تیر یکی از المان های مهم سازه ایی در ساختمان ها می باشد که وظیفه تحمل تنش های ناشی از نیروی های برشی و لنگر های خمشی و هم چنین وزن خود تیر و بارهای محوری بر روی آن را بر عهده دارد. تیر ها در مهندسی معماری و مهندسی عمران به عنوان عضوی بلند و منشوری پیوسته شناخته می شوند و برای نگه داری بار های وارده طراحی خواهند شد .

عمل کرد تیر به این صورت است که بارهای وارده را به ستون ها منتقل می کنند و ستون ها بارها را به فونداسیون سازه انتقال می دهند و فونداسیون بار را به زمین انتقال می دهد. این عمل کرد یک پارچه منظم با حضور تیر ها کامل می شود و همان طور که ذکر شد در صورت نبود تیر ها عمل کرد سازه با مشکل رو به رو می شود بنابراین تیر ها در سازه نقش بسیار حیاتی و مهمی را ایفا خواهند کرد و بسیار تأثیر گذار هستند.

متریال استفاده شده در ساختمان های نوین به دو دسته بتن و فولاد تقسیم می شوند که هر کدام طراحی و ضوابط مخصوص به خود را دارد. پس شایان به ذکر است که تیر ها بر اساس متریال ساخت و ساز به دو دسته کلی مانند زیر تقسیم خواهند شد:

• تیر های بتنی
• تیر های فولادی

در این مقاله درباره تیرهای بتنی و انواع آن و هم چنین نحوه اجرای آن صحبت خواهیم کرد و نکات مربوط به آن نیز بیان می شود پس با ما همراه باشید.

انواع تیر های سازه ایی:

تیرها خود به سه دسته کلی تقسیم بندی می شوند که در زیر به آن می پردازیم:

• تیر اصلی

به همان تیرهایی اطلاق می شود که به صورت افقی هستند و به ستون های سازه متصل می باشند . عمل کرد انتقال بار و سازه ایی این تیر ها به گونه ایی است که در صورت وجود تیر فرعی ، بار را از تیر های فرعی به ستون های سازه انتقال می دهند.

• تیر فرعی

تیر های فرعی به تیر های اصلی متصل هستند و خود به صورت مستقیم به تیر های اصلی وصل نمی باشند. عمل کرد سازه ایی این تیر ها به گونه ایی است که بار وارده را به تیر های اصلی انتقال می دهند تا تیر های اصلی آن را به ستون ها برسانند و عمل کرد و ساز و کار انتقال بار به خوبی حفظ شود.

• تیر های کلاف

این نوع تیر ها معمولا در خرپا های سقف به کار برده می شود و این تیر متصل به دو تیر عرضی در سقف است و بار وارده بر تیر عرضی را به ستون های سازه متصل می کنند.

انواع تیر از نظر شرایط تکیه گاهی:

تیر های سازه از نظر شرایط تکیه گاهی با یک دیگر تفاوت هایی دارند و به صورت زیر تقسیم بندی خواهند شد:

• تیر های ساده :

به تیر هایی اطلاق می شود که دارای یک دهانه بوده و در آن از تکیه های مفصلی یا پینی استفاده شده است

• تیر های یک سر گیر دار یا تیر های طره:

تیر های طره ایی یا یک سر گیر دار به تیر هایی اطلاق می شود که یک سر آن آزاد و یک سر آن بسته می باشد ( به اصطلاح گیر دار می باشد ).

• تیر دو سر گیر دار:

همان طور که از نامش پیداست به تیر هایی اطلاق می شود که دو سر آن گیر دار است و دیگر مانند تیر های طره ایی یک انتها آزاد نیستند.

• تیر ممتد:

تیر های سرتاسری هستند که که بیش از دو تکیه گاه ساده در آن ها به کار رفته باشد.

تیر های بتنی:

همان طور که ذکر شد تیر ها از قسمت های اصلی سازه به شمار می آیند و در صورت نبود آن ها عمل کرد سازه دچار مشکل و اختلال خواهد شد. تیر های بتنی به تیر هایی گفته می شود که از بتن ساخته شده باشد اما بتن تنها نه. به جز بتن از آرماتور یا میلگرد نیز در ساخت تیر های بتنی استفاده می شود و هیچ گاه از بتن به تنهایی برای ساخت تیر ها که المان اصلی سازه به کار می روند استفاده نخواهد شد.

دلیل استفاده نکردن از بتن به تنهایی در المان های اصلی سازه این است که بتن در کشش بسیار ضعیف عمل می کند و زمانی که تیر تحت اثر بار گذاری قرار می گیرد ، قسمتی از تیر که نزدیک به سطح بار گذاری است تحت فشار بوده و قسمت های زیرین آن تحت کشش قرار می گیرد.

همان طور که ذکر شد بتن در کشش بسیار ضعیف عمل می کند و برای این که بتوانند عمل کرد بتن را بهبود ببخشند از آرماتور در تیر ها و ستون ها استفاده می کنند. آرماتور ها به دلیل آن که از جنس فولاد هستند و فولاد در کشش بسیار مناسب عمل می کنند ، با استفاده از آن ها می توان عمل کرد تیر ها و ستون ها را بهبود بخشید.

تیرهای بتنی گرد نسبت به چهار گوش چه مزایا و معایبی دارند؟

یکی از دلایل منسوخیت تیر های گرد در سال‌های اخیر سختی صعود از تیر برای سیمبانان می باشد. اما به نظر می‌رسد با توجه به حادثه‌ای برق‌گرفتگی افراد عادی این امر مزیت باشد.تیر گرد به علت شکل آیرودینامیکی که دارد در برابر طوفان عکس العمل خوبی از خودش نشان می‌دهد، در ضمن مصالح ساخت آن چون ریزتر و یکپارچه است و نحوه متفاوت ساخت تیر باعث می‌شود کمتر دچار شکستگی شده و کیفیت بالاتری خواهد داشت.‌صعود از تیر گرد‌، سبب می شود که انرژی بیشتری از سیمبان گرفته شود، تعداد بولت یا همون میله زیر پایی بیشتری هم برای صعود لازم دارد.

فواید استفاده از تیرهای بتنی

• عدم تخریب سطوح خارجی و ترک پایه به دلیل فشردگی شدید بر روی دستگاه‌های سانتیریفیوژ
• قابلیت جابه جایی پایه بدون کوچکترین صدمه به پایه
• عدم سقوط پایه توسط رانش زمین به دلیل داشتن سطح مقطع مناسب
• مقاوم در برابر یخ زدگی به دلیل عدم وجود ترک‌های مویی در سطج خارجی پایه
• تیر چهار گوش یا h فقط در قسمت نری تیر می‌تواند حداكثری نیریی كه روی تیر قید شده رو در فاصله یک متری تیر تحمل كند

به فرض مثال تیر ١٢/٤٠٠ h در قسمت نری تیر و فاصله یک تا دو متری می‌تواند، فشار ٤٠٠ نیوتن رو تحمل كند. می‌توان تیر آهن را مثال زد كه از قسمت نری خم نمی‌شود ولی مادگی خمیده و قوس بر می‌دارد.اما تیر گرد یا پیش تنیده از هر طرف به ان فشار وارد شود بصورت یكسان می‌تواند تحمل كند و قسمت نری و مادگی ندارد.عمده خرابی پایه‌های بتنی از كف تا ٥٠٠ سانتی متر بالاتر است كه با تورسیل زدن و گاببین بندی (قالب بندی) می‌توان رفع مشكل نمود.

• دارا بودن قابلیت تولید در رنگ‌های متفاوت و رنگ آمیزی رویه (جهت همخوانی با محیط)
• داشتن عمر طولانی (بیش از ۳ برابر پایه‌های h شکل)
• عدم امکان بالارفتن پایه به دلیل نداشتن پلکان جهت بالا بردن سطح امنیت شبکه
• سبک بودن‌، حمل آسان‌، نصب راحت‌، مقرون به صرفه بودن نسبت به پایه‌های h شکل
• توانایی تحمل کوران و بادهای شدید به علت آئرودینامیک بودن پایه‌ها
• استقامت در برابر ضربه‌های شدید به دلیل تحمل فشار ایستایی بالا
• داشتن زیبایی خاص و همگن در بافت مبلمان شهری
• مقرون به صرفه بودن و داشتن توجیه اقتصادی به دلیل استفاده حدوداً یک سوم مواد اولیه در مقایسه با پایه‌های h شکل
• قابلیت انتقال شبکه در چهارراه و سه راه‌ها بدلیل نداشتن گوشه و سطوح نرومادگی
• قابلیت نصب انواع دوربین‌های مدار بسته‌، فیلم برداری‌، تابلو فرمان و …
• به حداقل رساندن خطر برق گرفتگی و عدم سرقت از شلکه به دلیل عبود کابل‌های برق و فرمان از درون این پایه‌ها

نحوه طراحی تیر های بتنی:

در طراحی تیر های بتنی باید طبق قواعد و ضوابط تعیین شده در آیین نامه بتن ( مبحث نهم) عمل کنیم.

طراحی تیر های بتنی فقط به نوع بتن و مقدار و نسبت آب به سیمان خلاصه نمی شود و بسیار فرا تر از طرح اختلاط بتن می باشد به این صورت که در طراحی تیر های بتنی باید تعداد آرماتور، نوع آرماتور، فاصله آرماتور ها از یک دیگر مشخص شوند و هم چنین ابعاد تیر و میزان باربری و تحمل تنش ها در طراحی تیر های بتنی صورت می گیرد.

گاهی اوقات طراحی تیر های بتنی بسیار پیچیده تر و سخت تر از آنچه که فکر می کنید می شود به دلیل آن که همیشه مقاطع تیر به صورت مستطیلی نمی باشد و در بعضی از سازه ها باید مقطع های خاص و پیچیده طراحی شود و شایان به ذکر است که آرماتور گذاری این نوع از تیر ها پیچیده تر از تیر ها با مقطع مستطیلی می باشد.

در طراحی تیر های بتنی فرمول و ضوابط مربوط به در کتاب آیین نامه بتن آورده شده که با مراجعه به آن می توان به ضوابط طراحی دست یافت. آیین نامه های متفاوتی برای طراحی ساطه های بتنی وجود دارد مانند:

• آیین نامه آبا ( آیین نامه بتن ایران)
• آیین نامه ACI
• آیین نامه بتن کانادا
• آیین نامه بتن آلمان و ...

که در میان ها آیین نامه ایی که در کشور ما رواج دارد آیین نامه بتن ایران و آیین نامه ACI  می باشد.

نحوه اجرا تیر های بتنی:

در اجرای تیر های بتنی باید طبق نقشه های از پیش تعیین شده توسط مهندسان طراح عمل کنیم. در ابتدا قبل از بتن ریزی باید از قبل تیر ها را قالب بندی کرده و برای این که قالب ها در جای خود ثابت بماند باید شمع هایی در زیر قالب تیر ها تعبیه کنیم.

سپس آرماتور های تیر را به آرماتور های ریشه انتظار ( آرماتور های انتظار ستون ها ) می بندیم. آرماتور ها حتما باید طبق نقشه و طبق فاصله گذاری های از پیش تعیین شده به آرماتور های انتظار وصل شود. سپس بعد از موارد ذکر شده به قرار دادن آویز ها و اجرای سقف و قالب بندی دور تیرها عمل می کنیم.

بعد از آن که قالب بندی تیر ها به پایان رسید باید بتن ریزی را انجام دهیم و سپس بتن ریزی تیر را که انجام دادیم، آن را با دستگاه ویبراتور ویبره و متراکم کنیم. سپس بعد از آن باید آب دادن به سطح بتن انجام شود از هفت روز تا بیست و هشت روز باید به بتن آب داده شود و از بتن مراقبت های لازم صورت گیرد تا بتن سخت و سفت شود.

تیر های تقویت شده :

تیر های تقویت شده تیر هایی هستند که بتن فقط در نزدیکی قسمت کششی تقویت می شود به این صورت که همان طور که در قسمت قبل ذکر کردیم باید با فولاد های کششی تقویت شود.

تیر های دوبل تقویت شده:

به تیر هایی اطلاق می شود که علاوه بر قسمت های کششی آن ها قسمت های فشاری شان نیز با آرماتور تقویت شده است.

آویز تیر بتنی چیست؟

آویز تیر یا تیر آویز اصطلاحی  است که در کارگاه ها استفاده می شود  و به ارتفاعی از تیر گفته می ­شود که از زیر سقف طبقه بیرون زده است. 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 مورد استفاده قرار می گیرد که معمولا 30 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 30 سانتی متر پس از طراحی به ارتفاع تیر 40 سانتی متری برسیم به 10 سانتی متر از ارتفاع تیر که از زیر سقف بیرون می­زند آویز تیر یا تیر آویز گفته  می شود .

جهت کسب اطلاعات بیشتر به سایت آرین تیس مراجعه نمایید.