تیرچه‌ها معمولاً قطعات از پیش آماده شده هستند که رایج ترین استفاده از آن‌ها در ساخت سقف سازه های مختلف می باشد و بر اساس مقاومتی که دارند باید بار سازه یا ساختمان را، که از پیش تعیین می شود، تحمل کنند. عموما مصالحی که در ساخت این تیرچه ها استفاده می شود فولاد و بتن است که هر کدام از آنها ویژگی خاص خود را داراست و حتی از لحاظ شکل ظاهری سطح مقطع شکل های متفاوتی دارند مثل « I , L , S , C , T ». از انواع تیرچه ها می‌توان به تیرچه های بتنی، خرپایی، صنعتی، پیش تنیده و تیرچه های کرومیت اشاره کرد.

تیرچه پیش تنیده چیست؟

تیرچه پیش تنیده یکی از انواع تیرچه‌های بتنی است که در سطح مقطع آن، شکلی شبیه T دارد. برای تهیه این تیرچه ها درون آنها را را به کمک آرماتورهای فولادی پر میکند چراکه بتن ها به تنهایی در برابر فشار و تنش ناشی از آن استحکام زیادی از خود نشان نمی دهند و با بیشتر کردن میلگردهای فولادی استحکام لازم را پیدا می‌کنند. وقتی سازه ای یا ساختمانی با این روش و به وسیله این تیرچه‌های پیش تنیده شده ساخته شود در اصطلاح آن را بتن مسلح می‌گویند. اگر بخواهیم تعریفی از پیش تنیدگی تیرچه داشته باشیم، در پیش تنیدگی، درقسمتی یا عضوی از تیرچه بتنی به شکل و یا اندازه لازم تنشی دائم و ثابت ایجاد می‌کنند و این تنش‌های ایجاد شده بارهای زنده و مرده ساختمان را، در قسمت‌هایی از تیرچه که تغییرات در آن اعمال شده، خنثی می کند که در نتیجه  این عملیات مقاومت حمل بار سازه افزایش پیدا می‌کند.

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

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

  • 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.
تیرچه پیش تنیده

معایب پیش تنیده کردن تیرچه‌های بتنی

هرچند که برنکاتی که گفته می‌شود نام معایب گذاشته شده است ولی در واقع بیشتر نکاتی قابل توجه محسوب میشوند تا نقطه ضعف استفاده از  تیرچه‌های پیش تنیده شده؛

  • دقت بالایی برای پیش تنیده کردن تیرچه‌ها لازم است.
  • برای جابجایی قطعات آن باید از جرثقیل کمک گرفت.
  • طراحی پیچیده‌تری دارد.
  • ساخت و تولید این نوع از تیرچه‌ها دانش فنی بالاتری میطلبد.

مشخصات فنی تیرچه‌های پیش تنیده

صحبت از مشخصات فنی یک محصول ساختمانی بسیار زمان بر، پیچیده و مفصل است ولی  قبل از آنکه مشخصات فنی تیرچه های پیش تنیده را به طور خلاصه معرفی کنیم بهتر است بدانید تمام مراحلی که به منظور کنترل کیفیت و کنترل فنی محصول انجام می‌شود بر پایه اصول مهندسی و فرمول‌ها و معیارهای بسیار دقیق و پیچیده انجام می‌شود که شاید کاری سخت و زمان‌بر بوده ولی کیفیت نهایی کار، رضایت و ایمنی مشتری را بالا می‌برد. مراحل و مشخصات فنی تیرچه های پیش تنیده عبارتند از:

  • در ساخت این تیرچه‌ها تعداد مفتول‌هایی که استفاده می‌شود متفاوت است ولی در نتیجه نهایی باید همه آنها سطح مقطع یکسانی را دارا باشند.
  • در مراحل تولید به بتن فشار بالایی وارد می‌شود و از این جهت طبق آیین نامه استانداردها بتی که استفاده میکنند حد اقل باید رده C35 و حداکثر باید رده C45 را دارا باشد.
  • مقاومت مفتول‌های فولادی قابل استفاده در ساخت تیرچه‌ها بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع سنجیده شده و مفتول استاندارد باید مقاومت حداقل ۱۴۷۵ و حداکثر ۱۹۶۰ را داشته باشد.
  • مفتول یا میلگردها باید آجدار باشد تا با این روش سطح تماس مفتول و بتن بیشتر شده و استحکام و مقاومت نهایی تیرچه بالا برود.
  • سطح تماس دندانه‌ای تیرچه‌ها در جاریز باید مضرس باشد چرا که با این دندانه دار کردن سطح تماس مسئله اتصال نامناسب بتن موجود در جاریز و سطح تماسی تیرچه از بین می‌رود.
  • مقاومت خمشی تیرچه در مرحله اجرا و مرحله نهایی باید مورد آزمایش و کنترل قرار بگیرد تا از کیفیت و کسب امتیاز مناسب مطلع شد.
  • مقاومت برشی تیرچه نیز در مرحله اجرا، به منظور اطمینان از عملکرد یکپارچه و یکدست تیرچه در جاریز نیز کنترل می‌شود.
  • از دیگر مواردی که قبل از اجرا و در مرحله بهره‌برداری باید کنترل شود خیز تیرچه پیش‌ تنیده می‌باشد.

نکته آخر

با همه مزایایی که گفته شد تحقیقات زیادی به منظور بالاتر بردن کیفیت و افزایش مزیت‌های این تیرچه‌ها در حال انجام است مثل  استفاده از آجر شکسته‌ها و یا خرده پسماندها در ساخت تیرچه‌ها که باز هم در هزینه صرفه‌جویی می‌شود و هم سازگار با مسائل محیط زیستی است.

اگر در رشته معماری تحصیل کرده و مشغول کار باشید، یا به معماری علاقه‌مند باشید در مورد این علوم مطالعه کرده باشید و یا اگر شغلی در این زمینه دارد هستید حتما نام تیرچه پیش تنیده به گوشتان آشناست و راجع‌به آن می‌دانید؛ یکی از تیرچه‌های تولیدی با کیفیت که در انواع ساخت و سازها استفاده می‌شود و به دلیل کیفیت و مزیت‌هایی که دارد جایگزین تیرچه‌های معمولی شده است. برای آنکه ساختمان ساخته شده در مرحله پایانی دارای کیفیت ساخت بالا باشد تمام مصالحی که در کار استفاده می‌شود باید دارای مشخصات فنی استانداری باشند که تیرچه‌های پیش تنیده هم از این امر مستثنا نیستند.

تیرچه پیش تنیده ایران با داشتن کد استاندارد و کارخانجات مجهز به جدیدترین و پیشرفته ترین دستگاههای تولید، با کیفیت ترین تیرچه پیش تنیده را در کشور تولید و عرضه میکند.