✨ مقایسه جامع تیرچه نیازیت و تیرچه کرومیت (فنی، اقتصادی و آیین‌نامه‌ای) ✨

در این مقاله، تفاوت‌های تیرچه نیازیت (NIAZIT OWSJ) و تیرچه با جان باز کرومیت از دیدگاه تحلیل آیین‌نامه‌ای، کاهش مصرف بتن، کاهش بار مرده قابل اعمال در ETABS، نحوه اتصال در تکیه‌گاه‌ها و رفتار سازه‌ای بررسی شده است. این مقایسه بر اساس استاندارد ملی ایران ۱۲۹۷۷ و آیین‌نامه SJI 200-2015 انجام شده و مناسب مهندسین محاسب، ناظر و مجری می‌باشد.

📋 عملکرد یال فوقانی

⚙️ کرومیت استفاده از نبشی ❌ - نیازیت استفاده از سپری ✅

در حقیقت یال فوقانی در تیرچه ها عملکرد این عضو به عنوان یال فشاری می باشد باید بتواند نیروهای فشاری وارده قبل و بعد از گیرش بتن را تحمل کند. همچنین یکی از عوامل تاثیرگذار در مقاومت تیرچه قبل از گیرش بتن (مخصوصا در هتگام بتن ریزی) عملکرد صحیح یال فوقانی می باشد.

الف) عملکرد یال فوقانی در تیرچه با جان باز (کرومیت):

در این نوع از تیرچه ها یال فوقانی از نبشی استفاده می گردد و به علت وجود شعاع ژیراسیون در یک جهت در مقابل نیروی فشاری بیش از اندازه دچار کمانش جانبی می گردد (مخصوصا در هنگام بتن ریزی بدون شمع)

یادآوری بسیار مهم: طبق “بند ۴-۴ استاندارد ۱۲۹۷۷ ” قسمت یادآوری، تیرچه های با طول بیش از ۶.۵ متر در بال فوقانی می بایستی از دو نبشی متقارن استفاده گردد.

یکی از علت های اصلی که تیرچه های فلزی با جان باز در هنگام بتن ریزی دچار ریزش سقف می گردد عدم رعایت بندها و ضوابط آیین نامه مربوطه می باشد. مخصوصا در زمانی که تیرچه ها بدون شمعبندی در سقف اجرا می گردد حتما باید یال فوقانی به درستی طراحی گردد تا سقف دچار مشکل نگردد.

نکات بتن ریزی روی سقف بدون شمعبندی:

در اسکلت بتنی تا زمان گیرش تیر بتنی بهتر است شمعبندی اجرا گردد ولی در اسکلت فلزی به علت آنکه تیرآهن مقاومت قبل و بعد از گیرش بتن را دارد می توان سقف را بدون شمعبندی اجرا نمود ولی نکته مهم این است که حتما تیرچه ها (مخصوصا در یال فوقانی) محاسبات لازم برای اجرای بدون شمعبندی لحاظ گردیده باشد.

همچنین یکی از عواملی که در خصوص اجرای تیرچه بدون شمعبندی باید به آن توجه کرد نحوه صحیح بتن ریزی می باشد، حتی اگر تیرچه ها برای بدون شمعبندی نیز طراحی گردیده باشد دپوی بتن در یک نقطه موجب می گردد که یک بار نقطه ای شدید و ناگهانی به تیرچه وارد گردد و تیرچه دچار اعوجاج گردد. در هنگام بتن ریزی باید بتن روی سقف پخش گردد و در یک نقطه دپو نگردد.

ب) عملکرد یال فوقانی در تیرچه فاقد بتن در جان (نیازیت):

در تیرچه های نیازیت در همان ابتدا به جای استفاده از نبشی از مقطع سپری استفاده می گردد، سپری به علت دارا بودن شعاع ژیراسیون دوطرفه و عملکرد قرینه آن در هنگام بتن ریزی سقف دچار کمانش جانبی نمی گردد و به همین علت عملکرد بهینه تری نسبت به نبشی از خود نشان می دهد.

همچنین با توجه به آنکه نحوه محاسبات آن با تیرچه های با جان باز (کرومیت) مقداری متفاوت می باشد به راحتی بال فوقانی در انواع حالات بارگذاری (کامپوزیتی-غیر کامپوزیتی-با شمعبندی-بدون شمعبندی) در همان ابتدا قابل طراحی و محاسبه می باشد.

منظور از حالت بارگذاری غیر کامپوزیتی یعنی آنکه کلا بتن روی سقف قرار نگیرد و تیرچه به تنهایی تمامی بارهای موجود (مرده، زنده و…) را بتواند تحمل کند.

📋 عملکرد یال میانی (فنی)

⚙️ کرومیت استفاده از میلگرد زیگزاگ پیوسته ❌ - نیازیت استفاده از قطعات منقطع عمود و مورب ✅

الف) عملکرد یال میانی در تیرچه با جان باز (کرومیت):

در این نوع تیرچه ها یال میانی به صورت میلگرد زیگزاگ پیوسته می باشد که به صورت یک مقطع پیوسته که یک در میان به صورت کششی و فشاری عمل می کند وجود دارد که موجب تنش بسیار زیادی در قوس ها می شود. چون هر قوس در زیگراگ تیرچه همزمان تحت اثر نیروی کششی و فشاری قرار دارد. (البته بتن جان مقداری از بازشدگی و جمع شدگی این قوس ها جلوگیری به عمل می آورد). افت تیرچه در هنگام بتن ریزی و بعد از گیرش بتن به علت وجود قوس و انحنا در محل خمیدگی میلگرد در قطعات داخلی.

ب) عملکرد یال میانی در تیرچه فاقد جان بتنی (نیازیت):

در تیرچه های نیازیت یال میانی به صورت قطعات جدا از هم به صورت عمود و مورب تشکیل گردیده که قسمت عمودی برای تحمل نیروی فشاری و قسمت مورب برای تحمل نیروی کششی طراحی گردیده، هر عضو به صورت جداگانه به یکدیگر جوش شده.

عدم وجود قوس و انحنا در قطعات داخلی، تحمل نیروهای کششی و فشاری هر قطعه به صورت جداگانه، امکان تقویت و یا افزایش سطح مقطع هر عضو داخلی به صورت جداگانه در یال میانی امکان پذیر می باشد.

همچنین جهت اطلاعات بیشتر در خصوص نحوه عملکرد خرپاها (مخصوصا در یال میانی تیرچه ها) روی گزینه زیر کلیلک کنید.

📋 عملکرد یال میانی (محاسباتی)

⚙️ کرومیت عدم تحلیل کافی در یال میانی ❌ - نیازیت قابلیت محاسبه تک تک اعضا به صورت جداگانه ✅

الف) تحلیل فنی یال میانی در تیرچه با جان باز (کرومیت):

در خصوص تیرچه های با جان باز (مقطع T شکل بتنی) مخصوصا بعد از گیرش بتن ابعاد میلگرد زیگزاگ بدست آمده فقط توسط کنترل برش در جان تیرچه مشخص می شود که طبق بند ۲-۲-۲-۵ نشریه ۵۴۳ نباید از ۲۵ درصد عکس العمل تکیه گاهی کمتر باشد. و به علت پیوستگی میلگرد زیگراگ در صورتیکه قسمتی از آن ناحیه بارگذاری پاسخگو نباشد اجبارا باید نمره میلگرد میانی به صورت سرتاسری افزایش یابد.

ب) تحلیل فنی یال میانی در تیرچه فاقد جان بتنی (نیازیت):

در خصوص تیرچه های فاقد جان بتنی (نیازیت) مخصوصا بعد از گیرش بتن علاوه بر کنترل برش جان تیرچه می توان ناحیه فشاری و کششی هر عضو را به صورت مستقل و جز به جز محاسبه نمود. که باعث تحلیل و طراحی دقیق تر و بهینه تر در یال میانی می گردد. همچنین در بارگذاری های خاص میتوان سطح مقطع هر ناحیه از یال میانی را مستقل تقویت کرد.

📋 بتن جان در تیرچه ها (از لحاظ فنی)

⚙️ کرومیت تیرچه با جان باز ❌ - نیازیت تیرچه فاقد بتن در جان ✅

الف) بتن جان در تیرچه با جان باز (کرومیت):

معمولا در هنگام اجرای تیرچه های با جان باز (کرومیت) بتن جان عدم ویبره مناسب در جان تیرچه در نتیجه کاهش مقاومت تیرچه در برابر نیرو های فشار و نیز از هم پاشیدگی بتن در برابر زلزله اما در صورتیکه در هنگام بتن ریزی در جان تیرچه مواردی مانند دانه بندی و نگهداری صحیح بتن و اجرای ویبراتور در جان تیرچه را رعایت نکنند در صورت بروز ارتعاشات مانند زلزله و غیره، بتن جان مقاومت واقعی خود را از دست می دهد در مدت زمان طولانی سقف خیز بر می دارد.

ب) بتن جان در تیرچه فاقد جان بتنی (نیازیت):

علاوه بر کاهش بتن مصرفی حذف بتن جان در خرپای نیازیت باعث قابلیت ارتجاعی شدن خرپا و در نتیجه در برابر زلزله از خود مقاومت بیشتری را نشان می دهد.

📋 بتن جان در تیرچه ها (از لحاظ اقتصادی)

⚙️ کرومیت ❌ - نیازیت محاسبه کشش و فشار هر عضو به صورت جداگانه ✅

با توجه به اینکه در تیرچه های فاقد بتن در جان (نیازیت) خبری از بتن جان نمی باشد قطعا هم از لحاظ بار مرده سقف و هم از لحاظ اقتصادی تفاوت هایی با تیرچه با جان باز (کرومیت) دارد که به آن می پردازیم.

مقدار اختلاف بتن مصرفی

تیرچه فاقد بتن در جان (نیازیت)

–

تیرچه با جان باز (کرومیت)

جدول مقدار کاهش هزینه بتن پاشنه مصرفی در سقف نیازیت نسبت به سقف کرومیت در هر ۱۰۰۰ مترمربع خالص سقف
مقدار کاهش بتن مصرفی در سقف نیازیت (متر مکعب)	آکس تیرچه (cm)	نحوه چیدمان تیرچه با جان باز
۴۰	۵۰	تیرچه تکی
۸۰	۵۰	تیرچه دوبل
۲۹	۷۰	تیرچه تکی
۵۸	۷۰	تیرچه دوبل
*قیمت روز بتن (آکس تیرچه ÷ مساحت بتن پاشنه) = اختلاف ریالی بتن مصرفی در هر متر مربع سقف**

جدول میزان کاهش بار مرده سقف برای درج در ETABS (ابعاد پاشنه بتنی فرض = 8×۲۵ سانت)
مقار اعمال کاهش وزنی نیازیت نبست به بار مرده سقف کرومیت (kg/m^۲)	آکس تیرچه (cm)	نحوه چیدمان تیرچه با جان باز
۹۶-	۵۰	تیرچه تکی
۱۹۲-	۵۰	تیرچه دوبل
۶۹-	۷۰	تیرچه تکی
۱۳۸-	۷۰	تیرچه دوبل
*وزن مخصوص بتن (آکس تیرچه ÷ مساحت بتن پاشنه) = اختلاف وزنی بتن مصرفی در هر متر مربع سقف**

📋 وزن تیرچه ها (شامل دهانه و آکس تیرچه)

⚙️ کرومیت استفاده از تیرچه دوبل و محدودیت دهانه ❌ - نیازیت استفاده از تیرچه تک و عدم محدودیت دهانه ✅

همانطور که می دانیم کاهش بار مرده سقف موجب می گردد نیروی کمتری به تیرچه ها اعمال گردد که موجب کاهش نمره مقاطع مصرفی در تیرچه ها می گردد اما معمولا به دلیل رعایت الزامات حداقل مقاطع مصرفی در تیرچه ها معمولا تا ۴ متر کاهش نمره قطعات تیرچه قابل توجه نمی باشد. اما در دهانه های بالاتر عواملی مانند: بار مرده و زنده سقف، دهانه تیرچه و ضوابط آیین نامه های مربوطه در خصوص نحوه تقویت تیرچه ها و آکس تیرچه ها همگی عوامل تاثیرگذار در وزن تیرچه ها در هر متر طول و هر مترمربع سقف را دارد که به آن می پردازیم.

الف) وزن تیرچه با جان باز (کرومیت):

نکته: معمولا در این نوع از تیرچه ها در دهانه های بالای ۷ الی ۸ متر تیرچه باید به صورت دوبل اجرا گردد و در دهانه های بالای ۷.۵ متر از ورق نری در تمام طول تیرچه استفاده گردد، همچنین در دهانه های بالای ۶.۵ متر بال فوقانی از دو نبشی متقارن باید استفاده گردد.

نکته بسیار بسیار مهم: رعایت موارد فوق در تیرچه هایی که شامل استاندارد ۱۲۹۷۷ می باشد الزامی بوده و هر نوع تغییراتی در تیرچه مخصوصا برای دهانه هایی که بالا به آن اشاره گردید مانند: استفاده از تیرچه تک، تبدیل ورق تقویت به میلگرد، استفاده از نبشی تک شامل استاندارند نمی باشد و باید به صورت سامانه تیر و دال طراحی شود و عملا تولید کننده تاییدیه استانداردی که برای محصول خود به مشتری ارایه می دهد قابل استناد نمی باشد.

همچنین جهت اطلاعات بیشتر آیین نامه ای و اجرایی در تیرچه های کرومیتی روی گزینه زیر کلیلک کنید

ب) وزن تیرچه فاقد جان بتنی (نیازیت):

در تیرچه های نیازیت با توجه به طراحی کامپوزیتی تیرچه مطابق آیین نامه SJI 200-2015 طبق بند ۵.۵.۲.۱ این آیین نامه اجرای دهانه تا ۱۸.۳ متر مجاز بوده و برای دهانه بالاتر می بایستی اتصالات تیرچه باید به صورت پیچ و مهره ای اجرا گردد که در ثبت اختراع شماره ۱۰۵۵۵۹ برای تیرچه های نیازیت (برند کامو) محدودیت اجرای دهانه کاملا رفع گردیده، همچنین عامل تعیین کننده تقویت در تیرچه های نیازیت سطح مقطع مورد نیاز برای اجرای دهانه های بالا می باشد و لزومی به ورق سرتا سری نداشته و فقط محدوده ای که مورد نیاز باشد طول و نوع تقویت مشخص می گردد. همچنین به هیچ عنوان از تیرچه دوبل در سقف ها استفاده نمی گردد. (معمولا بهینه ترین آکس تیرریزی برای تیرچه های نیازیت تا دهانه ۹ مسکونی آکس تیرچه ها ۷۰ سانت و در دهانه های بالاتر آکس تیرچه ها ۵۰ سانت در نظر گرفته می شود).

نتیجه گیری: در دهانه های پایین مانند ۴ متر، تیرچه نیازیت با کرومیت اختلاف وزنی چندانی ندارد اما در دهانه های بالاتر عملکرد نیازیت هم از لحاظ سبکسازی هم از لحاظ اجرای دهانه و آکس تیرچه برتری دارد.

همچنین جهت اطلاعات بیشتر آیین نامه ای و اجرایی در تیرچه های نیازیت روی گزینه زیر کلیلک کنید

📋 اتصالات و گیرداری تیرچه ها در تکیه گاه ها

⚙️ کرومیت اتصال متوسط ❌ - نیازیت اتصال قوی ✅

الف) تحلیل فنی یال میانی در تیرچه با جان باز (کرومیت):

در اسکلت فلزی اولین قطعه زیگزال تیرچه کرومیت نیاز به تقویت زیادی دارد

در حالت بدون پاشنه بتنی اتصال کافی به نظر نمی رسد.

نحوه اتصال تیرچه کرومیت در اسکلت بتنی

ب) اتصالات در تیرچه فاقد جان بتنی (نیازیت):

نحوه اتصال تیرچه نیازیت در اسکالت فلزی (همراه با ورق نری عمودی)

نحوه اتصال تیرچه نیازیت در اسکلت بتنی

🎖️ تحلیل خلاصه و مهندسی تر

🔹 Section 1 – Scope & Structural Philosophy

دامنه کاربرد و فلسفه طراحی

موضوع	ISIRI 12977 (کرومیت)	SJI 200-2015 (NIAZIT)
دامنه آیین‌نامه	محدود به تیرچه‌های فلزی با جان باز و بتن جان	جوایز فولادی صنعتی و ساختمانی
فلسفه طراحی	تجربی–کنترلی (Prescriptive)	تحلیلی–مکانیکی (Analytical)
نوع سیستم	Joist + Concrete Infill	Open Web Steel Joist (OWSJ)
قابلیت توسعه سیستم	محدود	کاملاً توسعه‌پذیر

نتیجه مهندسی:
۱۲۹۷۷ بیشتر یک استاندارد کنترلی حداقلی است، در حالی که SJI یک سیستم طراحی کامل ارائه می‌دهد.

🔹 Section 2 – Top Chord Design

طراحی یال فوقانی (عضو فشاری اصلی)

ISIRI 12977

بند ۴-۴ (یادآوری):
- دهانه > 6.5 متر → الزام به دو نبشی متقارن
روش کنترل:
- بدون تحلیل صریح کمانش
- اتکا به حداقل مقطع و آرایش هندسی
عدم تعریف:
- LTB Check
- Effective Length Factors

SJI 200-2015

Clause 5.2 & 5.5
طراحی یال فوقانی بر اساس:
- Axial Compression
- Slenderness Ratio (KL/r)
- Buckling about both axes
امکان طراحی:
- Composite
- Non-Composite
- Shored / Unshored

نتیجه مهندسی:
در ۱۲۹۷۷ «شکل مقطع» کنترل‌کننده است؛
در SJI «رفتار مکانیکی واقعی عضو».

🔹 Section 3 – Web Members (Middle Chord)

یال میانی و اعضای داخلی

معیار	ISIRI 12977	SJI 200-2015
نوع اعضا	میلگرد زیگزاگ پیوسته	اعضای مجزا (Vertical / Diagonal)
تحلیل نیرو	غیرقابل تفکیک	تحلیل عضو به عضو
تنش خمشی ثانویه	بالا (در قوس‌ها)	حذف شده
امکان تقویت موضعی	❌	✅

ارجاع آیین‌نامه‌ای

نشریه ۵۴۳ – بند ۲-۲-۲-۵
- کنترل برش ≥ ۲۵% واکنش تکیه‌گاهی
افزایش ظرفیت → افزایش سرتاسری نمره میلگرد

در مقابل، در SJI:

هر عضو تحت Axial Force Only طراحی می‌شود.

🔹 Section 4 – Concrete Web

بتن جان و نقش آن در سیستم سازه‌ای

ISIRI 12977

بتن جان:
- عضو نیمه‌سازه‌ای
- وابسته به کیفیت اجرا
عدم تعریف:
- Performance under Seismic Cycles
- Long-Term Degradation

SJI 200-2015 (NIAZIT)

حذف بتن جان:
- کاهش Dead Load
- افزایش Ductility
- رفتار قابل پیش‌بینی تحت زلزله
سیستم کاملاً فولادی → سازگار با فلسفه AISC

🔹 Section 5 – Span Limits

دهانه مجاز و توسعه سیستم

آیتم	ISIRI 12977	SJI 200-2015
دهانه اسمی	تا ≈ ۷–۸ متر	تا ۱۸.۳ متر
دهانه بالاتر	خارج از استاندارد	مجاز با جزئیات اتصال
تیرچه دوبل	الزامی	ممنوع / غیرضروری
ورق سرتاسری	الزامی	فقط موضعی

📌 Clause 5.5.2.1 – SJI 200-2015
اجازه دهانه‌های بلند با کنترل تغییرشکل و تنش.

🔹 Section 6 – Compliance & Liability

اعتبار فنی و مسئولیت مهندسی

ISIRI 12977

هر تغییر در:
- نوع مقطع
- تعداد نبشی
- حذف دوبل
  → خروج از شمول استاندارد
  → عدم اعتبار تاییدیه تولیدکننده

SJI 200-2015

طراحی مبتنی بر محاسبه
مسئولیت:
- Engineer of Record
کاملاً قابل دفاع در گزارش محاسبات

🔹 Final Engineering Conclusion

جمع‌بندی مهندسی نهایی

از منظر طراحی حرفه‌ای، تحلیل‌پذیری، توسعه‌پذیری و مسئولیت مهندسی:

ISIRI 12977
یک استاندارد محدود، مناسب پروژه‌های کوتاه‌ دهانه و کم‌ریسک
SJI 200-2015 (NIAZIT OWSJ System)
یک چارچوب کامل طراحی سازه‌ای مطابق فلسفه روز دنیا

📌 NIAZIT عملاً یک Steel Joist System است، نه صرفاً یک تیرچه.