از زمان ظهوراولین انسانها همواره بشر به دنبال سرپناهی برای زندگی خود بوده است که اصلی ترین قسمت این سرپناه سقفی بر بالای سر بوده تا انسان را از انواع گزندها در امان بدارد. بعد از دوره غارنشینی ها و پیش رفتن به بشر به سمت هوشمند شدن انواع سرپناه ها و خانه ها با انواع مختلفی از سقف ها ساخته شد؛ سقف هایی از جنس شاخ و برگ، چوب، سقف های گلی و قوسی و این روند آنقدر ادامه داشت تا زمانیکه نوبت استفاده از تیرچه و بلوک رسید. در این مطلب ما راجع به سقف های تیرچه و بلوکی، انواعی از بلوک و علت ساخت و استفاده از تیرچه پیش تنیده خواهیم پرداخت.
سقف تیرچه و بلوک
اگر بخواهیم این مورد را در مورد کشور خودمان بررسی کنیم، مهندسین امر معماری پس از بررسی تخریب و خسارت های جانی و مالی در خانه هایی با سقف طاق ضربی چاره کار را در تغییر سیستم اجرای سقف دیده و استفاده از تیرچه و بلوک آغاز شد. در این بین استفاده از تیرچه بتنی پایه خرپایی رواج بیشتری یافت به طوریکه با وجود نواقصی که دارد هنوز در بسیاری از ساختمان سازی ها از آن استفاده میشود.
در کنار تیرچه ها باید برای پوشش سقف و پر کردن فضاهای خالی بین تیرچه ها از بلوک استفاده میکردند که در بین آنها بلوک های سیمانی، بلوک های سفالی و در نوع جدیدتر بلوکهای یونولیتی بیشتر استفاده میشد ولی هر کدام از آنها معایبی داشتند. بلوک سیمانی بسیار سنگین بوده و وزن نهایی ساختمان نیز بسیار سنگین میشد. بلوک سفالی هزینه بسیار بالایی را شامل میشد و بلوک یونولیتی با وجود سبک بودندر برابر آتش سوزی ها بسیار ضعیف بود.
چرا تیرچه پیش تنیده تولید شد؟
بتن یک مصالح قدرتمند است ولی در مقابل فشارها و تنش ها مقاومت کمی داشته و همین مسئله باعث میشد که عمر کوتاهی داشته باشد. این فشار که عمدتا ناشی از فشار ساختمان بود و گاهی در حین جابجایی، دچار ترک خوردگی و یا شکستگی میشد که همین موضوع عمر تیرچه و بالطبع عمر ساختمان را کم میکرد.
این مسائل در کشورهای آمریکایی و اروپایی نیز اتفاق می‌افتاد به همین دلیل ابتدا در حدود سالهای 1880 تا 1900 ابتدا در آمریکا و سپس در اروپا تیرچه بتنی پیش تنیده طراحی و تولید شد که هدف آن بالا بردن میزان مقاومت بتن و تیرچه در برابر بارها و تنش های ناشی ساختمان بود. تولید تیرچه پیش تنیده به نوعی یک انقلاب در صنعت معماری و عمران بود چرا که تولید تیرچه از روش کارگاهی واردمرحله کارخانه ای و مکانیزه شد و هم به سرعت در بیشتر کشورها جایگزین روش های قدیمی شده و ساخت انواع ساختمانها و سازه ها به سمت کیفیت و مقاومتی بالاتر پیش رفت.
چگونگی پیش تنیده کردن بتن
گفته شد که هدف از پیش تنیده کردن بتن و تولید تیرچه پیش تنیده (خط تولید تیرچه پیش تنیده) بالا بردن مقاومت بتن در برابر فشارها و بارهای ساختمان بود ولی در این میان خیلی از المان های دیگر نیز دستخوش تغییر شد. مثلا میلگردهای فولادی به جای نصب شدن بر روی یک پایه بتنی درون بتن قرار میگرفت و یا میزان مقاومت فولاد و بتن از قبل از شروع فرایند تولید، در حین فرایند و پس از اتمام کار به طور دقیق تحت کنترل قرار میگرفت و از همه مهمتر تشکیل کمیسیون جهانی و ایجاد آیین نامه ای که کیفیت تیرچه پیش تنیده بر اساس استانداردهای آن آیین نامه بررسی میشد و در صورت عدم کسب آن استانداردها از رده خارج و اجازه ورود به بازار را پیدا نمیکرد.
در فرایند پیش تنیده کردن یکبار میلگردها را تحت نیرو قرار میدادند و پس از رسیدن به حد نساب مقاومت بتن ریزی انجام میشد و بعد از بتن ریزی بار دیگر نیروی مشخصی بر میلگردها و بتن وارد میکردند تا هم دارای مقاومت بیشتر شوند و هم اجزای سازنده بتن و فولاد در هم متصل شوند. مجموع این اعمال در فرایند تولید یک تیرچه پیش تنیدگی نامیده شد.
امتیازات دیگر تیرچه پیش تنیده
درست است که هدف بالا بردن مقاومت بتن و تیرچه بود ولی همراه با این ارتقای کیفیت چندین مزیت به این تیرچه اضافه شد که مهمترین آنها عبارتند از:
- کم حجم و کم وزن بودن تیرچه که موجب کاهش حجم و وزن پایانی سازه میشد.
- تولید در اندازه و طولهای متفاوت و ساپورت کردن دهانه های باز سازه ها حتی تا سی متر.
- امکان استفاده در انواع سازه های کوچک و بزرگ از انواع ساختمانها تا مجتمع‌های بزرگ و پل های بزرگ شهری. در واقع استفاده از تیرچه پیش تنیده در هیچ سازه‌ای هیچ محدودیتی ندارد.
- کمک به صرفه جویی اقتصادی و زمانی در حین ساخت و سازها راحتی در اجرا و بالا بردن سرعت ساخت و ساز
- استفاده از تیرچه پیش تنیده مزایای بسیاری دارد ولی در اینجا ما از مهمترین آنها نام بردیم که همه آنها چیزی علاوه بر بالارفتن مقاومت یک ساختمان یا ساز است.
تیرچه پیش تنیده در ایران
همانطوری که تیرچه پیش تنیده به سرعت به کشورهای دیگر راه یافت و تبدیل به تیرچه قالب در ساختمان سازی شد وارد ایران نیز شده و گاها مورد استفاده قرار گرفت ولی هنوز در بسیاری از موارد تیرچه پیش تنیده یک مساله ناشناخته برای برخی از معماران و یا صاحب آن پروژه است. در هر صورت تیرچه پیش تنیده و نحوه ساخت آن به ایران نیز رسید ولی در ابتدا با همان روش قالب گرفتن شروع به تولید کردند که مشخص بود به نتیجه نخواهد رسید زیرا نتیجه نهایی خارج از استانداردهای کیفی تیرچه پیش تنیده بود. در مرحله بعد دستگاه های تولید تیرچه را از چین وارد کردند ولی این دستگاه ها نیز به دلیل بی کیفیت بودن و تک مرحله‌ای بودن دوباره کارخانه‌داران را دچار مشکل کرد چرا که نتیجه نهایی استاندارد لازم را کسب نکرده و به همین دلیل تولید تیرچه پیش تنیده با کمک قالب گرفتن و استفاده از دستگاه چینی ممنوع اعلام شد. راه چاره وارد کردن دستگاه اصولی و استاندارد با نام اکسترودر از اروپا و کشور آلمان بود که در نهایت تیرچه با کیفیت را تحویل کارخانه‌داران داد. در حال حاضر چندین کارخانه معتبر در ایران مشغول تولید تیرچه بیشترین استاندارد و باکیفیت هستند ولی متخلفانی هنوز از روش قالب و دستگاه چینی برای تولید تیرچه پیش تنیده استفاده میکنند و به همین دلیل قبل از سفارش تیرچه باید در مورد اعتبار کارخانه‌ها و کیفیت تیرچه‌ای که تولید میشود تحقیقات لازم به عمل آید.
