تیرچه پیش تنیده و روش‌های تولید آن

در ساختمان سازی و برای ساخت سازه‌های بزرگ مانند پل‌ها، هرروزه مصالح جدیدی پیشنهاد میشود و محققان علوم معماری همواره در پی پیدا کردن راه حل ها و یا ساخت مصالح با مواد جدیدی هستند که آن مصالح  علاوه بر مستحکم کردن بیشتر سازه توانایی آن را داشته باشند که سرعت کار را بالا برده و در عین حال وزن سازه را سبک‌تر کند. یکی از مصالح ساختمانی که اخیراً مورد استقبال قرار گرفته شده و از جهات زیادی دارای مزایای قابل توجهی است، تیرچه پیش تنیده می‌باشند. این تیرچه‌ها دارای انواع و سایزهای مختلف هستند که در ساخت سازه‌ها و ساختمان های مختلفی استفاده می‌شوند که در ادامه با از این دست تیرچه‌ها و مراحل تولید آنها بیشتر آشنا می‌شویم.

تیرچه  و انواع آن

تیرچه‌ها در واقع الوارهای افقی هستند که از مصالح مختلفی در ساخت آنها استفاده می‌شود مانند تیرچه‌های چوبی، فلزی، بتی و یا ترکیبی از فلز و بتن؛ و بر اساس مصالحی که در ساخت آنها به کار رفته و روش تولید آنها نام‌گذاری می‌شوند. یکی دیگر از نام‌گذاری های تیرچه‌های مربوط به شکل سطح مقطع آنها می‌باشد که سطح مقطع‌هایی با شکل « L ،C ،S ،I ،T» رایج‌تر است.

 از تیرچه‌ها بیشتر در ساخت سقف ساختمان‌ها، پل‌ها و سازه‌های بزرگ استفاده می‌شود. در ابتدا بیشتر از تیرچه‌های چوبی برای ساختمان سازی استفاده میشد ولی با گسترش ساخت و سازها و تقاضای بیشتر برای تیرچه‌های شرکت‌ها و کارخانه‌های تیرچه سازی شروع به ساخت تیرچه‌های فلزی کردند؛ از تیرچه‌هایی که به منظور تسهیل و تسریع ساختمان سازی تولید شده است میتوان به تیرچه‌های بتنی پیش تنیده شده اشاره کرد.

تیرچه پیش تنیده شده

از بارزترین ویژگی‌های این تیرچه‌ها سطح مقطع به شکل T می‌باشد؛ در تیرچه‌های پیش تنیده پیش از آنکه بر روی مفتول‌های فولادی بتن ریزی انجام شود، مفتول‌ها را به وسیله جک‌ها چی مخصوصی تحت کشش‌هایی خاص و معین قرار میدهند و پس از اعمال این کشش بتن ریزی انجام می‌شود؛ بعد از آنکه از عمل آمدن بتن اطمینان حاصل کردند کشش مفتول‌ها را قطع می‌کنند و با این روش بتن تیرچه تحت یک تنش فشاری قرار میگیرد که همه این اعمال به منظور استحکام بیشتر انجام می‌شود. بعد از همه این مراحل تیرچه دارای رده مقاومتی C35 و بالاتر از آن می‌شود و همچنین مفتول‌های به کار رفته در تیرچه دارای مقاومتی در حدود ۱۷۵۰ تا ۱۹۰۰ نیوتن بر میلیمتر مربع خواهند شد. این نوع از تیرچه‌ها حتما در کاذخانه‌ها و تولیدی‌های مجهز، به میزان زیاد تولید شده و در دسترس تقاضا کنندگان قرار می‌گیرد.

مزایای تیرچه‌های بتنی پیش تنیده

در اوایل قرن بیستم، پیش تنیدگی تیرچه‌ها با کمک کابل‌های فولادی توسط یک مهندس فرانسوی انجام شد و موفقیت او باعث شد که امروزه در سرار جهان از تیرچه‌های بتنی پیش تنیده در سازه‌های خود استفاده کنند چرا که این تیرچه‌ها مزایای بسیاری را نسبت به دیگر تیرچه ها دارا هستند که در اینجا به برخی از مزایای تیرچه پیش تنیده اشاره خواهد شد:

• تیرچه‌های پیش تنیده از لحاظ هزینه بسیار به صرفه‌تر از تیرچه‌های معمولی دیگر هستند چرا که در ساخت آنها به نسبت تیرچه‌های تمام فولاد یا تمام بتن از فولاد و بتن کمتری استفاده می‌شود.
• با استفاده از این تیرچه‌ها وزن سقف و وزن پایانی سازه بسیار کمتر خواهد شد و آن به دلیل استفاده کمتر از فولاد در تیرچه‌های پیش تنیده شده است و این وزن کمتر در کاهش نیروی زلزله تاثیر مثبت دارد.
• این تیرچه‌ها ساختمان و یا سازه را در مقابل زلزله ایمن نمیکند ولی با توجه به آنکه وزن سازه را تا حد قابل توجهی کاهش میدهد، پس نیروی زلزله بر ساختمان هم کمتر شده و در صورت تخریب نیز آسیب کمتری متوجه ساختمان خواهد شد.
• به دلیل سایز طولی این تیرچه‌ها که تا ۱۲ متر میرسد، معماران امکان استفاده و اجرای سقف‌هایی با دهانه‌های بلند را پیدا می‌کنند.
• تیرچه‌های پیش تنیده در مقایسه با سایر تیرچه‌ها مثل تیرچه‌های بتنی و فولادی از کیفیت بالاتری برخوردار هستند.
• به نسبت تیرچه‌های فندوله‌‌ای و فلزی، با استفاده از تیرچه‌های بتنی پیش تنیده، حجم بتن ریزی به میزان قابل توجهی کاهش میابد که این نکته هم در کاهش هزینه موثر است و هم در کاهش وزن ساختمان یا سازه.
• استفاده از تیرچه پیش تنیده، شما را از شمع بندی موقت در زیر سازه‌ها بی‌نیاز می‌کند، البته تا دهانه‌هایی با اندازه ۴ و نیم متر.
• تیرچه‌های پیش تنیده عمر مفید سقف‌ها را بیشتر میکند که این امر به دلیل آن است که چون در بتن‌ها ترک خوردگی وجود ندارد پس میلگردها دچار خوردگی و زنگ زدگی نشده و عمر سقف افزایش پیدا میکند.

روش‌های تولید تیرچه پیش تنیده شده

تیرچه‌های بتنی پیش تنیده شده به دو روش قابل تولید هستند:

۱- با استفاده از سیستم اکسترودر

این روش اصولی‌ترین روش تولید تیرچه پیش تنیده است که کیفیت محصول تولید شده را به راحتی تضمین می‌کند و با دستگاه‌های ساخت اروپا قابل انجام می‌باشد. در این دستگاه‌ها بتن نان اسلامپ (non-slomp) را روی خط ویبره دستگاه قرار داده و بر اثر این ویبره بتن به طور کامل متراکم می‌شود و پس از آن به کمک حرارت و بخار بتن متراکم را فرآوری می‌کنند. در دستگاهایی که ساخت چین هستند قسمت فرآوری بتن با حرارت وجود ندارد و همین مسئله موجب میشود که کیفیت تیرچه تولید شده به طرز قابل توجهی پایین می‌آید. در ایران اگر تولید کننده‌ای برای ساخت تیرچه‌ها از دستگاه چینی استفاده کند در زمان گرفتن گواهی استاندارد محصول دچار مشکل خواهند شد به همین دلیل روش استفاده از دستگاه اکسترودر چینی .به دلیل کیفیت بسیار پایین دیگر منسوخ شده و قابل اجرا نمی‌باشد.

۲- با استفاده از قالب

تولید تیرچه پیش تنیده شده با استفاده از روش قالب هم در حدود ده سال است که منسوخ شده و دیگر از آن استفاده نمی‌شود چرا که تیرچه تولید شده به این روش دارای مشکلات فراوانی می‌شد که مصرف کنندگان آن را به شدت ناراضی میکرد؛ مشکلاتی مانند ترک خوردن تیرچه و یا مقاومت و استحکام پایین آن و همچنین در بسیاری از موارد بتن دا ای حفره و سوراخ میشد که همین امر موجب کاهش مقاومت محصول شده و در پی همه این موارد محصول تولید شده استاندارد‌های لازم را کسب نمی‌کرد. یکی دیگر از عواملی که موجب پایین آمدن کیفیت تیرچه با روش قالب میشد، استفاده از بتن روان در تولید این محصول بود.