تیرچه پیش تنیده و مزایا

تیرچه پیش تنیده بتنی یک مقطع T شکل بتنی است که در آن بتن توسط کابل یا همان وایرهای مخصوص تحت تنش فشاری قرار می‌گیرد و در حال حاضر بهترین و مناسب ترین جایگزین برای تیرچه های فندوله‌ای، تیرچه‌های خرپایی، کرومیت و پاشنه بتنی می‌باشد. تیرچه‌های پیش تنیده تولید شده در شرکت تیرچه پیش تنیده کردستان بر اساس استاندارد ملی به شماره ۲۹۰۹ تولید می‌شوند و توانسته گواهی نامه استاندارد از سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران را اخذ نماید.

تولید دال و تیرچه پیش تنیده سرمایه گذاری بدون ریسک

اگر از فناوری های جدید در تولید محصولات ساختمانی استفاده شود، به علت اینکه این محصولات از تقاضای بالایی برخوردار هستند می‌توانید از یک مزیت رقابتی نسبت به رقبای خود برخوردار شوید. ما تولید تیرچه پیش تنیده را به شما پیشنهاد می‌کنیم، زیرا این یک فرصت سرمایه گذاری مناسب در محصولات ساختمانی می‌باشد.

معرفی تیرچه پیش تنیده:

بتن در مقابل تنش فشاری استحکام مناسبی دارد. ولی در برابر تنش کششی مقاومتی ندارد. به این دلیل درون تیرهای بتنی را با آرماتورهای فولادی  پر می‌کنند تا بتوانند آن را پیش تنیده نمایند. فولاد در مقابل کشش مقاوم می‌باشد. به طوریکه وجود چند میلگرد فولادی تاثیر چندان زیادی بر افزایش بار سازه نخواهد گذاشت. سازه‌های بتنی که با این روش ساخته می‌شوند را بتن مسلح می‌گویند.

تیرچه پیش تنیده بتنی یک مقطع T شکل بتنی می‌باشد که در آن‌ بتن توسط کابل (وایرهای مخصوص) تحت تنش فشاری قرار خواهد گرفت و در حال حاضر بهترین و مناسب ترین جایگزین برای تیرچه‌های فندوله‌ای، خرپایی، کرومیت و پاشنه بتنی می‌باشد.

آشنایی با مفهوم پیش تنیدگی

پیش تنیدگی عبارت است از ایجاد کردن یک تنش دائمی و ثابت(Prestress) در یک عضو بتنی به اندازه لازم و به نحو دلخواه، به طوری که در اثر این تنش ایجاد شده، قسمتی از تنش‌های ناشی از بارهای زنده و مرده در این عضو خنثی می‌شوند و در نتیجه این عملیات مقاومت باربری آن افزایش پیدا خواهد کرد. اصلی تریت هدف پیش تنیده کردن یک عضو بتنی، محدود کردن تنش‌های کششی و ترک‌های ناشی از لنگر خمشی، تحت تاثیر بارهای وارده در آن عضو است.

پیش تنیدگی نوعی فرآیند است که به سازه‌های بتنی مسلح اضافه می‌گردد و کارآیی آن را تا حد بسیار زیادی بالا می‌برد. در سازه‌های بتنی مسلح اگر قبل از بتن ریزی، آرماتورها را تحت کشش قرار دهیم و آن را تا وقتیکه بتن شکل قالب را به خود گیرد تحت کشش نگاه داریم سازه‌ی حاصل شده یک سازه پیش تنیده خواهد شد.

یک سازه بتنی نسبت به سازه های فولادی، سبک تر و کم هزینه تر است و همچنین مقاومت خوبی در برابر نیروهای عمودی از خود نشان می‌دهد. اما استحکام بتن در مقابل نیروهای کششی (تنش عرضی ناشی از باد، زلزله و…) بسیار پایین است.

آرماتورهای فولادی تا حدی این مشکل را حل کردند و چند دهه است که در دنیا سازه‌های بتنی پیش تنیده مقاومت ناکافی بتن در برابر کشش را به طور کامل حل نموده‌اند و می‌توان گفت در تحمل نیروهای عرضی توانایی بسیار بیشتری از سازه های فولادی عرضی دارند.

روشهای پیش تنیدگی

تکنولوژی پیش تنیدگی به طور کلی به دو شیوه اجرا می شود، که عبارتند از:

پیش کشیدگی : در این روش که متداول تر است، ابتدا کابل های فولادی داخل قالب ها قرار می گیرند و از دو طرف با گیره ثابت می شوند. سپس عملیات بتن ریزی و خارج سازی هوای موجود در قالب آغاز می شود. هنگامی که مقاومت بتن داخل قالب به میزان قابل قبول رسید، نیروی کششی بالاییبه کابل های فولادی داخل قالب وارد می شود و در نهایت اضافی این کابل ها از دو سر قالب قطع شده و کابل ها با کمک گیره ثابت می شوند. پس از قطع نیروی کششی اعمال شده، نیروی پیش تنیدگی ایجاد شده به دلیل تماس فولاد و بتن به آن منتقل می شود و پس از مدتی سطح بتن کاملا صاف می شود. به این ترتیب علاوه بر مقاومت فشاری بالای بتن، این ماده ی پرکاربرد در مقابل نیروهای کششی نیز مقاوم سازی می شود.

پس کشیدگی: ترتیب اعمال در این روش برعکس روش قبل است. به این صورت که پس از قرار گرفتن کابل های فولادی دورن قالب و ثابت سازیدو سر آنها در انتهای قالب، ابتدا عملیات بتن ریزی و هواگیری انجام می شود. پس از مدتی که مقاومت بتن بالاتر رفت، نیروهای کششی به کابلهای فولادی وارد می شوند. این روش مصرف فولاد و بتن کمتری خواهد داشت.

مزیت های اقتصادی استفاده از تیرچه پیش تنیده

۱- کاهش قیمت تیرچه پیش تنیده بیش از ۴۰% می‌باشد:

از مزایای تیرچه پیش تنیده می توان به این موضوع اشاره کرد که به دلیل مصرف کمتر فولاد در تیرچه‌ پیش تنیده، قیمت تیرچه‌ پیش تنیده نسبت به تیرچه‌های بتنی و سفالی بیش از ۴۰% ارزانتر می‌باشد.

۲- کاهش مصرف بتن تا ۴۰% کمتر از تیرچه‌های سفالی و کرومیت است:

با توجه به پرشدن جان تیرچه پیش تنیده در کارخانه، در هنگام بتن ریزی سقف‌ها در محل پروژه در حدود ۴۰ % مصرف بتن کاهش پیدا می‌کند.

۳- کاهش قیمت بلوک های مصرفی در تیرچه پیش تنیده:

به دلیل ارتفاع کمتر تیرچه پیش تنیده از تیرچه سفالی و کرومیت که در حدود ۱۳ و ۱۵ سانتیمتر می‌باشد. به جای استفاده از بلوک‌هایی با ارتفاع ۲۵ سانتیمتر، می‌توان از بلوک‌هایی با ارتفاع کمتر (به شرط فشردگی و استحکام بیشتر بلوک یونولیت در هنگام بتن ریزی) استفاده کرد.

 ۴- کاهش وزن فولاد فونداسیون و سازه:

با در نظر گرفتن وزن کمتر سقف‌های اجرا شده بوسیله تیرچه پیش تنیده، در زمان طراحی و محاسبات از مصرف فولاد در سازه کاسته می‌شود.

۵- سرعت اجرا:

زمان اجرای سقف با استفاده از تیرچه پیش تنیده کاهش قابل ملاحظه ای پیدا خواهد کرد. عدم نیاز به وجود جک در زیر تیرچه های کوچک و استفاده از جک کمتر در دهانه های بزرگ ، همچنین امکان استفاده از مش های پیش ساخته فولادی به جای میلگردهای افت و حرارت نیز بر سرعت اجرای سقف ها می افزاید.

اجرای سقف به وسیله تیرچه پیش تنیده

سقف تیرچه بلوک از انواع سقف های مرسوم در صنعت ساختمان بوده و با توجه به مزیتهای آن به نسبت بقیه سقفها همچنان جزو گزینه های مناسب پیش روی طراحان است البته تیرچه های مورد استفاده در سقفها انواع مختلفی دارد از جمله تیرچه کرومیت (تیرچه فلزی) تیرچه بتنی، تیرچه فوندوله و تیرچه پیش تنیده.

تیرچه پیش تنیده در واقع قسمتی از سطح مقطع نوارسقف است که در اثر بهره برداری تحت تنش کششی قرار میگیرد. مقدار پیش تنیدگی آن باید به حدی باشد که تیرچه هنگام حمل و نقل، نصب، بتن ریزی و بارهای بهره برداری (اعم از بار زنده ،مرده، باد و زلزله) ترک نخورد. سطح مقطع تیرچه پیش تنیده برای تامین محل مناسب نصب بلوکهای دو طرف، به شکل سپری ساخته میشود(شکل را ببینید).

عرض قسمت زیرین تیرچه پیش تنیده نباید کمتر از ۱۰ سانتیمتر باشد و عرض سمت بالایی(بتن بین دو بلوک با توجه به عرض تکیه گاههای بلوک روی تیرچه )نباید کمتر از ۶٫۵ سانتی متر باشد. ارتفاع کل تیرچه باید به حدی باشد که ایستایی لازم را برای حمل و نصب تیرچه و تحمل بارهای اجرایی را تامین کند. سطح بالایی تیرچه برای ایجاد پیوستگی کافی با بتن پوششی به طور زبر و برجسته بتن ریزی می شود. پوشش بتنی روی فولاد نباید کمتر از بیست میلیمتر باشد.

مقاومت بتن تیرچه پیش تنیده در هنگام انتقال نیرو از فولاد به بتن (بعد از هر نوع اتلاف انرژی ناشی از پیش تنیدگی) نباید از نصف مقاومت فشاری ۲۸ روزه بتن کمتر باشد.رده مقاومتی بتن تیرچه پیش تنیده نباید از c35 و همچنین از دو برابر تنش فشاری بتن در قسمت زیرین تیرچه ها کمتر باشد.

بخش کششی بتن تیرچه نباید ترک خورده و یا شکسته باشد. میزان خیز منفی تیرچه باید یک سانتیمتر در پنج متر طول و همچنین پیچیدگی جانبی تیرچه نباید بیش از یک سانتی متر در پنج متر طول باشد .

تیرچه های پیش تنیده بطور معمول فاقد میلگردهای عرضی هستند ولی در بعضی از انواع آن، برای تقویت مقاومت برشی، دو انتهای تیر، میلگردهای عرضی در داخل بتن آن کار گذاشته میشوند تا علاوه بر تقویت برشی تیرچه، گیره های لازم برای حمل و نقل تیرچه واتصال بین بتن و دال را تامین کند.

برای ایجاد پیش تنیدگی در بتن تیرچه بطور معمول از چند رشته سیم فولادی به قطر پنج میلی متر با مقاومت نهایی ۱۷۵۰ نیوتن بر میلیمتر مربع تا ۱۹۰۰ نیوتن بر میلیمتر مربع استفاده میشود. سیم ها قبل از بتن ریزی حداکثر تا ۶۵ درصد مقاومت نهایی خود کشیده میشوند. پس از بتن ریزی و بدست آوردن مقاومت کافی در بتن و ایجاد پیوستگی مناسب بین فولاد و بتن، به آرامی رها میشوند تا تیرچه تحت تنش فشاری قرار گیرد. پوشش بتنی روی سیمهای فولادی در کلیه جهات حداقل ۲۰ میلیمتر است و فاصله دو سیم مجاور از هم به حدی است که بزرگترین دانه سنگی بتن به آسانی بتواند از بین آنها جابجا شود. محل استقرار سیمها طوری انتخاب میشوند که تنش فشاری در قسمت زیرین تیرچه بیشتر از قسمت بالایی آن باشد.

فرآیند کنترل کیفیت تیرچه های پیش تنیده

تیرچه بتنی پیش تنیده یکی از مصالح ساختمانی است که مانند تیرچه‌های دیگر در سیستم ساخت سقف ساختمانها و سازه‌ها به کار میرود و به دلیل مزایای متفاوت و بالایی که نسبت به دیگر تیرچه‌ها دارد آن را به یکی از پرکاربردترین تیرچه‌ها و مصالح ساختمانی محبوب در سرتاسر جهان کرده است.

مواد و مصالح لازم در تولید تیرچه پیش تنیده

تیرچه پیش تنیده از بتن و میلگردهای فولادی ساخته می‌شوند که بنا به تعداد میلگردهای استفاده شده توان و مقاومت آن متفاوت است. در یک توضیح کوتاه برای تولید این تیرچه‌ها میلگردهای فلزی را در قالب قرار داده و توسط گیره‌هایی به آنها کشش و تنش وارد کرده و سپس بتن ریزی انجام میشود ولی پیش از مراحل تولید باید کیفیت وایرهای فولادی، شن و ماسه، سیمان و نهایتا بتن تولید شده مورد تحقیق قرار بگیرد. پس از بررسی در صورتی که مواد اولیه استاندارد لازم را کسب کردند آنها را در تولید تیرچه پیش تنیده به کار میبرند. چگونگی بررسی کیفیت مصالح اولیه در ادامه گفته خواهد شد.

بررسی مصالح مصرفی در تولید تیرچه پیش تنیده

وایر یا میلگردهای فولادی: این وایرها قبل از آنکه وارد شوند باید از لحاظ مقاومت کششی مورد تست قرار گرفته و برای این کار به صورت رندوم از هر دسته تکه‌های ۵۰ سانتی از آنها جدا کرده، به آزمایشگاه‌های معتبر ارسال شده و مورد تست کنترل کیفیت از نظر میزان مقاومت کششی قرار میگیرند. شن و ماسه: شن و ماسه مصرفی از دو جهت مورد بررسی قرار میگیرند؛ از نظر اندازه و کیفیت دانه‌ها و مقدار رسی که در آنها وجود دارد. در حال حاضر در ایران تنها چند شرکت این دانه‌ها با اندازه و کیفیت استاندارد را تولید میکنند.

سیمان: آزمایش‌هایی که بر روی سیمان انجام میشود از آزمایش‌های زمان بر بوده و آن را از لحاظ تخلخل، مقاومت در مقابل فشار، مقاومت در مقابل خمش و نمونه سیمان بررسی میشود و در نهایت مخلوط پذیری آن تست خواهد شد. بتن: بتن تولید شده از شن، ماسه وسیمان باید دارای مقاومتc35 تا c45 باشد و از جهت تراکم پذیری در مقابل لرزش نیز مورد آزمایش قرار میگیرد.

روش های تولید تیرچه پیش تنیده بتنی

یکی از پرکاربردترین محصولاتی که به روش پیش تنیدگی تولید می شود، تیرچه پیش تنیده است. همانطور که گفتیم به دلیل صرفه جویی در میزان مصرف بتن و فولاد در این تیرچه ها، استفاده از آنها مقرون به صرفه تر از سایر تیرچه هاست. خط تولید این تیرچه ها به دو روش قابل اجراست که عبارتند از:

روش استفاده از قالب: چند سالیست که این روش تولید، به دلیل کیفیت پایین تیرچه ی تولید شده و نارضایتی مشتریان، کنار گذاشته شده است. یکی از مهمترین دلایل منسوخ شدن این روش، ایجاد حفره در بتن بود که مقاومت محصول را کم می کرد به طوریکه قادر به دریافت تاییدیه و گواهینامه استاندارد نبود. در این روش تولید کنندگان مجبور بودند از بتن روان استفاده کنند که کاهش کیفیت را چند برابر می کرد.

روش استفاده از سیستم اکسترودر: امروزه از این روش برای تولید تیرچه پیش تنیده استفاده می شود و متخصصان آن را اصولی ترین راه برای ساخت این تیرچه ها می دانند. در این روش از دستگاه های مخصوصی استفاده می شود که موجبات کنترل بهتر کیفیت محصول نهایی را فراهم می کند. روش کار به این صورت است که ابتدا بتن مخصوصی با عنوان نان اسلامپ (non-slomp) با کمک خط ویبره به طور کامل متراکم می شود و تحت حرارت و بخار قرار می گیرد تا فرآوری شود. استفاده ی همزمان از حرارت و بخار کیفیت محصول نهایی را دو چندان می کند.

آزمایش بارگذاری تیرچه

نهایی‌ترین آزمایش پس از ساخت تیرچه نهایی است که قسمتی از آن در حدود یک متر و نیم انتخاب شده و در مقابل بار و فشارهای آزمایشی قرار میدهند تا از نظر شکنندگی، خمش و کشش و تحمل نیروهای تنشی مورد بررسی قرار دهند تا از کیفیت و کسب استانداردهای آن اطمینان حاصل کنند.

روال هر صنعتی پیشرفت است و اگر این پیشرفت صورت نگیرد به خودی خود کنار گذاشته میشود چون بی شک با پیشرفت تصاعدی علم و تکنولوژی به سرعت جایگزینی برای آن پیدا خواهد شد. صنعت ساخت و ساز و پروژه‌های عمرانی هم از این قانون مستثنا نبوده و همواره در حال پیشرفت و ارتقا کیفیت محصولات و روشهای ساخت و ساز است و در این بین کاملا طبیعی است که مصالح قدیمی و بی کیفیت کنار گذاشته شده و مصالحی با کیفیت بالا جایگزین آنها شود.

شاید کنار گذاشته شدن و خارج شدن یک یا چند مورد از خط تولید چندان مورد توجه و بررسی‌های دقیق و طولانی قرار نگیرد ولی بی شک محصول جایگزین شده به دقت مورد تحقیق و آزمایش‌های استاندارد قرار میگیرد تا در مورد مزایای استفاده از آن به یقین برسند. به طور مثال استفاده از تیرچه خرپایی با پاشنه فندوله در ساخت سقف ساختمان ممنوع شده ولی محصول جایگزین آن تیرچه بتنی پیش تنیده به سرعت در حال گسترش استفاده است و حتی در بسیاری از کشورهای جهان سوم نیز تلاش بر این است که خط تولید بیشتری از این تیرچه راه اندازی شود.

وجه تمایز تیرچه پیش تنیده با دیگر تیرچه ها

تیرچه بتنی پیش تنیده یکی از مصالح ساختمانی است که کاربرد در پروژه‌های بزرگ ساخت و ساز است و وجه تمایز آن از دیگر تیرچه‌ها روش ساخت و تولید آن است؛ همه تیرچه‌ها در شرایط کارگاهی تولید میشوند و معمولا مرحله بتن ریزی آنها در زمان ساخت ساختمان انجام میشود ولی تیرچه پیش تنیده در محیط کارخانه و به روش تمام دستگاهی تولید شده و زمان بتن ریزی آن در حین تولید است. روش تولید اتوماتیک این تیرچه آن را جز مقاوم ترین، به صرفه‌ترین و استانداردترین مصالح ساختمانی تبدیل کرده که این گزینه مزیتی است بر مزیت‌های دیگر این تیرچه که در ادامه به مهمترین آنها اشاره خواهیم کرد.

مزیت‌های کلی تیرچه پیش تنیده

روش ساخت کارخانه‌ای و کسب استانداردهای معتبر از اولین مزیت‌های این تیرچه است چرا که قبل از تولید مصالح اولیه آن مورد آزمایش قرار گرفته و پس از تولید نیز تیرچه آماده شده را به صورت رندوم مورد تست و آزمایش‌هایی دقیق قرار میدهند. تولید انبوه و قابل سفارش بودن آن به مقدار زیاد در هر زمان از دیگر مزیت‌های تولید کارخانه‌ای تیرچه پیش تنیده است. وقتی تیرچه‌ای تولید انبوه شود و در تعداد بالا قابل سفارش باشد تا حد زیادی مقرون به صرفه خواهد بود.

استفاده از تیرچه پیش تنیده از چند جهت مقرون به صرفه است و در کاهش هزینه‌ها صرفه جویی میشود. یک آنکه با استفاده از این تیرچه روند ساخت و ساز سرعت بیشتری پیدا میکند و همین امر موجب کاهش هزینه‌های جانبی مانند اجاره داربست و یا کاهش هزینه در به کار گرفتن نیروهای انسانی می‌شود. گفته شد بتن ریزی در زمان تولید و در کارخانه انجام شده و همین امر مصرف بتن در هنگام ساخت و ساز را کمتر کرده و مجددا باعث کاهش هزینه میشود. از مهمترین مزیت های دیگر این تیرچه تولید آن درسایزهای متفاوت و امکان استفاده در ساختمان‌هایی با دهانه‌های باز است.