همانطور که میدانید استفاده از بتن خالص بدون ترکیب آن با مواد دیگری میتواند عاملی برای شکنندگی و ترک خوردن آن باشد و محصول چنین ساختوسازی مسلماً یک بنای ضعیف خواهد بود. با توجه به همین مسئله نیز امروزه بهمنظور استحکام بیشتر ساختمانها و اعمال بهتر بتن به ساختار بنا از تیرچه از پیشتنیده استفاده میکنند. جالب است بدانید که چنین تیرچههایی ازجمله کاربردیترین المانها در ساختوساز بهحساب میآیند که در این بخش از وبلاگ سازه افزار به بررسی و شناخت بیشتر آن میپردازیم. پس مثل همیشه همراه ما باشید.
تیرچه پیشتنیده، تیرچهای است که با استفاده از وایرهای کاملاً آجدار تحت تنش فشاری قرارگرفته و مناسبترین و مقرون بهصرفهترین جایگزین برای تیرچههای سنتی و صنعتی موجود در بازار ازجمله کرومیت، تیرچه خرپایی، فندوله ای، پاشنه بتنی و سایر تیرچهها میباشد. تیرچه پیشتنیده از انواع تیرچههای بتنی بوده که در سطح مقطع آن، به شکل تی انگلیسی است. جالب است بدانید که برای تهیه این تیرچهها درون آنها را به کمک آرماتورهای فولادی پر میکند چراکه بتنها بهتنهایی در برابر فشار و تنش ناشی از آن استحکام زیادی از خود نشان نمیدهند و با بیشتر کردن میلگردهای فولادی استحکام لازم را پیدا میکنند. وقتی سازهای یا ساختمانی با این روش و بهوسیله این تیرچههای پیشتنیده شده ساخته شود در اصطلاح آن را بتن مسلح میگویند که در ادامه مقاله به آن بیشتر خواهیم پرداخت.
اگر با نام تیرچه کرومیت، تیرچه فندوله یا ...آشنایی دارید، حتماً می دانید که تیرچه پیش تنیده، یکی از بهترین محصولاتی است که توانسته جایگزین چنین تیرچه هایی شود. تیرچه پیش تنیده در حقیقت نوعی بتن است که مقطعی T شکل دارد. بتن آن نیز توسط کابل های مخصوص، تحت فشار قرار گرفته است. کارخانه های زیادی هستند که تیرچه پیش تنیده تولید می کنند.
نکته اینجاست که با استفاده از تیرچه پیش تنیده دیگر نیازی به محصولاتی مانند تیرچه فندوله یا تیرچه کرومیت نخواهد بود و کار ساخت و ساز تا حد خیلی زیادی ساده تر پیش می رود؛ اما در ادامه تصمیم داریم به این سؤال پاسخ بدهیم که سیستم تیرچه پیش تنیده چیست و یا مشخصات تیرچه پیش تنیده شامل چه مواردی است.
همان طور که از نامش مشخص است، این نوع از تیرچه به صورت آماده و پیش ساخته در اختیار ساختمان سازان قرار می گیرند و تکنولوژی خاصی دارند. به این ترتیب میزان مصرف مصالح ساختمانی مثل فولاد تا حد خیلی زیادی کاهش پیدا می کند و هم چنین، آلودگی اطراف سازه نیز خیلی پایین تر می آید. یکی دیگر از نکات مهم مربوط به تیرچه های پیش تنیده این است که اساساً قیمت تمام شده ی آن ها کمتر از دیگر تیرچه ها خواهد بود. به همین دلیل صرفهی اقتصادی نیز دارد.
طبیعی است که به دلیل این مزایا، رقبای خود را کنار زده است و تا به این حد محبوبیت پیدا کرده است؛ اما در ادامه به دیگر مزایا و معایب تیرچه پیش تنیده اشاره خواهیم کرد:
اصلی ترین مزیتی که می توان برای تیرچه های پیش تنیده در نظر گرفت این است که صرفه ی اقتصادی دارند. به دلیل این که از قبل آماده هستند، نیازی به آماده سازی آن ها نیست و به این ترتیب کاهش هزینه ها به طرز چشم گیری خواهد بود. هم چنین سرعت انجام کار را بسیار بالا می برد.
یکی دیگر از مزیت های تیرچه های پیش تنیده این است که استاندارد می باشند و مجوزهای لازم را از مراکز مربوطه دریافت کرده اند؛ بنابراین استفاده از آن ها ایمن و استاندارد است.
از دیگر مزایای بزرگ تیرچه پیش تنیده این است که نیازی به ملات زیاد ندارند. در حقیقت اگر این تیرچه را با تیرچه های دیگری مثل تیرچه فندوله یا کرومیت مقایسه کنید، متوجه خواهید شد که حجم بتن ریزی آن خیلی کمتر است. این مسئله به خاطر این است که یک حجم بزرگ از بتن در تیرچه پیش تنیده وجود دارد که قسمت بزرگی از فضای خالی میان بلوک های سقفی را پر می کند. به همین دلیل نیازی به بتن ریزی بیشتر نخواهد بود.
کیفیت جنس این تیرچه های پیش ساخته نسبت دیگر تیرچه ها بسیار بالاست.
اگر تصمیم داشته باشید که یک سقف یا دهانه ی بلند بسازید، احتمالاً این تیرچه ها بهترین نوع خواهند بود. حداکثر طول دهانه سقف پیش تنیده حدود 12 متر است.
به خاطر این که از فولاد در ساختار خود استفاده نمی کنند، وزن تیرچه پیش تنیده پایین است؛ و در نتیجه وزن سازه را پایین می آورند. در نهایت نیروی زلزله، اثر زیادی بر آن ها نمی گذارد. هم چنین کابل هایی که به جای میلگرد در آن استفاده شده، مقاومت خیلی زیادی دارند (حدود 5 برابر میلگرد)
اگر دهانه سربار کمتر از 4.5 متر باشد، نیازی به استفاده از شمع بندی در زیر تیرچه ندارند. مقاومت کششی بتن موجود در تیرچه پیش تنیده بالاست و به این ترتیب ظرفیت خم شدگی تیرچه نیز بالاتر می رود. به همین دلیل است که نیازی به شمع بندی موقت وجود ندارد و به این ترتیب می توان هزینه های مربوط به اجرای شمع بندی را کاهش داد.
نیازی به میلگرد در دو انتهای تیرچه نیست. چرا که مقاومت برشی بتن تیرچه پیش ساخته بسیار بالاست و دیگر نیازی به آرماتور زیگزاگ وجود ندارد. این هم یک هزینه دیگر است که می توان آن را صرف نکرد.
طبیعی است که وقتی نیازی به میلگرد یا بتن زیاد نداشته باشید، هزینه ی اجرای سقف شما تا حد خیلی زیادی کاهش پیدا می کند
اگر دهانه ی سقف بزرگ تر از 4 متر باشد، ممکن است نیازمند یک ردیف شمع بندی باشید. هم چنین باید بگوییم که عمر این گونه سقف ها بسیار بالاست چرا که بتن آن ها بسیار مستحکم و مقاوم است.
تنها روش ساخت تیرچه پیش تنیده که استاندارد است، روش استفاده از دستگاه اکسترودر می باشد. این دستگاه که تکنولوژی پیشرفته و خیلی خوبی دارد، در ابتدا بتن ها را بدون توقف روی خط گذاشته و به طور کامل متراکم می کنند. سپس با استفاده از بخار و حرارت، آن را فرآوری می کنند. به این ترتیب کیفیت تیرچه ها را تضمین می کنند. نکته اینجاست که در ایران، دو نوع دستگاه چینی و اروپایی وجود دارد که کیفیت تیرچه ای که با استفاده از تیرچه های اروپایی ساخته می شوند، بسیار بالاتر است.
یکی از رایج ترین تیرچه های بتنی پیش تنیده در بازار، از نوع سوراخدار آن است که توسط کارخانه ایران تولید می شود. سیستم تولید این کارخانه، از تکنولوژی پیش تنیدگی استفاده می کند که این سیستم منحصربهفرد، منجر به افزایش مقاومت خمشی تیرچه می شود. هم چنین نباید از یاد برد که از میلگرد نیز در ساختار تیرچه بتنی پیش تنیده استفاده نمی شود که همین مسئله دو مزیت بزرگ را به همراه دارد: اول از همه این که وزن سازه را پایین می آورد، دوم این که قیمتش را نیز کاهش می دهد.
سوراخ های موجود در تیرچه پیش تنیده بتنی به این خاطر است که بار مرده سازه را کاهش دهد تا مقاومت ساختمان بالا برود. البته حمل و نقل این تیرچه هم راحت تر و ساده تر می شود. هم چنین این سوراخ ها می توانند محل خوبی برای عبور کابل های تأسیسات باشد.
مقاومت بی نظیر تیرچه های پیش ساخته بتنی به قدری بالاست که تحمل وزن های زیاد را دارند و به مرور زمان نیز دچار آسیب نمی شوند.
این تیرچه های پیش تنیده بتنی که با نام دال نیز شناخته می شوند، یکی از اصلی ترین مصالحی هستند که در ساختمان سازی کنونی به کار می روند. ضخامت دال عموماً بین 10 الی 50 سانتیمتر است و برای ساخت سقف طبقات مسکونی به کار می رود.
البته از دیگر کاربردهای تیرچه پیش تنیده بتنی می توان به ساخت سنگ فرش نیز اشاره کرد؛ اما برای ساخت سنگ فرش عموماً از دال های نازک تر استفاده می شود. گاهی مواقع نیز در ساختمان های بلند، دال های بتنی پیش ساخته با ضخامت کم را در میان قاب های فولادی قرار می دهند تا به این ترتیب سقف هر یک از طبقات را بسازند.
نکته مهم دیگری که در رابطه با دال بتنی وجود دارد این است که عایق حرارت نیز می باشند؛ اما چگونه این کار را انجام می دهند؟ در گذشته دال بتنی را مستقیماً روی زمین قرار می دادند که همین مسئله منجر به اتلاف انرژی گرمایی و حرارت می شد؛ اما در حال حاضر دال بتنی را روی یک لایه عایق مثل یونولیت قرار می دهند تا به این ترتیب از هدر رفت انرژی جلوگیری به عمل آورند. البته ممکن است که در داخل خود دال از لولههای گرمایشی استفاده شود. این مسئله بدین معنی نیست که بهطورکلی دال های عایق نشده دیگر استفاده نمی شوند. در برخی از مناطق که اتلاف انرژی و حرارت یا سرما چندان حائز اهمیت نیست، هنوز هم از دال های بتنی عایق کاری نشده استفاده می کنند.
نکته ای که باید بدانید این است که تمام دال ها، در قسمت بالایی خود ساختاری مشابه دارند و صاف و یکدست می باشند؛ اما قسمت پایین آن ها به شکل های متفاوتی ساخته می شود که همین وجه تمایز آن هاست:
دال موجدار: برای این که سطح پایینی آن ها موج دار شود از نوعی سینی موج دار استفاده می کنند و بتن را داخل آن می ریزند. گرچه وزن دال در این نوع کم است اما نسبت این وزن پایین، مقاومت خمشی خوبی دارد. بیشتر واقع از این دال در جهت های کوتاه و از یک طرف به طرف دیگر استفاده می کنند.
دال دندانه ای: این نوع از دال، مقاومت خوبی از یک سمت دارد و به همین خاطر به نام دال یک طرفه نیز شناخته می شود.
دال کلوچه ای: این دال از هر دو طرف مقاومت بالایی دارد.
هم چنین باید اشاره کنیم که تیرچه ها از یک جنبه ی دیگر نیز دسته بندی می شوند. قالب این تیرچه ها، دو نوع دارد:
تیرچه هایی با قالب ماندگار یا تیرچه کفشک دارد (که جنسی سفالی دارند)
تیرچه هایی بدون قالب ماندگار (که جنسی فلزی یا بتنی دارند)
البته خود تیرچه های بتنی نیز به گروه تیرچه های بدون قالب ماندگار تعلق دارند که خود به دو گروه دیگر تقسیم می شوند:
تیرچه بلوک خرپایی و تیرچه پیش تنیده!
بهطورکلی، تیرچه های پیش تنیده، انواع و اقسام زیادی دارند. نباید از خاطر برد که هر یک از این تیرچه ها، سایز و ابعاد متفاوتی دارند که بسته به نیاز خود می توانید از آن ها استفاده کنید.
تیرچه های پیش تنیده امروزه به خاطر مزایای بی نظیری که با خود به همراه میآورند، توانسته اند که محبوبیت چشم گیری پیدا کنند.
قیمت تیرچه های پیش تنیده نیز به دلیل استفاده ی کمتر از مصالح و ملات، خیلی اقتصادی تر و به صرفه تر است. علاوه بر این به خاطر این که از میلگرد یا دیگر سازه های فولادی یا فلزی استفاده نمی کند، وزن کمتری دارد و به این ترتیب فشار کمتری بر روی سازه ایجاد خواهد کرد که مزیت بی نظیری به حساب می آید.
تیرچه های پیش تنیده، اجرای پیچیده ای ندارند اما به طور کلی، عموماً یک متخصص ماهر به همراه ماشین آلات مختلف، باید آن را اجرا کند. نکته این جاست که به دلیل وزن کمتر و عدم نیاز به بتن ریزی زیاد، کار استادکار خیلی راحت تر خواهد بود و سقف هایی که با استفاده از تیرچه های پیش تنیده ساخته می شوند، خیلی سریع تر و ساده تر پیش خواهند رفت.
حالا نکته این جاست که روش اجرای تیرچه پیش تنیده شباهت خیلی زیادی با اجرای تیرچه های خرپایی دارد. در ابتدا باید حدود 15 سانتی متر از مقطع هر تیرچه وارد تیر شود و بلوک هایی که نقش پر کنندگی دارند، میان تیرچه ها قرار می گیرند. سپس آرماتور را باید روی تیرچه و تیر انداخته و بتن ریزی انجام گیرد.
اگر تیرچه به صورت دو سر مفصل باشد، استفاده از آرماتور ممان منفی لازم نخواهد شد. حتی در این روش نیاز به استفاده از میلگرد نیز ندارید اما اگر می خواهید که کیفیت بتن ریزی بالاتر رود، بهتر است از میلگرد نیز استفاده کنید.
هم چنین فراموش نکنید که وزن تیرچه پیش تنیده به هنگام نصب بالاست و به همین خاطر از جرثقیل برای حمل و نصب آن استفاده می کنند.
بهطور خلاصه میتوان گفت پیش تنیدگی عبارت است از ایجاد نیروهای متضاد در داخل یک ترکیب چند عضوی است بهطوریکه این نیروها بتوانند نیروهای واردشده از خارج را خنثی کنند. پیش تنیدگی را به دو روش اجرا میکنند که شامل:
در این روش کابلهای فولادی ثابتشده در قالب، قبل از عملیات بتنریزی، تحت نیروی کششی قرار میگیرند. این روش متداولتر است و برای سازههای عظیم مورداستفاده قرار میگیرد.
در این روش برعکس پیش تنیدگی، عملیات کشش کابلهای فولادی بعد از بتنریزی و رسیدن بتن به مقاومت موردنیاز انجام میشود. این روش به دلیل کاهش مصرف بتن و فولاد ازنظر اقتصادی مقرون بهصرفهتر است.
تیرچههای پیشتنیده اغلب در کارخانهها و توسط دستگاههای کاملاً اتوماتیک تولید میشوند؛ زیرا برای آنکه بتوانیم بتن این تیرچهها را به سطح مقاومت موردنظر برسانیم، به دستگاههایی مخصوص نیاز داریم تا بتن را تحتفشار قرار دهیم. جالب است بدانید که دستگاه اکسترودر ازجمله دستگاههای پرکاربردی است که میتوان برای تحتفشار قراردادن بتن تیرچه پیشتنیده از آن استفاده کرد؛ زیرا این دستگاه آلمانی با استفاده از بخار و حرارت میتواند بتن را تحتفشار نیروهای کشسانی وایرهای فولادی، به مقاومت حداقل ۳۵۰ و حداکثر ۵۵۰ کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع برساند. با توجه به همین مسئله نیز بهطورکلی در دو مرحله پیش تنیدگی و پس تنیدگی انجام میشود. در هر دو مرحله وایرهای فولادی توسط جکها یا لنگرهای مخصوص کشیده میشوند تا به مقاومت نهایی خود برسند. وایرهای فولادی بهکاررفته در این تیرچهها دارای مقاومت حداقل ۱۷۵۰۰ کیلوگرم نیرو بر سانتی مترمربع میباشند.
بهطورکلی کابلها یا وایرهای مورداستفاده در این مرحله تولید از فولاد پر مقاومت با تاب نهایی کششی 18000 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع میباشد و بسته به نوع سفارش مشتری از 3 وایر الی 7 وایر بر روی باند گذاشته میشوند. در طی این فرایند دو سر وایرها توسط گوه بسته و در جای خود ثابت میشوند. سپس وایرهای فولادی داخل قالبهای مخصوص تولید تیرچه پیشتنیده قرارگرفته و سپس توسط جکهای مخصوص کشیده میشوند، پسازآنکه وایرها به مقاومت نهایی رسیدند، فرآیند بتنریزی داخل قالبها بهطوریکه حداکثر ۲۰ میلیلیتر بتن روی سطح وایرها را پوشش دهد، انجام میشود. فرآیند پیش تنیدگی پس از بتنریزی دوباره بر بتن و وایرها اعمال میشود تا میان بتن و وایرهای فولادی پیوستگی مطلوبی ایجاد شود.
همانطور که در ابتدای متن نیز اشاره شد، مرحله پس تنیدگی که پس از فرآیند بتنریزی شروع میشود، در این مرحله نیز وایرهای فولادی دوباره توسط جکها و لنگرهای خمشی کشیده شده و سپس رها میشوند تا با آزاد شدن نیروی وایرها در بتن، مقاومت کششی بتن افزایش یابد. درواقع رها کردن وایرها موجب ایجاد یک نیروی فشاری بزرگ در بتن میشود که این نیرو به نیروی پیش تنیدگی معروف است.
عملآوری بتن تیرچه پیشتنیده با استفاده از سیستم گرمایش از کف و کاور و فناوری بخار انجام میگیرد، البته که سیستم گرمایش از کف به نسبت سایر سیستمها مزایای بیشتری دارد چراکه بیشترین نیروی پیش تنیدگی در قسمت پایین تار خنثی تیرچه واقعشده است و این قسمت بیشترین تنش فشاری را تحمل مینماید و کیورینگ یکنواخت را میطلبد که سیستم گرمایش از کف گرما را بهصورت یکنواخت از پایین به بالای تیرچه اعمال میکند. همچنین لازم به ذکر است که در تمام مراحل ساخت تیرچه پیشتنیده، فرآیند بتنریزی و عملآوری بتن توسط بخار و بهوسیلهی دستگاه اکسترودر انجام میشود؛ زیرا نمیتوان هیچکدام از این مراحل را بهصورت دستی انجام داد. همچنین با اجرای مراحل تولید تیرچه پیشتنیده توسط دستگاه احتمال خطا بهشدت کاهش مییابد.
پس از عملآوری بتن تیرچه پیشتنیده با استفاده از سیستم گرمایش، تیرچه پیشتنیده در محل دپوی 50000 متری کارخانه انبار و یا بر روی ماشین بارگیری میشوند. بهطورکلی در هنگام دپو کردن میبایست چهار تراشی ما بین ردیفهای تیرچه قرارداد که با این چهار تراشها در راستای هم چیده میشوند تا نیروی فشاری بهصورت عمود به زمین وارد گردد تا به تیرچهها آسیبی وارد نشود.
به یاد داشته باشید که قسمت کنترل کیفیت کارخانه یکی از مهمترین واحدهای کارخانه میباشد که از تمامی مواد اولیه ورودی به شرکت اعم از شن و ماسه، سیمان و وایر نمونه آزمایشگاهی تهیهکرده و آزمایشهای لازم را انجام میدهد و بر تمامی مراحل تولید تیرچه پیشتنیده، نظارت و حتی دپو کردن و بارگیری را نیز کنترل مینماید. همچنین لازم به ذکر است که طی این فرایند تولید از کلیه بتنریزیهای مربوطه نمونهبرداری شده و آزمایش بارگذاری به عمل میآید و پس از کنترل نتیجه آزمایش، اقدام به آزاد کردن باندها میگردد.
پیش از ارائه توضیحاتی در این باب باید اشاره کرد که هیچ محدودیتی در استفاده از تیرچه پیشتنیده در سازههای فولادی و بتنی وجود ندارد و میتوان از انواع مختلف آن بهراحتی استفاده کرد. در همین راستا نیز مزایای گسترده تیرچه پیشتنیده شامل موارد زیر میباشد.
هرچند که بر نکاتی که گفته میشود نام معایب گذاشتهشده است ولی در بعضی مواقع همین نکات قابلتوجه محسوب میشوند تا نقطهضعف استفاده از تیرچههای پیشتنیده شده؛ کاملاً مشخص باشد؛ بنابراین این موارد شامل:
در ایران برای ساخت سقف ساختمانها و سازهها رایجترین سیستمی که پیاده میشود سیستم تیرچه و بلوک میباشد 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 ازنظر فنی روبرو شود؛ بنابراین انتخاب مناسب برای اجرای سقف ساختمانها استفاده از تیرچه پیشتنیده میباشد چراکه علاوه بر کیفیت مطلوبی که این تیرچهها دارند در کارخانهها و بر اساس استانداردهای دقیقی تولید میشوند. با توجه به همین مسئله نیز علاوه بر استفاده از این نوع تیرچهها در سقف ساختمانها از آن در ساختن مخازن، پلها و معابری که ممکن است عبور و مرور از آنها دشوار باشد استفاده میشود چراکه به علت مقاومت بالای این تیرچهها کمتر دچار ترکخوردگی و شکست میشوند. همچنین در پروژههای تجاری و ساختمانهایی که تعداد طبقات زیادی دارند یا به عبارتی به مقاومت بیشتری نیاز دارند، کاربرد تیرچه پیشتنیده اهمیت مییابد؛ زیرا تکنولوژی موجود در این تیرچهها، مقاومت بتن آن را نسبت به سایر انواع تیرچه پیشتنیده بیشتر کرده است که به دوام هرچه بیشتر ساختمانها کمک میکند؛ بنابراین در یک نگاه کلی میتوان مطرح کرد که استفاده از این نوع تیرچهها برای هر سازهای که نیاز به مقاومسازی بیشتری داشته باشد قابلاستفاده میباشد.
سخن آخر
همانطور که در این مقاله از سازه افزار شاهد آن بودید، در صنعت ساختوساز برای ایجاد سقفهای مستحکم از سازههایی به اسم تیرچه پیشتنیده استفاده میشود که نسبت به سایر تیرچهها کارایی بیشتری دارند. از طرفی این کارایی مسلماً ناشی از مزایای ساختاری این محصول بود که در این نوشتار بهطور جامع به بررسی آن پرداختیم.
در نهایت این که باز هم باید اشاره کنیم که یک تیرچه پیش تنیده، انتخاب بسیار بهتری نسبت به دیگر تیرچه های موجود در بازار دارد. در مورد مزایای این نوع از تیرچه های پیش تنیده، بارها صحبت کرده ایم و در حال حاضر به خوبی می دانید که چرا خرید آن را توصیه می کنیم.
وبسایت سازه افزار، با در اختیار داشتن اطلاعات محصولات ساختمانی، آماده پاسخ گویی به تمام سؤالات شما در این زمینه می باشد. کافی است با شماره تماس های مندرج در داخل آگهی های وبسایت تماس گرفته و سؤالات خود را با کارشناسان ما مطرح کنید.