیش ساخته پیش تنیده مورد استفاده قرار می گیرد.

تیرچه پیش ساخته خرپایی

این نوع تیرچه ها از خرپای فولادی و پاشنه بتنی تشکیل شده و بر دو نوع می باشند:

1 – با قالب ماندگار (قالب سفالی) که آن را تیرچه کفشک دار یا فندوله دار نیز می نامند.

2 – بدون قالب ماندگار

تیرچه پیش ساخته خرپایی برای تحمل مراحل سه گانه بارگذاری ذکر شده، از اجزای زیر تشکیل شده است:

  1. آرماتورهای کششی
  2. آرماتورهای عرضی
  3. آرماتور بالایی
  4. بتن پاشنه تیرچه
  5. آرماتورهای تقویتی
  6. آرماتور کمکی اتصال

در ادامه هریک از این اجزا را تشریح می کنیم:

آرماتور کششی

در مرحله اول بارگذاری تیرچه، آرماتور زیرین خرپا به عنوان عضو کششی خرپای تیرچه باید قادر به تحمل نیروی کششی (حاصل از لنگر خمشی) ناشی از وزن خود تیر در زمان حمل و نقل باشد.

در مرحله دوم بارگذاری تیرچه نیز این عضو باید قادر به تحمل نیروی کششی (حاصل از لنگر خمشی) ناشی از وزن مرده سقف در فاصله محور تا محور تیر ها و بین دو تکیه گاه موقت (شمع بندی) باشد.

در مرحله سوم بارگذاری تیرچه (مرحله بهره برداری) آرماتور زیرین خرپا به عنوان عضو کششی تیر T شکل عمل می کند.

آرماتور های عرضی

در مرحله اول بارگذاری آرماتور های عرضی همانند عضو مورب خرپا عمل کرده و به کمک اعضای کششی زیرین و اعضای بالایی ایستایی لازم را جهت تحمل وزن خود تیر به هنگام حمل و نقل تامین می کنند.

در مرحله دوم بارگذاری نیز این آرماتورها ایستایی لازم را جهت تحمل وزن مرده سقف بین تکیه گاه های موقت (در هنگام اجرا) تامین می نمایند.

در مرحله سوم بارگذاری تیرچه ها آرماتورهای عرضی پیوستگی لازم را بین آرماتور کششی خرپا و بتن پوششی (درجا) ایجاد می کنند.

علاوه بر آن قسمتی از نیروی برشی تیر T شکل نیز توسط آرماتورهای عرضی تحمل می شود.

آرماتور بالایی

در مرحله اول و دوم بارگذاری آرماتور تعبیه شده در قسمت بالای تیرچه، به عنوان عضو بالایی خرپا عمل کرده و به کمک دیگر اعضای خرپا وزن تیر را به هنگام حمل و نقل و همچنین وزن مرده سقف را در فاصله بین دو تکیه گاه موقت به هنگام قالب بندی و بتن ریزی و قبل از حصول مقاومت بتن پوششی، تحمل می نماید.

در مرحله سوم بارگذاری تیرچه اگر آرماتور بالایی در ضخامت بتن پوششی و بالاتر از سطوح بلوک ها قرار گیرد، در نقش آرماتور افت و حرارت (حرارت و جمع شدگی) مقطع مرکب سقف عمل می کند و در صورتی که پایین تر از سطوح بلوک ها قرار گیرد، چنین نقشی را نخواهد داشت.

بتن پاشنه

پاشنه تیرچه قبل از نصب بتن ریزی می شود و برای تامین تکیه گاه بلوک ها به عنوان قالب دائمی و نیز برای پرهیز از قالب بندی قسمت زیرین سقف به کار می رود.

آرماتورهای تقویتی

در صورتی که دو عدد آرماتور کششی پایینی برای تحمل لنگر حداکثر در وسط دهانه کافی نباشد، باید آرماتورهای دیگری را در داخل خرپای فلزی تعبیه کرد.

این آرماتورهای اضافی را آرماتورهای تقویتی می نامند.

آرماتور کمکی اتصال

این آرماتور به منظور مهار کردن آرماتورهای کششی و امکان استقرار بیش از دو آرماتور کششی در پاشنه تیر بکار برده می شود.

تیرچه پیش ساخته پیش تنیده

این نوع تیرچه که فقط در کارخانه های مجهز تولید می شود از مقطع بتنی T شکل با رده مقاومتی C35 و بالاتر و مفتول های فولادی با مقاومت بالا (1750 تا 1900 نیوتن بر میلی متر مربع) تشکیل می شود.

در این نوع تیرچه مفتول ها را پیش از بتن ریزی تیرچه، توسط جک هایی تحت کشش معین قرار داده و سپس بتن ریزی مقطع اجرا می شود.

پس از عمل آوری بتن و اطمینان از کسب مقاومت لازم، مفتول ها را آزاد می کنند.

در نتیجه بتن تیرچه تحت تنش فشاری قرار می گیرد.

از آنجا که تیرچه های پیش ساخته پیش تنیده در محدوده این دستور العمل نمی باشند از توضیحات بیشتر در این خصوص اجتناب می شود.

انواع تیرچه

تیرچه فولادی با جان باز

عضو پیش ساخته ای است که به صورت خرپاهای ویژه دو سر ساده اجرا می شود.

تیرچه فولادی با جان باز در سه مرحله تحت بارگذاری قرار می گیرد.

در مرحله اول باربری تیرچه هنگام حمل و نقل بار ناشی از وزن خود را در مرحله دوم، در زمان اجرای سقف و قبل از گرفتن بتن، بار مرده سقف (شامل وزن سقف، تیرچه بلوک، بتن درجا و قالب ها) و بار زنده عوامل اجرایی را در حد فاصل تکیه گاه های تیرجه تحمل می کند.

در مرحله سوم باربری و پس از گرفتن بتن مقطع مرکب شامل تیرچه و بتن تنش های ناشی از تمامی بارهای وارد به سقف را تحمل می کند.

تیرچه فولادی برای تحمل مراحل سه گانه بارگذاری مذکور از اجزای زیر تشکیل شده است:

  1. بال تحتانی
  2. اعضای قطری
  3. بال فوقانی

بال تحتانی

بال تحتانی تیرچه که از تسمه ساخته می شود به عنوان عضو کششی خرپا عمل کرده و بارهای وارده در سه مرحله بارگذاری ذکر شده را تحمل می کند.

در مرحله اول بارگذاری تیرچه بال تحتانی به عنوان عضو کششی خرپای تیر باید قادر به تحمل نیروی کششی (حاصل از لنگر خمشی) ناشی از وزن خود تیرچه در زمان حمل و نقل باشد.

این عضو در مرحله دوم بارگذاری تیرچه بایستی قادر به تحمل نیروی کششی (حاصل از لنگر خمشی) ناشی از وزن مرده سقف در فاصله محور تا محور تیر ها باشد.

در مرحله سوم بارگذاری تیرچه (مرحله بهره برداری) نیز بال تحتانی به عنوان عضو کششی تحت لنگر ناشی از بارهای وارده عمل می کند.

اعضای قطری

اعضای قطری تیرچه که معمولا از میلگرد می باشند به عنوان عضو مورب خرپا عمل نموده و به کمک اعضای کششی و فشاری ایستایی لازم را برای تحمل بارهای وارده در سه مرحله بارگذاری تامین می نمایند.

در مرحله اول بارگذاری عضو قطری تیرچه به کمک اعضای کششی زیرین و اعضای بالایی، ایستایی لازم را جهت تحمل وزن خود تیر در هنگام حمل و نقل تامین می کند.

در مرحله دوم بارگذاری نیز این عضو ایستایی لازم را جهت تحمل وزن مرده سقف بین تکیه گاه های موقت تامین می نماید.

در مرحله سوم بارگذاری تیرچه ها، عضو قطری قسمتی از نیروی برشی وارده را تحمل می کند.

بال فوقانی

بال فوقانی تیرچه از نبشی، تسمه یا ناودانی ساخته شده و در داخل بتن پوششی قرار می گیرد.

این عضو در مرحله اول و دوم بارگذاری، وزن تیر را به هنگام حمل و نقل و همچنین وزن مرده سقف را هنگام بتن ریزی و قبل از حصول مقاومت بتن پوششی تحمل می نماید.

در مرحله سوم بارگذاری تیرچه، به همراه سایر اعضای تیرچه بار ناشی از بارهای مرده و زنده را در هنگام بهره برداری تحمل می کند.

ساخت سقف با تیرچه

خصوصیات استحکام تیرچه

تیرچه باید قدرت پشتیبانی از بار پیش بینی شده را در مدت زمان طولانی داشته باشد.

در یسیاری از کشورها از جمله کشور خودمان ساخت و نصب کلیه ابزارهای ساخت از جمله تیر ها باید مطابق با استاندارد های کد ساختمان باشد.

با توجه به سطح مقطع یک تیر معمولی، عمق کلی آن در ایجاد سیستم ایمن و پایدار کف یا سقف بسیار مهم است و هرچه فاصله بین تیر ها بیشتر باشد، عمیق تر خواهد بود.

فرمول های تایید شده برای محاسبه عمق مورد نیاز و کاهش عمق در صورت لزوم وجود دارد.

با این وجود یک قانون برای محاسبه عمق تیرچه کف چوبی برای یک ساختمان این است که نیمی از دهانه پا را بگیرید، بعلاوه دو کنید و از عدد حاصل به عنوان عمق اینچ استفاده کنید.

اندازه و فاصله

تیرچه ها اساسا تیرهای ساختار کوچکی هستند و با توجه به طول، وزن یا بار آن ها باید اندازه گیری شوند.

تیر های جامد در خانه های مدرن به طور معمول تخته های ۱۰*۲ یا ۱۲*۲ هستند که در فواصل ۱۶ اینچ قرار دارند.

خانه های قدیمی تر ممکن است دارای تیرهایی از تخته های ضخیم تر (اما اغلب باریک تر) باشند و ممکن است تا ۲۴ اینچ فاصله داشته باشند.

تیر های سقفی اغلب با اندازه های ۶*۲ ساخته می شوند اما می توانند به اندازه ۴*۲ یا به بزرگی ۸*۲ باشند.

کدهای ساختمان فاصله مجاز برای تیر ها را مشخص می کند.

فاصله بین عناصر، پشتیبانی مختلفی است که بار تیر ها را شامل می شود مانند دیوارهای پایه، دیوارهای بیرونی، دیوارهای باربری داخلی و تیرهای برزگ.

مهندسان و سازندگان از جداول برای تعیین حداقل اندازه تیرچه استفاده می کنند.

فاصله بین تیرها و نوع باری که از آن پشتیبانی می کنند نیز عواملی در محاسبات اندازه تیرچه هستند.

متریال تیرچه کف

تیرچه های چوبی معمولاً با گونه های چوب رایج در منطقه مورد نظر ساخته می شود.

به عنوان مثال تخته ها در بعضی مناطق ممکن است صنوبر یا چوب کاج باشد.

تیر ها را می توان از چوب مهندسی نیز ساخت مانند تیر های “I” که به آن اشاره کردیم که اغلب در ساخت و سازهای مسکونی استفاده می شوند.

تیر های ساخته شده از فولاد معمولاً در ساختمان‌های تجاری استفاده می شوند.

تیر های چوبی مهندسی شده می‌توانند برای دهانه های طولانی طراحی شوند اما خوب معمولاً گران تر هستند.

سقف تیرچه ای

نحوه نصب

تیرچه ها بعد از ساخت دیوارهای هر طبقه نصب می‌شود و در بالای دیوار های زیر قرار دارد.

اگر خانه دارای دیواره های پایه باشد، تیر های طبقه اول در بالای صفحه آستانه ورودی دیواره های پایه قرار می‌گیرند.

در اکثر خانه‌ها نیز یک پرتوی اصلی وجود دارد که در طول خانه پایین می‌رود.

اگر چنین باشد تیر ها به طور معمول از دیوارهای پایه به پرتو می چرخند و در پرتو همپوشانی دارند.

تیرچه ها به صفحه آستانه و پرتو چسبانده می شوند و ممکن است در فاصله های منظم بین آن ها نصب شود.

هنگامی که تیر های طبقه اول در حال نصب هستند در بالای آن ها با کف پوش تخته سه لا پوشانده شده است.

دیوارهای طبقه اول در بالای زیر کف قاب بندی شده و سپس تیرچه های طبقه دوم در بالای دیوارها قرار می گیرند.