تیرچه ها از جنس چوب، بتن و فلز میباشند و از آنها بهمنظور انتقال بار بهصورت مستقیم به تیرهای دیگر استفاده میشود. ازجمله تیرچه هایی که در ساختمانسازی مورد استفاده قرار میگیرند شامل تیرچه فلزی یا کرومیت، تیرچه پیش تنیدهو تیرچه های سفالی یا بتنی است. از میان آنها تیرچه پیش تنیده هم باکیفیت و هم ارزان است. از تیرچه پیش تنیده برای دهانه های ۱۲ متری نیز استفاده میشود. این نوع تیرچه پس از عملآوری با بخار، در امتداد خود از یکسری قلاب که بهصورت زیگزاک قرار گرفتهاند، ساخته میشود. قلابها در تیرچه پیشتنیده باید به وایرهای پایینی متصل باشند.
تیرچه پیش تنیده مشابه تیرچه های پیشساخته موجود در بازار ازنظر کارایی و اجرا است. نکتهای که حائز اهمیت است ساخت تیرچه پیش تنیده با بتن بدون اسلامپ است و برای به دست آوردن مقاومت لازم باید بهاندازه کافی ویبره شود.
باید توجه داشت که هنگام خرید تیرچه پیش تنیده حتماً گواهی استاندارد داشته باشد.
مزایای تیرچه پیش تنیده
- تا پنجاهدرصد در قیمت خرید نسبت به تیرچههای مشابه صرفه جویی میشود.
- در استفاده از بتن کارگاهی تا ۲۵ درصد صرفهجویی شده است.
- حداقل ۵۰ درصد در استفاده از داربست اجرایی صرفه جویی میشود.
- در قسمت هایی از تیر که ممان منفی وجود دارد، نیاز به میلگرد نیست. علت این امر به خاطر این است که در محاسبه تیرچه پیش تنیده آن را بهصورت تکیه گاه مفصلی در نظر میگیریم.
- نسبت آب به سیمان در بتن تیرچه پیش تنیده کم است.
- سازه سبکتر میشود.
- مقاومت بتن در آن ۴۵۰ kg/cm2 است. همچنین مقاومت کششی فولاد تولیدشده در اروپا ۱۸۰۰۰ kg/cm2 است.
- سازه عمر طولانی تری پیدا میکند.
- همچنین تیرچه پیش تنیده استاندارد از سازمان تحقیقات، مسکن و شهرسازی تأییدیه دارد.
با استفاده از چندین سیم فولادی که قطر هر یک از آنها ۵ میلیمتر هست میتوان پیش تنیدگی در بتن تیرچه ایجاد کرد.
میتوان گفت که مقاومت این سیمهای فولادی ۱۷۵۰۰ تا ۱۹۰۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. همچنین اینکه ما چه تعداد رشته سیم استفاده کنیم وابسته به طول تیرچه و بارگذاری سقف است.
ساختمان ساختهشده با تیرچه بتنی پیشتنیده
نحوه تولید تیرچه پیش تنیده
ابتدا باید سیمها را به میزان ۶۵ درصد مقاومت نهایی خود کشید. این کار قبل از بتنریزی و توسط جکهای هیدرولیکی انجام میشود. سپس عملیات بتنریزی انجام میشود. زمانی که مقاومت کافی در بتن ایجاد شد و پیوستگی کافی بین فولاد و بتن برقرار شد میتوان سیمها را بهآرامی رها کرد. در این حالت تیرچه پیش تنیدهتحت تنش فشاری است. بعد از گذشت زمان بتن تیرچه خشکشده و سبب انقباض آن شده و این امر سبب خیز به سمت بال میشود. بعد از بتنریزی سقفها، افت در این خیز مشاهده میشود.
ساختمان دیگر ساختهشده با تیرچه پیش تنیده
نکات لازم در خصوص تیرچه پیش تنیده
- سطح مقطع تیرچه پیش تنیده به شکل سپری است.
- قسمت تحتانی تیرچه نباید عرضی کمتر از ۱۰ سانتیمتر داشته باشد.
- حداقل ارتفاع پاشنه ۴ سانتیمتر است.
- حداقل اندازه برای محل قرار گرفتن بلوکها ۲ سانتیمتر است.
- ارتفاع تیرچه پیش تنیده در حدود ۱۳ تا ۱۵ سانتیمتر است. این ارتفاع به عواملی از قبیل تأمین ایستایی لازم، قالببندی و حمل بارهای اجرایی بستگی دارد.
- بهمنظور ایجاد پیوستگی کافی بین بتن تیرچه و بتن پوششی، باید سطح بالای تیرچه را زبر و برجسته بتنریزی کرد.
- حداقل ۲۰ میلیمتر پوشش بتنی روی سیمهای فولادی نیاز است.
- بهمنظور تعیین فاصله دو سیم مجاور باید مشخص شود که بزرگترین دانه در بتن تیرچه میتواند بهراحتی از میان دو سیم مجاور عبور کند یا نه.
- سیمها در تیرچه در محلی قرار میگیرند که تنش فشاری در قسمت زیرین را بیشتر از تنش قسمت بالایی تیرچه کنند.
- توصیه میشود که از آرماتورهای عرضی در دو طرف تیرچه استفاده شود.
- در سازههای با اسکلت فلزی، بستن قالب در دو طرف تیرچه بهمنظور حفظ طول کافی برای تکیهگاه تیرچه، توصیه میشود.
- برای آرماتوربندی سقف توصیهی اکید ما استفاده از شبکههای پیشساخته آرماتور است.
آیا استفاده از تیرچه پیش تنیده مزیت اقتصادی هم دارد؟
بله. در مورد قیمت تیرچه پیش تنیده میتوان گفت، بالای ۴۰ درصد کاهش قیمت داریم. به همین علت استفاده از این نوع تیرچه در اروپا و همچنین آمریکا رواج دارد.
در خصوص مصرف بتن در اینگونه تیرچهها هم میتوان گفت که مقدار آن در حدود ۴۰ درصد کمتر از تیرچههای کرومیت و سفالی است.
همچنین قیمت بلوک مورداستفاده نیز کاهش مییابد. استفاده از این نوع تیرچهها سبب کاهش وزن فولاد مصرفی در فونداسیون و سازه میشود.
درنهایت میتوان گفت استفاده از این نوع تیرچه سرعت اجرای عملیات ساختوساز ما را افزایش میدهد.
در میان انواع سقفها، متداولترین آنها سقف تیرچه پیش تنیده و بلوک است.
علت استفاده از فولاد در تیرچه بتنی به دلیل ضعف بتن در کشش است و به اینگونه سازهها، بتن مسلح گفته میشود.
در ادامه به کاری که توسط فرناندو و همکارانش انجامشده است میپردازیم. در این مقاله به استفاده مجدد از مصالح آجر بازیافت شده (RBA) میپردازد. در اینجا از آجرهای معیوب برای ساخت تیرچههای بتنی پیشتنیده استفاده میشود. درصدهای مختلفی از این مصالح بازیافت شده مورداستفاده قرار میگیرد که در ساخت دال استفاده میشوند. تیرچههای پیشتنیده در یک کارخانه محلی با امکانات پیشساخته، ساختهشده و بعداً برای تعیین مقاومت خمشی و برشی آنها مورد آزمایش قرار میگیرند. نتایج بهدستآمده نشان داد که استفاده بالای ۳۵ درصد RBA مطلوب است.
همانطور که قبلاً اشاره شد از تیرچه پیش تنیده حداکثر تا دهانه های بهاندازه ۱۲ متر میتوان استفاده کرد.
ساختمان ساختهشده با تیرچه پیش تنیده در جنوب فلوریدا
اجرای اسکلت با تیرچه پیش تنیده
روش اجرای تیرچه پیش تنیده با تیرچه معمولی تفاوت ندارد. در این تیرچه، بتنریزی بعد از اجرای میلگردهای حرارتی انجام میشود. دو انتهای تیرچه را باید بهاندازه ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر داخل قفس آرماتور تیرهای اصلی باربر قرار دهیم. این آرماتورها عمود بر امتداد تیرچهاند.
عواملی که سبب ارزانتر شدن قیمت تیرچه پیش تنیده شده است شامل:
- تولید انبوه و تماماتوماتیک
- استفاده از فولاد با مقاومت بالا
- افزایش مقاومت کششی و برشی بتن به علت پیش تنیدگی
- عدم نیاز به میلگردهای طولی با قطر زیاد
- عدم نیاز به آرماتور برشی است.
اساس تیپ بندی تیرچهها برحسب ارتفاع و تعداد وایرهای بهکاررفته در آن است. با افزایش دهانه و بار، تعداد وایرها و ارتفاع افزایش پیدا میکند.