تیرچه پیش تنیده جز مصالح جدید در ساخت و ساز ایران به حساب می‌آید ولی شروع ساخت و تولید این تیرچه‌ها به پس از پایان جنگ جهانی دوم در آمریکا برمی‌گردد. تیرچه پیش تنیده یک نوع از محصولات پیش ساخته بتنی است که با استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی ساخته میشود. علاوه بر این باعث کاهش استفاده از مصالح مهمی چون فولاد و کمک به کاهش آلودگی بوده و در نتیجه قیمت تمام شده آن بسیار پایین‌تر از تیرچه‌های مشابه است.
در ویدیو زیر میتوانید نحوه ساخت تیرچه بتنی پیش تنیده را مشاهده نمایید.
تیرچه های خرپایی امروزه رایج ترین نوع تیرچه استفاده شده در ایران است؛ گرچه استفاده از تیرچه خرپایی مدت های مدیدی است که در کل دنیا روشی منسوخ شده تلقی می گردد. در گذشته تیرچه های خرپایی با پاشنه بتنی و فندولی در سقف به کار می رفت که مشکلات فراوانی را در ابتدا تا انتهای مراحل اجرا ایجاد می کرد. تیرچه های خرپایی مقرون به صرفه بودند و جایگزین مناسبی برای آنها وجود نداشت. بنابراین مهندسان و پیمانکاران از این تیرچه ها استفاده می کردند.
هم اکنون استفاده از تیرچه خرپایی با پایه فندولی، توسط اداره استاندارد و سازمان نظام مهندسی ممنوع اعلام شده و فقط استفاده از پایه بتنی مجاز می باشد. تیرچه ها از بخش های اصلی در اسکلت بندی سازه ها به شمار می روند که باعث انتقال بار سقف بر روی تیرهای اصلی می شوند. این تیرچه ها نیاز به حداقل ۳ سانتی متر پوشش بتنی دارند که با ضخامت ۴ سانتی متری پاشنه بتنی در تیرچه های خرپایی امکان پذیر نیست.
به دلیل مشکلات و محدودیت های زیادی که در تیرچه های خرپایی وجود داشت، تیرچه از پیش تنیده به عنوان جایگزین وارد بازار شدند. استفاده از تیرچه های پیش تنیده از سال 1960 میلادی رواج یافت و در طول زمان به پیشرفت های زیادی دست یافت. اضافه کردن آرماتور به بتن، مقاومت آن را در برابر نیروهای کششی افزایش می دهد. به مقطع بتنی از قبل فشاری وارد می شود تا باعث تحمیل بار اضافی به ساختمان نشود.
تیرچه پیش تنیده مصرف فولاد و بتن را در سطح مقطع کاهش داده و کیفیت بتن را افزایش می دهد. بزرگراه طبقاتی صدر در تهران از بناهایی است که در آن از اینو نوع تیرچه استفاده گردیده.
همان طور که گفته شد بتن جسمی مقاوم در برابر فشار است ولی در برابر کشش مقاومت کمتری دارد حال در مهندسی عمران شیوه ای که می تواند از این ضعف بتن در برابر کشش مقابله و آن را اصلاح کند اصطلاحا روش بتن پیش تنیده یا به نام علمی آن (Prestressed Concrete) نامیده می شود.
به عبارت دیگر با این عمل یک تنش دائمی و ثابت به اندازه لازم در بتن ایجاد می شود که در اثر آن مقاومت باربری آن عضو افزایش پیدا می کند و این کار ترک های ناشی از لنگر خمشی و تنش های کششی که تحت تاثیر بارهای وارده در آن عضو هستند را محدود می کند. به طور خلاصه، پیش تنیده کردن عضوی از بتن با ایجاد فشار بر آن، کشش را کاهش می دهد و در نتیجه مقاومت بتن افزایش پیدا می کند.
تفاوت های بتن پیش تنیده با بتن مسلح را از جنبه های مختلفی می توان بررسی کرد. به لحاظ مواد مصرف شده در تهیه بتن پیش تنیده، از مصالح با مقاومت بالاتری استفاده می شود چون فولاد و بتن تحت تنش های بیشتری قرار دارند. لذا این نوع بتن در بارهای سنگین استفاده می شود. همچنین وزن ساختمان های پیش تنیده نسبت به موارد مشابه کمتر می باشد به این دلیل که در این حالت از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود؛ فلذا، مقدار بتن مصرفی کمتر است و فولادهای مصرفی هم کم می باشد زیرا دارای مقاومت زیادتری هستند.
به عبارت دیگر با این عمل یک تنش دائمی و ثابت به اندازه لازم در بتن ایجاد می شود که در اثر آن مقاومت باربری آن عضو افزایش پیدا می کند و این کار ترک های ناشی از لنگر خمشی و تنش های کششی که تحت تاثیر بارهای وارده در آن عضو هستند را محدود می کند. به طور خلاصه، پیش تنیده کردن عضوی از بتن با ایجاد فشار بر آن، کشش را کاهش می دهد و در نتیجه مقاومت بتن افزایش پیدا می کند.
در گذشته به دلیل اینکه در تهیه بتن از کابل های فولادی با مقاومت کمتر استفاده می شد و این هم باعث کاهش نیروی پیش تنیدگی در فرایند تولید بتن پیش تنیده بود، از تیرچه های پیش تنیده کمتر استفاده می شد. می شود گفت استفاده از این مصالح در مهندسی عمران و سازه مبحث نسبتا تازه ای است.
هدف اصلی تولید بتن پیش تنیده داشتن قابلیت کنترل تنش های کششی و ترک های ناشی از لنگر خمشی در اثر بارهای وارد شده به آن عضو می باشد. و همان طور که گفته شد کاربرد آن در عضو هایی که تحت تاثیر خمش قرار دارند مانند دیوار های حائل، ستون ها و دال های اسکله ها، تیرها، سقف پارکینگ ها و پل ها مخصوصا با طول دهنه های زیاد که در عمل با بتن معمولی قابل ساخت نیستند، می باشد و در عضو هایی که تحت تاثیر کشش قرار دارند، نظیر لوله ها و مخازن آب نیز استفاده می شود.
تنها روش اصولی تهیه تیرچه پیش تنیده روش استفاده از دستگاه اکسترودر است که توسط دستگاه های اروپایی انجام می شود و نسبت به روش انجام شده با دستگاه های چینی از کیفیت بسیار بالاتری برخوردار است. در این روش بتن نان اسلامپ روی خط ویبره شده و کل آن پخش می شود. در مرحله بعد با بخار و حرارت فرآوری می گردد. در صورتیکه در دستگاه های چینی مرحله فرآوری با حرارت انجام نمی شود. به این ترتیب کیفیت و زمان تولید کمتر می شود. در صورت استفاده از دستگاه های چینی، اخذ گواهی استاندارد با مشکل مواجه می شود.
یکی از روش های تولید تیرچه پیش تنیده که در حال حاضر دیگر خیلی کمتر استفاده می شود، روش قالب است. این روش به دلیل وجود معایبی چون امکان ترک خوردگی تیرچه در آخرین مرحله با روی کار آمدن دستگاه اکسترودر از رده خارج شده است.
تولید تیرچه پیش تنیده با روش استفاده از قالب در به دست آوردن گواهینامه ها و تاییدیه های سازمان مهندسی و استاندارد مهندسی دچار مشکل هستند، چون همانطور که گفتیم احتمال ترک خوردگی در این نوع تیرچه های پیش تنیده بیشتر است.
در ویدیوهای زیر مراحلی از ساخت تیرچه پیش تنیده را مشاهده می‌کند:
برای دریافت اطلاعات محصول یا خرید فرم زیر را پر کنید.
برای ایجاد پیوستگی کافی تیرچه با تن پوششی به صورت زبر و برجسته بتن ریزی می شود و بتن ریزی پوشش نباید کمتر از 20 میلی متر باشد.
مقاومت بتن تیرچه پیش تنیده در هنگام انتقال نیرو از فولاد به بتن باید بیشتر از نصف مقاومت فشاری 28 روزه بتن باشد. همچنین رده مقاومتی بتن تیرچه پیش تنیده نباید از C35 کمتر بوده و باید دو برابر تنش فشاری بتن در بخش زیرین تیرچه ها باشد. در نهایت بخش کششی تیرچه ها نباید شکسته یا ترک خورده باشند.
در این بخش در مورد مزایای تیرچه پیش تنیده (Advantages of Prestressed Concrete Joist) صحبت خواهیم کرد. قبل از بررسی این مزایا بهتر است بدانیم که در ساخت تیرچه پیش تنیده از بتن با مقاومت بالا و میلگردهای فولادی مخصوص پیش تنیدگی با رده مقاومتی بالا استفاده میشود. نحوه تهیه تیرچه پیش تنیده بدین صورت است که ابتدا کابل‌های فولادی در کارخانه قبل از بتن‌ریزی توسط دستگاه مخصوص کشیده شده و بعد از بتن‌ریزی بصورت آهسته رها می‌شوند تا به این ترتیب نیروی پیش تنیدگی ایجاد شده توسط کابل‌ها به صورت دائمی بر بتن سازه پیش تنیده وارد آید.
با این کار مقاومت فشاری و در عین حال مقاومت کششی تیرچه در برابر تنش‌های کششی موجود در سازه به صورت قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد و از ترک‌خوردگی بتن جلوگیری می‌کند. خاصیت پیش تنیدگی سبب افزایش کارایی بتن و تیرچه پیش تنیده شده و مزایای بسیار زیادی به همراه دارد که به صورت گسترده در صنعت ساخت و ساز کاربرد دارد. در ادامه این بحث مهمترین مزایای تیرچه پیش تنیده را مطرح خواهیم کرد.
از آنجا که در تیرچه پیش تنیده به دلیل وجود نیروی پیش تنیدگی کمی خیز به سمت بالا وجود دارد، لذا قبل از وارد آمدن بار از شدت خیزش تیرچه به سمت پایین می‌کاهد. این عامل یکی از مهمترین خاصیت‌های تیرچه پیش تنیده می‌باشد که موجب از بین بردن ترکهای دائمی تیرچه شده و در محیط‌های خورنده و آبی مانند سازه‌های دریایی اهمیت بسیار بالایی پیدا می‌کند.
در بتن های پیش تنیده بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییری بکند می توان با تغییر دادن مقداری از نیروی پیش تنیدگی سازه را انعطاف پذیر کرد. سازه های بتن پیش تنیده در معماری نیز قابلیت انعطاف پذیری دارند زیرا به دلیل حذف بعضی از ستون ها و پایه ها امکان اجرای سازه با دهانه بزرگتر را فراهم می آورد.
تیرچه پیش تنیده به دلیل پیش ساخته بودن و تولید در کارخانه، از نیاز به نیروی انسانی در تولید تیرچه می‌کاهد و در برخی پروژه‌ها مانند سقف تیرچه بلوک به دلیل مصرف فولاد با کیفیت از بتن کمتری در ساخت تیرچه‌ها استفاده میشود لذا به هنگام اجرا در دهانه‌های بزرگتر در مقایسه با تیرچه مسلح معمولی مقرون به صرفه‌تر تمام میشود.
در تیرچه پیش تنیده فولاد و بتن هر دو قبل از بارگذاری تحت تاثیر نیروی پیش تنیدگی قرار دارند و می‌توان گفت به نوعی بارگذاری شده‌اند و بدین ترتیب بتن و فولاد هر دو قبل از اجرای اصلی امتحان شده و تیرچه پیش تنیده به لحاظ ایمنی مورد اطمینان می‌باشد.
تیرچه پیش تنیده به صورت پیش ساخته در کارخانه‌جات تولید شده و سپس به محل اجرا انتقال داده میشود، لذا پیش ساختگی تیرچه پیش تنیده موجب افزایش سرعت اجرا می‌باشد. همچنین عدم نیاز به جک به هنگام اجرا نیز موجب افزایش سرعت می‌گردد.
از مهمترین مزیت‌های اصلی تیرچه پیش تنیده که بسیار کاربردی است، قابل اجرا بودن آن در دهانه‌هایی با طول ۹ متر می‌باشد.
به دلیل پیش ساخته بودن و تولید در کارخانه با استفاده از ماشین‌آلات مخصوص در مقایسه با تیرچه معمولی می‌توان تیرچه پیش تنیده را به صورت انبوه و در سریع‌ترین زمان ممکن تا طول چندین هزار متر در یک روز تولید کرد.
تیرچه پیش تنیده بر خلاف برخی تیرچه ها، قابل اجرا در ساختمان‌های با اسکلت بتنی و اسکلت فلزی می‌باشد.
تیرچه پیش تنیده با اینکه در زمان ساخت و تولید به نیروی متخصص نیاز دارد اما در اجرای سازه به دلیل راحت و سبک بودن آن نیازی به نیروی متخصص نیست که از مزیت‌های مهم تیرچه پیش تنیده می‌باشد.
مقاومت بالای تیرچه پیش تنیده امکان اجرای آن در شرایط گوناگون محیطی و آب و هوایی را می‌دهد.
تیرچه پیش تنیده در کارخانه با تمهیدات خاص و دقت بالای متخصصین و همچنین دستگاه‌های مخصوص تولید میشود لذا در بالا بردن ضریب ایمنی ساختمان اجرا شده بسیار مؤثر است.
این عامل موجب کاهش هزینه‌ی ساخت نیز میشود.
دیگر مزیت‌های مهم تیرچه پیش تنیده بصورت خلاصه عبارت اند از:
- قابلیت اجرا در دهانه های تا 9 متر
- قابلیت تولید انبوه در سریع ترین زمان ممکن (بیش از 3000 متر طول در روز)
- قابلیت اجرا در ساختمان های ماسونری (مصالح بنائی) و اسکلتهای بتنی و فولادی
- کم شدن تعداد جکای مورد نیاز با زیاد شدن فاصله آنها در زیر تیرچه ها (درهر 5/2 متر)
- تحمل بارهای زنده از 150 کیلوگرم برمتر مربع تا بیش از 1200 کیلوگرم بر متر مربع
- سبکتر شدن سقف تیرچه پیش تنیده در مقایسه با انواع سقف های مشابه
- برش آسان در اندازه های مختلف توسط دستگاه های برش دستی و اتوماتیک
- آزمایشات مداوم و تصادفی برای کنترل کیفیت مطلوب با امکانات پیشرفته آزمایشگاهی
- عدم نیاز به تمهیدات طراحی در حین اجرا (شناژ مخفی)
- قابلیت نصب در هر گونه شرایط جوی
- بالا بودن مقاومت برشی نسبت به سایر تیرچه ها
- استاندارد بودن محصولات تولیدی بدلیل داشتن استاندارد ایران و نظارت مسئولان کنترل کیفی کارخانه بر تولید و توزیع
- کیفیت بسیار بالای محصولات تولیدی بدلیل استفاده از مواد اولیه استانداد (شن و ماسه و سیمان و…)
-
کیفیت بالاتر به دلیل ساخت و تولید در کارخانه و تست سازه قبل از اجرا کاهش ترکهای بتن در ساختمان به دلیل مقاومت بالاتر قابل استفاده در تمامی پروژه ها نظیر آپارتمانها پل ها، ساختمانها
- کم شدن زمان بهره برداری از سازه بدلیل تولید انبوه در حجم زیاد و جلوتر از برنامه ریزی ساخت و ساز در مرحله طراحی سازه (آماده شدن نقشه های نهایی)
- مقاومت بیشتر در برابر بار های انرژی (دینامیکی _ ضربه ای) و خستگی به خاطر کم شدن محدوده تغییراتش در مقایسه با سایر انواع تیرچه ها به دلیل تفاوت طراحی و آنالیز تیرچه های پیش تنیده
- کاهش هزینه تمام شده سقف تا 25% با تیرچه های پیش تنیده
-
کاهش وزن کلی ساختمان همراه با کاهش چشمگیر بار سقف به دلیل مصرف کمتر بتن
شاید مهم ترین عیب تیرچه پیش تنیده حساسیت بالای آن در مرحله ساخت می‌باشد. در ساخت تیرچه پیش تنیده باید نهایت دقت را به کار برد و از نیروی متخصص استفاده کرد. اگر کوچکترین اشتباهی در ساخت تیرچه صورت بگیرد، ممکن است تمامی مزایای آن به معایب تبدیل شود. تمامی بندهای آینن نامه بتن و مقررات ساخت تیرچه باید رعایت شود.
مقاومت کششی فولاد به کار رفته در تیرچه پیش تنیده باید 2.5 تا 3.5 برابر بیشتر از فولاد متوسط باشد. نوع و تعداد تارهای کششی باید کاملا متناسب با نقشه های سازه ای باشد.
از دیگر معایب تیرچه پیش تنیده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نیاز به جرثقیل های بزرگ جهت جا به جایی مصالح
- طراحی پیچیده تر نسبت به انواع دیگر تیرچه
- پر خطر بودن تخریب تیرچه پیش تنیده به دلیل پتانسیل موجود در کابل های کشیده شده
شرایط تقریبی ایده آل بارگذاری سقف ها در شکل زیر برای هر سه تیپ نمایش داده میشود در تیرچه های JD1/135/30 و 30/157/JD2 بار سقف، در طولی معادل 5/2 متر اعمال شده است. این درحالیست که طول سقف در نمونه JD1/134/30 بارگذاری شده است.
سرعت اجرا در تیرچه پیش تنیده در مقایسه با انواع دیگر تیرچه مانند تیرچه کرومیت، تیرچه فلزی و تیرچه‌های خرپایی فندوله و پاشنه بتن، بصورت قابل ملاحظه‌ای بالاتر می‌باشد؛ این امر دلیل گوناگونی دارد. از جمله اینکه تیرچه پیش تنیده به صورت پیش ساخته و در کارخانجات توسط دستگاه‌های مخصوص تولید میشود و با این کار هم میزان تولید و هم سرعت تولید را بالا می‌برد و نیاز کارگاه و پروژه را بدون اتلاف وقت برای تولید تیرچه، به خوبی تامین می‌کند.
دلیل دیگر بالا بودن سرعت اجرای تیرچه پیش تنیده، عدم نیاز به استفاده از جک در مرحله اجرا می‌باشد. با استفاده از تیرچه پیش تنیده نیاز به جک بندی وجود نداشته و در برخی مواقع نیز نیاز بسیار کمی به استفاده از جک خواهد بود. همچنین وزن نسبتا کم این نوع تیرچه نیز دلیل دیگری بر افزایش سرعت اجرا می‌باشد.
در مورد اجرای تیرچه پیش تنیده در اسکلت‌بندی ها و رعایت آنها در پروژه‌هایی که با تیرچه پیش تنیده اجرا می‌شوند موجب افزایش ایمنی و طول عمر ساختمان می‌گردد. ابتدا بصورت مختصر به بررسی مهمترین دلایل استفاده از تیرچه پیش تنیده در برخی اسکلت‌بندی‌ها علی الخصوص اسکلت‌بندی فولادی می‌پردازیم. با توجه به این که استفاده از تیرچه پیش تنیده مزایای بسیار زیادی در ساخت و ساز دارد، اما در بین این مزایا، موارد زیر جزء مهمترین دلایلی است که از تیرچه پیش تنیده در اسکلت‌بندی‌های فولادی و بتنی استفاده میشود.
کمبود فولاد در برخی کشور‌ها: پایین بودن منابع فولاد در برخی کشور‌ها یکی از دلایلی است که باعث میشود عوامل اجرایی، تیرچه پیش تنیده را جایگزین تیرچه‌های فولادی نمایند؛ در ساخت و تولید تیرچه پیش تنیده از فولاد کمتری در مقایسه با تیرچه‌های فولادی استفاده میشود لذا به کار بردن آن در ساخت و ساز مصرف فولاد را به خوبی کاهش می‌دهد. این عامل مخصوصا در ساخت و ساز کشورهای اروپایی بسیار رایج است.
وزن پایین تیرچه پیش تنیده: کمتر بودن وزن تیرچه پیش تنیده به دلیل استفاده کمتر از فولاد، در مقایسه با تیرچه‌های فولادی از دیگر عوامل مهم استفاده از تیرچه پیش تنیده در اسکلت‌بندی فولادی می‌باشد. همچنین با به کار بردن تیرچه‌های پیش تنیده امکان کاهش میزان بتن ریزی نیز وجود دارد و این عامل در کاهش وزن ساختمان تاثیر گذار خواهد بود.
قابل استفاده در دهانه‌های با طول زیاد: از ویژگیهای بسیار مهم تیرچه پیش تنیده قابل استفاده بودن آنها در دهانه‌هایی با طول نسبتا زیاد تا حدود ۱۰ متر می‌باشد.
نحوه اجرای تیرچه پیش تنیده مانند تیرچه های معمولی است. مراحل کار بدین صورت است که در اسکلت بتنی، دو انتهای تیرچه حدود ۱۵ سانتیمتر در داخل بلوک آرماتور تیرهای اصلی به صورت عمود بر تیرچه قرار میگیرد . میلگرد ممان منفی همانند سایر تیرچه ها از قسمت فوقانی تیرچه بصورت عمود بر بلوک آرماتور با خم ۹۰ درجه در انتهای میلگرد وارد میشود و میلگرد اودکا به همین صورت تعبیه می گردد و کناف میانی (شناژ مخفی) بصور شکل فوق اجرا میشود پس از اعمال میلگردهای حرارتی بتن ریزی انجام میگیرد در اسکلت فولادی نیز به همین ترتیب دو انتهای تیرچه بر لبه ی بال پایینی پروفیل تیرهای اصلی به طور عمود قرار گرفته و پس از اجرای میلگردهای حرارتی بتن ریزی انجام میگیرد.
اگر تیرچه پیش تنیده را به صورت کلی تهیه نموده اید و می بایست آنها دپو شوند. از قرار دادن و چیدن بر روی هم بدون هرگونه فضای آزاد بین آنها بپرهیزید. برای این مورد لازم است تا دقت شود ابتدا تیرچه های پیش تنیده به صورت هم راستا و هم زاویه قرار داده شوند. پس از چیدن هر لایه از یک جسم محکم همچون چوب در ابتدا و انتهای تیرچه استفاده نمود و سپس بر روی چوب ها لایه دوم تیرچه ها چیده شود، تکیه گاه بین هر دو لایه تیرچه منجر به مقاومت بیشتر آنها می شود.
با در نظر گرفتن تمامی مزایای مطرح شده برای سیستم پیش تنیده، تیرچه پیش تنیده بهترین جایگزین برای تیرچه‌های کرومیت و بتنی خواهد بود و لزوم استفاده از آن در انواع پروژه‌ها از جنبه‌های مختلف اقصادی و ایمنی مناسب‌تر خواهد بود.
در ساختمانها و سازه‌هایی که در آنها از تیرچه پیش تنیده استفاده میشود، رعایت برخی نکات حائز اهمیت می‌باشد و می‌بایست قبل و بعد از اجرا مورد بررسی قرار گیرند. در ادامه به بررسی این نکات مهم در اجرای تیرچه پیش تنیده در اسکلت‌بندی‌ها خواهیم پرداخت.
استفاده از تیرچه پیش تنیده استاندارد: در مواردی از ساخت و ساز که قرار است از تیرچه پیش تنیده استفاده شود، می‌بایست دقت لازم را به عمل آورد تا تیرچه پیش تنیده خریداری شده مطابق با استانداردهای داخلی و خارجی بوده و آیین‌نامه های ساخت تیرچه پیش تنیده در آنها رعایت شده باشند.
حمل سالم در جابجایی تیرچه پیش تنیده: در مرحله جابجایی تیرچه پیش تنیده از کارخانه به کارگاه مورد نظر بسیار مهم است که تیرچه از آسیب‌های احتمالی به دور باشد، لذا در این خصوص لازم است دستورالعمل‌های موجود به درستی رعایت شوند تا قبل از اجرا آسیبی به تیرچه پیش تنیده وارد نشود. بهتر است برای حمل از جرثقیل استفاده شود اما در جابجایی بین طبقات و مکان‌های مختلف ساختمان به دلیل وزن کمتر تیرچه‌ها می توان از نیروی انسانی بهره گرفت.
احتیاج نداشتن به شمع بندی: تیرچه پیش تنیده به دلیل وزن کمتر آن به هنگام اجرا نیاز چندانی به شمع‌بندی نخواهد داشت اما بهتر است نسبت به این موضوع به صورت کامل چشم پوشی نشده و در موارد لازم نیز استفاده شود.
اجرای تیرچه پیش تنیده شباهت بسیار زیادی به اجرای تیرچه خرپایی دارد. در ابتدا لازم است بخشی از تیرچه پیش تنیده به میزان حدود ۱۵ سانتی متر وارد تیر شده و سپس بلوک‌های پرکننده بین تیرچه‌ها جایگذاری شده و نصب گردند. بعد از قرارگیری بلوک‌ها می بایست آرماتور اودکا و میلگرد حرارتی بر روی تیرچه‌ها و تیر در روی سقف قرار گرفته سپس بتن‌ریزی انجام گیرد.
با کاهش وزن سازه های ساخته شده با تیرچه پیش تنیده، هم مبلغ کمتری صرف بتن شده و هم نیروی کمتری بر تیرچه ها وارد می آید. در نتیجه استحکام سازه افزایش می یابد.
حداقل وزن تیرچه پیش تنیده 28 کیلوگرم می باشد. بنابراین وزن این تیرچه ها در مقایسه با انواع دیگر تیرچه بیشتر بوده و برای جا به جایی آنها از جرئقیل استفاده می شود. البته ابعاد و ارتفاع این تیرچه ها به نوعی است که در هنگام کار بر روی ساختمان های کم ارتفاع و کوتاه تر، با نیروی انسانی نیز می توان آنها را جا به جا نمود.
وزن سازه هایی که در آنها از تیرچه های پیش تنیده استفاده می شود، بسیار کمتر از سازه هایی است که با استفاده از انواع دیگر تیرچه ساخته می شوندو زیرا بتن ریزی تیرچه های پیش تنیده در کارخانه به صورت اتوماتیک انجام می شود. اما بتن سایر تیرچه ها مانند تیرچه خرپایی یا کرومیت، بتن در محل سازه ریخته می شود و به مقدار زیادی بتن نیاز است
تیرچه پیش تنیده به دلیل وجود نیروی پیش تنیدگی در آن از مقاومت بسیار زیادی در مقایسه با تیرچه مسلح معمولی برخوردار می‌باشد. این مقاومت باعث میشود تیرچه پیش تنیده در برابر تنش‌های فشاری و مخصوصا کششی به خوبی عمل کرده و استحکام زیادی داشته باشد.
باید در اول مشخص کنیم که استفاده از تیرچه پیش تنیده سازه را ضد زلزله نمی کند اما به دلیل وزن کمتر تیرچه ها و سبک شدن سازه در هنگام زلزله فشار کمتری روی ساختمان است و در نتیجه سازه ها نسبت به زلزله مقاومت بیشتری دارند.
همچنین تیرچه های پیش تنیده نیروهای فشاری و کششی در زلزله را راحت تر تحمل می کند و آسیب و خسارات کمتری به سازه وارد می شود.
در سیستم پیش تنیده به جای آرماتور از کابل ها و یا تاندون های با مقاومت بالا استفاده می شود که در ابتدا و قبل از بتن ریزی تحت کشش قرار گرفته و بعد از بتن ریزی رها می شوند. این تاندون ها با اعمال فشار به المان های بتنی، قابلیت باربری آن ها را افزایش داده و نیاز بیشتر به میلگرد را کاهش می دهند و همچنین این فشار در جهت عکس بارهای وارد بر عضو می باشد.
بدین صورت عضو بتنی قبل از بارگذاری تحت فشار قرار دارد که با بارگذاری و اعمال نیرو در جهت مخالف نیروی پیش تنیدگی، بخش مهمی از آن نیرو را خنثی می کند. در حالی که در سیستم بتن آرمه معمولی به علت عدم اعمال نیروی پیش تنیدگی و نبود نیروی فشاری در جهت عکس نیروی بارگذاری شده، در بتن تنش کششی بوجود آمده و از همان ابتدا ترک هایی در زیر تیرچه شکل می گیرد.
همانطور که بیان شد پیش تنیدگی سازه به صورت کلی عبارت است از ایجاد تنش در یک عضو بتنی به اندازه لازم طوری که در اثر این تنش، تنش های ناشی از بارهای زنده و مرده ی این عضو خنثی شود و مقاومت باربری آن عضو افزایش یابد.
این روش به شیوه ای ساده تر همان استفاده از جک به عنوان تکیه گاه برای کشیدن تیرچه می باشد. باید دقت کرد که در این روش بوجود آمدن کوچکترین تغییر شکل یا حرکت تکیه گاه باعث کاهش نیروی پیش تنیدگی خواهد شد.
در روش شیمیایی برای تولید نیروی پیش تنیدگی در تیرچه ها از نوع دیگر سیمان که برعکس سیمان معمولی خاصیت منبسط شدن دارد و منقبض نمی شود، استفاده می کنند. در این حالت به علت وجود کابل های منقبض شونده که از انبساط طول جلوگیری می کند به اندازه ای در تیرچه فشار ایجاد می شود.
در روش الکتریکی برای افزایش طول کابل ها از جرسان برق استفاده می شود به این صورت که این جریان برق به کابل ها متصل می شود و سپس کابل ها به وسیله گیره ها در همان حالت کشیده شده و به تکیه گاه وصل می گردند. و دوباره بعد از قطع کردن جریان برق اطراف کابل ها بتن ریزی انجام می شود تا بتن به مقاومت مورد نظر برسد که در این حالت کابل ها را از تکیه گاه آزاد می کنند.
در اثر آزادسازی کابل ها نیروی ایجاد شده در اثر کشیدن کابل ها به بتن منتقل می شود. روش حرارتی بیشتر در تولید چراغ برق ها، دال ها و انواع تیرچه ها به وفور مورد استفاده واقع می شود.
در این روش بعد از کشیدن کابل ها به منظور پیشگیری از زنگ زدن کابل ها به داخل غلاف ها دوغاب سیمان تزریق می شود تا فاصله را پر کند و چون در این حالت کابل ها با دوغاب به بتن می چسبند به این روش چسبنده می گویند.
در برخی مواقع برای ایجاد انعطاف بیشتر در سازه جهت مقاومت بهتر در مقابل زلزله، دوغاب سیمان را به داخل غلاف ها نمی ریزند. و با اینکار چون چسبندگی در بین کابل و غلاف نیست این روش را غیر چسبنده می نامند. در روش غیر چسبنده به منظور جلوگیری از زنگ زدن کابل ها با زدن گریس کابل ها را روغنی می کنند. برای راحتی کار برخی کارخانه ها کابل هایی را تولید می کنند که در داخل لوله های حاوی گریس قرار دارد که بصورت مستقیم در داخل بتن گذاشته می شود.
در روش غیر چسبنده احیانا اگر کابلی از داخل گیره ها در رود و یا از نقطه ای پاره شود، نیروی پیش تنیدگی در آن نقطه از بین خواهد رفت. به طور کلی مقاومت نهایی بتن پس کشیده چسبنده خیلی بیشتر از مقاومت نهایی بتن پس کشیده غیر چسبنده می باشد.
دپو کردن یا انبار کردن تیرچه های پیش تنیده امری بسیار ضروری و مهم بوده که کمتر مورد توجه مهندسین و سازنده ها قرار می گیرد؛ زیرا که انواع دیگر تیرچه ها با خاور و نیسان به محل پروژه حمل شده و به صورت فله انبار (دپو) می شدند، اما این روش برای تیرچه های پیش تنیده درست نیست.
در انبار کردن تیرچه های پیش تنیده توجه به این موضوع حائز اهمیت است که باید به همان صورتی که نصب خواهند شد، انبار شوند؛ چون تغییر حالت آنها امکان ایجاد ترک خوردگی را به علت افزودن تنش فشاری از لنگر خمشی در نتیجه وزن تیرچه پیش تنیده به تنش فشاری برآمده از نیروی پیش تنیدگی باعث ترک خوردن مقطع و آسیب دیدن تیرچه می شود.
تیرچه های پیش تنیده را نمی توان با خاور یا نیسان جا به جا کرد و حتما باید توسط ماشین های سنگین مانند تریلی به محل ساخت منتقل کرد. همچنین انبار کردن آنها باید به همان روشی که در کارخانه بارگیری شدند در محل ساخت انجام شود. تیرچه ها باید در راستای هم بر روی یکدیگر قرار گرفته و از چوب های چهار تراشی در هنگام دپو استفاده شود تا نیرو از یک جهت و به صورت عمودی به زمین وارد شود تا تیرچه ها صدمه نبینند. تصویر زیر نحوه صحیح دپو کردن تیرچه را به نشان می دهد.
وظیفه اصلی تیرچه این است که میزان بار سقف را بین ستونهای اصلی پخش نماید. طول مناسب مقاومت و صاف بودن تیرچه پیش تنیده در رسیدن به این هدف بسیار مهم است. لذا در حمل و نقل بسیار لازم است تا دقت شود که تیرچه پیش تنیده دچار لنگر منفی نشود و تاب بر ندارد. در همین راستا لازم است تا نکات زیر مد نظر قرار گیرد:
- پس از آنکه تیرچه پیش تنیده از محیط کارخانه خارج شد و می بایست به طبقات در ساختمانها منتقل شود لازم است تا سطح آزاد و رها آن را به سمت زمین نگه داشت و تلاش نمود تا از هرگونه پیچش در تیرچه هنگام حمل و نقل اجتناب گردد.
- اگر در زمان حمل تیرچه پیش تنیده؛ از وسط تیرچه گرفته شود این احتمال وجود دارد که به آن فشار وارد شده و دچار انحنا و آسیب شود لذا می بایست تلاش نمود تا توسط دو شخص ابتدا و انتهای تیرچه گرفته شده و حمل گردد.
- اگر طبقات زیاد باشد و لازم گردد تا از جرثقیل و بالابر برای حمل تیرچه استفاده شود می بایست به وسیله دو طناب ابتدا و انتهای تیرچه را به قلاب جرثقیل متصل نمود و انتقال را انجام داد بستن تیرچه از وسط به قلاب بالابر موجب آسیب و انحنای تیرچه می شود از رها نمودن و انداختن تیرچه بر روی زمین خودداری شود.
- از رها نمودن و انداختن تیرچه بر روی زمین خودداری شود. این نوع تیرچه ها لازم است به آرامی بر روی سطح مقطع مسلخ قرار دهد شوند
توجه کنید که مهمترین چیزی که باید در هنگام حمل و نقل تیرچه های پیش تنیده رعایت شود، این است که به همان شکلی جابه جا شود که قرار است نصب شود. این کار برای جلوگیری از ترک خوردگی تیرچه پیش تنیده است. برای نگهداری تیرچه های پیش تنیده در انبار نیز باید به صورت لایه لایه چیده شوند و پل هایی یک اندازه بین لایه های تیرچه پیش تنیده وجود داشته باشد تا تیرچه ها دچار آسیب نشود.
تیرچه پیش تنیده را در اسکلتهای فلزی نیز می توان به کار برد. اجرای این تیرچه در اسکلت فلزی بدین صورت است که یونولیت یا همان قالب پرکننده سقف را به تیرآهن نمی چسبانند؛ بلکه آن را 10 الی 15 سانتی متر عقب‌تر قرار داده و فضای خالی را با یک تخته آرماتور‌بندی می‌پوشانند. بنابراین در زمان بتن‌ریزی، گیرداری تا 15 سانتی متر افزایش می‌یابد. در واقع 4 سانتی متر روی لبه تیرآهن قرار گرفته و باقی آن از طریق بتن ریزی انجام می گیرد.
از عوامل مهم در استحکام و ایمنی ساختمانها استفاده از مصالح با کیفیت است، با خرید تیرچه بتنی خوب و باکیفیت از مجموعه بپتا (تولید کننده تیرچه پیش تنیده) ایمنی سازه‌های خود را تضمین کنید. شما میتوانید در سایت ویدیو و عکس تیرچه پیش تنیده بپتا و روند تولید آن را مشاهده کنید. ما تمام تلاش خود را به کار برده‌ایم تا محصولی با کیفیت و بادوام به مشتریان عزیز ارائه دهیم.
یک سری مقررات و آیین نامه های خاص در زمینه ساخت تیرچه پیش تنیده وجود دارد که در اینجا برای شما آورده ایم:
داشتن مقطع استاندارد و رعایت ابعاد مشخص شده در آیین نامه ها
داشتن خیزش منفی که به علت تحت فشار بودن کل مقطع ایجاد می شود.
وجود ضخامت جان و عدم امکان کاهش فاصله ضخامت بین بلوک های پرکننده به هر روش ممکن
با صرفه بودن تیرچه پیش تنیده به نسبت سایر تیرچه ها
کاهش دادن مصرف فولاد در تیرچه
امکان تولید سریع تر و کاهش زمان اجرا
کاهش مقدار دربست های مورد نیاز و افزایش اجرای سقف
با توجه به مقدار مجاز مشخص شده در آیین نامه یعنی ۷۵ سانتی متر می توان مقدار تیرچه به کار رفته در سقف را کاهش داد.
کاهش استفاده از بتن به علت وجود بتن در جان تیرچه پیش تنیده
برای نصب تیرچه های پیش تنیده روی سقف باید بین آنها فاصله مشخصی در حد 15 سانتی متر از هر طرف با تیر اصلی فاصله داشته باشند و بعد بلوک های سیمانی و یونولیتی بین تیرچه ها قرار می گیرند و آرماتورهای روی تیرچه های پیش تنیده محکم می شوند و در نهایت بتن ریزی نهایی برای ثابت کردن اجزا و پر کردن فضاهای خالی به کار می رود.
به دلیل تولید انبوه و تمام اتوماتیک، هزینه های تولید سرشکن می شود. همچنین استفاده از فولاد بسیار مقاوم و پیش تنیده شدن بتن باعث افزایش شدید مقاومت کششی و برشی بتن می شود و دیگر نیازی به استفاده از میلگرد طولی قطور و همچنین آرماتور برشی (زیگزاگ) نیست.
خیر، جهت تولید مقاطع پیش تنیده از پی سی وایر که تاب کششی معادل 18000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع دارد و جنس آن از فولاد است، استفاده می شود.
تیپ بندی تیرچه ها بر اساس ارتفاع تیرچه و تعداد وایرهای به کار رفته در آنها تیپ بندی می گردند. هرچه دهانه بزرگتر و بار مرده و زنده بیشتر باشد، ارتفاع و تعداد وایرها افزایش می‌یابد. با استفاده از این تیرچه‌ها امکان اجرای دهانه‌هایی تا طول 12 متر وجود دارد.
بله، در ساختمان های مسکونی تغییرخاصی در طراحی نیاز نیست و در پروزه هایی با بار زنده بالا این تبدیل با استفاده از جداول از پیش طراحی شده شرکت به صورت بسیار ساده قابل انجام می باشد.
خیر. وزن تمام شده سقف با استفاده از خرپا و پیش تنیده برابر می باشد. در تیرچه پیش تنیده مقداری از بتن قبلا در کارخانه ریخته شده است که سبب افزایش وزن این نوع تیرچه قبل از اجرا می باشدولی در هر صورت پس از اجرا همان مقدار بتن به صورت درجا در سقف اجرا شده با تیرچه خرپایی ریخته می شود.
مهمترین علت کاهش زیبایی به خاطر وجود ستون است پس باید بین ستونهای اصلی فاصله بیشتری قرار گیرد که این کار با تیرچه پیش تنیده امکان پذیر است. برای همین استفاده از تیرچه پیش تنیده در ساختمان های مدرن مناسب تر است.
مهمترین علت کاهش زیبایی به خاطر وجود ستون است پس باید بین ستونهای اصلی فاصله بیشتری قرار گیرد که این کار با تیرچه پیش تنیده امکان پذیر است. برای همین استفاده از تیرچه پیش تنیده در ساختمان های مدرن مناسب تر است.
مهمترین علت کاهش زیبایی به خاطر وجود ستون است پس باید بین ستونهای اصلی فاصله بیشتری قرار گیرد که این کار با تیرچه پیش تنیده امکان پذیر است. برای همین استفاده از تیرچه پیش تنیده در ساختمان های مدرن مناسب تر است.
9 Comments
علت اصلی استفاده از چوب های تراشی برای دپو کردن تیرچه پیش تنیده چیست، بدون استفاده از چوب هم میشه دپو کرد؟
با سلام و تشکر،سرعت اجرای تیرچه پیش تنیده در مقایسه با دیگر تیررچه ها مثل تیرچه کرومیت و تیرچه بلوک چه طور هست، آیا بیشترین سرعت اجرا برای تیرچه پیش تنیده هست؟
ممنون از اطلاعات خوبی که تو این بخش قرار دادین، واقعا سایت خوبی در زمینه عمران دارین و اطلاعات نسبتا کاملی رو به مخاطب میدید.
سلام یه سوالی داشتم
چرا تو اجرای سقف‌هایی که از تیرچه پیش تنیده استاندارد تشکیل شده به ارماتور منفی تو تکیه گاه نیازی نیست؟
سلام خسته نباشید
چرا تیرچه پیش تنیده باعث کاهش حجم بتن ریزی میشه التبه در مقایسه با با تیرچه های فندوله ای و فلزی؟
مرسی مطالب عالی بود
یه سوالی که دارم این هستش که تیرچه پیش تنیده چرا و چگونه باعث افزایش دوام و عمر مفید سقف میشه؟
سلام وقت بخیر روش خرید تیرچه پیش ساخته از سایت بپتا به چه صورت است؟
سلام وقت و روز شما هم بخیر
جهت خرید تیرچه تنیده میتوانید با کارشناسان فروش ما از طریق شماره‌های 2-32764991-044 در ارتباط باشید.
خیلی متشکرم بابت مطالبتون
تیرچه پیش تنیده و تیرچه‌های قدیمی تر چه فرقی دارند؟