سقف کرومیت + الزامات آیین نامه ای ، اشکالات اجرایی

فناوری های نوین عمرانی
تایپوگرافی
  • خیلی کوچک کوچک متوسط بزرگ خیلی بزرگ
  • پیش فرض Helvetica Segoe Georgia Times

در سال های اخير شاهد استفاده گسترده از سقف های تيرچه و بلوک با تيرچه فلزی با جان باز ( به اصطلاح كروميت ) می باشيم. سرعت نسبتاً بالای اجرای اين نوع سقف ها به سبب عدم نياز به شمع بندي و شايد قيمت تمام شده كمتر آنها موجب افزايش تمايل برای استفاده از اين روش اجراي سقف شده است. محاسبه و اجرای اين نوع سقف ها داراي نكات و ريزه كاری های اجرایی بيشتري نسبت به ساير سقف ها می باشد كه متأسفانه در بيشتر موارد ناديده گرفته شده و درمجموع شاهد وضعيت نامطلوبی در اجراي اين سقف ها می باشيم.

سقف کرومیت چیست ؟

سقف کرومیت به سقف‌هایی گفته می‌شود که با استفاده از تیرچه‌های با جان باز در ترکیب با بتن ساخته می‌شود.

تاریخچه سقف کرومیت

در سال ۱۳۵۶ بر اساس بهره‌گیری از آئین‌نامه‌های AISC ،ACI ،SJI طراحی و به جامعه مهندسی معرفی و در سال ۱۳۵۸ با حمایت سازمان پژوهش‌های ایران و بعد از آزمایش‌های لازم توسط دانشگاه پلی تکنیک تهران و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (BHRC) وارد بازار مصرف گردید و در سال ۱۳۶۲ موفق به ثبت اختراع تحت شماره ۲۲۴۴۵ در اداره ثبت علایم و اختراعات و مالکیت صنعتی گردید. این طرح در بازار به نام سقف کرومیت معروف و با توجه به مصطلح شدن این نام، توسط کمیسیون استاندارد ۱۲۹۷۷ این نام رسماً به ان اطلاق گردید.

نشریه سقف کرومیت

نشريه 151 سازمان مديريت و برنامه ريزی به نام "راهنمای طراحی و اجرای سقف تيرچه هاي فولادي با جان باز در تركيب با بتن " در سال 1381 تنظيم و منتشر شده است. بكارگيری ضوابط اين نشريه تا زمان انتشار استاندارد توليد تيرچه هاي فولادي با جان باز توسط مؤسسه استاندارد تحقيقات ايران توصيه شده است. بديهی است با توجه به تركيبي بودن اين سقف ها از بتن و فولاد رعايت كليه ضوابط مرتبط با موضوع در مباحث نهم و دهم مقررات ملی ساختمان (ساختمانهای بتنی و فولادی) لاز مالاجرا مي باشد. در اين مطلب از سایت آبستا سازه سعی می گردد به اختصار به اشكالات اجرایی ديده شده و ضوابط لازم الاجرا در سقف كروميت اشاره ای گردد و سپس مقايسه ای مختصر بين سقف های متداول با سقف کرميت صورت پذيرد.

اعضای مختلف تیرچه و سقف های تيرچه فلزی با جان باز (کرومیت)

اعضای تیرچه کرومیت

  • نبشی فوقانی
  • ورق پایینی
  • میلگرد خرپایی
  • میلگرد تقویتی پایینی
  • میلگرد تقویتی بالایی

اعضای سقف کرومیت

  • تیرچه کرومیت
  • دال بتنی
  • بلوک
اعضای سقف کرومیت (دیتیل سقف کرومیت)
اعضای سقف کرومیت (دیتیل سقف کرومیت)

در زیر به معرفی، الزامات و اشکالات اجرایی هر یک از اعضای سقف تیرچه فلزی با جان باز (کرومیت) میپردازیم.

ورق پایینی

  • فولاد مصرفی ورق پايينی تیرچه کرومیت بايد با استاندارد ملی شماره 1600 مطابقت داشته و فاقد هرگونه اعوجاج و زنگ زدگی باشد. متاسفانه برخی از مجريان سقف به جهت صرفه اقتصادی از ور قهای كهنه و موجدار (پليسه مانند) استفاده می كنند كه اين امر باعث ضعف سقف کرومیت و عدم اجراي جوشكاری مناسب مي گردد.
  • مطابق بند 3-1-2 نشريه 151 عرض ورق پايينی حداقل 10 سانتيمتر است كه تنها در دهانه های كمتر از 4 متر ميتوان از عرض 8 سانتيمتر استفاده كرد.
  • بر اساس بند 6-1-3 نشریه 151 حداقل ضخامت ورق پایینی 3 میلی متر میباشد اما به موجب بند 10-1-9-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ضخامت اجزای سازه ای كه در فضای خارج و در معرض عوامل جوی يا اثرات خورنده ديگر قرار داشته باشند نبايد از 6 ميليمتر كمتر باشد و در محيط های خشک و عاری از هر گونه آثار خورندگی اين مقدار به 5 میلیمتر كاهش مي يابد مگر اينكه در اين قطعات پيش بينی ويژه و مؤثری براي جلوگيري از خوردگی به عمل آمده باشد. بنابراين توصيه مي شود بال تحتانی تيرچه ها در زير و در قسمت نشيمن بلو ک ها و در ضخامت ورق به شكل مناسبی ضدزنگ بخورد و از ضخامت ورق ذكر شده در مبحث دهم نازكتر اختيار نگردد.

ميلگرد خرپایی

ميلگرد خرپایی به عنوان عضو مورب خرپا عمل نموده و قبل و بعد از گيرش بتن، ايستایی لازم را برای تحمل برش وارده فراهم می كند. طبق بند 2-2-1-1 نشریه 151 استفاده از فولاد سخت (AIII) برای ميلگردهای خرپایی و نيز كلاف های عرضی مجاز نمي باشد. متأسفانه به علت وفور فولاد (AIII) و ذوبی در بازار به اين موضوع توجهی نشده و استفاده گسترده از اين نوع فولادها در تهيه تيرچه مشاهده می گردد. جوشكاری ميلگردهای (AIII) مستلزم رعايت تمهيدات خاصی است كه هيچكدام رعايت نمی شود و از طرفي در خم كردن ميلگردها بايد حداقل شعاع خم رعايت گردد تا منجر به تر كخوردگی در ميلگرد نشود. عموماً نوع ميلگردها از شكل آج روی آن قابل تشخيص می باشد.

يكی از خرابی های رايج و خطرناک در سقف کروميت شكست جوش ميلگردهای خرپایی از محل اتصال می باشد. طبق بند 3-6-1 نشریه 151 ميزان جوش ميلگردهای قطری روي ورق تحتانی بايد بتواند درحد فاصل لنگر ماكزيمم و لنگر صفر ظرفيت برشی افقی (As.fy ) / 2 را تحمل نمايد و اندازه مؤثر جوش ميلگرد روی ورق برابر 0.3 شعاع میلگرد است.

در دهانه های بزرگ طول جوش لازم ميلگرد خرپایی روي بال تحتانی به سختی تأمين مي گردد و عموماً اين مورد در نقشه ها و محاسبات مورد توجه قرار نمی گيرد. عموماً ديده مي شود در تيرچه های موجود در بازار مقدار جوش براي تيرچه هاي با دهانه كوتاه و بلند برابر است كه ناشي از بی توجهی به اهميت موضوع جوش می باشد.

نبشی فوقانی

نبشی فوقانی قبل از گيرش بتن به عنوان بال فوقانی خرپا عمل نموده و بارهای وارده را تحمل می كند. يكی از خرابی های رايج در سقف كروميت كمانش جانبی بال فشاری (نبشی فوقانی) مي باشد كه منجر به خرابی سقف قبل از گيرش بتن می شود. اين عمل
معمولاً در زمان اجرای سقف و وارد آمدن بارهای زياد ناشی از انباشته شدن بتن و يا ضربه پمپ بتن رخ می دهد. جهت اصلاح اين اشكال بايد فاصله مهارهای جانبی بال فشاري را كاهش داد

طبق بند 2-1-4-3 نشریه 151 بايد آرماتور فوقانی كلاف عرضی به نبشی فوقانی جوش شود تا بال فوقانی تيرچه ها را مهار كند برای اين منظور بايد كلاف عرضی در فاصله های تقريبا مساوی اجرا شود به طوری كه ضريب لاغری در جهت عمود بر طول تيرچه ها از 145 بيشتر نشود. همچنين انتهای كلاف عرضی بايد هم در بالا و هم در پايين در محل برخورد به تير فرعی مهار شوند. جهت اطمينان از عدم كمانش بال فشاری توصيه می شود آرماتورهای دال نيز به نبشی فوقاني جوش شوند تا فاصله مهارهای جانبی كاهش يابد. در اين حال حتماً بايد آرماتورهای دال در انتها به تير فرعی و يا ستون به نحو مناسبی مهار شوند

در بسياری از موارد اجرایی به جای استفاده از نبشی استاندارد از ور قهای خم شده با نورد سرد استفاده می شود. كمانش بال فشاری در اين ور قهای خم شده به سبب ايجاد تنش هاي پسماند بيشتر رخ مي دهد و از طرفی در طراحی ورق خم شده بايد از ضوابط طراحی نورد سرد استفاده گردد؛ لذا توصيه می شود تا حد امكان از نبشی استاندارد براي بال فوقانی استفاده شود.

ميلگردهای تقويتی

در بسياری از موارد جهت اقتصادی نمودن پروژه از تقويت ميلگرد برای بال فوقانی و ورق پايينی استفاده مي شود. استفاده از ميلگرد تقويتی تنها در صورتی مجاز است كه از نوع فولاد نرم (AI) و یا نیم سخت (AII) باشد و با جوش مناسبی مطابق با ضوابط جوش استاندارد ايران به ورق متصل شوند.

دال بتنی

پس از جاگذاری تيرچه ها و بلو كها بتن پوششی اجرا می شود. طبق بند 3-1-3 نشریه 151 ضخامت دال بتنی نبايد از 50 ميليمتر و يک دوازدهم فاصله آزاد بين تيرچه ها كمتر باشد. لذا با توجه به فاصله بين تيرچه ها برابر 75 سانتی متر، حداقل ضخامت دال بتنی بایستی 5.5 سانتی متر باشد. در عمل و اجرا اين مورد كمتر رعايت شده و حتی ضخامت های 2 سانتيمتر و يا 3 سانتيمتر نيز به چشم می خورد.

میلگرد های افت و حرارت در سقف کرومیت

بر اساس بند 2-1-3 نشریه 151 ميلگرد افت و حرارت تنها در جهت عمود بر تيرچه ها لازم است و مقدار حداقل اين ميلگرد به ميزان دو در هزار مساحت دال بتن می باشد. بر اين اساس برای ضخامت 6 سانتی متر بتن، آرماتور شماره 6 در فاصله 25 سانتی متر برای دال كفايت می كند.

بر اساس بند 9-11-2-6-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در صورتيكه فاصله بين تيرچه ها از 75 سانتی متر بيشتر نباشد و ضخامت دال بتنی از 50 ميلی متر و یک دوازدهم فاصله آزاد بين تيرچه ها بيشتر باشد می توان آرماتورها را تنها در یک جهت و در جهت عمود بر دال قرار داد

بر اساس بند 2-3-1-5 نشریه 151 151 فاصله بين ميلگردهای افت و حرارت نبايد از 5 برابر ضخامت دال بتنی و 300 ميلی متر بيشتر باشد و همچنين قطر آنها از 5 ميلی متر كمتر نباشد.

در شيوه ای از اجرای سقف تيرچه فولادی با جان باز، از قالب های فلزی جمع شونده استفاده می گردد (کروميت كامپوزيت). در اين روش پس از گيرش بتن قالب جمع آوری شده و فاصله تيرچه ها تا 90 سانتی متر افزايش می يابد. در اين حالت لازم است كه از دو رديف ميلگرد در دو جهت عمود بر هم در سقف استفاده شود. ضخامت دال و آرماتور آن در اين روش بايد بر اساس ضوابط دا لهای يک طرفه طرح گردد.

کلاف عرضی

استفاده از كلاف عرضی در سقف كروميت الزامی است. عرض حداقل اين كلاف 10 سانتی متر و حداقل شامل دو ميلگرد به قطر حداقل 12 ميلی متر می باشد. طبق بند 2-1-4 نشریه 151 در دهانه های كوچكتر از 5.5 متر اجرای حداقل يک كلاف عرضی الزامی بوده و در دهانه های بزرگتر فاصله كلاف ها بايد به نحوی باشد كه فاصله دو كلاف عرضی از 2.5 متر تجاوز نکند. در دهانه های کوچک تر از 3 متر نصب ميلگرد و جوش دادن آن به تيرچه ها كفايت مي كند و نيازی به ايجاد فاصله بين بلو كها براي نفوذ بتن نمی باشد.

در سقف های کروميت كامپوزيت به سبب گيركردن قالب ها و تكه دارشدن آنها معمولاً ديده می شود كه كلاف عرضی حذف شده و يا به شكل بسيار ناصحيحی كلاف عرضی صرفاً با ميلگرد اجرا می گردد كه به هيچ وجه تأمين كننده ضوابط نشريه 151 نمیباشد. شكل زير نمونه ای از اين روش اجرا را نشان می دهد.

اجرای نادرست كلاف عرضی با ميلگرد در سقف های کروميت
اجرای نادرست كلاف عرضی با ميلگرد در سقف های کروميت

بلوک ها

بلو ک های مختلفی مانند بلوک سيمانی، سفالی، پلی استايرن و . . . برای سقف های تيرچه كروميت به كار می رود. استفاده از بلو ک های سيمانی و سفالی به شرط رعايت ضوابط 2-1-2 نشریه 151 منعی ندارد.در نقاطي كه امكان استفاده از بلوک كامل ميسر نمی باشد بايد از بلوک های با اندازه متفاوت استفاده شود. پركردن اين قسمت ها با خرده بلوكها ممنوع می باشد.

اجرای نادرست استفاده از خرده بلوک در سقف کرومیت
اجرای نادرست استفاده از خرده بلوک در سقف کرومیت

کش ها

امكان حذف كش ها در سازه های فولادی از مواردی است كه مبلغين سقف هاي کروميت آن را از مزاياي اين سقف می دانند. وظيفه كش انسجام بخشيدن به سازه بخصوص در حين واردشدن بارهاي جانبی وارده بر ساختمان می باشد. همچنين كش ها كمک می كنند تا ستون ها در زمان اجرای بتن ريزی سقف از حالت راستاي قائم خود (شاقوی) خارج نشوند. بر اين اساس توصيه می شود كه در اجراي سقف های كروميت كش ها حذف نشوند. همچنين با توجه به اينكه غالب محاسبان كش ها را براي بارهای قائم طراحی نمی كنند لازم است در مجاورت کش ها، تيرچه حذف نشده و بلو كها روی كش ها قرار نگيرند.

اتصال سقف كاذب به تيرچه ها

در سقف هاي کروميت و به خصوص در سقف های کروميت كامپوزيت برای اتصال سقف كاذب به سقف اصلی از جوشكاری آويزها به ورق تحتانی استفاده می شود. اين عمل به سبب ضخامت كم ورق و زير بار بودن آنها و افزايش تنش هاي پسماند ناشی از جوشكاری صحيح نبوده و بايد قبل از بتن ريزی تمهيدات لازم جهت قراردادن آويزها در دال بتني پیش بينی گردد.

علت لرزش سقف کرومیت

پس از بتن ريزی سقف، بتن به داخل تيرچه ها نفوذ كرده كه اين عمل سبب افزايش مقاومت برشی تيرچه ها مي شود. همچنين با پرشدن جان تيرچه ها با بتن لرزش سقف ها به نحو قابل توجهی كاهش مي يابد. بنابراین یکی از علت های لرزش سقف های کرومیت کامل پر نشدن جان تیرچه های فلزی با بتن میباشد که در نهایت لرزش سقف را به دنبال دارد.

 نکات اجرایی در سقف های کرومیت

1- بال تحتانی تيرچه ها بايد به پل ها جوش شود اما بال فوقانی نبايد جوش شود. دليل اين امر مفصل فرض شدن اتصال تيرچه به پل است. حداقل طول جوش در هر طرف تيرچه 5 سانتيمتر و حداقل بعد آن 3 ميليمتر می باشد. تيرچه بايد حداقل 2 سانتيمتر روی لبه بال تيرآهن نشيمن داشته باشد.

اتصال تیرچه به پروفیل فولادی در سقف کرومیت
اتصال تیرچه به پروفیل فولادی در سقف کرومیت

2- در صورتيكه طول تيرچه ها بزرگتر از اندازه لازم باشد، بايد قسمت های اضافی بريده شده و سپس در طرف قطع شده گوشواره های اضافی تقويتی با طول كافی متناسب با طول دهانه تأمين گردد. توصيه مي شود جهت تقويت برش در تكيه گاه در تيرهای عادی نيز گوشواره اضافی تقويت قرار داده شود.

ورق تقویت و گوشواره در تیرچه کرومیت
ورق تقویت و گوشواره در تیرچه کرومیت

3- ورق تقويتی با طول كافی در تكيه گا هها متناسب با طول دهانه تأمين گردد. طول ورق تقويتي به نحوی انتخاب گردد كه در دهانه های كمتر از 5 متر حداقل يک چشمه و در دهانه هاي بزرگتر حداقل 2چشمه را پر كند. شكل های زير نحوه اتصال تيرچه به پروفيل فولادي، گوشواره تقويت و ورق تقويتی را نشان می دهد.

مقایسه سقف کرومیت با سقف تیرچه بلوک

سقف هاي كروميت در صورت اجرا و طراحی خوب در مقايسه با سقف تیرچه و بلوک مزيت هايی نيز دارند كه از جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد :

1- انسجام مناسب و صلبيت كافي
2- سرعت اجرایی بالا با توجه به عدم نياز به شمع بندي و کاهش برخی از هزینه ها
3- ضخامت قابل قبول

وزن سقف های كروميت نسبت به سقف های تيرچه و بلوک معمولی با فاصله محور تا محور تيرچه ها برابر 50 سانتی متر كمتر است كه اين امر موجب سبک تر شدن سقف و به تبع آن سبک تر شدن سازه می گردد. اگر سقف های تيرچه و بلوک را نيز با بلو ك های عريض تر و تقويت تيرچه انجام داد می توان از نظر وزنی اين دو نوع سقف را يكسان دانست ولی در ساز ههای فولادی اتصال تيرچه های كروميت به پل ها بهتر از سقف های تيرچه و بلوک معمولی بوده و عملكرد آنها بهتر است.

از نظر اجرایی عامل انسانی در اجرای سقف كروميت نقش بيشتری داشته است. ساخت تيرچه فولادی با جوشكاری متنوع و زياد و احتمال خطای انسانی و ماشين آلات مختلف در اين نوع سقف بسيار بيشتر است.

 منابع :

  • مقررات ملي ساختمان ايران : مبحث دهم طرح و اجرای ساختما نهاي فولادی 
  • راهنمای طراحی و اجرای سقف تيرچه های فولادی با جان باز در تركيب با بتن
  • سقف های کروميت، مزايا و معايب (سعيد برادران همتی ، مهدی هاديزاده بزاز)