تیرچه پیش تنیده چیست؟

قبل از آن که جواب سوال ” تیرچه پیش تنیده چیست ” را بدهیم، ابتدا با مفهوم پیش تنیدگی و علت استفاده از این روش آشنا شوید.

بتن مقاومت کششی پایینی دارد، 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.

هدف از پیش تنیدگی این است که قبل از بارگذاری، المان بتنی را تحت فشار قرار دهند. یعنی قسمتی که قرار بود تحت بارگذاری به کشش بیفتد، ابتدا تحت فشار قرار می‌گیرد.

پس از بارگذاری به قسمتی که تحت فشار است، نیروی کششی وارد شده و این دو نیرو یکدیگر را خنثی می‌کنند.

در کل با اجرای پیش تنیدگی، سازه قبل از بارگذاری نسبت به بار وارده مقاوم می‌شود و مقداری تنش فشاری در آن ایجاد شده تا در برابر تنش‌های کششی که بعدا هنگام بارگذاری ایجاد خواهد شد، مقاوم گردد.

با افزایش مقاومت کششی در المان‌های بتنی، می‌توان از آن‌ها در دهانه‌های بلند استفاده کرد.

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 سقف و تیر 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.

مقطع بتنی این تیرچه‌ها T شکل بوده و 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.

میزان کشش سیم‌ها اگر از حد طراحی شده، بیشتر باشد، ممکن است سیم‌ها پاره شوند و اگر کمتر کشیده شوند، فشار کافی برای مقابله با نیروی کششی به وجود نخواهد آمد.

سیم‌ها باید در جایی قرار بگیرند که تنش فشاری در قسمت تحتانی بیشتر از تنش فشاری قسمت فوقانی باشد. به طور 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 نیاز به آرماتورهای عرضی نیست.

اما گاهی برای افزایش مقاومت برشی و همچنین سهولت در حمل و نقل، در ابتدا و انتهای آن دو آرماتور عرضی قرار می‌دهند.

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:

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 می‌شود. زمانی که بتن به مقاومت مطلوب خودش رسید، سیم‌ها را رها می‌کنند. این امر باعث می‌شود که بتن تحت فشار قرار گیرد.

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 مهم:

بعضی به اشتباه به روش پیش تنیده پس کشیده، پس تنیدگی می‌گویند که غلط 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.

این امر موجب ترک خوردن بتن شده و کشش بیشتر آن موجب افزایش ترک می‌شود. حتی اگر کابل‌ها در غلاف باشند، چون المان تحت بارگذاری است، گروت هنگام گیرش ترک می‌خورد.

تیرچه بتنی پیش تنیده

همانطور که می‌دانیم سقف تیرچه بلوک برای دهانه‌های ماکزیمم 7 تا 8 متر مناسب است. برای دهانه‌های بیش از این مقدار باید از تیرچه‌های بتنی پیش تنیده استفاده کرد.

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.

تیرچه‌های پیش تنیده در طول‌‌های 8 تا 12 متر تولید می‌شوند.

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.