این سیستم از کنار هم قرار گرفتن تیرچه‌ها و بلوک‌های سیمانی یا سفالی تشکیل شده و به‌صورت گسترده در ساخت‌وسازهای مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد. شناخت دقیق اجزا، نحوه عملکرد و مزایای این نوع سقف، به مهندسان و مجریان کمک می‌کند تا انتخابی دقیق‌تر و متناسب با نیاز هر پروژه داشته باشند. در ادامه این مقاله به بررسی تیرچه بلوک سقف، کاربردها و مزایای آن می‌پردازیم.

تیرچه بلوک چیست؟
این سازه، نوعی دال یک‌طرفه است که از سه بخش اصلی تشکیل شده: تیرچه (به عنوان عضو باربر)، بلوک یا یونولیت (به عنوان پرکننده بدون نقش سازه‌ای) و بتن که سطح نهایی سقف را شکل می‌دهد. تیرچه‌ها در نقش تیرهای فرعی عمل می‌کنند، در حالی‌که بلوک‌ها فقط فضا را پر کرده و بار خاصی را تحمل نمی‌کنند.از آنجا که بتن و سایر مصالح ساختمانی توان کششی بالایی ندارند، استفاده مستقیم از آن‌ها در ناحیه کشش باعث افزایش وزن مرده سازه می‌شود، بدون اینکه مقاومتی در برابر نیروهای کششی داشته باشند. در این سیستم، بتن ناحیه کشش حذف و با بلوک جایگزین می‌شود که باعث کاهش وزن سقف و صرفه‌جویی در مصرف فولاد می‌شود.

نمایی از تیرچه بلوک

 

حذف بتن از ناحیه کشش و جایگزینی آن با بلوک سبک، این نوع سقف را به گزینه‌ای اقتصادی، سبک و سریع در اجرا تبدیل کرده است. به همین دلیل، محبوبیت آن روزبه‌روز در بین سازندگان افزایش می‌یابد.سقف تیرچه‌بلوک را می‌توان مجموعه‌ای از تیرهای T شکل در نظر گرفت که در کنار یکدیگر چیده شده‌اند و با بتن‌ریزی کامل می‌شوند تا یک دال مستحکم و یکپارچه بسازند.

سقف تیرچه بلوک چیست؟
یکی از سیستم‌های رایج در ساخت‌وساز مدرن، سقف تیرچه بلوک است که از ترکیب تیرچه‌های فولادی یا بتنی با بلوک‌های سبک مانند سفالی، سیمانی یا پلی‌استایرن (یونولیت) تشکیل می‌شود. این نوع سقف به دو گروه اصلی شامل تیرچه با پاشنه بتنی و تیرچه با پاشنه فولادی (کرومیت) تقسیم می‌شود که هر کدام بسته به نوع پروژه و شرایط اجرایی، ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی دارند. همچنین در این سیستم، نوع بلوک مصرفی نیز می‌تواند متنوع باشد و در عملکرد نهایی سقف تأثیرگذار است.

از نظر عملکرد سازه‌ای، سقف تیرچه بلوک بر اساس کاهش بتن در ناحیه کششی طراحی شده است؛ زیرا بتن مقاومت کششی پایینی دارد و حضور آن در این بخش نه‌تنها کمکی به تحمل بار نمی‌کند، بلکه باعث افزایش وزن مرده سقف نیز می‌شود. به همین دلیل، در این سیستم بخش کششی با بلوک‌های سبک جایگزین شده و بتن تنها در ناحیه فشاری و همچنین در قالب بتن رویه (بتن درجا) استفاده می‌شود. این لایه بتنی، تیرچه‌ها را به یکدیگر متصل کرده و موجب عملکرد یکپارچه سقف می‌گردد. در نتیجه، سقف تیرچه بلوک به‌صورت مجموعه‌ای از تیرهای T شکل عمل می‌کند که در کنار هم قرار گرفته و ضمن کاهش وزن سازه، از نظر اقتصادی نیز بسیار مقرون‌به‌صرفه و پرکاربرد در پروژه‌های ساختمانی است.

نمایی از سقف تیرچه بلوک

 

تاریخچه ساخت سقف تیرچه بلوک

می‌توان گفت این روش یا سقف تیرچه بلوک یک چشم‌انداز نو در صنعت ساختمان‌سازی به وجود آورده است. سیستم تیرچه بلوک حدود هفتاد سال است که به این صنعت وارد شده است. در ایران سابقه استفاده از تیرچه بلوک و کاربرد آن به چهل سال قبل برمی‌گردد. اگر معماری بناهای پنجاه سال قبل ایران را مشاهده کرده باشید متوجه خواهید شد که اکثر سقف‌های آن‌ها به صورت طاق ضربی درست شده است. 
با گذشت زمان و پیشرفت علم در رشته‌های مهندسی عمران و ساختمان، روش سقف طاق ضربی کم‌کم منسوخ شده است و جای آن‌را تیرچه بلوک گرفته است. مزایا آن باعث شده است که امروزه در بیشتر ساختمان‌ها برای سقف‌ریزی از آن استفاده شود‌. در ابتدای ورود سقف‌های تیرچه بلوک، به دلیل استفاده از بلوک‌های سیمانی سنگین، بار سقف بیش از حد سنگین می‌شد. از طرفی استفاده از بلوک‌های سیمانی هم مقرون به صرفه نبود در نتیجه به دنبال رفع این مشکل، یونولیت جایگزین بلوک‌های سیمانی شد. یونولیت مورد استفاده نیز ایراداتی مانند پخش دود بسیار غلیظ در هنگام آتش‌سوزی داشت، در نهایت برای از بین بردن این مشکل یونولیت جای خود را به فوم‌های نسوز داد.

تیرچه ساختمان
تیرچه، یکی از مهم‌ترین عناصر ساختمانی است که برای ساخت انواع سازه‌ها استفاده می‌شود. تیرچه‌ها به عنوان عناصر اصلی سازه‌های بتنی و فولادی به کار می‌روند و در بسیاری از ساختمان‌ها، از جمله خانه‌ها، اداری‌ها، تجاری‌ها، صنعتی‌ها و... استفاده می‌شوند.

مزایای استفاده از تیرچه در ساختمان‌ها عبارتند از:

مقاومت بالا: به علت موادی که از آن ساخته شده است، مقاومت بالایی در برابر بارهای زنده و مرده دارد. این ویژگی موجب می‌شود تا سازه‌ها را از بارهای سنگین و نیروهای خارجی محافظت کند و سازه‌های پایدار و ایمن ایجاد کند.
انعطاف‌پذیری: به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت تغییر شکل، امکان طراحی و ساخت سازه‌های پیچیده و متنوع را فراهم می‌کند. این ویژگی به مهندسان امکان می‌دهد تا ساختمان‌ها با طرح‌ها و شکل‌های مختلف را بسازند.
سرعت اجرا: استفاده از آن به عنوان عنصر سازه‌ای در ساختمان‌ها، سبب افزایش سرعت اجرا و کاهش زمان ساخت می‌شود. تیرچه‌ها به صورت آماده در کارخانه‌ها تولید می‌شوند و در محل ساختمان قرار می‌گیرند، که این امر باعث افزایش سرعت و کاهش زمان ساخت سازه‌ها می‌شود.

انواع سقف تیرچه بلوک

به طور کلی، انواع سقف‌های تیرچه بلوک به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

سقف‌های با تیرچه بتنی: در این نوع سقف‌ها به عنوان عناصر اصلی سازه به کار می‌روند. این تیرچه‌ها به صورت مستقیم بر روی میلگردهای فولادی یا پیش‌تنیده قرار می‌گیرند و با بتن ریزی بالای آنها، سازه سقف شکل می‌گیرد. از جمله انواع سقف‌های با روش فوق می‌توان به سقف تیرچه بتنی پیش‌تنیده، سقف بتنی بدون پیش‌تنیدگی، بتنی سبک، بتنی پنلی و... اشاره کرد.

سقف‌های با تیرچه فولادی: در این نوع سقف، به عنوان عناصر اصلی سازه به کار می‌روند. بعبارتی با استفاده از اتصالات فولادی به یکدیگر متصل می‌شوند و با روکش کردن آنها با پنل‌های گچی یا سایر مصالح، سازه سقف شکل می‌گیرد. از جمله انواع سقف‌های با تیرچه فولادی می‌توان به سقف متحرک، فولادی گچ‌بری، فولادی چندلایه و... اشاره کرد.

هر کدام از این دو نوع سقف، مدل‌های متنوعی دارند که با توجه به نوع و اندازه ساختمان، نیازها و متغیرهای دیگر، انتخاب می‌شوند. انتخاب نوع سقف مناسب برای ساختمان، به عواملی مانند بودجه، کاربری ساختمان، شرایط آب و هوایی، امکانات ساختمان متفاوت باشد.

انواع میلگرد به کار رفته در تیرچه بلوک

میلگردهای مورد استفاده در تیرچه‌های معمولی دارای انواع مختلفی هستند. در زیر به اختصار به توضیح هر کدام از این میلگردها می‌پردازیم.

میلگرد خرپا

این نوع میلگرد طوری طراحی شده است که آرماتورهای قسمت بالا و زیر سقف تیرچه بلوک را به هم متصل می‌کند. به طور کلی میلگرد خرپا، نقش مهارکنندگی را ایفا می‌کند و در نهایت باعث زیاد شدن میزان مقاومت کششی و فشاری آرماتور می‌گردد. معمولا ارتفاع خرپاها به 16 سانتی‌متر می‌رسد. اصولا در سقف‌هایی که بار زیادی دارند از خرپا استفاده می‌شود. 

میلگرد کف پا 

تعداد میلگردهای کف پایی که معمولا در سقف‌های تیرچه بلوک مورد استفاده قرار می‌گیرند، حداقل دو عدد است. همچنین قطر این نوع میلگردها بین 8 تا 16 میلی‌متر است. در تیرچه‌هایی که ضخامت بتن پاشنه آن‌ها از 5.5 سانتی‌متر بیشتر باشد، می‌توان میلگردهای کششی با قطر 20 سانتی‌متر به کار برد. گاهی اوقات برای پایین آوردن هزینه و نیز پیوستگی بیشتر اجزای تیرچه بلوک از میلگرد آجدار به جای میلگرد کششی استفاده می‌شود. 

میلگرد بالایی

از میلگرد بالایی می‌توان جهت بیشتر کردن تحمل نیروی فشاری خرپا در مرحله باربری استفاده کرد. قطر این نوع میلگرد معمولا بین 6 تا 12 میلی‌متر متغیر است. عموما قطر میلگردها بر اساس فاصله جوش‌های میلگرد عرضی، ارتفاع خرپا، ضخامت بتن پوششی، نوع میلگرد، طول دهانه و فاصله تیرچه‌ها تعیین می‌شود که بر قیمت میلگرد در نهایت اثر گذار است.

انواع تیرچه بلوک

به طور کلی انواع سقف‌های تیرچه بلوک به دو دسته سقف‌های بتنی و سقف‌های فولادی تقسيم می‌شوند. هر کدام از این دو نوع سقف، از لحاظ اجرایی، کاربردی و همچنین بلوک مورد استفاده، مدل‌های متنوعی دارند.

انواع سقف تیرچه بلوک

تیرچه بتنی 
در کشور ما رایج‌ترین سقف‌های تیرچه بلوک، از نوع بتنی هستند که با قالب فلزی (موقت) یا سفالی (دائمی) ساخته می‌شوند. 
تیرچه بتنی، به نوعی المان از پیش ساخته شده اطلاق می‌گردد که از بتن و آرماتورهای فولادی تشکیل شده است. برای ساخت باید آرماتورها به یک خرپا با مقاومت ایستایی بالا متصل شوند. 
در واقع سقف‌های غیرفولادی، کمکی به استحکام و مقاومت سقف نمی‌کنند و تنها باعث بالا رفتن بار مرده سقف یا دال می‌شوند. بنابراین برای استحکام سقف تیرچه بلوک بتنی، باید فولاد جایگزین بتن ناحیه کششی شود. از این رو فقط بتن پاشنه تیرچه، در قسمت‌هایی که قرار است فولادهای کششی را در خود جای دهد، در سقف ریخته می‌شود. این نوع سقف‌ها از لحاظ اقتصادی کاملا به صرفه هستند و روز به روز مصرف آن رواج بیشتری پیدا می‌کند. 

تیرچه کرومیت یا فلزی
فلزی از یک تسمه ورقه‌ای با دو بال در قسمت‌های تحتانی و فوقانی ساخته شده‌اند. روش کرومیت باعث بالا رفتن سرعت اجرای سقف ريزي می‌شود. از این رو می‌توان گفت جهت استفاده در پروژه‌هایی که نیاز به سرعت بالا دارند، مناسب هستند. طول آن تقریبا 6 متر است و وزن آن‌ها، به 10 کیلو گرم هم می‌رسد. 

تیرچه صنعتی
صنعتی یا مکانیزاسیون، از خرپای فلزی تشکیل شده‌اند. در این روش، میلگردهای برشی توسط نقطه جوش به آرماتورهای تحتانی و فوقانی وصل شده‌اند. طول و عرض تیرچه‌های صنعتی از عوامل موثر بر قيمت آن‌ها است. در واقع قیمت نهایی آن‌ها بر اساس میزان طول و عرض برش خورده محاسبه می‌شود.

تیرچه های پیش تنیده
بعضی از تیرچه‌های بتنی دارای مقطع سپری شکل هستند و به صورت از پیش تنیده شده به بازار عرضه می‌شوند که به آن‌ها پیش تنیده می‌گویند. میلگردهای تحتانی در این نوع از قبل، توسط دستگاه‌های مخصوص کشیده شده‌اند و تا هنگامی که بتن کاملا سخت شود، در همان حالت قرار می‌گیرند.

نحوه قرار گیری و اجرای سقف تیرچه بلوک
طرز قرارگیری تیرچه بلوک به این صورت است که تعدادی تیر T شکل به صورت موازی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. بتن درجا، در بالای سقف قرار می‌گیرد و باعث اتصال به یکدیگر می‌شود. تیرچه‌هایی که به کار می‌روند، شامل، بدون فندوله و فندوله‌دار هستند. ریختن بتن بر روی آن، باعث یکپارچه شدن اجزای سقف تیرچه بلوک می‌شود. 
برای این‌که بتوان یک سقف مطمئن و خوب اجرا کرد، ابتدا باید تیرچه‌ها روی پل‌های اصلی، در ترازهای مشخص کارگزاری شوند. پل‌های اصلی همان تیرهای فلزی هستند. در این مرحله، فاصله بین آن‌ها، توسط بلوک‌های توخالی پر می‌شوند. بعد از نصب میلگردهای تکمیلی، با توجه به نقشه‌های اجرایی، نوبت به بتن ریزی دال سقف می‌رسد. مرحله بعدی شامل شمع‌بندی، یعنی ایجاد تکیه‌گاه موقت می‌شود. در این مرحله به محض این‌که تیرچه‌ها و بلوک‌های انتهایی بین دو تکیه‌گاه اصلی قرار گرفتند، عملیات شمع‌بندی و قالب‌بندی صورت می‌گیرد.

مراحل شمع‌بندی توسط چهار تراش که عمود بر تیرچه هستند، صورت می‌گیرد. در عملیات قالب‌بندی، آرماتورهای اصلی تیرچه باید به اندازه 10 تا 15 سانتی‌متر با تیرهای اصلی درگیر شوند. نکته مهم در مورد روش فوق این است که تیرچه‌های با جان باز، قبل از یکپارچه شدن، قادر به تحمل بار سقف نیستند.
در زیر به طور مختصر به توضیح مراحل اجرای تیرچه بلوک می‌پردازیم.

بتن ریزی
عملیات سقف ریزی یک امر مهم و ضروری در پروژه‌های ساختمان سازی و عمرانی است. در زیر به چند مورد از اصول و قواعد مهم در هنگام بتن ریزی اشاره‌ای کوتاه می‌کنیم.

تعیین میزان لرزش بعد از بتن ریزی
ایجاد شناژ افقی بر روی دیوار باربر
جدا سازی قالب
عدم جوش آرماتورها به تیرهای فلزی
قرار گیری در حوضچه‌های آب

اگر قالب مورد استفاده فلزی باشد، بعد از سخت شدن بتن را از قالب جدا کرده سپس به مدت چند روز داخل حوضچه‌هایی از آب قرار می‌دهند. در مورد قالب‌های سفالی نیز این مسئله وجود دارد که همیشه همراه تیرچه باقی می‌ماند و قابل جدا شدن نیست. در هر صورت چه قالب فلزی باشد چه سفالی، قبل از ورود به بازار بهتر است چند روزی در حوضچه‌های آب قرار بگیرند. 

ایجاد سقف کاذب

در صورتی که بخواهیم سقف کاذب ایجاد کنیم، حتما باید قبل از بتن ریزی میلگردهای L شکل را از سوراخ بلوک‌ها به عنوان آویز عبور دهیم. توصیه می‌شود برای ساخت سقف کاذب از میلگردهای شاخه‌ای استفاده شود زیرا با استفاده از میلگردهای شاخه‌ای، نتیجه مطلوب‌تری حاصل می‌شود.

کار گذاشتن میلگردهای حرارتی به منظور توزیع بار 
با گذشت زمان سقف‌های تیرچه بلوک، دچار نشست می‌شوند و شاهد ترک‌هایی در سقف خواهیم بود. به منظور حل این مشکل، باید قبل از بتن ریزی، از آرماتورهای دارای حداقل قطر 6 سانتی‌متر استفاده کرد. این آرماتورها در امتداد طول آن به فاصله 50 سانتی‌متر از مرکز بلوک‌ها و عمود بر تیرچه به فاصله 30 سانتی‌متر به عنوان آرماتور افت و حرارت به کار می‌روند.

کار گذاشتن میلگرد کلاف
کار گذاشتن میلگرد کلاف به این منظور است که در دهانه‌های بزرگ، تیرچه به صورت تکی عمل نکند. همچنین برای ایجاد یکپارچگی سقف از کلاف عرضی استفاده می‌شود. میلگرد کلاف و انواع آن باعث استحکام و مقاومت بیشتر سقف می‌شود. 

کار گذاشتن میلگرد منفی
همواره در هنگام طراحی تیرچه باید دو نکته اساسی زیر را در نظر بگیرید:

اتصال به تیر فلزی یا بتنی مفصل انجام شود.
اتصال به تیر فلزی یا بتنی گیردار صورت بگیرد.
اگر اتصال‌ها به صورت مفصل انجام شود، آرماتور به عنوان آرماتور دوخت محاسبه می‌شود و میلگرد حداقل 8 و حداکثر 12 سانتی‌متر کافی است. در صورتی که تیرچه 15 سانتی‌متر در داخل تیر بتنی فرو رود، دیگر نیازی به آرماتور دوخت نیست. 
اگر اتصال با تیر فلزی یا بتنی گیردار انجام شود، در این حالت نیاز به طراحی آرماتور ممان منفی است.

مزایا و معایب سقف تیرچه بلوک

این روش باعث شده است که استفاده از آن روز به روز در حال گسترش باشد. در این سیستم سقف ریزی، نقش تیر فرعی را دارند و بلوک‌ها به عنوان پرکننده بین تیرچه‌ها به‌کار می‌روند. در سیستم تیرچه بلوک، از بلوک‌های توخالی بتنی، سفالی یا فوم استایرن برای پر کردن فضای خالی بین آن‌ها استفاده می‌شود.  این سقف به صورت پیش ساخته در کارخانه‌ها تولید می‌شوند.از دیگر مزایا تیرچه بلوک این است که می‌توان در انواع ساختمان‌های آجری، اسکلت فلزی و بتنی از سیستم تیرچه بلوک استفاده کرد. یکی دیگر از مزایا، استفاده از نیروی انسانی کمتر است زیرا در کارخانه‌های کاملا صنعتی و با کیفیت بالا تولید می‌شوند. همچنین استفاده از بلوک‌های توخالی، سبب کاهش مصرف بتن می‌شود و این امر از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود. سیستم سقف ریزی به سبک تیرچه بلوک دارای مزایا و ویژگی‌های کاربردی بسیاری است. که در ادامه به برخی دیگر از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

مزایای سقف تیرچه بلوک

مقاومت زیاد در برابر انواع عامل‌های طبیعی مانند باد و زلزله
دارا بودن وزن سبک و حمل‌ونقل و جابه‌جایی راحت
کاهش مصرف دیگر مصالح ساختمانی مانند گچ و سیمان
کاهش مصرف فولاد یا آرماتور در مقایسه با میزان تحمل بار سقف
دارای خواص عایق حرارتی، صوتی و رطوبتی
امکان اجرای همزمان چند سقف
مقاوم بودن در دمای بالا و آتش سوزی
کاربرد تیرچه بلوک در انواع پروژه‌های ساختمانی و عمرانی
سیستم سقف تیرچه بلوک در کنار تمام ویژگی‌ها و مزایایی که دارد، دارای یک سری ایرادات کوچک است. از معایب این سیستم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

معایب سقف تیرچه بلوک

عدم امکان اجرای آن در سقف‌های مثلثی و قوسی شکل
در مقایسه با انواع سقف دال بتنی و کامپوزیتی صلبیت لازم را ندارد.
امکان شکستن اجزای تیرچه بلوک مانند پاشنه تیرچه
نداشتن ایمنی کافی به علت استفاده از میلگردهای تکه شده و جوش خورده
در صورت وقفه در کار، احتمال ناهماهنگی بین اجزای تیرچه بلوک
تیرچه بلوک برای استحکام و صرفه‌جویی در ساخت سقف‌های مدرن

تیرچه بلوک یا دال از رایج‌ترین روش‌های اجرای سقف در صنعت ساختمان‌سازی ایران محسوب می‌شوند و طی دهه‌های اخیر، استفاده از آن‌ها در پروژه‌های کوچک و بزرگ عمرانی به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته است. در میان انواع این سقف‌ها، مدل کرومیت به‌دلیل وزن کم، اجرای سریع و مقاومت دربرابر حریق، بیشترین کاربرد را دارد. به‌طور کلی، سقف تیرچه بلوک از اجزایی مانند تیرچه، بلوک (یونولیت یا بلوک‌های کامپوزیتی) و میلگردهای حرارتی تشکیل می‌شود. در این سیستم، تیرچه‌ها که به‌صورت خرپای فولادی همراه با پاشنه بتنی طراحی شده‌اند، نقش اصلی تحمل بار را بر عهده دارند و بلوک‌ها تنها برای پر کردن فضای بین تیرچه‌ها استفاده می‌شوند. همین ساختار ساده اما کارآمد، باعث شده تیرچه بلوک سقف به یکی از محبوب‌ترین روش‌های سقف‌سازی در پروژه‌های عمرانی تبدیل شود. در نهایت، مزایای متعدد این سیستم باعث گسترش هرچه بیشتر کاربرد آن در صنعت ساختمان شده است.