مقایسه تیرچه پیش تنیده با تیرچه معمولی

تیرچه پیش تنیده یکی از مهم ترین بخش های سازه است که باید نسبت به آن آگاهی کافی داشته باشید. ساختار تیرچه پیش تنیده با سازه بتن مسلح معمولی تفاوت دارد. زیرا بار اولیه قبل از استفاده به سازه وارد می شود. بار اولیه یا پیش تنش اعمال می شود تا سازه بتواند در برابر تنش های ایجاد شده در طول عمر خود مقاومت کند. پیش تنیدگی سازه ها در اواخر قرن نوزدهم معرفی شد. قبل از کاربرد در بتن، مفهوم پیش تنیدگی وجود داشت.

برای بتن، تنش های داخلی (معمولاً از طریق فولاد کششی) به دلایل مختلفی ایجاد می شود. مقاومت کششی بتن تنها 8 تا 14 درصد مقاومت فشاری آن است. اعضای خمشی مانند دال ها و دال ها تمایل به ایجاد ترک در مراحل اولیه بارگذاری دارند. برای جلوگیری از چنین ترک هایی می توان نیروی فشاری را به طور مناسب در جهت عمود اعمال کرد در لوله ها و مخازن ذخیره مایع، تنش های کششی حلقوی را می توان به طور موثر با پیش تنیدگی حلقوی خنثی کرد.

 پیش تنیدگی تیرهای بتنی با میله های فولادی ملایم

میله های فولادی سبک قرار داده شده و اطراف آنها بتن ریخته می شود. پس از سخت شدن بتن، کشش در میله ها آزاد می شود. میله ها سعی می کنند طول اولیه خود را به دست آورند، اما بتن اطراف که فولاد به آن چسبانده شده است مانع از این می شود. بنابراین، بتن در حال حاضر در یک حالت موثر پیش فشرده سازی قرار دارد. با این حال، تلاش های اولیه برای پیش تنیدگی کاملاً موفق نبود. مشاهده شد که اثر پیش تنیدگی با گذشت زمان کاهش یافته و ظرفیت اعضا برای تحمل بار محدود می شود. این اتفاق به دلیل انقباض بتن در پی گذشت زمان است. علاوه بر این، به دلیل بارگذاری مداوم، تنش در بتن با گذشت زمان افزایش می‌یابد. 

قالب های فولادی پیش کشش

• سیم: سیم پیش تنیدگی یک واحد واحد ساخته شده از فولاد است. دو، سه یا هفت سیم پیچ می شوند تا یک سیم پیش تنیده تشکیل شود.
• تاندون: گروهی از رشته‌ها یا سیم‌ها برای تشکیل یک تاندون پیش تنیدگی پیچیده می‌شوند.
• کابل: گروهی از تاندون ها یک کابل پیش تنیدگی را تشکیل می دهند.
• میله ها: یک تاندون را می توان از یک میله فولادی ساخت. قطر یک میله بسیار بزرگتر از قطر یک سیم است.

ساختار رابط بتن و فولاد

• تاندون باند شده : زمانی که پیوند کافی بین تاندون پیش تنیده و بتن وجود داشته باشد، به آن تاندون باند گفته می شود. تاندون های پیش تنیده تاندون های باند شده هستند.
• تاندون بدون پیوند: زمانی که بین تاندون پیش تنیدگی و بتن پیوندی وجود نداشته باشد، به آن تاندون بدون پیوند می گویند. هنگامی که تنش پس از استرس اعمال نمی شود، تاندون یک تاندون غیر متصل است. فازهای بارگذاری تحلیل اعضای پیش تنیده ممکن است در مراحل مختلف بارگذاری متفاوت باشد.

مزایای پیش تنیدگی

تیرچه پیش تنیده در مقایسه با بتن مسلح معمولی (RC) بدون پیش تنیدگی مزایای زیادی دارد. یک عضو بتنی کاملاً پیش تنیده معمولاً در طول عمر مفید خود تحت فشار قرار می گیرد. این امر چندین نقص بتن را برطرف می کند. متن زیر به طور گسترده در مورد مزایای یک تیرچه بتنی پیش تنیده در مقایسه با سایر تیرچه ها توضیح داده است.

• کاهش خوردگی فولاد افزایش دوام.
• یک بخش کامل استفاده می شود
• اینرسی بالاتر (سفتی بیشتر)
• تغییر شکل کمتر (بهبود قابلیت سرویس دهی).
• افزایش ظرفیت برش.
• برای استفاده در مخازن تحت فشار و سازه های نگهدارنده مایع مناسب است. بهبود عملکرد (انعطاف پذیری) تحت بار پویا.
• کاهش وزن.
• جذابیت زیبایی بیشتر به دلیل مقاطع نازک تر
• بخش های اقتصادی تر
• مناسب برای ساخت و ساز پیش ساخته

موارد استفاده از تیرچه پیش تنیده

پیش تنیدگی برای ساخت تیرها و پایه های کامپوزیت در ساخت و سازهای در مقیاس بزرگ مانند روگذر بزرگراه ها و ساختمان های تجاری استفاده می شود و تیر بتنی را قادر می سازد وزن بین پایه ها را در هر طرف تحمل کند. بدون چنین آرماتورهایی، عدم استحکام کششی بتن باعث می شود که بدون تکیه گاه در وسط فرو بریزد.

در اینجا سه ​​کاربرد اصلی بتن پیش تنیده آورده شده است:

تیرچه پیش تنیده: بتن در اطراف میله ها یا کابل های فولادی به صورت کششی ریخته می شود. بتن با سخت شدن به طور طبیعی به این “تاندون ها” می چسبد. فشرده سازی توسط اصطکاک ایستا، تنش را به بتن منتقل می کند. عناصر بتنی پیش تنیده در دال های کف، تیرها و لنگه ها رایج هستند.

تیرچه کششی پس از کشش: در زمان عمل آوری به جای فشرده سازی اعمال می شود در کانال های آلومینیومی، پلاستیک یا ریخته گری فولادی استفاده می شود و از ناحیه ای که تنش در بتن ایجاد می شود، پیروی می کند. تاندون ها از طریق کانال رانده می شوند، سپس پس از سخت شدن با جک هیدرولیک سفت می شوند. هنگامی که کشش تاندون ها با مشخصات طراحی مطابقت دارد در جای خود گیره می شوند و کانال دوغاب می شود.

تیرچه بدون پیوند پس از کشش: در اینجا، تاندون های فردی آزادی حرکت را نسبت به بتن حفظ می کنند. تاندون‌ها با پوششی از گریس مبتنی بر لیتیوم آماده می‌شوند، سپس به آن پوسته پلاستیکی می‌ دهند که توسط اکستروژن شکل می‌ گیرد. کابل های فولادی در برابر لنگرهایی که در اطراف محیط دال قرار گرفته اند کشیده می شوند. این طرح توانایی کاهش استرس تاندون های مدفون را قبل از تعمیر فراهم می کند.

بتن (RC) 

بتن آرمه یا RC یک ماده کامپوزیت است که در ساخت و ساز استفاده می شود. استحکام کششی و شکل پذیری پایین بتن با افزودن میله های فولادی تقویت کننده با مقاومت کششی و شکل پذیری بالاتر تقویت می شود در حین ساخت، میلگردهای فولادی قبل از ریختن بتن در قالب وارد می شوند. میلگرد را می توان از قبل به چیدمان قفس فولادی نیز متصل کرد. سپس بتن در قالب ریخته می شود و برای از بین بردن شکاف های هوا در بتن تازه و تثبیت سنگدانه ها در مخلوط بتن، ارتعاش می شود.

برای یک سازه قوی، انعطاف پذیر و بادوام، آرماتور باید حداقل دارای ویژگی های زیر باشد:

• استحکام نسبی بالا.
• تحمل بالا در کشش.
• بدون در نظر گرفتن pH، رطوبت و عوامل مشابه به خوبی به بتن می‌چسبد.
• سازگاری حرارتی باعث ایجاد تنش های غیرقابل قبول در پاسخ به تغییر دما نمی شود.
• دوام بدون توجه به خوردگی یا تنش پایدار در محیط بتن.

مصارف بتن آرمه چیست؟

بتن مسلح به دلیل کارایی، استحکام و در دسترس بودن مواد اولیه، کاربرد وسیعی دارد. آنها عمدتاً به عنوان اعضای اصلی یک سازه خاص مانند: ستون ها، پایه ها، شمع ها ، تیرها ، دال ها و پی ساختمان ها، خانه ها، سدها، پل ها و سایر سازه های مشابه استفاده می شوند. بتن مسلح به راحتی به اشکال غیر معمول تبدیل می شود زیرا ظرفی را که از آن پشتیبانی می کند پر می کند. این منجر به سازه های معماری عجیب و غریب می شود که ساخت آنها با مواد دیگری مانند فولاد و چوب دشوار است. پیاده روها تقویت بتن با میله های فولادی به بخش کامپوزیت استحکام کششی می دهد و یک مصالح ساختمانی کامپوزیت بادوام و مفید را فراهم می کند.

استفاده در ساخت و ساز

• بسیاری از انواع مختلف ساختمان را می توان با استفاده از بتن مسلح ساخت، از جمله دال ها، دیوارها، تیرها، ستون ها، پایه ها، قاب ها و موارد دیگر.
• می توان آن را به عنوان بتن مسلح، پیش ساخته یا بتن درجا طبقه بندی کرد.
• طراحی و اجرای کارآمدترین سیستم کف، کلید ایجاد سازه های ساختمانی امکان پذیر است. تغییرات کوچک در طراحی سیستم کفپوش می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر هزینه‌های مصالح، زمان‌بندی ساخت، استحکام نهایی، هزینه‌های عملیاتی، سطح اشغال و استفاده نهایی ساختمان داشته باشد.
• بدون آرماتور، ساخت سازه های مدرن با بتن مسلح امکان پذیر نخواهد بود.

ویژگی های کلیدی

سه ویژگی فیزیکی به بتن مسلح خواص ویژه می دهد:

• ضریب انبساط حرارتی بتن با فولاد شباهت دارد و تنش های داخلی قوی را به علت تفاوت در انبساط یا انقباض حرارتی از بین می برد.
• هنگامی که خمیر سیمان داخل بتن سخت می شود، با جزئیات سطح فولاد مطابقت دارد و اجازه می دهد هر گونه تنش به طور موثر بین مواد مختلف منتقل شود. اغلب میله های فولادی برای بهبود بیشتر پیوند یا سازگاری بین بتن و فولاد زبر یا موجدار می شوند.
• محیط شیمیایی قلیایی موجود در خمیر سیمان سخت شده باعث می شود که یک لایه غیرفعال بر روی سطح فولاد تشکیل شود و آن را در برابر خوردگی مقاوم تر کند. 
• سطح مقطع نسبی مورد نیاز برای بتن مسلح معمولی معمولاً بسیار کوچک است و از 1٪ برای اکثر تیرها و دال ها تا 6٪ برای برخی از ستون ها متغیر است. به طورکلی، میلگردهای تقویت کننده دارای سطح مقطع گرد هستند و قطر این میلگردها متفاوت می باشد. سازه های بتن آرمه گاهی اوقات دارای موادی مانند هسته های توخالی هستند تا رطوبت و رطوبت خود را کنترل کنند.
• توزیع خواص مقاومتی بتن (با وجود تقویت) در سطح مقطع عناصر بتن مسلح عمودی همگن نیست.

بیشتر بخوانید:مقایسه تیرچه پیش تنیده با سایر تیرچه ها

تقویت و اصطلاحات تیرها

• یک تیر تحت یک نیروی خمشی خم می شود و در نتیجه یک انحنای کوچک ایجاد می شود. در حالی که بتن تنش کششی را در وجه بیرونی (وجه کششی) انحناها تجربه می کند، تنش فشاری را در وجه داخلی (صفحه فشاری) تجربه می کند.
• تیر تقویت شده تک تیری است که در آن عضو بتنی فقط در نزدیکی سطح کششی تقویت می شود و آرماتور به نام فولاد کششی برای مقاومت در برابر کشش طراحی شده است.
• تیر با تقویت مضاعف تیری است که در آن علاوه بر آرماتور کششی، عضو بتنی در نزدیکی سطح فشاری نیز تقویت می شود تا بتن در برابر فشار مقاومت کند. آرماتور دوم فولاد فشاری نام دارد. زمانی که ناحیه فشاری یک بتن برای مقاومت در برابر لنگر فشاری (ممان مثبت) کافی نباشد، در صورتی که معمار ابعاد مقطع را محدود کند، باید آرماتور اضافی ارائه شود.
• تیر کم آرماتور تیری است که در آن ظرفیت کششی آرماتور کششی از ظرفیت فشاری ترکیبی بتن و فولاد فشاری (تقویت شده در سطح کششی) کمتر باشد. هنگامی که عضو بتن مسلح در معرض افزایش لنگر خمشی قرار می گیرد، فولاد کششی تسلیم می شود در حالی که بتن به حالت شکست نهایی خود نمی رسد. مانند تسلیم و کشش فولاد کششی، یک بتن “تقویت نشده” به صورت شکل پذیر تسلیم می شود و قبل از شکست نهایی خود تغییر شکل و تحریک زیادی را نشان می دهد. در این حالت تنش تسلیم فولاد بر طراحی حاکم است.
• تیر بیش از حد تقویت شده تیری است که در آن ظرفیت کششی فولاد کششی بیشتر از ظرفیت فشاری ترکیبی بتن و فولاد فشاری (بیش از حد تقویت شده در سطح کشش) است. بنابراین، تیر “بتن بیش از حد تقویت شده” با خرد شدن بتن ناحیه فشاری و قبل از تسلیم فولادهای ناحیه کششی از بین می رود، که هیچ هشداری را قبل از شکست ارائه نمی دهد زیرا شکست آنی است.
• تیر تقویت شده با تعادل تیری است که در آن هر دو ناحیه فشاری و کششی بار یکسانی را روی تیر ایجاد می کنند و بتن خرد شده و فولاد کششی به طور همزمان تولید می شود. با این حال، این معیار طراحی به همان اندازه بتن تقویت شده بیش از حد خطرناک است، زیرا بتن به طور ناگهانی با خرد شدن همزمان تسلیم فولاد کششی شکسته می شود و هشدار کمی در مورد مشکل در شکست کششی می دهد.
• استحکام مشخصه، استحکام ماده ای است که کمتر از 5 درصد نمونه مقاومت کمتری از خود نشان می دهد.
• استحکام طراحی یا استحکام اسمی، استحکام یک ماده، از جمله ضریب ایمنی مواد است. مقدار ضریب ایمنی در طراحی تنش مجاز معمولاً بین 0.75 تا 0.85 است.

در صورتی که قصد تهیه تیرچه پیش تنیده را دارید به شما پیشنهاد می کنیم از شرکت بپتا خرید خود را انجام دهید. این شرکت تولید کننده انوع تیرچه پیش تنیده با آخرین تکنولوژی روز دنیاست. برای اطلاع از قیمت تیرچه پیش تنیده و ارتباط با کارشناسان به سایت بپتا مراجعه نمایید.

انواع شرایط تکیه گاه در تیرها چیست؟

1. غلتک
2. پین شده
3. ثابت

سوالات متداول