ارتفاع تیرهای بتنی و تیر آویز

تیر آویز یا آویز تیر چیست و چه مشکلاتی را ایجاد می کند؟ در این مقاله با هدف آشنایی علاقه مندان به طراحی و محاسبات سازه با اصطلاحات کارگاهی و روش های بهینه و اقتصادی طراحی سازه به این سوال پاسخ می دهیم.

عموما در طراحی و اجرای سازه‌ های با ارتفاع متوسط و بلند از سیستم های سازه‌­ای فولادی و بتنی استفاده می­‌شود. هرکدام از این مصالح ساختمانی دارای معایب و مزایای مخصوص به خود هستند. به عنوان مثال در سازه های بتنی مقاطع دارای ابعاد بزرگی هستند. افزایش ابعاد ستون ها باعث از دست رفتن فضاهای معماری و افزایش ابعاد تیرها باعث پدید آمدن آویز تیر یا تیر آویز می‌شود، در حالی که در سازه های فولادی مقاطع دارای ابعاد به نسبت کوچکتری هستند. همچنین سازه­‌های فولادی نسبت به سازه‌­های بتنی دارای سرعت اجرای بیشتری هستند ولی از آن­جایی که اجرای سازه های بتنی به صورت سقف به سقف صورت می­ گیرد ولی در سازه های فولادی اسکلت به یکباره اجرا می ­شود، در سازه های فولادی لازم است تا بخش عظیمی از هزینه پروژه به یکباره صرف خرید مصالح شده اما در سازه های بتنی این کار مرحله به مرحله صورت می­ گیرد.

طراحی و اجرای سازه های بتنی

عوامل موثر بر انتخاب نوع اسکلت

تصمیم گیری برای آن که سیستم سازه ای دارای اسکلت بتنی باشد یا فولادی به عهده کارفرما بوده و به پارامترهای مختلفی وابسته است که از جمله آن ها می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • توان مالی کارفرما
  • دسترسی به مصالح مرغوب
  • دسترسی به اکیپ اجرایی متخصص
  • و…

اگر جمع بندی کارفرما استفاده از اسکلت بتنی باشد وظیفه مهندس محاسب و طراح سازه، طراحی بهینه، اقتصادی و در عین حال اجرایی سازه بتنی مطابق با آیین نامه­های طراحی و محاسبات سازه­های بتنی‌ است. بار دیگر تاکید میکنیم طراحی بهینه و اقتصادی وظیفه مهندس محاسب و طراح سازه است نه آپشن اضافه!!!

همان طور که پیش­تر اشاره شد در سازه های بتنی مقاطع دارای ابعاد بزرگتری نسبت به سازه های فولادی هستند لذا این مورد خیلی مورد پسند معماران، کارفرمایان و ساکنین سازه نبوده و این جا نقش مهندس طراح سازه بسیار پررنگ تر از قبل می­شود که باید به نحوی طراحی را انجام دهد که در طرح ارائه شده کوچکترین تعارض و اختلالی در فضاهای معماری به وجود نیامده باشد و در عین حال طراحی بهینه و اقتصادی صورت گرفته باشد.

توجه داریم که به وجود آوردن اختلال در فضاهای مهم معماری مثل پارکینگ گاهی اوقات باعث از دست رفتن یک یا چند فضای پارکینگ شده و این اتفاق برابر با وارد کردن ضرر مالی هنگفت به کارفرما و از دست رفتن اعتبار طراح سازه می­ شود.

ارتفاع تیرهای بتنی 

یکی از مواردی که در سازه های بتنی تاثیر بسیار زیادی در ارائه طرحی خوب و بهینه از نظر کارفرما و استفاده کنندگان از سازه دارد میزان و ارتفاع آویز تیرها است. اما تیر آویز چیست؟

آویز تیر بتنی

آویز تیر یا تیر آویز اصطلاحی کارگاهی بوده و به ارتفاعی از تیر گفته می ­شود که از زیر سقف طبقه بیرون زده می­ شود. به عبارتی دیگر پس از طراحی سقف به یک ارتفاع مشخص از سقف در سازه می­رسیم که این ارتفاع در سازه هایی که از سیستم سقف تیرچه بلوک استفاده می­کنند معمولا ۳۰ سانتی ­متر است. پس از طراحی نهایی سازه در نرم افزار ایتبس هم به یک ارتفاع مشخصی از تیرها می­رسیم. به عنوان مثال اگر در یک سازه بتنی با ارتفاع سقف ۳۰ سانتی متر پس از طراحی به ارتفاع تیر ۴۰ سانتی متری برسیم به ۱۰ سانتی متر از ارتفاع تیر که از زیر سقف بیرون می­زند آویز تیر یا تیر آویز می­گویند.

آویز تیر - تیر آویز- پاراسیویل

در صورت وجود تیر آویز دو راهکار پیش روی کارفرما قرار دارد:

  1. نصب سقف کاذب در زیر تیرهای آویز
  2. عدم نصب سقف کاذب و وجود بیرون زدگی های تیر آویز در طبقات

هر دو راهکار فوق باعث بروز مشکلاتی در سازه می شود که در ادامه بیشتر به آن میپردازیم.

نصب سقف کاذب در زیر تیر آویز

با نصب سقف کاذب، ارتفاع نهایی طبقات ساختمان کم شده و ارتفاع کم طبقات باعث ایجاد یک فضای مرده در ساختمان شده که حس بسیار بدی برای استفاده کنندگان در پی خواهد داشت. هم چنین کارفرما در فروش واحدهای ساختمانی که به دلیل وجود آویز تیرها از سقف کاذب در آن استفاده شده است دچار مشکلات زیادی  شده چرا که وجود یک طبقه خفه باعث افت و کاهش قیمت سازه شده و ضرر زیادی به کارفرما وارد می­شود. پس این راهکار دارای مضرات زیادی می­باشد.

عدم نصب سقف کاذب

در صورت عدم نصب سقف کاذب بیرون زدگی هایی در جای جای سقف وجود خواهد داشت که بازهم به شدت حس بسیار بدی به ساکنین سازه منتقل می­کند، و هم چنین مشابه مورد قبل ضررهای جبران ناپذیری به کارفرما وارد خواهد کرد. نکته بسیار مهم دیگری که وجود دارد این است که مبحث نهم مقررات ملی ساختمان که مربوط به طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه می­ باشد برای حداقل ارتفاع تیرها محدودیت هایی مشخص کرده که باید رعایت شوند. این محدودیت­ ها به شرح زیر است:

به طور خلاصه در طراحی تیرهای یک سازه بتنی محدودیت ­هایی هم برای حداقل ارتفاع تیر مطابق جدول ۲-۱۷-۹ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و هم برای حداکثر ارتفاع تیر به جهت به حداقل رساندن ارتفاع تیر آویز داریم. لازم به ذکر است بحث آویز تیر در ساختمان های فولادی که از سیستم قاب خمشی استفاده میکنند هم ممکن است مطرح باشد اما در ساختمان های بتنی ارتفاع تیر آویز بیشتر مورد توجه است.

مقابله با آویز تیر بتنی

ما برای جلوگیری از ایجاد خسارت های جبران ناپذیر به کارفرما و عدم زیر سوال رفتن اعتبار خود به عنوان مهندس محاسب موظفیم از به وجود آمدن این دست از مشکلات در سازه که هم به کارفرما ضررهای زیادی وارد می­کند و هم باعث از دست رفتن اعتبار خودمان در طراحی سازه می­شود جلوگیری کنیم و  این کار جز با دانستن نکات اجرایی ضمن دانش طراحی سازه محقق نمی ­شود.

حال می خواهیم به بررسی این مساله بپردازیم که چه زمانی در روند طراحی سازه با مشکل آویز تیر مواجه می‌شویم؟ عموما در سازه های بتنی که از سیستم قاب خمشی استفاده میکنند مساله‌ی تیر آویز نگران کننده است. چون در این سازه ها برای جواب گرفتن از کنترل تغییر مکان جانبی سازه یا همان کنترل دریفت مجبور به افزایش ارتفاع تیرها هستیم و با توجه به این که در بسیاری از سازه ها با محدودیت های معماری زیادی مواجه هستیم و به راحتی نمیتوانیم از سیستم دیوار برشی برای جواب گرفتن از کنترل دریفت استفاده کنیم تنها راه حل برای جواب گرفتن از کنترل دریفت افزایش ارتفاع تیرها است. اما چه کنیم که در این افرایش ابعاد تیرهای بتنی با مشکل آویز تیر مواجه نشویم؟

رفع مشکل تیر آویز

بهترین و اقتصادی ترین روش برای عدم مواجه شدن با مشکل آویز تیر و هم چنین جواب گرفتن از کنترل دریفت در سازه های دارای سیستم قاب خمشی بتنی، افزایش ارتفاع تیرهای پیرامونی سازه است. چرا که تیرهای پیرامونی سازه داخل دیوارها پنهان هستند و این افزایش ارتفاع تیرها در دیوارها پنهان می‌شود و تاثیری بر ارتفاع مفید طبقات ندارد. هم چنین افزایش ارتفاع تیرهای پیرامونی بیشترین تاثیر را بر کنترل دریفت و طراحی بهینه و اقتصادی سازه ها دارند.

در ویدیو های زیر که از مجموعه سریال “از طراحی سازه تا اجرا” انتخاب شده است به صورت کامل به بررسی مشکل تیر آویز و روش‌های حل این مشکل پرداخته ایم.

 

 

 

این نکته و هزاران نکته‌ی دیگر برای طراحی اجرایی، بهینه و اقتصادی سیستم های مختلف سازه‌ای در پکیج آموزش ETABS و SAFE پاراستراکچر با تدریس مهندس امیرطه نوروزی به صورت کامل مورد بررسی قرار گرفته است. 

۱۲

2 دیدگاه

    • سلام مهندس وقتتون بخیر از نظر معماری آویز تیر خیلی مناسب نیست ولی در بسیاری از پروژه ها طراح سازه مجبور است از تیرهایی با ارتفاعی بیشتر از ارتفاع سقف استفاده کند. بهتر است برای مواردی مثل کنترل دریفت، ابتدا ارتفاع تیرهای پیرامونی بیشتر شود تا مشکلی از لحاظ معماری در سازه پیش نیاید. به طور کلی 5 سانتی متر آویز امری طبیعی است. (بسته به تعداد طبقات و کاربری پروژه نیز دارد)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

منو اصلی