سقف یکی از پوشش های مهم ساختمان است که انواع متفاوتی دارد و در هر کدام لازم است محاسبات دقیقی برای اجرای استاندارد پروژه انجام شود. محاسبه تیرآهن سقف ضربی نیز که از تیرآهن و آجر تشکیل می شود و به سازه زیبایی و مقاومت می دهد بسیار حائز اهمیت است.
در این سقف ها از تکنیک ها و خلاقیت معماری با قدمت زیاد، استفاده می کنند که با توجه به محبوبیت فوق العاده زیاد بیشتر در ساختمان هایی که نیاز به جلوه هنری دارند استفاده می شود. در حقیقت این نوع سقف علاوه بر زیبایی و چشم نوازی باعث می شود سازه فشارهای وارده را به خوبی تحمل کند و از ساختمان در برابر هرگونه عنصر مخرب خارجی محافظت شود.
با توجه به اینکه این سقف ها با تیرآهن ساخته می شوند محاسبه تیرآهن سقف ضربی اولین قدم برای اجرای طاق ضربی است. برای انجام محاسبه تیرآهن مورد نیاز برای سقف طاق ضربی اول باید حداکثر لنگر خمشی را به دست بیاورید. حتما دقت کنید که حداکثر لنگر خمشی برای دهانه 6 متر مساوی با 3600 کیلوگرم بر متر مربع است. با استفاده از فرمول M=ql².8=3600 حساب می شود.
به علاوه بار وارد شده بر طبقات حدود 800 کیلوگرم بر متر مربع و بر حسب کیلوگرم بر سانتی متر نیز 8 است. این یعنی در هر متر مربع نیرویی معادل 800 کیلوگرم بر متر مربع فشار وارد می کند. حالا چطور از فرمول بالایی استفاده کنیم؟ q فشار وارد بر طبقه بر حسب کیلوگرم بر متر مربع، l طول دهانه بر حسب متر است. اساس مقطع لازم نیز با فرمول wx=M/FY مجاز (فرمول Fy مجاز Fy ضرب در 0.6) حساب می شود.
Fy همان تنش تسلیم فولاد است که این عدد حدود 2400 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است. پس اساس مقطع لازم یا همان Fy مجاز می شود 0.6×2400= 1440. یعنی با توجه به فرمول بالا Wx=(3600×100)×1440×250 ( 250 بار زنده ساختمان است که برای خانه های مسکونی 250 و برای محیط تجاری 400 کیلوگرم برمتر مکعب است) . عدد 100 برای این ضرب می شود که ماکزیمم لنگر خمشی تبدیل به کیلوگرم برمتر باشد و چون Fy بر حسب کیلوگرم بر سانتی متر است باید تبدیل انجام شود.
در مرحله بعد پروفیل IPE 22 با توجه به جدول اشتال انتخاب می شود و باید میزان خیز و شکم دادگی برای سقف نیز محاسبه شود. بالاترین مقدار خیز مجاز برای دهانه 6 متر 1.7 تا 2 سانتی متر برابر با 1.36 تا 1.30 برابر دهانه است. خیز دهانه با فرمول d= (5q×l4)/(384 El) حساب می شود. در اینجا E مدول الاستیسیته وا ممان اینرسی است. E= 21 × 10⁵ است. l نیز بر اساس جدول اشتال تیرآهن 2770 cm⁴ است.
حالا با توجه به فرمول خیز دهانه d=(5×8×600⁴)/(384×21×10⁵×2770)=2.3 می شود. در اینجا چون برای پروفیل IPE 22 خیز 2.3 سانتی متر به دست آمد و عدد حاصل از 2 بیشتر است پروفیل IPE 24 انتخاب می شود.
مقدار G برای محاسبه وزن تیرآهن IPE 24 با طول 6 متر باید از جدول اشتال برداشته شود و آن را در 6 ضرب کنید. پس وزن یک تیرآهن از آن برابر با 30.7 × 6= 184.2 می شود. بنابراین با فرمول محاسبه تیرآهن سقف طاق ضربی می توانید تیرآهن مناسب برای سقف طاق ضربی را انتخاب کنید؛ قیمت تیرآهن بستگی به سایز آن دارد.
سقف طاق ضربی یکی از سقف های سنتی و زیبای معماری ایرانی است که در بیشتر سازه های قدیمی حضور دارد. از مصالح اصلی آن می توان به تیرآهن، ملات و آجر اشاره کرد که هر کدام از آن ها باید با توجه به نکات و قوانین تعریف شده مربوط به همین حوزه استفاده شوند.
از میان تمام این ها محاسبه تیرآهن سقف ضربی اهمیت بسیار ویژه ای دارد. طراحی منحنی شکل این سقف بسیار زیبا و چشم نواز است. سقف طاق ضربی در ساختمان های فولادی برای پوشش دهی کف طبقات استفاده می شود.
همچنین وجود قوس در این سقف باعث شده توانایی تحمل بارهای عمودی وارده را نیز داشته باشد. البته سقف طاق ضربی نمی تواند بارهای جانبی و بارهای افقی را تحمل کند. معمولا این سقف برای معماری هایی با سبک قدیمی بهتر جواب می دهد و برای ساخت سازهایی امروزی کاربرد زیادی ندارد. در کل این سقف ها در اسکلت های فولادی برای پوشاندن تراز کف طبقات در سازه های تاریخی و فرهنگی استفاده می شود تا عمل زیباسازی را درست انجام دهند.
در واقع عملکرد سقف های ضربی زیاد قدرتمند و مقاوم نیست و نباید آن ها را در سازه های فولادی در معرض فشارهای مضاعف استفاده کرد. همچنین استفاده از این نوع سقف در مناطق زلزله خیز نیز پیشنهاد نمی شود و در صورت استفاده حتما باید مقاوم سازی انجام شود.
انواع سقف طاق ضربی را می توان بر اساس انواع مصالح مورد استفاده طبقه بندی کرد. ابعاد انتخاب شده نیز می تواند تنوع این مدل سقف را رقم بزند که برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با معماران متخصص در این زمینه مشورت کنید.
مراحل محاسبه تیرآهن سقف ضربی به ترتیب به صورت زیر است:
تعداد آجر در سقف طاق ضربی به ابعاد آجر، نوع آن، ضخامت ملات و نحوه آجر چینی بستگی دارد. طبق محاسبات مهندسی در صورتی که ابعاد آجر 20 در 10 در 5 باشد و ضخامت ملات نیز حدود یک سانتی متر استفاده شود تعداد 50 آجر برای هر متر مربع از سقف ضربی نیاز داریم.
این عدد برای آجر فشاری با ملات ضخامت یک سانتی متر است. در این تعداد کیفیت و تعداد آجر و ابعاد استاندارد، نحوه چینش آجرها به شکل کله چین یا راسته یا ترکیبی و ضخامت ملات تاثیر دارد. هر چه ضخامت ملات بیشتر شود تعداد آجر کمتری لازم دارید.
تیرآهن ها در سقف های طاق ضربی به صورت موازی روی دیوارها قرار می گیرند و فضای خالی بین آن ها که معمولا بین 0.7 تا 1.3 است را نیز با آجر پر می کنند. بیشترین دهانه برای سقف طاق ضربی حدود 4 تا 5 متر است.
دهانه های خارج از این بازه اصلا پیشنهاد نمی شود و حداکثر طول تیرآهن در سقف ضربی این مقدار است. چون مقدار استاندارد همینقدر است و اگر بخواهید دهانه سقف را کمتر یا بیشتر از این مقدار در نظر بگیرید احتمال آسیب رسیدن به سازه و صرف هزینه های سنگین برای درست شدن پروژه بسیار زیاد می شود.
در صورتی که به دهانه بیشتری نیاز دارید باید تیرآهن سقف طاق ضربی و دهانه را با استفاده از فرمول های مهندسی به دست بیاورید و از تیرآهن های باکیفیت و مناسب استفاده کنید. تیرآهن های مناسب برای دهانه معمولی به شرح زیر است:
قبل از محاسبه سقف طاق ضربی باید در مورد مزایا و معایب این نوع سقف بخوانید. این سقف مانند تمام سقف ها مزایا و معایب خاص خود را دارد.
مزایای سقف طاق ضربی:
معایب سقف طاق ضربی:
قوانین و ضوابط مهمی را باید در زمان اجرا و محاسبه تیرآهن سقف ضربی رعایت کنید تا کیفیت کار خروجی مناسب باشد. فرمول و مهم ترین نکات اجرایی عبارتند از:
سوالات متداول
برای محاسبه تیرآهن سقف ضربی باید به ترتیب جمع آوری اطلاعات ابعاد دهانه و اندازه گیری طول و عرض دهانه سقف، محاسبه بار وارده بر حسب کیلوگرم بر متر مربع یعنی مصالح، بار زنده، بار برف در مناطقی با بارش برف زیاد، اندازه گیری فاصله تیرآهن ها و انتخاب نوع مصالح طاق ضربی انجام شود.
بعد از محاسبه وزن با توجه به جدول اشتال مدل تیرآهن انتخاب می شود.
d= (5q×l4)/(384 El) اول دهانه سقف را حساب کرده و بعد عدد به دست آمده بر حسب سانتی متر با توجه به جدول اشتال تیرآهن انتخاب می شود.
هزینه اجرای سقف ضربی به نوع آهن، تیرآهن، نوع چیدمان سنگ و … بستگی دارد.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.