تیرچه پیش تنیده چیست؟ و روش تولید آن

تیرچه پیش تنیده یکی از روش‌های پیشرفته ساختمانی است که در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تکنولوژی جدید در صنعت ساختمان، امکان ساخت سازه‌های بتنی با خواص مکانیکی و استحکام بالا را فراهم می‌کند. در این مقاله از پورتال جامع مهندسین ایران، به توضیح مفهوم تیرچه پیش تنیده و روش تولید آن می‌پردازیم.

تیرچه پیش تنیده چیست؟

تیرچه پیش تنیده نوعی سازه بتنی است که در آن قبل از بتن ریزی، میلگردهای پیش تنیده در آن قرار می‌گیرند و تحت کشش قرار می‌گیرند. این میلگردها به جان تیرچه پیش تنیده فشار وارد می‌کنند و باعث افزایش مقاومت آن در برابر بارهای وارده می‌شوند.

کاربرد تیرچه پیش تنیده

تیرچه پیش تنیده در صنعت ساختمان برای کاربردهای متنوعی استفاده می‌شود. در زیر به برخی از کاربردهای تیرچه پیش تنیده اشاره می‌کنم:

• ساخت سقف تیرچه و بلوک: تیرچه پیش تنیده برای ساخت سقف‌های تیرچه‌ای باز و بسته به خوبی استفاده می‌شود. این نوع سازه قادر به تحمل بارهای سنگین و پیچیده است و به دلیل استحکام بالا در برابر خمش و کشش، مناسب برای ساختمان‌های بلند است.
• ساخت سقف عرشه فولادی: تیرچه پیش تنیده به عنوان یک عنصر تقویت کننده در ساخت سقف‌های عرشه فولادی استفاده می‌شود. این سازه‌ها به دلیل استحکام بالا و قابلیت تحمل بارهای زنده و مرده، در ساختمان‌های صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• ساخت سقف تیرچه و خرپا: تیرچه پیش تنیده به عنوان یک جایگزین مناسب برای خرپاهای فولادی در ساختمان‌ها استفاده می‌شود. این نوع سازه‌ها قادر به تحمل بارهای سنگین و توزیع بارها به صورت یکنواخت هستند.
• ساخت پل: تیرچه پیش تنیده در ساخت پل‌ها به عنوان عنصر اصلی استفاده می‌شود. به دلیل استحکام بالا و توانایی تحمل بارهای زنده و مرده، تیرچه پیش تنیده به خوبی برای ساخت پل‌های بلند و باربر استفاده می‌شود.
• ساخت دیوار حائل: تیرچه پیش تنیده می‌تواند در ساخت دیوارهای حائل استفاده شود. این نوع دیوارها قابلیت تحمل بارهای جانبی و استحکام مکانیکی بالایی دارند و در برخی موارد، می‌توانند جایگزینی مناسب برای دیوارهای سنتی باشند.

به طور کلی، تیرچه پیش تنیده به دلیل استحکام و مقاومت بالا، کاهش وزن سازه و امکان ساخت سازه‌های بزرگ و پیچیده، در صنعت ساختمان کاربردهای گسترده‌ای دارد.

 

مزایا و معایب تیرچه پیش تنیده

در ادامه با مزایا و معایب تیرچه پیش تنیده آشنا خواهیم شد:

مزایا تیرچه پیش تنیده:

۱. مقاومت بالاتر در برابر بارهای وارده: تیرچه پیش تنیده به دلیل وجود میلگردهای پیش تنیده که به صورت تحت تنش قرار دارند، استحکام و مقاومت بیشتری در برابر بارهای فشاری و کششی دارد. این ویژگی باعث می‌شود که تیرچه پیش تنیده بتواند بارهای سنگین‌تر را تحمل کرده و سازه‌ها را به صورت مطمئن‌تری پشتیبانی کند.

۲. کاهش مصرف بتن: با استفاده از میلگرد های پیش تنیده، نیاز به مصرف بتن در تیرچه کاهش می‌یابد. این مزیت باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های ساختمانی و منابع طبیعی مربوطه می‌شود.

۳. کاهش وزن تیرچه: استفاده از میلگردهای پیش تنیده سبب کاهش وزن تیرچه می‌شود. این امر می‌تواند در سازه‌هایی که نیاز به وزن سبک دارند، مانند ساختمان‌های بلند، بسیار مفید و عملکردی باشد.

۴. افزایش سرعت اجرای سقف: به دلیل استفاده از تیرچه پیش تنیده، ساخت سقف‌ها به طرز قابل توجهی سریع‌تر انجام می‌شود. این امر می‌تواند زمان و هزینه‌های مربوط به ساخت و ساز را کاهش دهد.

۵. افزایش ایمنی در برابر زلزله: استفاده از میلگردهای پیش تنیده در تیرچه، مقاومت سازه را در برابر زلزله بهبود می‌بخشد. این ویژگی می‌تواند ایمنی ساختمان را در مواجهه با رخداد زلزله افزایش دهد.

معایب تیرچه پیش تنیده:

۱. هزینه بالاتر نسبت به تیرچه‌های بتنی معمولی: تیرچه پیش تنیده به دلیل استفاده از میلگردهای پیش تنیده و تجهیزات خاصی که برای تولید آن نیاز است، هزینه بیشتری نسبت به تیرچه‌های بتنی معمولی دارد. این مسئله می‌تواند در برخی پروژه‌های ساختمانی محدودیتی باشد.

۲. نیاز به تجهیزات خاص برای تولید: تولید تیرچه پیش تنیده نیازمند تجهیزات خاصی مانند ماشین‌آلات پیشرفته برای کشش میلگردها و اجرای عملیات پیش تنیده است. این موضوع ممکن است نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتر و پیچیدگی فنی بیشتری داشته باشد.

در کل، تیرچه پیش تنیده با مزایا و معایب خود، یک راه حل موثر در صنعت ساختمان است. امکانات ایمنی و عملکرد بالای آن در برابر بارهای وارده، همراه با کاهش مصرف بتن و وزن سازه، آن را به یک گزینه جذاب در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی تبدیل کرده است. با این حال، هزینه بالاتر و نیاز به تجهیزات خاص برای تولید می‌تواند در برخی موارد محدودیت‌هایی را ایجاد کند. بنابراین، در انتخاب استفاده از تیرچه پیش تنیده، عوامل مختلفی از جمله نیازهای سازه، بودجه، زمان و امکانات فنی باید در نظر گرفته شوند.

روش تولید تیرچه پیش تنیده

تیرچه پیش تنیده به طور معمول در کارخانه‌های تولید تیرچه پیش تنیده تولید می‌شود. روش تولید این نوع تیرچه به مراحل زیر خلاصه می‌شود:

1. قرار دادن میلگردهای پیش تنیده در قالب تیرچه: در این مرحله، میلگردهای پیش تنیده درون قالب تیرچه قرار می‌گیرند. میلگردها به صورت استوانه‌ای و در موقعیت‌های مناسب قرار می‌گیرند تا استحکام و مقاومت تیرچه بهبود یابد.
2. ریختن بتن در قالب: پس از قرار دادن میلگردها، بتن مورد نیاز برای تیرچه در قالب ریخته می‌شود. بتن حاوی مواد سیمانی، ماسه، سنگدانه و آب است و مواد افزودنی ممکن است برای بهبود ویژگی‌های بتن مورد استفاده قرار بگیرند.
3. تحت فشار قرار دادن بتن: بعد از ریختن بتن در قالب، فشار به بتن اعمال می‌شود تا میلگردهای پیش تنیده درون آن تحت کشش قرار بگیرند. این فشار معمولاً با استفاده از دستگاه‌های خاصی که بر روی قالب اعمال می‌شود، ایجاد می‌شود.
4. خارج کردن تیرچه از قالب: پس از اینکه بتن خشک شد و میلگردها درون آن به صورت پیش تنیده قرار گرفتند، تیرچه پیش تنیده از قالب خارج می‌شود. این تیرچه حاوی میلگردهای پیش تنیده است که به آن استحکام و مقاومت بیشتری می‌بخشند.

تیرچه‌های پیش تنیده در اندازه‌ها و اشکال مختلفی تولید می‌شوند. این اندازه‌ها و اشکال باید بر اساس نیازهای سازه و بارهای وارده در نظر گرفته شوند.

 

آیا روش خاصی برای اجرای اسکلت با این تیرچه مورد نیاز است؟

خیر، برای اجرای اسکلت با استفاده از تیرچه پیش تنیده به روش خاصی نیاز نیست. در این روش، تیرچه‌های پیش تنیده به طور معمول در محل خود در داخل تیر قرار می‌گیرند، به این صورت که در یک اسکلت بتنی، از هر طرف ۱۵ سانتیمتر داخل تیر قرار می‌گیرند و در یک اسکلت فلزی، روی بال تیر قرار می‌گیرند. سپس، سقف با ریختن بتن انجام می‌شود.

با توجه به اینکه سطح تیرچه‌ها زبر است (که عمدتاً به دلیل روش تولید آن‌ها است که سطح زبری را به وجود می‌آورد)، تیرچه‌ها به طور کامل با بتن سقف درگیر می‌شوند و یکپارچه می‌شوند. این اتصال نیز باعث افزایش استحکام و مقاومت سازه می‌شود.

بنابراین، استفاده از تیرچه پیش تنیده به طور کلی در اجرای اسکلت بتنی یا فلزی بدون نیاز به روش خاصی صورت می‌گیرد و با بتن سقف یکپارچه می‌شود.

سوالات متداول درباره تیرچه پیش تنیده

۱- آیا برای اجرای تیرچه پیش تنیده نیازی به طراحی و یا تغییر خاصی در نقشه ساختمان است؟

خیر، برای اجرای تیرچه پیش تنیده نیازی به تغییر خاصی در طراحی یا نقشه ساختمان ندارد. این محصول در سازه‌هایی که براساس سقف تیرچه بلوک طراحی شده‌اند، به‌صورت مستقیم قابل استفاده است.

۲- چرا با وجود تمام این مزیت ها قیمت نسبت به تیرچه معمولی ارزان تر است؟

قیمت ارزان‌تر تیرچه پیش تنیده نسبت به تیرچه معمولی به دلیل استفاده از تکنولوژی بالا در تولید انبوه و خودکار، استفاده از فولاد پرمقاومت با مقاومت چهار برابر میلگردهای aII، و پیش تنیده شدن بتن است که باعث افزایش شدید مقاومت کششی و برشی بتن می‌شود و نیاز به میلگردهای طولی قطور و آرماتورهای برشی (زیگزاگ) را کاهش می‌دهد.

۳- آیا تیرچه پیش تنیده نیز مانند تیرچه معمولی تیپ های مختلفی دارد؟

بله، تیرچه پیش تنیده نیز مانند تیرچه معمولی تیپ‌های مختلفی دارد که بسته به دهانه و سربار تعیین می‌شود. در تیرچه‌های معمولی، قطر میلگردها بسته به دهانه و سربار متغیر است، اما در تیرچه پیش تنیده، تغییرات در تعداد میلگردهای فولادی استفاده شده رخ می‌دهد.

۴- تا چه دهانه ای میتوان از این محصول استفاده کرد؟

تیرچه پیش تنیده می‌تواند برای دهانه‌های تا ۱۲ متر استفاده شود.

 

نتیجه

تیره پیش تنیده یک مصالح ساختمانی مدرن است که دارای مزایای متعددی نسبت به سایر تیرهای بتنی است. تیرچه پیش تنیده در ساختمان سازی کاربردهای مختلفی دارد و به دلیل افزایش مقاومت و عملکرد، کاهش وزن، افزایش دهانه قابل اجرا، کاهش مصرف بتن و میلگرد، کاهش هزینه ساخت و افزایش ایمنی و مقاومت در برابر زلزله، گزینه مناسبی برای ساخت سقف‌ها و سایر سازه‌های بتنی است.