تیرها و شمع ها در سازه های بتنی معمولا به عنوان عضو باربر سازه شناخته می شوند که بار قسمتی از سازه را در زمان بتن ریزی و گاها پس از آن نیز تحمل می کنند. البته تیرها علاوه بر نقش باربری، کار تعیین شکل و تراز قالب برای بتن ریزی دقیق هم انجام می دهند. برای این که یک سازه به کمک تیرهای قالب بندی و سازه ای به درستی اجرا و ساخته شود، لازم است با کاربرد و مزایای هر کدام در هر بخش از سازه آشنا باشید و به عنوان پیمانکار تصمیم درستی برای انتخاب تیر مناسب سازه بگیرید.
انواع تیر در سازه های بتنی و کاربرد آن ها
در ساخت و اجرای سازه های بتنی از چند نوع تیر اصلی استفاده می شود که هر کدام برای بخشی خاص از سازه کاربرد دارند یا نسبت به مزایا و کاربردها، ممکن است بر نوع دیگری از تیر ترجیح داده شوند. در ادامه این انواع تیرهای سازه ای و کاربردهای آن ها را بررسی خواهیم کرد.
تیرهای فولادی (IPE و HEB)
یکی از شناخته شده ترین و پرکاربردترین انواع تیرهای سازه ای، تیرهای فولادی هستند. این نوع تیرها به دلیل جنس مقاوم خود، برای سازه های بزرگ و تحمل بارهای سنگین مورد استفاده قارر می گیرند. کاربرد تیرهای فولادی بیشتر در ساخت اسکلت های دائمی فلزی است و به عنوان جزئی از سازه اصلی به کار می رود و در سازه باقی می مانند.
نکته قابل توجه این است که وزن بالا، نیاز به جوشکاری و قیمت بالای فولاد، هزینه نصب و استفاده از این تیرهای فولادی را برای پروژه های کوچک غیرمنطقی می کند. بنابراین استفاده از این نوع تیرها برای پروژه های سازه ای بزرگ یا صنعتی قابل توجیح است.
تیر بتنی پیش ساخته
همانطور که از نامش مشخص است این نوع تیر به شکل پیش ساخته در کارگاه های تولیدی و از جنس بتن ساخته می شوند. برای ساخت این تیرها از قالب های مخصوص استفاده می شود که بتن داخل آن ها ریخته می شود و سپس قالب از بتن خشک شده جدا می شود. حالا تیر بتنی ساخته می شود که به طور مجزا می تواند در سازه بتنی مورد استفاده قرار بگیرد. مزیت اصلی این نوع تیرها سرعت اجرا و حذف قالب بندی های سنتی است. این نوع تیرهای بتنی را بیشتر در اجرای سقف های تیرچه بلوک می توان مشاهده کرد.
نکته قابل توجه در به کارگیری چنین تیرهایی این است که برای سقف های با ارتفاع بالا یا سازه های دارای معماری خاص مناسب نیستند و همچنین در مقایسه با تیر فولادی میزان تحمل بار کمتری دارند.
تیرهای چوبی
یکی دیگر از تیرهای پرکاربرد در اجرای سقف سازه های بتنی تیرهای چوبی مثل تیر H20 یا چوب چهارتراش هستند. این تیرها نسبت به تیرهای فولادی و بتنی وزن سبک تری دارند و برای زیرسازی واجرای سیستم های قالب بندی سقف مثل قالب میزپرنده مورد استفاده قرار می گیرند. البته از این تیرهای چوبی در شمع بندی و حتی مهاری قالب دیوار هم استفاده می شود. در بین تیرهای چوبی، تیر H20 به خاطر ساختار مهندسی شده و مشخصات فنی مناسب، به عنوان تیر اصولی قالب بندی شناخته می شود.
نکته استفاده از این تیرهای چوبی قیمت بالاتر نسبت به تیرهای پیش ساخته بتنی است. همچنین نسبت به تیرهای فولادی تحمل بار کمتری خواهند داشت.
مقایسه قیمت تیرهای سازه ای
یکی از معیارهای تصمیم گیری برای استفاده از تیرها در یک سازه بتنی، در کنار کاربردهای تیر، محاسبات سازه ای و میزان مقاومت مورد نیاز تیرها، قیمت تیر است. با توجه به نیازمندی های پروژه و بر اساس بودجه اختصاص داده شده به آن، پیمانکار باید تصمیم بگیرد از چه نوع تیری برای پیاده سازی و ساخت سازه استفاده کند.
همانطور که در معرفی انواع تیرهای سازه ای اشاره کردیم معمولا قیمت تیرهای فولادی به دلیل رشد مداوم قیمت فلزات در بازار ایران و جهان، یکی از پرهزینه ترین روش های اجرای تیر سازه خواهند بود.
قیمت تیر H20 برای سازه هایی که به دنبال اجرای سازه با قالب بندی و تجهیزات چوبی هستند، کمی بالاست. با این حال کیفیت تیر H20 و میزان تحمل بار آن نسبت به سایر تیرهای چوبی مثل چهارتراش بیشتر و کاربردی تر است.
تیر بتنی پیش ساخته گزینه ای ارزان تر و استفاده از آن برای پروژه های بتنی ساختمانی بهینه تر است. با این حال دقت کنید که این تیر بیشتر در ساختمان سازی های معمول یا سازه بتنی سبک تر استفاده می شود که با سقف تیرچه بلوک قابل پیاده سازی هستند.
با این حال در نظر گرفتن هزینه و قیمت انواع تیرهای سازه ای باید با نوع کاربرد مورد انتظار و میزان باربری که از تیر انتظار می رود هم همخوانی داشته باشد. نمی توان از یک تیر H20 انتظار داشت که در یک سازه صنعتی عظیم که نیازمند اسکلت بندی فلزی است، استفاده شود و بتواند حجم سازه سقف و بار ناشی از آن را به خوبی تحمل کند.
راهنمای انتخاب تیر بر اساس بخش سازه
کمی قبل گفتیم که تیرها بر اساس نوع سازه و قسمتی که مورد استفاده قرار می گیرند باید برای اجرای سازه انتخاب شوند. در این بخش یک راهنمای ساده و کاربردی برای انتخاب تیر مناسب هر قسمت از سازه به شما ارائه می کنیم که تصمیم گیری را برای شما آسان تر خواهد کرد.
قالب بندی سقف و دال افقی
برای دال های با ضخامت کمتر از ۲۰ سانت، چهارتراش ۱۰×۱۰ کافی است. برای ضخامت بیشتر یا دهانه بالای ۳ متر، تیر H20 انتخاب فنی تری است. برای اجرای سقف های تیرچه بلوک بهتر است از تیرهای پیش ساخته استفاده کرد. با این حال در پروژه هایی که کیفیت سطح بتن اهمیت دارد (مانند بتن اکسپوز)، تیر H20 به دلیل کنترل بهتر انحراف قالب ارجح است.
قالب بندی دیوار
در قالب بندی دیوار، تیرهای H20 یا چوب های چهارتراش هر دو گزینه مناسب و به صرفه ای هستند. این تیرها معمولاً به صورت افقی پشت قالب قرار می گیرند.
قالب بندی ستون
معمولا قالب بندی ستون نیازمند مهاری های جانبی و نه عمودی است و برای این کار استفاده از چهارتراش های با مقطع 10 در 10 یا 5 در 5 پاسخگوی نیاز شما خواهد بود.
شمع بندی و پایه گذاری موقت
در این بخش، چهارتراش های ۱۰×۱۰ سانت با کیفیت خوب یا تیر H20 هر دو کارایی دارند. انتخاب بستگی به ارتفاع سقف، بار دال و تعداد دفعات استفاده مجدد دارد.
اشتباهات رایج در انتخاب و استفاده از تیر سازه
- استفاده از چهارتراش در دهانه های بالای ۲ متر بدون محاسبه خمش
- نگهداری نامناسب تیر H20 در فضای باز و مرطوب
- انتخاب تیر صرفاً بر اساس قیمت اولیه بدون محاسبه هزینه چرخه عمر
- استفاده از تیر آسیب دیده یا ترک خورده در شمع بندی سازه بتنی
- عدم تطبیق فاصله گذاری تیرها با ضخامت صفحه پلای وود
انتخاب تیر مناسب در سازه های بتنی به نوع بخش اجرایی، بار سازه ای، محاسبات مهندسی سازه، کیفیت مورد انتظار بتن و تعداد سیکل استفاده بستگی دارد. تیر چوبی سازه در انواع چهارتراش یا H20 هنوز پرکاربردترین گزینه در شمع بندی سازه بتنی و قالب بندی سقف است. تیر H20 به ویژه در دهانه های بلند، بتن اکسپوز و پروژه هایی که کنترل کیفیت اهمیت دارد، برتری فنی و اقتصادی دارد. پیش از خرید، محاسبه بار و تعیین دهانه را جدی بگیرید و قیمت تیر را در چارچوب هزینه کل قالب بندی ارزیابی کنید.