تیرچه پیش تنیده چیست؟ روش اجرا و مشخصات فنی آن

آیا تا به حال در مورد روش پیش تنیدگی شنیده‌اید؟! آیا می‌دانید تیرچه پیش تنیده چیست و چگونه ساخته می‌شود؟! آیا می‌دانستید روش پس تنیدگی وجود ندارد؟! ما در این مقاله به صفر تا صد تیرچه پیش تنیده شامل مشخصات، انواع، مزایا و معایب آن پرداخته‌ایم. همچنین برای درک بهتر شما فیلم ساخت تیرچه پیش تنیده را در این مطلب قرار داده‌ایم؛ پس تا انتهای این مقاله همراه آکادمی عمران باشید.

جهت آشنایی بیشتر، فیلم مراحل ساخت تیرچه پیش تنیده را مشاهده کنید. این فیلم تنها بخش کوتاهی از آموزش اجرای ساختمان است که در آن صفر تا صد مراحل ساختمان سازی را توضیح داده‌ایم.

پیش تنیدگی چیست؟

پیش از اینکه بدانید تیرچه پیش تنیده چیست، بهتر است با مفهوم پیش تنیدگی و علت استفاده از این روش آشنا شوید. پیش‌تنیدگی فرآیندی است که در آن با اعمال تنش‌های فشاری به المان‌های بتنی قبل از بارگذاری نهایی، مقاومت کششی آن‌ها افزایش پیدا می‌کند. در واقع هدف از پیش تنیدگی این است که قبل از بارگذاری، المان بتنی را تحت فشار قرار دهند.

همان‌طور که می‌دانید، بتن مقاومت کششی پایینی دارد، بنابراین برای افزایش مقاومت کششی بتن از المان‌های فولادی استفاده می‌شود. میلگردها معمولا تنش تسلیمی حدودا برابر با 300 تا 500 مگاپاسکال دارند. اما برخی المان‌های فولادی تنش تسلیمی بین 1750 تا 1900 مگاپاسکال دارند. به همین دلیل می‌توانند مقاومت کششی بیشتری برای بتن فراهم کنند.

در این روش، میلگردهای فولادی با تنش تسلیمی بالا درون بتن قرار گرفته تا به صورت دائمی بخشی از بتن تحت فشار باشند. این کار به جلوگیری از ایجاد ترک‌های کششی و تامین پایداری بیشتر سازه کمک می‌کند.

به زبان ساده‌تر، سازه قبل از بارگذاری نسبت به بار وارده مقاوم می‌شود و تنش فشاری ایجاد شده در آن مقابل تنش‌های کششی که بعدا هنگام بارگذاری ایجاد خواهد شد، مقاومت می‌کند. با افزایش مقاومت کششی در المان‌های بتنی، می‌توان از آن‌ها در دهانه‌های بلند استفاده کرد.

بیش از 30 ساعت آموزش حرفه‌ای ولی رایگان دفتر‌فنی و ساختمان‌سازی

مشاهده مینی دوره

تیرچه پیش تنیده چیست؟

تیرچه پیش تنیده نوعی تیرچه بتنی است که با استفاده از تکنیک پیش‌تنیدگی طراحی و ساخته می‌شود. همان‌طور که در بالا اشاره شد، در این نوع تیرچه، میلگردهای فولادی با تنش تسلیمی بالا درون بتن قرار گرفته و قبل از بارگذاری نهایی، تحت کشش قرار می‌گیرند. با اعمال تنش‌های فشاری به بتن، تیرچه پیش‌تنیده می‌تواند بارهای بیشتری را تحمل کرده و مقاومت کششی آن بیشتر شود.

انواع تیرچه های پیش تنیده

تیرچه‌های پیش تنیده در متراژهای مختلفی تولید می‌شوند و انواع به خصوصی ندارند. اما نیروی پیش تنیدگی به دو صورت زیر اعمال می‌شود:

1. پیش تنیده پیش کشیده: در این حالت قبل از بتن ریزی، ابتدا مفتول‌ها را در موقعیت خود قرار داده و به وسیله جک‌های هیدرولیکی تحت کشش قرار می‌دهند. سپس بتن ریزی انجام شده و زمانی که بتن به مقاومت مطلوب خودش رسید، سیم‌ها را رها می‌کنند.
2. پیش تنیده پس کشیده: در این روش سیم‌ها در جای خود قرار داده می‌شوند و سپس بتن ریزی انجام می‌شود. زمانی که بتن به حداقل 70 درصد از مقاومت خودش رسید، سیم‌ها کشیده می‌شوند. در روش پیش تنیده پس کشیده از غلاف استفاده شده و پس از کشش داخل غلاف گروت تزریق می‌شود تا فولاد و بتن یکپارچه عمل کنند. بدیهی است برای اجرای تیرچه بتنی پیش ساخته از روش پیش تنیده پیش کشیده استفاده می‌شود.

نکته: برخی از افراد به روش پیش تنیده پس کشیده، پس تنیده می‌گویند که کاملا اشتباه است. پس تنیدگی به این معناست که پس از اعمال بارگذاری زمانی که قسمت زیرین تحت کشش است، باز هم این کابل‌ها کشیده شده و رها شوند. اما این امر موجب ترک خوردن بتن شده و کشش بیشتر آن موجب افزایش ترک می‌شود. حتی اگر کابل‌ها در غلاف باشند، به دلیل قرارگیری المان تحت بارگذاری، گروت هنگام گیرش ترک می‌خورد.

ساخت تیرچه پیش تنیده

برای ساخت تیرچه پیش تنیده از مفتول‌های سیمی 5 میلی‌متری استفاده می‌کنند. چند سیم مفتول در کنار هم، استرند را تشکیل می‌دهند و از تشکیل استرندها کابل ایجاد می‌شود که در تیرها و سقف‌ها از آن استفاده می‌شود. برای ایجاد نیروی پیش تنیدگی در بتن تیرچه، ابتدا مفتول‌ها را تا 65 درصد مقاومت نهایی خود می‌کشند. سپس بتن ریزی انجام شده و پس از گیرش بتن، سیم‌ها رها می‌شوند. در این حالت بتن تحت فشار قرار می‌گیرد.

مشخصات تیرچه پیش تنیده

از مهمترین نکات و استانداردهایی که به هنگام ساخت تیرچه‌های پیش تنیده باید رعایت شود، عبارت‌اند:

• مقطع بتنی تیرچه‌های پیش تنیده T شکل است.
• مقاومت فشاری ۲۸ روزه نمونه‌های مکعبی بتن نباید از ۳۵۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع و دو برابر تنش فشاری قسمت زیرین تیرچه‌ها کمتر باشد. زیرا ممکن است بعضی قسمت‌ها علاوه بر فشاری که تحت پیش تنیدگی تحمل می‌کنند، تحت بارگذاری نیز نیروی فشاری به آن‌ها وارد شود. به همین دلیل برای اطمینان بیشتر مقاومت فشاری نباید از دو برابر تنش فشاری قسمت زیرین تیرچه‌ها کمتر باشد.
• اگر میزان کشش سیم‌ها از حد طراحی شده بیشتر باشد، ممکن است سیم‌ها پاره شوند. از طرفی اگر سیم‌ها کمتر کشیده شوند، فشار کافی برای مقابله با نیروی کششی ایجاد نمی‌شود.

• سیم‌ها باید در جایی قرار بگیرند که تنش فشاری در قسمت تحتانی بیشتر از تنش فشاری قسمت فوقانی باشد. به‌طور کلی تعداد و نحوه چینش توسط طراح تعیین می‌شود.
• این نوع تیرچه‌ها آرماتورهای عرضی ندارد، زیرا نیروی پیش تنیدگی در تیرچه موجب افزایش مقاومت برشی بتن شده و نیازی به آرماتورهای عرضی نیست. البته گاهی برای افزایش مقاومت برشی و همچنین سهولت در حمل و نقل، در ابتدا و انتهای آن دو آرماتور عرضی قرار می‌دهند.

اجرای تیرچه پیش تنیده

معمولا مراحل ساخت از جمله طراحی و محاسبات، ساخت قالب، نصب میلگردها، نوع پیش تنیدگی، ریختن بتن و برداشتن قالب در کارگاه‌ها انجام شده و تیرچه پیش تنیده به صورت آماده به محل ساخت و ساز حمل می‌شوند. این تیرچه‌ها اغلب برای سقف‌های تیرچه بلوک با دهانه بین 8 تا 12 متر به کار می‌روند. همچنین از این تیرچه‌ها برای ساختمان‌های بلند، پل‌ها، ساخت تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی استفاده می‌شود.

تیرچه بتنی پیش تنیده

با توجه به حداکثر دهانه سقف های بتنی، تیرچه بلوک بین 7 تا 8 متر است. اما برای دهانه‌های بیش از این مقدار (تا 12 متر) باید از تیرچه‌های بتنی پیش تنیده استفاده کرد. به‌طور کلی، مشخصات تیرچه بتنی پیش تنیده در سقف‌های تیرچه بلوک با دهانه بزرگ به شرح زیر است:

• سطح مقطع تیرچه بتنی پیش تنیده به این شکل است که دو طرف آن به حالت سپری ساخته می‌شود تا بلوک‌ها به راحتی در قسمت پاشنه قرار بگیرند.
• ارتفاع این تیرچه‌ها در حدی است که مقاومت لازم در هنگام حمل، جایگذاری و تحمل بارها در هنگام اجرا را داشته باشند.
• طول تیرچه پیش تنیده بین 8 تا 12 متر می‌رسد.

• عرض پاشنه این تیرچه‌ها 10 سانتی‌متر و ضخامت آن 4 سانتی‌متر است. عرض قسمتی که بلوک‌ها روی آن قرار می‌گیرند حدود 2 سانتی‌متر است.
• معمولا برای درگیری بیشتر بتن پوششی سقف و بتن این تیرچه‌ها، سطح بالایی آن را مضرس می‌کنند.
• پوشش بتنی اطراف سیم‌ها باید حداقل 2 سانتی‌متر باشد و فاصله بین دو سیم طوری طراحی شود که بزرگ‌ترین اندازه سنگدانه از بین آن‌ها رد شود.
• جهت عملکرد یکپارچه تیر و تیرچه‌ها، باید آن‌ها در تیر مهار شوند.
• تیرچه‌ها با فاصله‌های معین از هر طرف در تیرها مهار می‌شوند. طول مهاری لازم از هر طرف باید به اندازه 15 سانتی‌متر باشد.
• پس از جایگذاری تیرچه‌ها، بلوک‌های یونولیتی یا سفالی بین تیرچه‌ها قرار داده می‌شوند. پس از تکمیل آرماتوربندی و اجرای آرماتورهای حرارتی، بتن ریزی سقف آغاز می‌شود.

پیشنهاد می‌کنیم، جهت آشنایی بیشتر با جزئیات سقف تیرچه بلوک پیش تنیده، مقاله اجرای سقف تیرچه بلوک را مطالعه کنید.

آیا آرماتور ممان منفی در سقف تیرچه بلوک پیش تنیده اجرا می‌ شود؟

طراحی سقف تیرچه بلوک پیش تنیده، کنترل مقاومت خمشی آن و تعیین تعداد مفتول‌ها در تیرچه با فرض دو سر تکیه‌گاه مفصلی انجام می‌شود. محل قرارگیری مفتول‌ها طوری تعیین می‌شود که پس از بارگذاری که تحت کشش قرار می‌گیرند، نیروی فشاری پیش تنیدگی را خنثی کنند.

در سقف تیرچه بلوک زمانی که بتن ریزی تیر و تیرچه انجام می‌شود، اتصال این دو، تا حدودی گیردار می‌شود و در بالای تیر لنگر منفی به وجود می‌آید. برای مقابله با این لنگر منفی از آرماتور ممان منفی به طول یک پنجم دهانه در سقف تیرچه بلوک پیش تنیده استفاده می‌شود.

آیا آرماتور ادکا در سقف تیرچه بلوک پیش تنیده اجرا می‌ شود؟

چنانچه دهانه سقف کمتر از 11 متر باشد، نیازی به میلگرد ادکا نیست، مگر آنکه طراح استفاده از آن را ملزم بداند. در حالی که در سقف‌هایی با دهانه‌های بلند بین 11 تا 12 متر باید آرماتور ادکا قرار داده شود. به‌طور کلی، اگر مجموع مقاومت برشی بتن تیرچه پیش تنیده و بتن پوششی سقف در برابر نیروهای برشی، کافی نباشد از آرماتور ادکا باید در دهانه‌های بزرگ استفاده شود.

مزایا و معایب تیرچه پیش تنیده

تیرچه‌های پیش‌تنیده به دلیل ویژگی‌های خاص خود، به عنوان یکی از گزینه‌های مناسب در طراحی و ساخت سازه‌های مدرن شناخته می‌شوند. با این حال هر یک از این المان‌ها در کنار مزایا با معایب و چالش‌هایی همراه هستند که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

مزایای تیرچه پیش تنیده

از مهمترین مزایا تیرچه‌های پیش تنیده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• به دلیل اینکه جان تیرچه‌ها از قبل بتن ریزی شده است، میزان مصرف بتن سقف کاهش می‌یابد.
• این تیرچه‌ها در تعداد انبوده تولید می‌شود، این امر موجب کاهش قیمت آن نسب به بقیه تیرچه‌ها به ازای عملکرد بهتری که دارد، شده است.
• به دلیل کاهش مصرف بتن، سرعت بتن ریزی در این سقف نیز بیشتر است.
• مقاومت بسیار بالاتری نسبت به بقیه تیرچه‌های فلزی و بتنی دارد.
• استفاده از سیم در ساخت تیرچه‌های پیش تنیده موجب کاهش وزن آن‌ها می‌شود. با کاهش وزن تیرچه، از وزن سقف کم شده و در نتیجه عملکرد بهتری در برابر زلزله خواهد داشت.

• از نظر معماری وجود دهانه‌های بلند مطلوب‌تر است. تیرچه‌های بتنی پیش تنیده امکان اجرا تا دهانه 12 متر (با سربار مسکونی) را دارد.
• چون سیم‌ها درون بتن تیرچه‌ها قرار می‌گیرند خطرات زنگ‌زدگی و فرسودگی سیم‌ها وجود ندارد.
• مقاومت این تیرچه‌ها در برابر بارهای مرده و زنده بیشتر است که این امر موجب افزایش عمر مفید ساختمان می‌شود.

معایب تیرچه پیش تنیده

اگر چه با مقایسه تیرچه پیش تنیده با تیرچه معمولی متوجه خواهیم شد که مزیت آن‌ها به مراتب بیشتر است، اما این تیرچه‌ها معایبی نیز خواهند داشت که عبارت‌اند از:

• برای دهانه‌های بلندتر از 12 متر به صرفه نبوده و باید از دیگر انواع سقف‌ها مانند دال‌های مجوف (یوبوت، سقف کوبیاکس، سقف بابل دک و غیره) و دال مشبک (سقف وافل) استفاده کرد.
• نمی‌توان از کیفیت ساخت آن و نحوه صحیح اعمال نیروی پیش تنیدگی مطمئن بود.
• برای اندازه‌های مختلف باید سفارش داده شود و مانند دیگر تیرچه‌ها امکان برش آن وجود ندارد. به همین دلیل در قسمت‌هایی که پخی وجود دارد اجرای آن با دشواری انجام می‌شود.
• از آنجایی که در طول‌های بلند تولید می‌شود، حمل و جابه‌جایی آن مشکل است.

قیمت تیرچه پیش تنیده

قیمت تیرچه‌های پیش تنیده با توجه به فاکتورهای مختلفی، متغیر است. لذا برای خرید تیرچه پیش تنیده و برآورد قیمت باید عوامل زیر را در نظر بگیرید:

• نوع و کیفیت مواد اولیه از جمله بتن و میلگردهای استفاده شده در تولید تیرچه‌ها
• ابعاد و مشخصات فنی تیرچه از جمله طول، عرض و ضخامت آن
• مقدار سفارش (خرید محدود یا عمده)
• هزینه‌های حمل و نقل و فاصله از محل تولید
• نوسانات قیمت مصالح ساختمانی و شرایط اقتصادی

برای دریافت قیمت دقیق و به‌روز تیرچه‌های پیش‌تنیده، بهتر است با تأمین‌کنندگان محلی یا شرکت‌های تولیدکننده تماس بگیرید.

جمع بندی

تیرچه پیش‌تنیده نوعی تیرچه بتنی است که با تکنیک پیش‌تنیدگی طراحی می‌شود، به طوری که میلگردها قبل از بارگذاری تحت کشش قرار می‌گیرند. روش پیش‌تنیدگی به دلیل مقاومت کششی پایین بتن با استفاده از میلگردهای فولادی با تنش تسلیمی بالا انجام می‌شود. نیروی پیش‌تنیدگی می‌تواند به دو روش پیش کشیده و پس کشیده اعمال شود، که هر کدام مراحل خاص خود را دارند. ما در این مطلب به‌طور مفصل مزایا، معایب، انواع و روش اجرای تیرچه پیش تنیده پرداختیم.

در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره تیرچه پیش تنیده کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری