در زمینه معماری یکی از مهمترین اصولی که باید رعایت شود سنجش مقاومت مصالحی است که قرار است در ساخت و ساز استفاده شود چرا که با این کار یک برآورد نسبی از مقاومت و استحکام ساختمان نهایی ساخته شده به دست خواهیم آورد؛ ولی نکته مهمتر از آن اینکه وقتی یک مصالح جدید تولید می شود این حساسیت در سنجش ویژگیها و به خصوص سنجش مقاومت بیشتر می شود چون تجربه کار با آن کمتر بوده و از همین روی باید دقت بیشتری بشود. تیرچه پیش تنیده یک از همین جدیدترین مصالح تولید شده است که هرچند تولید آن به بیشتر از صد سال قبل باز می گردد ولی همچنان به عنوان جدید ترین محصولات تولیدی در زمینه معماری به حساب میآید. مقاومت تیرچه پیش تنیده را در زمان تولید و پیش از به کار بردن در ساختمان از چندین جهت مورد بررسی قرار می دهند که در این مطلب بیشتر با آن آشنا خواهید شد ولی ابتدا کمی در مورد خود تیرچه صحبت کنیم.
تیرچه پیش تنیده
تیرچه پیش تنیده نوین ترین تیرچه بتنی است که به لحاظ مقاومت و راحتی اجرا در سقف چندین پله از تیرچههای بتنی قدیمیتر، ارتقا یافته است. دلیل مقاومت بالای این تیرچه مقاومت و مرغوبیت مواد اولیه و همچنین روش تولید خاص آن میباشد و جالب آنکه با وجود کیفیت بالاتر از قیمتی مناسب تر برخوردار بوده و با استفاده از آن در ساخت و سازها از چندین جهت در هزینهها صرفهجویی خواهد شد. تیرچه پیش تنیده در سطح مقطع شکلی شبیه تی انگلیسی داشته و همین شل باعث میشود که در طولهای بلندتر مقاومت بیشتری از خود نشان داده و همچنین از حجم بتن ریزی در زمان اجرای سقف کاسته شود.
برخلاف دیگر تیرچهها، تیرچه بتنی به جای کارگاه در کارخانههای مکانیزه تولید می شود که این روش و این خط تولید تیرچه پیش تنیده موجب مقاومت بالا در تیرچه پیش تنیده و تولید سریعتر و بیشتر این تیرچه می شود. پرداختن به فواید و مزایای استفاده از تیرچه پیش تنیده بحثی مفصل و مطلبی جداگانه را می طلبد که در اینجا از آن صرف نظر خواهیم کرد و بیشتر در مورد مواد اولیه تولید تیرچه پیش تنیده و مقاومت آن صحبت خواهیم کرد.
مواد تشکیل دهنده تیرچه پیش تنیده
مواد اولیه و مقاومت آنها در تولید تیرچه پیش تنیده بسیار حائز اهمیت است و مسائلی مانند استفاده از فولاد آجدار، بتن مقاوم و یا بررسی میزان سطح تماس آجهای فولاد و بتن به طور دقیق تحت کنترل قرار میگیرد تا یک تیرچه مقاوم و با کیفیت تولید شود. مواد اولیه تیرچه پیش تنیده عبارت است از:
- بتن پیش تنیده: بتن پیش تنیده مثل هر بتن دیگری از چند ماده اصلی شن، ماسه، سیمان و آب تولید می شود که در تولید آن مسائلی مثل اندازه ذرات و نسبت اختلاط مواد نسبت به یکدیگر مهم و قابل بررسی است چرا که قرار است این بتن در روند تولید یک فشار و نیروی مضاعف را به منظور بیشتر شدن توان در مقابل فشارها و بارهای زنده و مرده ساختمان، تحمل کند.
- فولاد پیش تنیده: در تولید تیرچه پیش تنیده از میلگرد های فولادی آجدار استفاده می شود که در فرآیند تولید دو بار تحت تنش قرار میگیرند و با همین روش به حداکثر مقاومت ۱۷۵۰۰ میرسد. این میلگردها در بطن بتن تیرچه قرار می گیرند و پس از آماده شدن تیرچه نهایی در طول تیرچه قابل مشاهده نیستند. تنش اول ابتدای کار و پس از قرار دادن میلگردها در قالب و گیر انداختن آنها به کمک جکهای دستگاه اعمال می شود به این صورت که بعد از متصل شدن میلگرد به گیره با همان جکها اعمال دو جانبه نیروی فشار و کشش آغاز می شود و این اعمال نیرو تا زمان بالا رفتن مقاومت مد نظر فولاد که توسط دستگاه نشان داده می شود ادامه پیدا میکند و بعد از رسیدن به حد لازم اعمال نیرو متوقف شده و بتن ریزی بر روی میلگرد فولادی انجام می گیرد. وارد کردن تنش در مرحله دوم پس از آنکه بتن کمی گیرش پیدا کرد، بر روی بتن و فولاد انجام میگیرد و همزمان عمل آوری بتن با کمک بخار آغاز میشود. پس از اعمال نیرو و عمل آوری بتن که با یک شیب ملایم افزایش و سپس تا خنک شدن آن کاهش پیدا میکند، تیرچه مقاومت نهایی را پیدا کرده و اجزای بتن و فولاد در یکدیگر محکم شدهاند و تیرچه آماده خشک شدن میباشد.
- فولاد معمولی: به جز میلگردهای فولادی اصلی که در طول تیرچه قرار میگیرند و از مقاومت ویژهای برخوردار هستند، قطعات فولادی دیگری به تیرچه اضافه می شود که کاربرد آنها متصل کردن قسمتهای مختلف درونی تیرچه به یکدیگر است که این قطعات فولادی با عنوانهایی مثل عضو فوقانی، عضو تحتانی و یا جان تیرچه شناخته می شوند.
مقاومت تیرچه پیش تنیده
در مورد علتهای مقاومت بالای تیرچه پیش تنیده صحبت شد و مشخص شد دلیل این مقاومت بالا، مواد اولیه مرغوب و مقاوم و همچنین روش تولید منحصر به فرد و پیش تنیده بودن بتن و فولاد در این تیرچه است اما در اینجا باید گفت که سنجش مقاومت نهایی تیرچه بر اساس آیین نامهها و استانداردهای بینالمللی سنجیده می شود. سنجش مقاومت تیرچه در هنگام اجرای سقف با کمک شمع بندی ها انجام می شود. در زمان کار هنگامی که شمعهای موقت برداشته و جمع آوری شد زمان سنجیدن و اندازه گیری مقاومت تیرچه بوده و این کار با اعمال فشاری برابر بارهای مرده و زنده ساختمان بر تیرچه پیش تنیده انجام می شود و تیرچه باید مقاومت لازم در مقابل این اعمال فشارها را از خود نشان دهد. استقامت تیرچه از لحاظ مقاومت برشی قائم و افقی نیز سنجیده می شود. از طرف دیگر خیز تیرچه نیز باید در کوتاه مدت و بلند مدت کنترل شده و برآیند آنها مطابق آیین نامه باشد. در سنجش خیز تیرچه وزن تیرچه یک عامل مهم و اساسی است چرا که این وزن تیرچه است که مانع خیز برداشتن تیرچه می شود.
تاثیر مقاومت بالای تیرچه پیش تنیده بر کیفیت سازه
مقاومت بالای تیرچه پیش تنیده بدون شک تاثیرات مهمی بر کیفیت نهایی ساختمانی که با آن ساخته شده است میگذارد که مهمترین آن بالا رفتن کیفیت ساخت و بالا رفتن عمر مفید ساختمان است. همچنین به علت درونی بودن میلگردها در بتن کمتر دچار زنگ زدگی و تخریب می شود. همچنین در مقابل حوادثی مانند زلزله ساختمان مقاومت بیشتر و بهتری از خود نشان خواهد داد. بار مرده و زنده ساختمان کمترین تاثیر فرسودگی را بر آن خواهد داشت.