تیرچه پیش تنیده چیست؟

برای تولید تیرچه پیش تنیده از دو روش کلی استفاده می شود که عبارتند از:

تولید با کمک دستگاه اکسترودر: دو نمونه از این دستگاه در بازار موجود است: اروپایی و چینی. استفاده از این دستگاه امروزه تنها روشی است که محصول نهایی آن مورد تایید استانداردهای جهانی و داخلی است. عملکرد این دستگاه به این صورت است که ابتدا بتن با اسلامپ صفر تحت نیروهای لرزشی روی خط تولید متراکم می شود و تحت تاثیر فرآیند بخار و حرارت فرآوری می شود. محصولاتی که توسط دستگاههای چینی تولید می شوند به دلیل نداشتن مرحله حرارت دهی از مقاومت بسیار کمی برخوردار هستند.

تولید با کمک قالب: استفاده از قالب های مشخص روش دیگری است که برای تولید تیرچه پیش تنیده استفاده می شود و امروزه منسوخ شده است. علت این امر این است که در این روش نمی توان از بتن با اسلامپ صفر استفاده کرد و باید بتن روان به کار گرفته شود. به همین دلیل مقاومت بتن بسیار کمتر از تولید توسط دستگاه های اکسترودر است و پس از مدتی به دلیل وجود فضای خالی داخل بتن، دچار ترک خوردگی و شکستگی می شود.

تیرچه‌های پیش تنیده از مفتول‌های فولادی و بتن ریزی بر روی مفتول‌ها تهیه می‌شوند به این صورت که قبل از بتن ریزی، مفتول‌ها با کمک گیره‌هایی مخصوص تحت تنش و کشش قرار داده و بتن ریزی انجام میشود و پس از آن اجازه میدهند تا روی مفتول‌ها عمل آید. البته همه این مراحل به صورت دستگاهی و در کارخانه‌های بزرگ و مجهز انجام می‌شود. در ایران تا مدتی برای تولید دستگاه‌ها از چین وارد میشد ولی تولیدات دستگاه‌های چینی کیفیت و استاندارد لازم را کسب نمی‌کردند چرا که این دستگاه‌ها یک مرحله از تولید را انجام نمی‌دادند. مقاله روش های تولید تیرچه پیش تنیده به همین دلیل کیفیت نهایی مورد قبول نبود؛ بعد از آن دستگاه‌ها را از اروپا وارد کردند که معمولاً وارداتی از کشور آلمان است که با استفاده از آنها موفق شدند تولیدات خود را ارتقای کیفیت دهند و استانداردهای لازم را کسب کنند.از لحاظ مقاومت، بتن مورد استفاده در این تیرچه‌ها مقاومتی در حدود C35 تا C45 دارد و مفتول‌های فولادی باید مقاومتی بین ۱۴۷۵ تا ۱۹۶۰ نیوتن بر میلیمتر مربع داشته باشند.

 روشی وجود دارد که به راحتی می‌توانید تیرچه پیش تنیده را از دیگر تیرچه‌ها تشخیص دهید و برای این کار کافیست به سطح مقطع آنها نگاه کنید، اگر شکلی شبیه حرف تی انگلیسی ( T ) مشاهده کردید تیرچه شما پیش تنیده است. پیش تنیدگی تیرچه‌ها به منظور مقاوم سازی بیشتر، پیشگیری از بار تنشی ساختمان و سبک سازی ساختمان انجام می‌شود. در ساختمان سازی‌ها از تیرچه‌های پیش تنیده برای سقف‌ها استفاده می‌شود و اینکه این تیرچه‌ها را در سایزهای متفاوتی، مثلا در حدود ۱۳ تا ۱۷ متر، تولید می‌کنند امکان آن را به طراحان میدهد تا ستون‌های کمتری را در ساختمان به کار بگیرد.

معایب تیرچه پیش تنیده

همه محصولات از مزایا و معایب خاص خود برخوردار هستند و این موضوع در مورد تیرچه پیش تنیده نیز صدق میکند. کمی قبل تر با مزایای این تیرچه ها آشنا شدیم اما برای اینکه بتوانیم بهترین تصمیم ممکن را اتخاذ کنیم و زمان اجرای سقف با مشکل مواجه نشویم، لازم است به معایب این تیرچه ها نیز توجه داشته باشیم تا یک اقدام موثر را رقم بزنیم.

معایبی که در ادامه آورده شده، ممکن است در مورد دیگر انواع تیرچه ها نیز صدق کند اما از آنجایی که روی فرایند اجرای کار اثرگذار است، لازم است به آن اشاره کنیم. بسیاری از معایب تیرچه ها در حالت کلی ایراد به شمار نمیروند و به کیفیت، فرایند تولید، حمل و نقل یا دپوی تیرچه مربوط میشوند. در ادامه با این موارد آشنا خواهید شد.  

مهمترین معایب تیرچه های پیش‌تنیده را میتوان موارد زیر دانست:

• از این تیرچه ها نمیتوان در دهانه های بیشتر از ۱۲ متر استفاده کرد.
• امکان نظارت مستقیم روی فرایند ساخت تیرچه جهت اطمینان از کیفیت تیرچه وجود ندارد.
• امکان برش دادن تیرچه پیش تنیده وجود ندارد و باید از قبل سفارش داده شود.
• اجرای تیرچه هایی که در بخشی از آن پخی وجود داشته باشد، دشوار است.
• حمل و نقل تیرچه های بلندتر، با دشواری همراه است.
• در برخی موارد لازم است از جرثقیل جهت حمل و نقل مصالح استفاده شود.
• طراحی این تیرچه ها نسبت به دیگر انواع آن پیچیده تر است.
• پتانسیلی که در کابل های کشیده وجود دارد، تخریب تیرچه ها را با خطر مواجه میکند.

همانطور که اشاره شد استفاده از تیرچه های پیش تنیده برای سقف های با دهانه بیشتر از ۱۲ متر مناسب نیست و بهتر است از سیستم هایی مثل دال های مجوف (سقف کوبیاکس، یوبوت، بابل دک و…)، دال مشبک (سقف وافل) و… استفاده شود.

در انتها باید باید یادآوری کنیم که این مشکلات محدود به تیرچه پیش تنیده نیست اما قبل از هرگونه اقدام باید مورد توجه قرار گیرد.

روش مناسب برای عمل آوری تیرچه پیش تنیده

پیشتر از این روشی که برای عمل آوردن تیرچه های پیش تنیده استفاده می‌شد سیستم گرمایش از کف بود ولی این سیستم مشکلات خاص خودش را داشت که یکی از آنها زمان طولانی این سیستم بود یعنی چیزی در حدود ۴۸ ساعت طول می‌کشید تا تیرچه‌های را به مرحله خشک شدن برساند ولی سیستم گرمایش از کف کرد برای دستگاه اکسترودر با سیستم کیورینگ عوض شد. در سیستم کیورینگ تیرچه‌های تحت بخار قرار داده میشوند و بر اثر حرارت بخار عمل آورده میشوند ولی این بخاردهی باید به مرور انجام شود و گرما آن کم کم اضافه شوند.

در مرحله اول دستگاه، تیرچه برای تولید چند مرحله را از سر میگذراند به نام های پیش تنیدگی و پس تنیدگی که از زمان گیر افتادن میلگردها در قالبها توسط گیره‌ها آغاز و تا پایان بتن ریزی و گیرش بتن ادامه دارد و در طی تمام این مراحل تیرچه‌ها بخاردهی میشوند. در پایان پس تنیدگی روی قالب‌ها را می‌پوشانند تا بخار زیر آن گیر بیفتد و دمای آن کم کم بالا برود. در زیر این پوشش که به آن لحاف بخار گفته میشود، به مرور بخار را بیشتر و داغ‌تر میکنند تا به هفتاد درجه سانتیگراد برسد دما را در هفتاد درجه ثابت نگه داشته و پس از طی شدن زمان لازم مجددا دما را به مرور کم میکنند تا تیرچه‌های خنک شده و وارد مرحله خشک شدن شوند.

با سیستم کیورینگ تاکنون موفق شدند که زمان عمل آوری تیرچه را از ۴۸ ساعت به ۱۲ ساعت کاهش دهند که در این روش همان زمان کمتری صرف شده و هم تیرچه با کیفیت بهتر و بالاتری عمل می‌آید. پس عمل آوردن تیرچه پیش تنیده با روش کیورینگ مناسب ترین روش شناخته شده و دلیل آن صرفه‌جویی در زمان، بالا رفتن راندمان کار، بالا رفتن کیفیت تیرچه‌های حاصل از این روش و هم به صرفه بودن آن از لحاظ اقتصادی می‌باشد.

وزن بالای تیرچه پیش تنیده

زمان اجرا لازم است به وزن تیرچه ها نیز توجه شود. تیرچه های پیش تنیده نسبت به تیرچه خرپایی از وزن بیشتری برخوردار هستند و به همین خاطر زمانی که در حال نصب آنها هستید باید دقت بیشتری به خرج دهید. جابجا کردن این تیرچه ها توسط کادر فنی دشوار است و به همین خاطر اغلب در نصب این تیرچه ها از جرثقیل استفاده میشود تا خطرات احتمالی کاهش یابد.

علت بالا بودن وزن تیرچه پیش تنیده این است که از ابتدا در کارخانه بتن ریزی شده اند و برخلاف تیرچه های فندوله که زمان اجرای سقف بتن ریزی میشوند، این تیرچه ها از وزن بالاتر و کیفیت بیشتری برخوردار هستند. به این ترتیب بخش وسیع تری از سقف پوشش داده میشود و متناسب با آن میزان بتن مصرفی نیز کاهش میابد.

به همین خاطر استفاده از این تیرچه ها هزینه نهایی را کاهش میدهد و به همین خاطر بهتر است برای استفاده از جرثقیل جهت جابجایی تیرچه ها بودجه در نظر بگیرید. همانطور که گفته شد این تیرچه ها سنگین وزن هستند و جابجایی آنها امکان پذیر است اما میتواند خطر آفرین باشد.

تیرچه پیش تنیده و مشخصات ظاهری آن

تیرچه پیش تنیده از دسته تیرچه‌های بتنی بوده با دو تفاوت اصلی نسبت به تیرچه‌های بتنی دیگر؛ اول آنکه تیرچه پیش تنیده از ترکیب بتن و میل‌گردهای فولادی است که درون بتن قرار گرفته و دوم آنکه بقیه تبرچه‌ها در شرایط کارگاهی و یا حتی در محل ساخت ساز تولید شده در صورتی که تیرچه پیش تنیده کاملا با دستگاه‌های مکانیزه و در کارخانه‌های مجهز به این دستگاه‌ها تولید می شوند.

البته تیرچه پیش تنیده از لحاظ کیفیت ساخت و همچنین از لحاظ استحکام و مقاومت نسبت به تیرچه‌های بتنی دیگر قابل مقایسه نبوده و در درجه بسیار بالاتری نسبت به آنها قرار دارد. از آنجایی که میل‌گردهای فولادی به کار رفته در تیرچه پیش تنیده در مرحله تولید در کارخانه دچار کشش و تنش می شود در هنگام کار وزن و تنش بیشتری را تحمل کرده و از خود مقاومت بیشتری نشان می دهد.

تیرچه پیش تنیده از بعد از جنگ جهانی دوم در جهان استفاده می شود و کاربرد آن بیشتر در اجرای سقف ساختمان هاست. شکل ظاهری تیرچه پیش تنیده دارای سطح مقطعی به شکل تی انگلیسی ولی به صورت معکوس دارد و سطح آن بتنی برجسته، زبر، خشن است. میل‌گردهای درون آن در طول تیرچه قابل مشاهده نیست ولی باید به گونه‌ای در سقف قرار بگیرند که فشار وارده از قسمت زیرین را بیشتر از قسمت بالایی تحمل کند.

مشخصات فنی مصالح ساختمانی چیست؟

در ابتدا گفتیم که مهندسین ساخت و ساز قبل از آغاز و دست به کار شدن برای ساخت سازه خود نوع مصالح و حدود حجم مصرفی را مشخص می‌کنند که در مورد نوع مصالح مهمترین مسئله مشخصات فنی هر کدام از آنهاست. مشخصات فنی هر کدام از مصالح مانند شناسنامه آنها بوده و کلیه اطلاعات لازم که در کیفیت نهایی پروژه دخیل است را به معماران و مهندسان عمران می دهد.

برای مثال فولاد استفاده شده چه مقاومت و چه درجه سختی دارد و یا بتن تولیدی دارای چه مقاومت و چه درجه خلوصی از مواد است مثلاً در تولید بتن چند درصد ماسه چند درصد شن و چند درصد سیمان به کار رفته است. دانستن مشخصات فنی هر کدام از مصالح ساختمانی و برآورد کردن استحکام نهایی آنها، کیفیت پایانی پروژه را مشخص می کند.

مشخصات فنی تیرچه پیش تنیده

تیرچه پیش تنیده هم مانند دیگر مصالح مصرفی در ساخت و ساز دارای مشخصات فنی ویژه‌ای می‌باشد که شاید با توجه به به کار رفتن فولاد و بتن در تولید آن، دارای مشخصات فنی پیچیده آری نیز باشد. مشخصات فنی تیرچه پیش تنیده را از سه جهت مورد بررسی قرار می دهند:

1. هندسه سطح مقطع که گفته شد شبیه حرف T بر عکس است.
2. مشخصات مکانیکی میل‌گردهای فولادی که اعضای درونی و کششی تیرچه هستند.
3. مشخصات مکانیکی بتنی که در ساخت تیرچه استفاده می شود.

 این سه مورد از مهمترین مسائلی هستند که به دقت باید مورد بررسی قرار بگیرند و کیفیت و استانداردهای آنها به درستی چک شود. کم کاری و بی دقتی در این امر ممکن است خطرات و خسارات جبران ناپذیری را به جای بگذارد. مورد پر اهمیت بعدی که در بررسی مشخصات فنی دخیل است تعداد تیرچه مصرفی در ساخت و همچنین تعداد میل‌گردهای به کار رفته در خود تیرچه است.

 به طور کلی بتن تیرچه باید دارای مقاومت c۳۵ باشد و میلگردها باید مقاومتی در حدود ۱۷۵۰ تا ۱۹۰۰ نیوتن بر میلی متر مربع را دارا باشند. در کارخانه میلگردها را تحت کشش قرار داده و سپس بتن ریزی می کنند ولی قبل از بتن ریزی باید چیزی در حدود ۶۵ درصد مقاومت نهایی خود را کسب کرده باشند.

تیرچه پیش تنیده در بازار ایران

تیرچه های پیش تنیده به عنوان یک جایگزین مناسب برای تیرچه های خرپایی به شمار میرود. تیرچه خرپایی در واقع رایج ترین شکل تیرچه در بازار ایران است و این در حالی است که برای مدت طولانی در کشورهای مختلف منسوخ شده است. کمی قبل تر از تیرچه های خرپایی دارای پاشنه بتنی و فندوله، در اجرای سقف استفاده میشد که نتیجه آن مواجه با مشکلات فراوان زمان اجرای سقف بود.

تیرچه های خرپایی تا مدت طولانی هیچ جایگزین قابل قبولی نداشتند و از قیمت بسیار مناسبی برخوردار بودند. همین باعث شده بود تا پیمانکاران و مهندسین استفاده از تیرچه های خرپایی را ترجیح دهند. سازمان نظام مهندسی در حال حاضر استفاده از تیرچه خرپایی فندوله را ممنوع اعلام کرده و تنها میتوان از پایه بتنی استفاده کرد.

تیرچه در اسکلت بندی ساختمان و سازه نقش اساسی دارند و نیروی سقف را به تیرهای اصلی منتقل میکنند. این تیرچه ها لازم است از ۳ سانتی متر پوشش بتنی برخوردار باشند. تیرچه های خرپایی باعث ایجاد محدودیت ها و مشکلات متعدد می شدند و در نهایت تیرچه های پیش تنیده به عنوان جایگزین آنها وارد بازار شد.

تیرچه پیش تنیده، از سال ۱۹۶۰ مورد استفاده قرار گرفت و همزمان با پیشرفت تکنولوژی تغییرات زیادی را تجربه کرد. زمانی که آرماتور به بتن اضافه میشود، مقاومت تیرچه در برابر نیروهای کششی افزایش خواهد یافت و با افزایش فشار به مقطع بتن، جلوی وارد شدن بارهای اضافی به ساختمان گرفته میشود.

با استفاده از تیرچه پیش تنیده میتوان میزان مصرف بتن و فولاد را کاهش داد و این باعث افزایش کیفیت آن نیز خواهد شد. بزرگراه طبقاتی صدر تهران، از جمله بناهایی است که به خاطر استفاده از این تیرچه، میتوان آن را مثال زد.

تیرچه پیش تنیده در بازار ایران

تیرچه های پیش تنیده به عنوان یک جایگزین مناسب برای تیرچه های خرپایی به شمار میرود. تیرچه خرپایی در واقع رایج ترین شکل تیرچه در بازار ایران است و این در حالی است که برای مدت طولانی در کشورهای مختلف منسوخ شده است. کمی قبل تر از تیرچه های خرپایی دارای پاشنه بتنی و فندوله، در اجرای سقف استفاده میشد که نتیجه آن مواجه با مشکلات فراوان زمان اجرای سقف بود.

تیرچه های خرپایی تا مدت طولانی هیچ جایگزین قابل قبولی نداشتند و از قیمت بسیار مناسبی برخوردار بودند. همین باعث شده بود تا پیمانکاران و مهندسین استفاده از تیرچه های خرپایی را ترجیح دهند. سازمان نظام مهندسی در حال حاضر استفاده از تیرچه خرپایی فندوله را ممنوع اعلام کرده و تنها میتوان از پایه بتنی استفاده کرد.

تیرچه در اسکلت بندی ساختمان و سازه نقش اساسی دارند و نیروی سقف را به تیرهای اصلی منتقل میکنند. این تیرچه ها لازم است از ۳ سانتی متر پوشش بتنی برخوردار باشند. تیرچه های خرپایی باعث ایجاد محدودیت ها و مشکلات متعدد می شدند و در نهایت تیرچه های پیش تنیده به عنوان جایگزین آنها وارد بازار شد.

تیرچه پیش تنیده، از سال ۱۹۶۰ مورد استفاده قرار گرفت و همزمان با پیشرفت تکنولوژی تغییرات زیادی را تجربه کرد. زمانی که آرماتور به بتن اضافه میشود، مقاومت تیرچه در برابر نیروهای کششی افزایش خواهد یافت و با افزایش فشار به مقطع بتن، جلوی وارد شدن بارهای اضافی به ساختمان گرفته میشود.

با استفاده از تیرچه پیش تنیده میتوان میزان مصرف بتن و فولاد را کاهش داد و این باعث افزایش کیفیت آن نیز خواهد شد. بزرگراه طبقاتی صدر تهران، از جمله بناهایی است که به خاطر استفاده از این تیرچه، میتوان آن را مثال زد.

سوالات متداول

آیا میلگردی که در سیستم پیش تنیدگی استفاده میشود، آرماتور حرارتی است؟

از آرماتور حرارتی نمیتوان استفاده کرد، چون زمان استفاده از سیستم پیش تنیدگی باید از پی سی وایر دارای تاب کششی ۱۸۰۰۰ Km/Cm² و از جنس فولاد استفاده گردد.

در صورت استفاده از تیرچه پیش تنیده، وزن سقف چه تغییر میکند؟

وزن سقف ساختمان در صورت استفاده از تیرچه بتنی پیش تنیده و خرپا تفاوتی نخواهد داشت. تیرچه های پیش تنیده قبل از اجرای سقف سنگین وزن هستند اما مقدار بتن مورد استفاده در سقف کمتر خواهد بود و تیرچه های خرپایی نیاز به بتن ریزی به صورت درجا دارند و به همین خاطر وزن سقف تفاوتی نخواهد داشت.

تیرچه بتنی پیش تنیده چه معایبی دارد؟

نگهداری این تیرچه نیازمند شرایط خاص است و لازم است احتمال شکستگی، خمش و ایجاد تنش را کاهش دهیم. در دپوی تیرچه پیش تنیده از پل های عمودی که با فاصله مشخص قرار میگیرند استفاده میشود. همچنین حمل و نقل این تیرچه ها (به خصوص تیرچه های بلند) نیازمند حساسیت و دقت بیشتری است.