مقاله مزایا و معایب سقف های کرمیت

مقاله مزایا و معایب سقف های کرمیت شامل بررسی ویژگی ها، مزایا، معایب، کاربردها، و مقایسه با دیگر انواع سقف ها می باشد. این مقاله به تحلیل و بررسی جنبه های مختلف سقف های کرمیت از جمله مقاومت، هزینه ها، و فرآیند نصب پرداخته و به ارزیابی عملکرد آن در پروژه های ساختمانی مختلف می پردازد.

مقدمه:

در سال های اخیر، استفاده از سقف های تیرچه و بلوک با تیرچه فلزی با جان باز (که به اصطلاح سقف کرمیت شناخته می شود) رونق چشمگیری یافته است. سرعت بالای اجرای این نوع سقف ها به دلیل عدم نیاز به شمع بندی و احتمالاً هزینه کمتر تمام شده آن ها، موجب استقبال گسترده از این روش در ساخت وسازها گردیده است. با این حال، محاسبه و اجرای این سقف ها نیازمند دقت و توجه به نکات اجرایی بیشتری نسبت به سایر سقف ها است که متأسفانه در بسیاری از موارد به آن ها بی توجهی می شود و در نتیجه مشکلاتی در اجرای آن ها مشاهده می گردد.

نشریه 151 سازمان مدیریت و برنامه ریزی تحت عنوان "راهنمای طراحی و اجرای سقف تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن" در سال 1381 منتشر شده است. رعایت ضوابط این نشریه تا زمانی که استاندارد تولید تیرچه های فولادی با جان باز توسط مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران منتشر گردد، توصیه شده است. از آنجا که این سقف ها ترکیبی از بتن و فولاد هستند، لازم است که تمامی ضوابط مربوط به آن ها طبق مباحث نهم و دهم مقررات ملی ساختمان (ساختمان های بتنی و فولادی) به طور دقیق رعایت گردد.

در این مقاله، تلاش شده است تا به اختصار به اشکالات اجرایی مشاهده شده در سقف های کرمیت پرداخته شود و همچنین ضوابط الزامی برای اجرای این سقف ها بیان گردد. در ادامه، مقایسه ای میان سقف های متداول و سقف کرمیت ارائه خواهد شد. در انتها، جهت آشنایی محاسبان، نمونه ای از نحوه طراحی این سقف ها با استفاده از روش تنش مجاز نیز ارائه خواهد شد.

اعضای مختلف سقف های تیرچه فلزی با جان باز، محدودیت ها، مشکلات اجرایی

در این بخش، به منظور آشنایی خوانندگان گرامی با سقف های تیرچه فلزی با جان باز (کُرمیت)، اجزای مختلف این نوع سقف به طور جداگانه توضیح داده می شود تا مشکلات اجرایی و محدودیت های آیین نامه ای در هر قسمت به دقت مورد بررسی قرار گیرد. شکل زیر، اجزای مختلف یک سقف تیرچه کُرمیت را به تصویر می کشد.

ورق پایینی

فولاد مصرفی برای ورق پایینی باید مطابق با استاندارد ملی شماره 1600 باشد و از هرگونه اعوجاج و زنگ زدگی عاری باشد. متأسفانه، برخی از مجریان سقف به دلیل صرفه جویی اقتصادی از ورق های کهنه و موجدار (پلیسه مانند) استفاده می کنند که این امر باعث کاهش کیفیت سقف و عدم اجرای صحیح جوشکاری می شود.

بر اساس بند 3-1-2 نشریه 151، عرض ورق پایینی باید حداقل 10 سانتیمتر باشد و فقط در دهانه های کمتر از 4 متر می توان از عرض 8 سانتیمتر استفاده کرد.

طبق بند 3-1-6 نشریه 151، حداقل ضخامت ورق پایینی 3 میلیمتر است، اما مطابق بند 10-1-9-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، ضخامت اجزای سازه ای که در فضای باز و در معرض عوامل جوی یا اثرات خورنده دیگر قرار دارند، نباید از 6 میلیمتر کمتر باشد. در محیط های خشک و عاری از هرگونه خورندگی، این مقدار به 5 میلیمتر کاهش می یابد، مگر اینکه تدابیر ویژه ای برای جلوگیری از خوردگی در این قطعات پیش بینی شده باشد. بنابراین، توصیه می شود که بال تحتانی تیرچه ها در ناحیه زیر و در قسمت نشیمن بلوک ها به طور مناسب ضدزنگ کاری شده و از ضخامت ورق ذکر شده در مبحث دهم نازک تر انتخاب نگردد.

میلگرد خرپایی

میلگرد خرپایی به عنوان عضو مورب خرپا عمل کرده و قبل و بعد از گیرش بتن، ایستایی لازم را برای تحمل برش وارد شده فراهم می کند. طبق بند 2-2-1-1 نشریه 151، استفاده از فولاد سخت (AШ) برای میلگردهای خرپایی و کلاف های عرضی مجاز نمی باشد. متأسفانه به دلیل فراوانی فولاد AШ و ذوبی در بازار، توجهی به این موضوع نمی شود و استفاده گسترده از این نوع فولادها در تهیه تیرچه ها مشاهده می گردد.

جوشکاری میلگردهای AШ مستلزم رعایت تمهیدات خاصی است که متأسفانه هیچ یک از آن ها رعایت نمی شود. همچنین، در خم کردن میلگردها باید حداقل شعاع خم رعایت گردد تا از ترک خوردگی میلگرد جلوگیری شود. عموماً نوع میلگردها از شکل آج روی آن ها قابل تشخیص است.

یکی از خرابی های رایج و خطرناک در سقف های کُرمیت، شکست جوش میلگردهای خرپایی از محل اتصال است. طبق بند 3-6-1 نشریه 151، میزان جوش میلگردهای قطری روی ورق تحتانی باید به گونه ای باشد که بتواند در فاصله بین لنگر ماکزیمم و لنگر صفر، ظرفیت برشی افقی را تحمل کند. اندازه مؤثر جوش میلگرد روی ورق برابر 3/0 شعاع میلگرد است.

در دهانه های بزرگ، طول جوش لازم برای میلگرد خرپایی روی بال تحتانی به سختی تأمین می شود و معمولاً این موضوع در نقشه ها و محاسبات نادیده گرفته می شود. به طور معمول مشاهده می شود که در تیرچه های موجود در بازار، مقدار جوش برای تیرچه های با دهانه کوتاه و بلند یکسان است که این امر ناشی از بی توجهی به اهمیت موضوع جوش است.

نبشی فوقانی

نبشی فوقانی قبل از گیرش بتن به عنوان بال فوقانی خرپا عمل کرده و بارهای وارده را تحمل می کند. یکی از خرابی های رایج در سقف های کُرمیت، کمانش جانبی بال فشاری (نبشی فوقانی) است که منجر به خرابی سقف قبل از گیرش بتن می شود. این مشکل معمولاً در زمان اجرای سقف و وارد آمدن بارهای زیاد ناشی از انباشته شدن بتن یا ضربه پمپ بتن رخ می دهد. برای رفع این مشکل، باید فاصله مهارهای جانبی بال فشاری کاهش یابد.

طبق بند 2-1-4-3 نشریه 151، باید آرماتور فوقانی کلاف عرضی به نبشی فوقانی جوش شود تا بال فوقانی تیرچه ها را مهار کند. برای این منظور، کلاف عرضی باید در فاصله های تقریبا مساوی اجرا شود به گونه ای که ضریب لاغری در جهت عمود بر طول تیرچه ها از 145 بیشتر نشود. همچنین، انتهای کلاف عرضی باید در بالا و پایین در محل برخورد با تیر فرعی مهار شود.

برای اطمینان از عدم کمانش بال فشاری، توصیه می شود آرماتورهای دال نیز به نبشی فوقانی جوش شوند تا فاصله مهارهای جانبی کاهش یابد. در این صورت، آرماتورهای دال باید در انتها به تیر فرعی یا ستون به طور مناسبی مهار شوند.

در بسیاری از موارد اجرایی، به جای استفاده از نبشی استاندارد، از ورق های خم شده با نورد سرد استفاده می شود. کمانش بال فشاری در این ورق های خم شده به دلیل ایجاد تنش های پسماند بیشتر رخ می دهد. همچنین، در طراحی ورق خم شده باید از ضوابط طراحی نورد سرد استفاده شود. بنابراین، توصیه می شود تا حد امکان از نبشی استاندارد برای بال فوقانی استفاده گردد.

میلگردهای تقویتی

در بسیاری از موارد به منظور اقتصادی کردن پروژه، از تقویت میلگرد برای بال فوقانی و ورق پایینی استفاده می شود. استفاده از میلگرد تقویتی تنها در صورتی مجاز است که از نوع فولاد نرم (AI) یا نیم سخت (AII) باشد و با جوش مناسب و مطابق با ضوابط جوش استاندارد ایران به ورق متصل گردد.

دال بتنی

پس از جاگذاری تیرچه ها و بلوک ها، بتن پوششی اجرا می شود. طبق بند 3-1-3 نشریه 151، ضخامت دال بتنی نباید از 50 میلی متر و یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه ها کمتر باشد. بنابراین، با توجه به فاصله بین تیرچه ها که برابر 75 سانتی متر است، حداقل ضخامت دال بتنی باید 5.5 سانتی متر باشد. در عمل، این مورد کمتر رعایت شده و حتی ضخامت هایی به اندازه 2 سانتی متر یا 3 سانتی متر نیز مشاهده می شود.

میلگرد افت و حرارت

طبق بند 2-1-3 نشریه 151، میلگرد افت و حرارت تنها در جهت عمود بر تیرچه ها لازم است و مقدار حداقل این میلگرد به میزان دو در هزار مساحت دال بتنی می باشد. بر این اساس، برای ضخامت 6 سانتیمتر بتن، آرماتور شماره 6 در فاصله 25 سانتیمتر برای دال کفایت می کند.

مطابق بند 9-11-2-6-3 مبحث نهم، در صورتی که فاصله بین تیرچه ها از 75 سانتیمتر بیشتر نباشد و ضخامت دال بتنی از 50 میلی متر و یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه ها بیشتر باشد، می توان آرماتورها را تنها در یک جهت و در جهت عمود بر دال قرار داد. در صورتی که آرماتورهای دال به نبشی فوقانی جوش شوند، باید از نوع فولاد نرم (AI) یا نیم سخت (AII) باشد و در غیر این صورت می توان آنها را از نوع فولاد سخت (AIII) نیز انتخاب کرد.

طبق بند 2-1-3-5 نشریه 151، فاصله بین میلگردهای افت و حرارت نباید از 5 برابر ضخامت دال بتنی و 300 میلی متر بیشتر باشد و همچنین قطر آنها از 5 میلی متر کمتر نباشد.

در شیوه ای از اجرای سقف تیرچه فولادی با جان باز، از قالب های فلزی جمع شونده استفاده می شود (کُرمیت کامپوزیت). در این روش، پس از گیرش بتن، قالب جمع آوری شده و فاصله تیرچه ها تا 90 سانتیمتر افزایش می یابد. در این حالت، لازم است که از دو ردیف میلگرد در دو جهت عمود بر هم در سقف استفاده شود. ضخامت دال و آرماتور آن در این روش باید بر اساس ضوابط دال های یک طرفه طرح گردد.