صفحه اصلی  »  مقالات  »  طراحی سازه های فولادی  »  تعیین جهت تیرریزی با توجه به سیستم سازه ای : بررسی پلان تیر ریزی سقف در ایتبس

تعیین جهت تیرریزی با توجه به سیستم سازه ای : بررسی پلان تیر ریزی سقف در ایتبس

حتما شنیده اید تیر ریزی شطرنجی بهترین نوع تیر ریزی سقف است.
اما این از کجا آمده است؟ چه دلیل علمی دارد؟ اصلا آیا این استدلال درست است؟
ما به شما در این مقاله با بررسی همه نکات تئوری، نرم افزاری و اجرایی موثر در تیر ریزی خواهیم گفت خیر! همیشه تیرریزی شطرنجی خوب نیست!
در هر شرایطی باید خودتان قدرت تصمیم گیری داشته باشید! ما به شما تجربه یک طراح حرفه ای در تیر ریزی را هدیه می کنیم.
پیشنهاد می شود همه بند ها را با دقت خوانده تا با هر پروژه جدید، در انتخاب جهت تیر ریزی مردد نباشید. تفکیک مطالب به انواع سیستم ها و سقف ها به این معنی نیست که نتوانید از نکات آن در همه حالت ها بهره ببرید.

با مطالعه مقاله تعیین جهت تیر ریزی سقف چه مطالبی را خواهیم آموخت؟

ما در این یادداشت قصد داریم با رویکردی مفهومی و اجرایی موارد زیر را آموزش دهیم:

1- تفاوت پلان تیرریزی در انواع سقف ها در نرم افزار ETABS
2- نحوه تیر ریزی سقف کامپوزیت و عرشه فولادی
3- نحوه تیر ریزی سقف تیرچه بلوک و کرومیت
4- تعیین جهت تیرچه ریزی با توجه به سیستم قاب خمشی در دو جهت
5- تعیین جهت تیرچه ریزی با توجه به سیستم قاب ساده در دو جهت
6- تعیین جهت تیرچه ریزی با توجه به سیستم یک جهت قاب ساده و یک جهت قاب خمشی
7- 7 نکته تکمیلی و مهم موثر بر تیر ریزی بهینه (نکات اجرایی، ملاحظات معماری، تاثیر در طراحی)

تفاوت تیر ریزی در انواع سقف ها در نرم افزار ETABS و نکات هر سقف در تیرریزی

1. سقف کامپوزیت و عرشه فولادی

  • در این نوع سقف ها، در نرم افزار چون خود تیر ها عملا رسم می شوند پس بحث تیریزی مستقیما به خود این تیرها بر میگردد  و سقف یک طرفه که روی تیرها رسم می کنیم نقش انتقال بار را خواهد داشت یعنی باید جهت آن عمود بر تیرهای فرعی بوده تا بار ابتدا از سقف به تیر های فرعی انتقال یابد سپس از طریق تیر های فرعی به اصلی منتقل شود (با هر بار تغییر جهت تیرچه ها باید جهت سقف نیز تغییر یابد)
جهت تیر ریزی سقف کامپوزیت و عرشه فولادی

اهمیت قرارگیری جهت تیر ریزی و جهت سقف اسکلت فلزی (سقف کامپوزیت و عرشه فولادی)

 

  • در سقف عرشه فولادی باید به این نکته اجرایی نیز توجه داشت که تغییر جهت تیرچه ها باعث سختی کار در اجرای ورق کنگره ای عرشه خواهد شد زیرا در هر دهانه باید جهت آن عوض شود.
تیرچه ریزی سقف عرشه فولادی

یک طرفه اجرا شدن ورق سقف عرشه فولادی به علت سهولت اجرا

 

2. تیرریزی سقف تیرچه بلوک و کرومیت

  • در این نوع سقف ما تیرچه ها را در نرم افزار رسم نمی کنیم. به علت اینکه جهت واقعی توزیع بار در سازه پس از اجرا در جهت تیرچه های آن است، باید مدل را طوری بسازیم که انتقال بار به درستی باشد.
    در این نوع سقف ها ما فقط المان سقف را رسم می کنیم که یک طرفه است، از آنجا که در سقف بار در راستای جهت آن توزیع می شود باید در تیرچه بلوک و کرومیت جهت سقف را موازی تیر ریزی اصلی قراردهیم تا نرم افزار بار را در جهت تیر فرعی به تیر اصلی انتقال دهد، در حالی که در کمپوزیت و عرشه فولادی بار به صورت عمود به تیرهای فرعی میرسد و سپس در جهت تیر فرعی به تیر اصلی انتقال می یابد.
جهت تیرچه ریزی سقف تیرچه بلوک و کرومیت

اهمیت قرارگیری جهت تیر ریزی و جهت سقف در تیرچه بلوک و کرومیت

 

  • در سقف تیرچه بلوک، طول دهانه ها نباید از 7 متر بیشتر شود و اگر بیشتر شد باید در جهت کوتاه تر تیرریزی کرد (برای دهانه‌های بیشتر از 7 متر در صورت کنترل و استفاده از بلوک‌های با عمق 30 سانتیمتر ممکن است بتوان تیرچه را در جهت بلندتر قرار داد)
  • اگر یکی از چهار تیر اطراف یک چشمه مورب است و با بقیه تیر ها زاویه 90 درجه ندارد، بهتر است تیر ریزی سقف طوری باشد که روی آن تیر اصلی، تیرچه نباشد زیرا باعت میشود طول تیرچه ها با یکدیگر فرق کند و پیمانکار مجبور به تهیه تیرچه با طول های مختلف باشد.
تیر ریزی در دهانه دارای تیر مورب

نحوه تیر ریزی سقف در دهانه های دارای تیر مورب

 

تعیین جهت تیرچه ریزی سقف با توجه به سیستم سازه ای

1. در سازه با دو جهت قاب خمشی

در قاب های خمشی چون دریفت عمدتا حاکم می شود تیرها باید قوی باشند، چون در دو جهت قاب خمشی هست پس باید هر دو جهت به یک نسبت قوی شوند، این یعنی باید تیر ریزی شطرنجی مورد استفاده قرار گیرد تا از ظرفیت همه تیرها که بر اثر دریفت قوی شده اند استفاده کنیم. البته با توجه به تعداد قاب در هر جهت هم می توان جهت ها را به یک سمت بیشتر سوق داد تا تیرهای بخشی که قاب کمتر دارد قوی تر شود.

تیر ریزی بهینه در سیستم با دو جهت قاب خمشی

تیر ریزی بهینه در سیستم با دو جهت قاب خمشی

 

  پرسش. در سیستم دو جهت قاب خمشی، اگر تیر ها در یک جهت باشند، چه مشکلاتی به وجود خواهد آمد ؟

  • تیرهای اصلی یا پل ها در یک جهت قوی می شوند و در یک جهت ضعیف، در تیرهای قوی چون از دو جهت روی آنها تیر فرعی قرار گرفته است اتصال تیرهای فرعی باید به جان تیر اصلی باشد و اگر اتصال تیر فرعی به اصلی با نبشی جان با جوش صورت گیرد، در نقاطی که دو تیر فرعی از دو طرف در یک امتداد به تیر اصلی متصل می شوند، جوش دو طرف جان تیر اصلی باعث ضعیف شدن جان آن به علت اثرات تنش پسماند و ذوب خواهد شد و عملکرد خمشی و لرزه ای آن به مخاطره خواهد افتاد.
اتصال تیر فرعی به تیر اصلی با استفاده از نبشی جان

اتصال تیر فرعی به تیر اصلی با استفاده از نبشی جان که باعث ضعف تیر اصلی می شود

 

  • با توجه به اینکه نیروی زلزله آن طور نیست که حتما در جهت x یا y به سازه وارد شود و در واقعیت می تواند با زوایای مختلفی باشد، بنابراین اگر تیرهای سقف در یک جهت باشند، باعث ایجاد انحنا در دیافراگم سقف به علت پیچش دیافراگم خواهند شد.

2. در سازه با دو جهت قاب ساده (با مهاربند یا دیوار برشی)

در این حالت اگر جهت تیر ریزی در کل سازه یکنواخت باشد، باعث قوی شدن تیرهای اصلی یک جهت و ضعیف شدن یک جهت دیگر خواهد شد در حالی که اگر تیرریزی شطرنجی باشد باعث تقسیم درست بارها به نسبت بین تیرهای دو جهت خواهد شد.

تیرریزی بهینه در سیستم با دو جهت قاب ساده مفصلی

تیر ریزی بهینه در سیستم با دو جهت قاب ساده مفصلی

 

یک نکته مهم در سازه های با سیستم مفصلی این است که چون همه تیرهای فرعی و اصلی مفصلی اند، امکان دارد تیر اصلی که در دهانه کوتاه قرار دارد، مقطعی کوچکتر از تیرهای فرعی متصل به آن داشته باشد، در این مورد اتصال تیر فرعی با ارتفاع زیاد به تیر اصلی با ارتفاع کوتاه با کمی مشکل مواجه می شود و نیاز به زبانه کردن تیر فرعی دارد و ممکن است نتوان برای نبشی جان، ارتفاع کافی را تامین کرد.
علاوه بر این ارتفاع زیاد تیرهای فرعی به واسطه ی عبور از وسط فضاهای معماری می تواند مشکل ساز بوده و نیاز به استفاده از سقف کاذب را ایجاد کند.

3. در سازه با دو جهت سیستم متفاوت (یک جهت قاب خمشی و یک جهت قاب ساده)

در این حالت چون در جهت قاب ساده، مهاربند یا دیوار وجود دارد عمدتا دریفت سازه مجاز است، اما در جهت قاب خمشی مقطع تیر ها قوی تر خواهد شد تا دریفت جواب بدهد، این یعنی ظرفیت تیر از ظرفیت لازم ناشی از بارهای ثقلی و جانبی بیشتر خواهد بود و ما باید از ظرفیت اضافه این تیرها استفاده کنیم بنابراین بهتر است تیرها در جهت قاب خمشی قرار گیرند.

تیر ریزی بهینه در سیستم با دو جهت قاب متفاوت

تیرریزی بهینه در سیستم با دو جهت قاب متفاوت (یک جهت مفصلی و یک جهت خمشی)

 

در این سیستم به چند نکته مهم باید توجه کرد:

  • باید در تیرچه ریزی به ضابطه ستون قوی – تیر ضعیف توجه شود زیرا مثلا اگر تیرهای بلند تر قاب خمشی را باربر نماییم ؛ به علت اینکه لنگر ماکزیمم تیر با توان دوم طول تیر رابطه مستقیم دارد، لنگرهای بزرگی در تیر ایجاد می شود. علاوه بر آن دریفت و لنگر های بوجود آمده توسط نیروی زلزله باعث افزایش ابعاد مقطع می شوند.
    در این حالت ممکن است ابعاد تیر نسبت به ستون های دو سر آن طوری قوی شود که مجبور باشیم برای برقراری رابطه کنترلی تیر ضعیف – ستون قوی، ستون ها را نیز قوی تر کرده که این کار باعث غیر اقتصادی شدن طرح خواهد شد، پس باید در این موارد تیرهای فرعی چند چشمه را روی تیرهای جهت مفصلی قرار داد.
  • ارتفاع خیلی زیاد تیر خمشی باعث دشواری طرح اتصال گیردار تیر به ستون خواهد شد زیرا طرح اتصال برای ظرفیت تیر صورت می گیرد.
  • هر چه طول تیر کمتر باشد سختی بیشتری داشته و نیروی بیشتری از زلزله در قاب خمشی تحمل می کند بنابراین در صورتی که فاصله ستون‌ها از هم کم باشد، بهتر است تیرریزی سقف به صورتی انجام شود که بارهای ثقلی به قاب‌های مهاربندی شده برسد زیرا بار ثقلی باعث افزایش لنگر موجود و زیاد تیر (ناشی از زلزله) شده و مشکلات مطرح شده در باره مقطع بزرگ را در پی خواهد داشت.

بنابراین می توان نتیجه گرفت بهتر است فقط تا حد ارضای دریفت سازه، تیرهای فرعی را روی تیرهای اصلی قاب خمشی قرار داد  زیرا این امر میتواند در بحث ارتفاع تیر و محدودیت معماری ارتفاع سقف نیز تاثیر داشته باشد.

4. در سازه با یک یا دو جهت مهاربند واگرا

در این نوع قاب ها تنها نکته مهم این است که در ناحیه تیر پیوند که انتظار تغییرشکلهای برشی بزرگ را داریم نباید تیرچه به تیر اصلی متصل شود.  این یعنی اهمیت ناحیه تیر پیوند زیاد است اما اگر الزام پروژه باعث شد تیرچه ها روی تیر اصلی دارای تیر پیوند قرار گیرد، باید فاصله تیرچه ها طوری باشد که تنها در خارج از ناحیه پیوند به آن متصل شوند.

نکات تکمیلی و مهم موثر بر تیرریزی

  1. در سقف های یکطرفه (کامپوزیت، عرشه فولادی، تیرچه بلوک و کرومیت) تیر ریزی در جهت بلند تر بهتر است زیرا:در اجرا تعداد اتصالات کمتری وجود خواهد داشت.
    – برشکاری مقطع تیر فرعی کمتر خواهد شد.
    – تعداد تیرچه های کمتری استفاده می شود
    – تیر اصلی که تیرهای فرعی روی آن قرار میگیرد، کوتاه تر بوده و لنگر ماکزیمم آن کمتر خواهد شد و اختلاف زیادی بین لنگر تیر اصلی و فرعی نخواهد بود و نهایتا اختلاف ارتفاع زیاد در آن ها ایجاد نخواهد شد.
  2. بهتر است تیر ریزی سقف طوری انجام گیرد که تا حد امکان تیرچه ها مستقیم روی شاه تیر قرار گیرند و نیاز به تیر فرعی دیگری نباشد. (در تصویر مربوط به دو سیستم متفاوت این نکته مشهود است)
  3. اگر در ضلعی از چشمه باربر کف، دیوار برشی واقع شده باشد، قرار دادن سر تیرچه‌ها بر روی دیوار، سبب سهولت انتقال بار زلزله دیافراگم به دیوار خواهد شد.
  4. اگر بتوان تیرچه را در دهانه هایی قرارداد که جمع طول آن ها مضرب 12 شود (مثلا دهانه با طول تیرچه 4 یا 6 متر) از نظر اقتصادی و پرت کمتر مصالح بهتر است.
  5. گاهی ممکن است نیاز باشد ارتفاع یک تیر اصلی خاص که در معماری مساله ساز است محدود گردد، در این موارد طراح ممکن است جهت تیرچه ها را مخالف آنچه تا الان تشریح گردید قراردهد تا تیر مدنظر باربری کمتر به واسطه تیرچه کمتر و مقطع کوچک تر داشته باشد، این مورد در تیرهای جهت قاب خمشی احتمال بیشتری دارد که رخ دهد.
  6. اگر تیرچه ها در جهت خیلی کوتاه قرار گیرند، به علت طول کم تیرچه ها و طراحی صرفا برای بار ثقلی، مقطع کوچکی مثلا IPE120 برای آن کفایت خواهد کرد در حالی که به دلایل اجرایی مجبور به استفاده از مقطعی بالاتر برای آن خواهید بود که این مورد باعث غیراقتصادی شدن طرح خواهد شد.
  7. طراح میتواند پس از طرح تیرها و تیرچه ها در صورت مشاهده تفاوت چشمگیر در ابعاد تیرهای اصلی سقف، به فراخور دهانه موثر، جهت بعضی دهانه ها را عوض کند تا تیرها یکسان­تر شوند. زیرا اگر بعضی تیرهای اصلی خیلی قوی شوند می تواند منجر به استفاده از تیر ورق بجای تیرهای IPE متعارف بازار شود یا حتی استفاده از تیرهای سایز بالاتر IPE که هزینه آن به صورت پلکانی نسبت به تیرهای کوچکتر افزایش می یابد و باعث غیر اقتصادی شدن طرح می شود.

تذکر مهم:

نمی توان برای همه سازه ها یک نسخه واحد پیچید و به فراخور پروژه اهمیت هر یک از موارد مطرح شده تغییر خواهد کرد. در نهایت این مهندس طراح است که باید به همه موارد مطرح شده مسلط باشد و در هر پروژه بهترین تصمیم گیری را با توجه به اولویت موارد موثر در تیر ریزی داشته باشد.

منابع :

  1. نشریه 543 – ﻃﺮاﺣﻲ و اﺟﺮای دﺳﺘﻮراﻟﻌﻤﻞ ﺗﻴﺮﭼﻪ و ﺑﻠﻮک ﻫﺎی ﺳﻘﻒ
  2. راهنمای نرم افزار ایتبس 2016 –   ETABS2016 Documentation

 

ارسال نظرات
نظرات کاربران
  1. مجتبی جوانمهری

    با سلام
    ضمنتشکر از مقاله خیلی خوبتون
    یه سوال: چرا در مثال اول که دو جهت قاب خمشی است در دهانه ایکه بازشو داریم حالت شطرنجی رعایت نشده (جهت آن باید ۹۰ درجه بچرخد) و در این دهانه موازی تیرریزی دهانه چپ و راستش انجام شده؟

    پاسخ دهید

  2. سعید کاویان‌پور

    همانطور که در نکته دوم در انتهای مقاله اشاره کردیم، تیرچه ها باید روی تیهای اصلی بین ستونها قرار گیرد. در دهانه ای که گفتید اگر جهت شطرنجی رعایت شود، تیرچه ها روی تیر فرعی کنار بازشو قرار میگیرند و تیرفرعی قوی خواهد شد که طبق توضیحات مقاله مطلوب نیست.

    پاسخ دهید

کمتر از 5 دقیقه تا دریافت پکیج افزایش سرعت فاصله دارید!
برای دریافت
سریع و رایگان
همین الان ایمیلتان را بدون Www وارد کنید!
دانلود سریع در ایمیلم
close-link
کمتر از 5 دقیقه تا دریافت پکیج افزایش سرعت فاصله دارید!
برای دریافت
سریع و رایگان
همین الان ایمیلتان را بدون Www وارد کنید!
دانلود سریع در ایمیلم
close-link
کمتر از 5 دقیقه تا دریافت پکیج افزایش سرعت فاصله دارید!
برای دریافت
سریع و رایگان
همین الان ایمیلتان را بدون Www وارد کنید!
دانلود سریع در ایمیلم
close-link
کمتر از 5 دقیقه تا شرکت در آزمون  فاصله دارید!
برای شرکت
سریع و رایگان
همین الان ایمیلتان را بدون Www وارد کنید!
دانلود سریع در ایمیلم
close-link

دریافت آموزشهای منحصر به فرد طراحی سازه ها

یاد بگیرید که چطور سازه های اقتصادی و باکیفیت طراحی کنید، این نکات را ما به صورت هفتگی تنها به اعضای خبرنامه سبزسازه ارسال می کنیم!
عضویت سریع
close-link
کمتر از 5 دقیقه تا دریافت این ده نکته فاصله دارید!
برای دریافت
سریع و رایگان
همین الان ایمیلتان را بدون Www وارد کنید!
دانلود سریع در ایمیلم
close-link
کمتر از 5 دقیقه تا دریافت این پکیج فاصله دارید!
برای دریافت
سریع و رایگان
همین الان ایمیلتان را بدون Www وارد کنید!
دانلود سریع در ایمیلم
close-link

Warning: call_user_func_array() expects parameter 1 to be a valid callback, function 'header_scripts' not found or invalid function name in /home/sabzsaze/public_html/wp-includes/class-wp-hook.php on line 286