آشنایی با تیرچه پیش تنیده

هدف از پیش تنیده کردن تیرچه ها چیست؟

در کل بتن و تیرچه بتنی اگر تحت تنش یا فشار قرار بگیرد استحکامی قابل قبولی از خود نشان می دهد ولی اگر در اثر بار وارد شده به ساختمان این تنش‌ها به یک تنش کششی تبدیل شود دیگر مقاومت زیادی ندارد و به همین دلیل به روشی که قبلاً گفته شد، یعنی مقاوم سازی به وسیله اضافه کردن میل‌گردهای درون تیرچه و ایجاد تنش قبلی در عضوهایی از تیرچه، میزان استحکام و مقاومت آنها را بیشتر می کنند. اما هدف اصلی از این پیش تنیده کردن چیست؟ پر واضح است که بالا بردن میزان استقامت و کم کردن تنش های کششی می باشد و با این روش ترک هایی که ممکن است تحت تاثیر بارهای وارده از لنگر خمشی ناشی شود نیز کم و محدود می شود. با این افزایش مقاومت و استحکام سازی تیرچه‌ها کارایی آن نیز بالاتر می رود. با استفاده از این روش علاوه بر آنکه استحکام سازه و ساختمان ما در مقابل عوامل محیطی مثل زلزله باد و دیگر مسائل بالاتر می رود، در مقایسه با تیرچه های فولادی سازه‌ای سبک تر با هزینه‌ای کمتر خواهیم داشت.

ویژگی های فنی تیرچه های بتنی پیش تنیده

یکی از مهمترین عواملی که در محبوبیت تیرچه پیش تنیده موثر است کنترل کیفیت آسان این تیرچه هاست. به این ترتیب که چون ساخت و تولید این تیرچه ها تنها در کارخانه و با کمک دستگاه های تمام اتوماتیک امکان پذیر است، علاوه بر پایین آمدن خطاهای انسانی، امکان بررسی تمامی جوانب تولید به منظور رعایت استانداردهای جهانی را فراهم می کند.

مثل هر تیرچه بتنی دیگر یا هر عضو مهندسی دیگر، تیرچه بتنی پیش تنیده شده نیز باید بر اساس یک سری پارامترها مشخص مثل مکانیک بتن، میزان استحکام، هندسه مقطع و مشخصات مکانیکی بتن بررسی شود. بتنی که در این تیرچه ها به کار می‌رود باید تیرچه ها را دارای مقاومتی در حدود ۵۵۰ تا ۳۵۰۰ کیلوگرم نیرو هر سانتی متر مربع با کند که البته این مقدار وابسته به تعداد وایر هایی که در تیرچه به کار رفته است متفاوت است؛ همچنین بر طبق استانداردهای بین المللی وایر هایی که در این تیرچه ها استفاده می شود باید حداقل دارای مقاومت نهایی ۱۷۵۰۰ سانتی متر مربع باشند.

کاربرد تیرچه‌های بتنی پیش تنیده

در ایران برای ساخت سقف ساختمان ها و سازه ها رایج ترین سیستمی که پیاده می شود سیستم تیرچه و بلوک می باشد با توجه به تنوع این تیرچه‌ها و مراحل تولید آنها، با استفاده از بعضی از تیرچه‌ها ممکن است ساختمان با مشکلات زیادی در مراحل ساخت، اجرا و یا از نظر فنی روبرو شود. انتخاب مناسب برای اجرای سقف ساختمان ها استفاده از تیرچه پیش تنیده می باشد چرا که علاوه بر کیفیت مطلوبی که این تیرچه ها دارند در کارخانه ها و بر اساس استاندارد های دقیقی تولید می شوند. علاوه بر استفاده در سقف ساختمان ها از این تیرچه ها در ساختن مخازن، پل ها و معابری که ممکن است عبور و مرور از آنها دشوار باشد استفاده می‌شود چراکه به علت مقاومت بالای این تیرچه‌ها کمتر دچار ترک خوردگی و شکست می‌شوند و در واقع برای هر سازه‌ای که نیاز به مقاوم سازی بیشتری داشته باشد قابل استفاده هستند.

شرایط استفاده از تیرچه‌های بتنی پیش تنیده شده

در واقع خیر نیاز به شرایط خاصی ندارد ولی با توجه به آنکه این نوع تیرچه‌ها در کارخانه ها تولید می شود و از نظر اندازه دارای مقیاس دقیقی هستند در پروژه های مختلف ساختمانی و سازه های بتنی از آنها استفاده می شود و تا دهانه های ۱۲ متری قابل استفاده هستند. روش استفاده و اجرای این تیرچه ها تفاوت خاصی با دیگر تیرچه ها ندارد و روش همان روش است ولی از آنجا که تولید تیرچه پیش تنیده شده در تعداد بالا و در کارخانه ها صورت می گیرد هزینه تولید کمتر و در نتیجه آن هزینه تمام شده آن نیز کمتر می‌شود.

طبقه بندی تیرچه‌های بتنی پیش تنیده

• تقسیم بندی این نوع از تیرچه‌ها بر اساس میزان کابل فولادی میباشد که در آنها به کار رفته، چه از نظر تعداد و چه از نظر ارتفاع کابل فولادی؛ هر چه تعداد کابل‌های فولادی درون تیرچه بیشتر باشد مقاومت آن بالاتر رفته و هر چه ارتفاع کابل بلندتر باشد باشد آن را مناسب دهانه های بلند تر ساختمانی می کند. از این نوع تیرچه‌های هم در سازه هایی با اسکلت فلزی و هم در سازه های دارای اسکلت بتنی استفاده می شود. در سازه های اسکلت فلزی، تیرچه‌ها را کنار لبه‌های تیر اصلی که نقش باربر را دارد به صورت عمود قرار داده و بعد از آن بتن ریزی را انجام میدهند. و اما در سازه هایی با اسکلت بتنی، تیرچه ها را با فاصله ۱۰ سانتی متری از هر طرف درون میلگردهایی که مربوط به تیرهای اصلی و باربر هستند به صورت عمود قرار داده و بعد از آن بتن ریزی میکنند.

مزایای تیرچه پیش تنیده

• هیچ محدودیتی در استفاده از تیرچه پیش تنیده در سازه های فولادی و بتنی وجود ندارد و می توان از انواع مختلف آن به راحتی استفاده کرد.
• کنترل کیفیت در این تیرچه ها به راحتی انجام می شود.
• استفاده از تیرچه پیش تنیده برای اجرای سقف مقرون به صرفه تر است. زیرا این تیرچه ها قابلیت اجرا روی دهانه های بزرگ را دارند و تعداد تیرچه های مورد نیاز را کاهش می دهند. به همین دلیل سقف هایی که با تیرچه پیش تنیده ساخته می شوند وزن کمتری دارند و در برابر زلزله مقاوم تر هستند.
• کیفیت تیرچه پیش تنیده بتنی به دلیل استفاده از بتن C35 و فولاد با مقاومت بالا بسیار بیشتر از سایر انواع تیرچه است.
• به دلیل استفاده از حرارت و بخار برای فرآوری تیرچه ها، محصول نهایی با سرعت بیشتری به مقاومت بالا می رسد و در زمان صرفه جویی می شود.
• سازه هایی که با تیرچه پیش تنیده ساخته می شوند دست معماران را برای طراحی دکوراسیون داخلی بنا باز می گذارند. زیرا این تیرچه ها قابلیت استفاده در دهانه های بزرگ را دارند و به همین دلیل تعداد قابل ملاحظه ای از ستون های داخلی کاسته می شود.
• وزن تیرچه پیش تنیده نسبت به تیرچه های تمام بتنی یا تمام فولادی بسیار کمتر است زیرا در آن از ترکیبی از میلگردهای فولادی و بتن استفاده می شود.
• اولین مزیتی که می توان به آن اشاره کرد مهمترین مزیت تیرچه‌های پیش تنیده میباشد کاهش قیمت آن نسبت به دیگر تیرچه های بتنی و سفالی است که این کاهش هزینه در حدود ۴۰ درصد برآورد می‌شود و دلیل آن استفاده کمتر است های فولادی درون این نوع از تیرچه‌ها می باشد.
• مزیت دیگر کاهش مصرف بتن است که آن نیز در حدود ۴۰ درصد برآورد شده چرا که این تیرچه ها در ساختمان قرار داده می شود و اطراف آن با بتن پر می شود پس به اندازه حجم خود تیرچه در مصرف بتن صرفه جویی می شود.
• تیرچه های پیش تنیده در مقایسه با تیرچه های سفالی و کرومیت در حدود ۱۳ تا ۱۵ سانتیمتر تفاوت ارتفاع دارند و تیرهای پیش تنیده کوتاه تر می باشند که با توجه به این مسئله به جای استفاده از بلوک های ۲۵ سانتی متری می تواند بلوک هایی با ارتفاع کمتر استفاده کرد که این امر در مصرف بلوک‌ها و هزینه های ناشی از آن نیز صرفه جویی مزایای تیرچه‌های بتنی پیش تنیده می کند.
• گفته شده در این تیرچه‌های فولاد کمتری به کار می رود پس در اثر کاهش وزن فولاد، در عین استحکام بیشتر، وزن سازه کمتر می‌شود.
• یکی دیگر از مزیت های قابل توجه به صرفه جویی در زمان اجرای سازه می باشد با استفاده از این تیرچه ها سرعت اجرای پروژه بالاتر می رود.
• استفاده از این تیرچه‌ها محدودیتی ندارد یعنی هم برای سازه‌های فولادی و هم برای سازه‌های بتنی قابل استفاده و کاربردی هستند.
• با استفاده از این تیرچه‌ها دیگر نیازی به استفاده از جک در زیر ساختمان نیست که همین امر موجب کمک به صرفه‌جویی بیشتر در زمان می‌شود.
• علاوه بر کاهش هزینه‌ها به دلیل مصرف کمتر فولاد و بتن و همچنین از آنجایی که سرعت کار بالاتر است، در هزینه‌هایی مثل نگهداری طولانی مصالح یا استفاده طولانی از داربست نیز کاهش می‌یابد.
• به دلیل آنکه این تیرچه‌ها در کارخانه و به میزان زیاد تولید می‌شود، در هر زمان هر تعدادی که از آنها را نیاز داشته باشید از کارخانه‌های تخصصی قابل سفارش هستند.
• این تیرچه‌ها عضوی نیستند که بگوییم در برابر زلزله مقاوم است ولی به گونه‌ای هم نیست که در برابر حرکات زلزله ثابت باشد و تکان نخورد و همین حرکت داشتن هنگام حرکات زمین سازه را در برابر زلزله ایمن تر میکند.