سقف طاق ضربی از جمله نمونه سقف‌هایی است که اغلب در ساختمان‌های قدیمی به کار گرفته می‌شد. امروزه سقف طاق ضربی برای پروژه‌های کوچک استفاده می‌شود و محاسبه تیرآهن مورد نیاز سقف طاق ضربی از اهمیت به سزایی برخوردار است.
سقف طاق ضربی
سقف طاق ضربی در اسکت‌های فولادی اغلب برای پوشاندن کف طبقات استفاده می‌شود. وجود قوس در سقف طاق ضربی باعث افزایش توانایی تحمل بارهای عمودی می‌شود و قدرت تحمل بار جانبی را ندارد. سقف طاق ضربی اغلب در معاری قدیم دیده می‌شود و بر اساس سایز دهانه دسته بندی می‌شوند. به طور طاق کسری که نمونه مشهوری از سقف طاق ضربی است دارای دهانه 43 متر و ارتفاع 30 متر است.
اجرای سقف طاق ضربی
برای اجرای سقف طاق ضربی نیاز به تیرریزی است و برای تیر ریزی نیاز است که از اسکلت بتنی، فلزی یا سایر مصالح بنایی استفاده کرد. معمولا برای اجرای سقف طاق ضربی تیرآهن فولادی گزینه خوبی است. در نهایت پس از تیر ریزی با کمک آجر فشاری و ملات گچ و خاک طاق به شکل قوس دار ساخته می‌شود. برای اجرای تیرریزی، نیز میان دو تیر اصلی از تیرهای فرعی مواری و عمود بر پل استفاده می‌شود. فاصله میان تیرهای فرعی بین 70 تا 130 سانتی‌متر است و حداکثر دهانه تا 5 متر می‌رسد. آجر فشاری نیز با ضربه دست و با کمی فشار با ملات گچ و خاک به صورت قوس ایجاد می‌شود. پس از اتمام اجرا قوس با پوکه پر می‌شود. این سقف‌ها صلیب کافی ندارد و به دلیل وجود لرزش در آن‌ها از میلگرد‌های قطری در ساخت آن استفاده می‌شود.
نحوه اجرای طاق ضربی
مراحل اجرای طاق ضربی شامل موارد زیر است:
- آماده سازی تیرآهن: اجای طاق ضربی منوط به آماده سازی تیرآهن خواهد بود. برای این امر نیاز است که تعداد تیرآهن مورد نیاز طاق ضربی مشخص شده باشد.
- تیرریزی و تعیین فاصله تیرآهن سقف: تیرریزی و تعیین فاصله تیرآهن از مهم‌ترین موارد اجرای طاق ضربی است. در تیرریزی نصب تیرهای فرعی و اصلی انجام می‌شود و در اجرای سازه‌های بنایی به عنوان قراردادن تیرها بر روی دیوار است.
- نصب میل مهار در سقف طاق ضربی: میل مهار طاق ضربی به دلیل جلوگیری از نزدیک و دورشدن تیرها در طول دهانه سقف اجرا می‌شود. این میل‌ها معمولا توسط تسمه و آرماتورهایی با قطر 10 میلی‌متر به صورت ضربدری اجرا می‌شود تا فاصله تیرهای فرعی حفظ شوند. حداکثر 25 مترمربع از آرماتور به عنوان میل مهار در نظر گرفته می‌شود و توسط تیرآهن به هم متصل می‌گردد. اجرای این سقف توسط 3 اپراتور اجرا می‌شود و برای افزایش سرعت انجام کار نیاز به افزایش تعداد نیروها است.
| قیمت روز تیرآهن |
محاسبه تیرآهن سقف طاق ضربی
چنانچه شما هم بخواهید سقف طاق ضربی را بسازید، نیاز است که میزان تیرآهن مصرفی طاق ضربی را محاسبه کنید. برای محاسبه تیرآهن نیاز است ابتدا ماکزیمم لنگر خمشی را محاسبه کنید. برای دهانه 6 متر، حداکثر لنگر خمشی برابر است با 3600 کیلوگرم بر مترمربع. از طریق فرمول زیر می‌توانید تیرآهن طاق ضربی را محاسبه کنید:
کیلوگرم در متر 3600 = 8 ⁄ M = ql2
بار وارده در طبقات برابر است با 800 کیلوگرم بر مترمربع. به عبارت دیگر در یک متر طول میزان 800 کیلوگرم بر متر نیرو وارد می‌شود. در این پیش فرض فرمول به صورت زیر خواهد بود:
| l = 6 m | کیلوگرم بر سانتی‌متر 8 = q | برای طول یک متر q = 800 kg⁄m |
| Fy = تنش تسلیم | Fy × 0.6 = مجاز Fy | مجاز Wx = M ⁄ Fy |
در این مثال تنش تسلیم برابر با 2400 کیلوگرم است در نهایت فرمول به صورت زیر خواهد بود:
| کیلوگرم بر سانتی متر مربع 1440 = 2400 × 0.6 = مجاز Fy |
| سانتی متر مکعب 250 = 1440 ⁄ (100 × 3600) = Wx |
برای سقف نیز میزان شکم دادگی که به اصطلاح خیز نامیده می‌شود، مورد محاسبه قرار می‌گیرد. حداکثر میزان شکم دادگی برابر است با 1.360 تا 1.300 طول دهانه. بنابراین می‌توان گفت برای دهانه 6 متر 1.7 تا 2 سانتی‌متر شکم دادگی انتظار می‌رود.
خیز طبق فرمول زیر محاسبه می‌شود:
| ( 384EI ) ⁄ ( 5q × l4 ) = d |
E مدول الاستیسیته و I ممان اینرسی است.
| کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع 5 10 × 21 = E |
| (4 cm) I = 2770 براساس جدول اشتال |
| سانتی‌متر 2.3 = ( 2770 × 5 10 × 21 × 384 ) ⁄ ( 6004 × 8 × 5 ) = d |
با عنایت بر اینکه خیز برای پروفیل IPE22 با 2.3 سانتی‌متر است، این مقدار از 2 سانتی‌متر بیشتر خواهد بود. لذا پروفیل IPE24 انتخاب می‌شود.
برای محاسبه وزن شاخه 6 متری تیرآهن IPE24 باید میزان G را از جدول اشتال در 6 ضرب نمود. بنابراین وزن یک عدد تیرآهن برابر است با:
| کیلوگرم 184.2 = 6 × 30.7 |
با توجه به فرمول‌های فوق می‌توان گفت تیرآهن سقف طاق ضربی با توجه به میزان بار وارده مشخص می‌شود.
نتیجه گیری
تیرآهن سقف طاق ضربی با توجه به حداکثر لنگر خمشی و جدول اشتال مورد محاسبه قرار می‌گیرد. در این مقاله فرمول‌های محاسبه تیرآهن مورد نیاز سقف طاق ضربی قرار داده شده است. معمولا فاصله تیرآهن سقف بین 90 تا 110 سانتی‌متر در نظر گرفته می‌شود.
