تیرچه پیش تنیده یا Prestressed Joist از اجزای کلیدی در ساختوساز مدرن محسوب میشود. این تیرچهها با اعمال تنش اولیه به کابلهای فولادی در کارخانه، توانایی تحمل بار، کاهش خیز و افزایش کارایی سقف را فراهم میآورند. در این مقاله به بررسی عمیق درباره این تیرچهها میپردازیم:
تیرچه پیش تنیده چیست؟
تیرچه پیش تنیده یک عضو پیشساخته بتنی است که مزین به کابلهای فولادی خاصی به نام PC Wire Spiral میباشد. این کابلها در طول تولید تحت کشش (تقریباً ۷۰٪ مقاومت نهایی کابل) قرار میگیرند و سپس بتن ریزی میشود. پس از عملآوری (معمولاً ۱۲–۲۴ ساعت بخار با دمای حدود ۷۰ °C)، کابلها رها میشوند و نیروی کششی به بتن منتقل میگردد. نتیجه: بتن از همان ابتدا تحت فشار قرار میگیرد که باعث مقاومت بیشتر در برابر بارهای وارده میشود.
اجزای اصلی تیرچه پیش تنیده:
PC Wire Spiral: کابلهایی با مقاومت کششی حدود ۱۸۵۰ مگاپاسکال، ضدکششی بالا و قابل کشش سه برابر میلگرد A3.
بتن پرمقاومت: حداقل رده C35؛ معمولاً C40 تولید میشود تا مقاومت و دوام بیشتری داشته باشد.
میلگردهای جان و پاشنه: برخی تیرچهها دارای میلگرد تقویتی مورب یا عمودی برای کنترل برش و عملکرد مرکب هستند.
فرآیند تولید کارخانهای
سالن و باند تولید: فرایند تولید در سالنهای مسقف با باند یا بستری صاف و بدون شیب صورت میگیرد. عرض باند معمولاً ۱٫۴ متر و طول آن تا ۱۱۰ متر است تا دهها تیرچه همزمان تولید شود.
کشش کابلها: کابلها در باند روی گوههای نگهدارنده قرار میگیرند؛ سپس جکهای کالیبرهشده آنها را کشیده و نگه میدارند تا پس از رهاسازی، نیرو به بتن منتقل شود.
بتنریزی و اکسترودر: بتن با عیار حدود ۴۵۰–۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب (اسلامپ صفر) ریخته میشود. از دستگاه اکسترودر ساخت آلمان استفاده میشود تا مقطع T شکل و درگیری مناسب کابل با بتن حاصل شود.
عملآوری بخار: پس از جداسازی تیرچهها، برای افزایش مقاومت و خصوصاً در ۲۴–۳۶ ساعت، با بخار حرارتدهی میشوند.
نمونهگیری کنترل کیفیت: در حین تولید، نمونههای مکعبی از بتن گرفته و برای بررسی عیار و مقاومت تحت آزمایش قرار میگیرند. همچنین ابعاد، خیز منفی و مقاومت نهایی تیرچه قبل از خروج بررسی میشود
قیمت تیرچه پیش تنیده
بر اساس نرخهای بهروز، قیمت تیرچهها متفاوت است ولی بهطور معمول:
| طول دهانه (متر) | قیمت هر متر (تومان) |
|---|---|
| تا ۵.۵ متر | ۱۶۰,۰۰۰ |
| تا ۶.۵ متر | ۱۸۰,۰۰۰ |
| تا ۷.۵ متر | ۲۰۰,۰۰۰ |
| تا ۸.۵ متر | ۲۲۰,۰۰۰ |
| تا ۹.۵ متر | ۲۶۰,۰۰۰ |
| تا ۱۰.۵ متر | ۲۸۰,۰۰۰ |
| تا ۱۱.۵ متر | ۲۹۰,۰۰۰ |
| تا ۱۲.۵ متر | ۳۱۰,۰۰۰ |
مزایا و معایب تیرچه پیش تنیده
مزایا
- کاهش بتن و شمعبندی: ۲ متر مکعب کاهش بتن در هر ۱۰۰ متر مربع و شمعبندی با فواصل ۳ متر به جای ۱٫۲ متر .
- دهانههای بلندتر: مناسب برای دهانه تا ۱۲ متر بدون ستون میانی.
- سرعت اجرا بالاتر: سازه سبکتر است، شمعبندی کمتر و زمان اجرا کاهش مییابد.
- عملکرد لرزهای بهتر و کاهش ترکخوردگی بتن.
- کیفیت تضمینشده: تولید با دستگاه آلمانی و کنترل کیفیت دقیق.
معایب
- نیاز به سرمایه اولیه و تجهیزات کارخانهای.
- حساسیت به کنترل کیفیت بتن و کابلها.
- هزینه حمل بیشتر نسبت به تولید در پروژه برای دهانههای کوتاه.
- پیچیدگی بیشتر نسبت به تیرچه های معمولی در اتصال با اسکلت فلزی
نحوه اجرا در اسکلت بتنی و فلزی
در اسکلت بتنی
- جاگذاری تیرچهها با فواصل مشخص (معمولاً ۶۰ سانتیمتر).
- نصب یونولیت بین تیرچهها بهجز دو انتها تا ۱۰ سانتیمتر.
- جایگذاری میلگردهای منفی (ممان) و کلاف میانی بر اساس آییننامه ۵۴۳.
- بتنریزی روی تیرچهها برای تشکیل دال مرکب.
در اسکلت فلزی
- استفاده از تیرآهن I مناسب (مانند I16 یا I18).
- جوش پلیت ۱۰×۱۰×۱ سانتیمتر برای نشیمن تیرچه روی بال تیرآهن.
- قرار دادن یونولیت بین تیرچهها (با احتیاط در دهانهها).
- اجرای دال بتنی روی تیرچهها و اسکلت فلزی و نصب میلگردهای مذکور برای ممان منفی و کلاف میانی.
مراحل طراحی و محاسبات
- طراحی سازهای: باتوجه به توصیههای ACI 318 یا Eurocode و کنترلهای خمشی، برشی و سرویسپذیری.
- انتخاب تعداد وایر: براساس بار مرده/زنده، دهانه و شرایط سقف (مسکونی یا پارکینگ).
- کنترل کیفیت تولید: ابعاد، خیز منفی، مقاومت قالبگیری بتنی، کشش کابل و خصوصیات فیزیکی نمونهها بررسی میشود.
انواع تیرچه پیش تنیده
تیرچه پیش تنیده ۳–۵ وایره: مناسب دهانه ≤ ۷ متر.
تیرچه پیش تنیده ۶ وایر: برای دهانه ۶٫۳–۸٫۴ متر.
تیرچه پیش تنیده ۷ وایر: مناسب دهانه ۸٫۵–۱۲ متر.
نوع دوبل یا تریپل نیز برای بارگذاری بیشتر یا طراحی مرکب استفاده میشود.
نکات اجرایی ویژه
- کلاف میانی و درز ژوئن:
اجرا برای جلوگیری از پیچش و توزیع بار، تعداد کلاف متناسب با دهانه (تا ۷ متر: یک کلاف، تا ۱۲ متر: دو یا سه).
میلگرد کلاف معمولاً نمره ۸ یا با سطح مقطع برابر با آرماتور کششی تیرچهها استفاده میشود.
- یونولیت و نشیمن تیرچه:
نوک تیرچه تا ۱۰ سانتیمتر عاری از یونولیت باشد تا بتن نشیمن کافی داشته باشد.
یونولیت با تراکم مناسب استفاده شود تا از نشست دال جلوگیری شود.
- اتصال به اسکلت فلزی:
پلیتهای جوشی کف تیرچه باید بهصورت دقیق و مستحکم نصب شوند.
کنترل ارتفاع و همراستایی برای جلوگیری از ناهمواری دال ضروریست.
جمعبندی و پیشنهادات
تیرچه پیش تنیده بهعنوان یک عضو پیشساخته بتنی، مزایای فنی و اقتصادی قابل توجهی دارد:
- کاهش میزان بتن و شمعبندی،
- مناسب برای دهانههای بلند و افزایش سرعت ساخت،
- کیفیت تضمینشده با کنترل دقیق،
- انعطافپذیری در انواع اسکلتها و سقفها.
با این حال برای نتایج مطلوب، باید به:
- کیفیت بتن و کابلها،
- طراحی صحیح تعداد وایر،
- اجرای دقیق یونولیت و کلاف میانی،
- هماهنگی مناسب با اسکلت سازهای توجه شود.
در صورت نیاز به مشاوره طراحی، محاسبات دقیق، لیست جدیدترین قیمت تیرچه پیش تنیده (۳ تا ۷ وایره)، یا اجرای پروژه با اسکلت بتنی یا فلزی، کارشناسان تیرچه پیش تنیده ایران آمادهاند. لطفاً نقشهها یا مشخصات اولیه پروژه را ارسال کنید تا پیشفاکتور و دفترچه فنی متناسب دریافت کنید.
منابع اصلی:
استانداردهای جهانی پیشتنیدگی (ACI 318, Eurocode) از ویکیپدیا