تیرچه استاندارد ایران یک نوع تیرچه پیش تنیده ازنوع پیش کشیده است که بصورت صنعتی در یک خط تولید کاملا” اتوماتیک ساخت کشور آلمان تولید می گردد. بدین ترتیب مزیت های اصلی تیرچه پیش تنیده ایران به دوبخش مزیت های اقتصادی و مزیت های فنی تقسیم می گردد. مزیت های تیرچه پیش تنیده ایران به شرح زیر است:
مزیت های اقتصادی تیرچه پیش تنیده ایران :
1- تولید انبوه و صنعتی تیرچه پیش تنیده موجب کاهش شدید هزینه تولید آن گردیده است.
2- استفاده ازمیلگرد بسیار پرمقاومت (با مقاومت حدود 4.5 برابر مقاومت میلگرد AIII) به جای میلگرد های معمولی ، موجب کاهش وزن فولاد مصرفی در تیرچه پیش تنیده گردیده و لذا هزینه تولید آن کاهش یافته است.
3-پیش تنیدگی در تیرچه موجب افزایش شدید مقاومت برشی بتن شده و نیاز به آرماتور زیگزاگ را منتفی میسازد لذا هزینه تولید آن کاهش یافته است.
4- به علت وجود یک توده بزرگ بتن در تیرچه پیش تنیده، بخش بزرگی از فضای خالی بین بلوک های سقفی پر شده و درنتیجه حجم بتن ریزی سقف کاهش یافته و لذا هزینه خرید و پمپاژ بتن درجاریز کاهش می یابد.
5- نیروی فشاری ناشی از پیش تنیدگی در تیرچه پیش تنیده ایران موجب افزایش شدید مقاومت کششی بتن و درنتیجه موجب افزایش ظرفیت خمشی تیرچه شده و لذا نیاز به شمع بندی موقت تحت بارهای حین اجرا را کاهش داده و از اینرو هزینه شمع بندی موقت سقف کاهش می یابد.
*مزیتهای فنی تیرچه پیش تنیده ایران
1- تیرچه پیش تنیده دارای نشان استاندارد ملی ایران است که موجب اطمینان از کیفیت آن می گردد.تیرچه استاندارد ایران دارای کد 10 رقمی 6617803888 می باشد
2- استفاده از بتن پرمقاومت 450kg/cm2 که حدود دوبرابر مقاومت بتن های معمولی است موجب افزایش کیفیت و دوام تیرچه پیش تنیده گردیده است.
3- نیروی فشاری پیش تنیدگی در تیرچه پیش تنیده مانع ترک خوردگی بتن در طول عمر مفید ساختمان گردیده و لذا علاوه بر اینکه مانع ایجاد ترک در نازک کاری زیر سقف میگردد بلکه از نفوذ رطوبت و مواد خورنده به داخل تیرچه و آسیب رسیدن به میلگرد های داخل تیرچه جلوگیری می نماید.
تولید انبوه و تمام اتوماتیک موجب سرشکن شدن هزینه تولید و کاهش آن میگردد. ضمن اینکه استفاده از فولاد بسیار پرمقاومت (چهار برابر مقاومت میلگرد AIII) و همچنین پیش‌تنیده شدن بتن موجب افزایش شدید مقاومت کششی و برشی بتن شده و لذا نیاز به استفاده از میلگردهای طولی قطور و همچنین آرماتور برشی (زیگزاگ) را منتفی میسازد.
روش اجرای تیرچه پیش تنیده ایران، درست همانند تیرچه‌های معمولی است و هیچگونه تفاوتی وجود ندارد. در اسکلت بتنی، حدود 10تا 15 سانتی‌متر از دوانتهای تیرچه در داخل قفس آرماتور تیرهای اصلی باربر عمود بر راستای تیرچه قرار گرفته پس از اجرای میلگردهای حرارتی بتن‌ریزی انجام می‌گیرد. و در اسکلت فولادی نیز هریک از دو انتهای تیرچه بر روی لبه‌ی بال پایینی پروفیل فولادی تیرهای اصلی باربر عمود بر راستای تیرچه قرارگرفته و پس از اجرای میلگردهای حرارتی بتن‌ریزی انجام می‌گیرد.
دهانه 12 متر . که در حال حاضر در استان قم و زنجان نمونه کار اجرا شده با تیرچه پیش تنیده استاندارد ایران موجود می باشد.
استفاده از تیرچه پیش تنیده استاندارد نیازمند هیچگونه تغییری در نقشه‌های اجرایی نبوده و تیرها، ستون‌ها و فونداسیون‌ها درست همانند نقشه اصلی اجرا می‌گردند و در هنگام اجرای سقف‌ها، این تیرچه‌ها جایگزین تیرچه‌های بتنی یا تیرچه‌های فلزی می‌گردند و بقیه موارد همچون: ضخامت بتن روی بلوک، عیار بتن درجاریز و مقدار میلگردهای افت و حرارت هیچگونه تغییری نمیکند.
طراحی، محاسبه و کنترل مقاومت خمشی تیرچه‌های پیش تنیده و تعیین تعداد میلگرد ها با فرض تیر دوسر ساده (مفصل) انجام گرفته است. همچنین جانمایی وایرها در مقطع تیرچه نیز بگونه‌ای تنظیم گردیده که بتن تیرچه پس از پایان بتن‌ریزی و شروع عملکرد مرکب سقف، تحت کشش قرار گیرد تا نیروی فشاری پیش‌تنیدگی با آن مقابله نماید. این در حالی است که، استفاده از آرماتور منفی در محل تکیه‌گاه‌ها، موجب تعبیه یک ظرفیت خمشی منفی در محل تکیه‌گاه‌ها گردیده که با تجمیع شدن آن، علاوه بر افزایش تنش فشاری در بتن تیرچه پیش‌تنیده و افزایش احتمال خرد شدن آن، لنگر پیچشی ناخواسته‌ای نیز در تیرهای اصلی عمود بر تیرچه‌ها ایجاد می‌نماید که معمولا” در طراحی و محاسبه و کنترل آن تیرهای اصلی توسط طراحان سازه در نظر گرفته نمی‌شود.
بطورکلی، درصورتی که مقاومت برشی بتن سقف متشکل از تیرچه پیش تنیده که از مجموع مقاومت برشی بتن تیرچه پیش‌تنیده و مقاومت برشی بتن درجاریز محاسبه میگردد، از کفایت لازم برخوردار نباشد لازم است از آرماتور برشی استفاده گردد. ولی معمولا” به‌علت وجود نیروی فشاری پیش‌تنیدگی در تیرچه پیش تنیده، روابط مندرج در آییننامهها بگونه‌ای است که مقاومت برشی بتن، به‌تنهایی جوابگوی نیروی برشی بوده و از لحاظ محاسباتی و آیین‌نامه‌ای نیازی به تعبیه آرماتور برشی وجود ندارد. با این وجود، به‌علت احتمال واردآمدن آسیب‌های ناخواسته به دوانتهای تیرچه‌ها که ممکن است در هنگام بارگیری، حمل، تخلیه و نصب تیرچه‌ها روی دهد، توصیه میگردد، در دهانه‌های بلند یا سربارهای سنگین، مطابق دیتیل‌های اجرایی تهیه شده توسط تیرچه پیش‌تنیده ایران، در هر دو انتهای تیرچه از آرماتور تقویتی برش (اوتکا) استفاده گردد.
پیش تنیدگی یک روش برای غلبه برضعف طبیعی بتن درکشش است. بتن یک نوع از مصالح ساختمانی است که اگر تحت فشار قرار گیرد، مقاومت بالایی از خود نشان میدهد واگر تحت کشش قرار گیرد، عملکرد آن بسیار ضعیف بوده و مقاومت ناچیزی ازخود بروز میدهد. پیش‌تنیدگی به عملی اطلاق می‌شود که توسط آن، نواحی از یک عضو بتنی که بعد از بارگذاری به کشش می‌افتد را قبل از بارگذاری، تحت فشار قرار میدهد تا تنش‌های کششی ناشی از بارگذاری کاهش یافته و یا بطور کامل خنثیگردد. بطور کلی، اجزای باربر ساختمان‌های بتنی را میتوان به دو دسته بتن مسلح و بتن پیش‌تنیده تقسیم‌بندی نمود. در ساختمان‌های معمول و رایج، بتن مسلح تحت بارهای بهره‌برداری، تحت کشش ترک خورده و محاسبات مقاومت مقطع با فرض مقطعترک‌خورده صورت می‌گیرد در این مقاطع، میلگردها وظیفه‌ی جبران ضعف کششی بتن و جلوگیری از گسترش ترک‌ها را برعهده دارند. این درحالیست که در مقطع بتن پیش‌تنیده، تحت بارهای بهره‌برداری، محاسبات مقاومت مقطع با فرض ترک‌نخورده بودنبتن انجام می‌گیرد چرا که وجود نیروی پیش‌تنیدگی یا مانع از ایجاد تنش کششی میگردد یا اینکه آنرا به شدت کاهش میدهد.
|  |
در یک نگاه جزیی‌تر به اعضای پیش‌تنیده، براساس بند 18.3.3 آیین‌نامه ACI 318.08 ، اعضای پیش‌تنیده بر اساس مقدار تنش کششی مجاز در حالت بهره‌برداری به سه گروه طراحی تقسیم بندی می‌شوند: گروه U، گروه C و گروه T.
| |
گروهU(Uncracked) :در این گروه تنش مجاز کششی در حالت بهره‌برداری مساوی یا کمتر از حد پایین مقاومت ترک‌خوردگی بتن است و لذا مقاومت و سختی براساس مشخصات مقطعترک‌نخورده تعیین میگردد
|
گروه(C(Cracked : در این گروه تنش مجاز کششی در حالت بهره‌برداری بیشتر از حد بالای مقاومت ترک‌خوردگی بتن است و لذا مقاومت و سختی براساس مشخصات مقطع ترک‌خورده تعیین میگردد. طراحی این مقاطع از حیطه ضوابط بتن‌پیش‌تنیده خارج گردیده و بر اساس ضوابط مقاطع بتن‌آرمه (بتن مسلح) طراحی می‌گردند.
|
گروهT(Transition): عضو پیش‌تنیده در این گروه، در مرحله انتقالی بین حالت ترک‌خوردگی و فاقد ترک‌خوردگی قرار دارد. در این اعضا، مقاومت مقطع بر اساس مشخصات مقطع ترک‌نخورده و سختی مقطع بر اساس مشخصات مقطع ترک‌خورده تعیین میگردد.
|
بتن پیش‌تنیده برای اولین بار در حدود 100 سال پیش مورد استفاده قرار گرفته و با گذشت نزدیک به یک قرن، استفاده از آن بسیار رواج یافته است بگونه‌ای که امروزه، ضوابط بکارگیری و کنترل آن بعنوان بخشی جدانشدنی از آییننامهها و استانداردهای ساختمانی را تشکیل می‌دهند.
ضوابط بکارگیری و محاسباتی تیرچه اشپنیت نیز بعنوان یک نوع تیرچه پیش‌ساخته متشکل از بتن پیش‌تنیده‌ی پیش‌کشیده در آیین‌نامه‌های متعدد داخلی و خارجی درج گردیده‌است که مختصری از آنها به شرح زیر است:
آییننامهها و استانداردهای داخلی مربوط به تیرچه پیش تنیده :
1- الحاقیه آیین‌نامه آبا (نشریه 250): “آیین‌نامه طرح و محاسبه قطعات بتنی پیش‌تنیده”
در این نشریه، روش‌های پیش‌تنیدگی، افت‌های کوتاه‌مدت و بلندمدت پیش‌تنیدگی (ناشی از وادادگی کابل‌ها، خزش و جمع‌شدگی بتن) و همچنین نحوه کنترل مقاومت خمشی و مقاومت برشی و خیز در مراحل بهره‌برداری و حدی نهایی ارایه گردیده‌است.(دانلود نشریه 250)
2- الحاقیه آیین‌نامه آبا (نشریه 388): “آیین‌نامه طرح و محاسبه سازه‌های بتنی پیش‌ساخته”
در این نشریه، مبانی طراحی، بارگذاری، پایداری، رواداری‌ها و ضوابط طراحی و حتی روش‌های صحیح حمل و نقل و نصب کلیه قطعات پیش‌ساخته بتنی ازجمله تیرچه‌های پیش‌ساخته Tشکل سقفی ارایه گردیده‌است. (دانلود نشریه 388)
3- نشریه 82: “راهنمای اجرای سقفهای تیرچه و بلوک”
در این نشریه، مشخصات هندسی، مشخصات مکانیکی و روش آزمایش تیرچه‌های پیش‌تنیده ارایه گردیده‌است. این نشریه در بند 6-1-2 تحت عنوان “تیرچه پیش‌تنیده” مشخصات هندسی و مکانیکی این تیرچه‌ها را بطور کامل بیان نموده است. همچنین در بند 3-2 تحت عنوان “روش آزمایش تیرچه‌های پیش‌تنیده” و پیوست 1 تحت عنوان “آزمایش بارگذاری تیرچه‌های پیش‌تنیده” روش آزمایش و کنترل کیفیت این تیرچه‌ها را ارایه نموده‌است.
4- نشریه 543: “دستورالعمل طراحی و اجرای سقفهای تیرچه و بلوک”
این نشریه از به‌‌روز رسانی، سه نشریه 82، 94 و 151 که قبل از آن تصویب و ابلاغ گردیده‌بودند تهیه گردیده‌است. این نشریه در بند 1-5-1-1-2 تحت عنوان “تیرچه پیش‌ساخته پیش‌تنیده” بطور مستقیم به تیرچه‌های پیش‌تنیده اشاره داشته و همچنین در شکل1-7، شکل 3-19 و شکل 3-21 جزییاتی از نحوه بکارگیری آنها را نمایش داده است. (دانلود نشریه 543)
5- استاندارد 2909 موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران
در این استاندارد، ویژگی‌ها و روش‌های آزمون تیرچه و بلوک سقفی ارایه گردیده‌است. بخش 4-2 این استاندارد بطور اختصاصی به تیرچه پیش‌تنیده اختصاص دارد. (دانلود استاندارد 2909)
آییننامهها و استانداردهای خارجی مربوط به تیررچه پیش تنیده:
1- ACI 318-08
Chapter 18 آیین‌نامه بتن آمریکا ACI(American Concrete Institute) تحت عنوان“PRESTRESSED CONCRETE” بطور اختصاصی به ضوابط بتن پیش‌تنیده از جمله تیرچه‌های پیش تنیده اشاره دارد. همچنین ضوابط مربوط به کنترل مقاومت برشی تیرچه‌های پیش‌ساخته پیش‌تنیده در ترکیب با بتن درجاریز در Chapter 17 تحت عنوان “COMPOSITE CONCRETE FLEXURAL MEMBERS” ارایه گردیده‌است. (دانلود آیین نامه ACI 318-08)
2- PCI 7th-2010
آیین‌نامه بتن پیش‌ساخته پیش‌تنیده آمریکا PCI (Precast and Prestressed Concrete Institute) بطور کامل ضوابط مربوط به قطعات سازه‌ای بتنی پیش‌ساخته پیش‌تنیده از جمله تیرچه‌های پیش تنیده را ارایه نموده‌است. (در صورت تمایل به دریافت فایل PDF لطفا” درخواست خود را یا از طریق پیامک و یا از طریق ایمیل، به بخش فنی ارسال نمایید)