تیرچه پیش تنیده و تحلیل آن در بازار ایران

سیستم سقف تیرچه و بلوک با تیرچه های خرپایی در حال حاضر رایج ترین سیستم طراحی و اجرای سقف های ساختمانی در ایران است.

در حالی که در هیچ یک از کشورهای پیش رفته دنیا  از این سیستم استفاده نمی شود. تیرچه مورد استفاده در این نوع سقف ها تیرچه خرپایی پاشنه فندوله ای و یا پاشنه بتنی می باشد. این تیرچه در حال حاضر با مشکلات بسیار زیاد در مرحله تولید رو به رو است و با وجود اینکه مهندسین از این مشکلات آگاهند به علت اینکه جایگزینی برای آن وجود ندارد که بتواند سرمایه گذاران بخش ساختمان را قانع کند که با صرف هزینه مشابه از سیستم سقف دیگری استفاده نمایند به ناچار با صرف وقت و هزینه های کنترلی بسیار زیاد سعی بر این می شود که این روش معیوب را با حداقل ایراد استفاده کنند.

 سازمان نظام مهندسی  استفاده از تیرچه های خرپایی با پاشنه فندوله را ممنوع نموده اند و تنها  استفاده  از تیرچه های خرپایی با پاشنه بتنی مجاز می باشد.و این در حالی است که استفاده از تیرچه های خرپایی با پاشنه فندوله ای بیش از سی سال است که در کشور ما معمول بوده و بیش از نود درصد ساخت و سازها با تیرچه ای صورت گرفته که در حال حاضر استفاده از آن ممنوع است.

توضیح اینکه تیرچه به عنوان یک بخش باربر و سازه ای در اسکلت ساختمان نقش انتقال بار سقف به تیرهای اصلی را دارد و به عنوان یک عضو سازه ای بتن آرمه به صورت یک تیر با بتن ترک خورده طراحی می گردد که در این شرایط حداقل 3 سانتی متر کاور بتنی نیاز دارد و این درحالی است که ضخامت کل پاشنه بتنی تیرچه های خرپایی پاشنه بتنی تنها چهار سانتی متر است و امکان وجود کاور 3 سانتی متری برای آنها وجود ندارد . این تنها یکی از مشکلات تیرچه های خرپایی می باشد.

یکی از بهترین جایگزین ها برای تمامی مقاطع بتن آرمه قطعات بتنی پیش تنیده است.

مزایایی تیرچه پیش تنیده :

در طراحی سازه های بتن آرمه و به خصوص در طراحی تیرهای بتن آرمه در قسمت هایی که مقطع بتنی به کشش می افتد به علت اینکه بتن در تحمل نیروهای کششی بسیار ضعیف است این مشکل با اضافه کردن آرماتور به مقطع بتنی مرتقع می گردد و بتن ناحیه کششی مقطع تنها نقش پوشش آماتور را دارد و در طراحی از نقش مقاومتی آن به علت ناچیز بودن مقاومت کششی صرف نظر می گردد در این مقطع بیش از نیمی از بتن استفاده شده در ساخت تنها پوشش میلگرد بوده و بار اضافه زیادی به ساختمان تحمیل می کند.همین امر مهندسین را بر آن داشت تا مقاطع بتنی را از قبل تحت فشار قرار دهند و مقدار فشار وارده طوری طراحی می شود که نیروی وارده به سازه ، دیگر مقطع بتنی را تحت کشش قرار نمی دهد و تنها فشار اعمال شده قبلی را خنثی می کنند.

این نوع طراحی علاوه بر بالا بردن کیفیت بتن ، به میزان قابل توجهی از مصرف فولاد و بتن مقطع را کاهش

 می دهد و یکی از معدود نوآوری های سازه ای است که علاوه بر بالا بردن چشم گیر کیفیت ، قیمت تمام شده سازه را نیز کاهش می دهد.

از این سیستم سازه ای در موارد متعدد ی در کشور ما در حال حاضر استفاده می شود ، که یکی از شاخص ترین پروژه های اجرا شده با این سیستم بزرگراه طبقاتی صدر در شمال تهران می باشد.

جایگزینی سقف های پیش تنیده به جای سقف های تیرچه بلوک قطعاَ می تواند کیفیت ساخت سازه را در کشور ما افزایش دهد. ولی  مشکلات زیادی بر سر راه این تغییر وجود دارد ، یکی اینکه به نسبت سیستم سقف تیرچه بلوک اجرای سقف های  پیش تنیده نیاز به قالب بندی بسیار زیاد و پرهزینه ای دارد. دیگر اینکه مقاطع بتنی پیش تنیده به علت اینکه بتن آنها تحت فشار قرار می گیرد ، نیاز به بتن با مقاومت بالا دارند. که متاسفانه در حال حاضر، توان تولید کنندگان بتن در حدی نیست که بتواند در حجم بالا بتن با مقاومت بالا را در محل ساخت ساختمان تحویل دهند.

      با توجه به تمامی موارد ذکر شده در بالا به نظر می رسد بهترین را ه حل برای بالا بردن کیفیت سقف ها و کاهش هزینه های ساخت و عدم تغییر عمده در عملیات اجرایی در محل پروژه ، ساخت تیرچه با استفاده از بتن پیش تنیده است.که علاوه بر اینکه سیستم رایج سقف و طراحی سازه ها را تغییر نمی دهد به میزان بسیار زیادی کیفیت تیرچه را تغییر داده و نیاز به تیم اجرایی خاصی ندارد ، و همان پیمانکاری که تا به حال سقف تیرچه بلوک را با تیرچه خرپایی اجرا می نمود حال می تواند همان سقف را با تیرچه پیش تنیده اجرا کند.

www.tpti.ir

(مدیر فروش) : 09197463578

 (مدیر فنی): 09123603856

پست الکترونیک : [e-mail]

دفتر مرکزی : کرج , میدان مادر, طبقه فوقانی بانک کارآفرین , ساختمان الماس , پلاک431 , واحد 10

تلفکس : 02632736740 - 02632736958

دفتر فروش تهران : تهران،بزرگراه شیخ فضل الله جنوب بعداز پل جلال،خیابان سازمان آب،برج های نگین،نگین9،طبقه همکف ،پلاک 46

تلفکس : 88233768-88233831

مزایای سقف های بتنی پیش تنیده

در این سقف ها به دلیل افزایش سطح مقطع موثر فشاری بتن، ضخامت دال کاهش یافته و علاوه بر کاهش وزن امکان اجرای دهانه های بلند فراهم می گردد، از سوی دیگر با پیش تنیده نمودن مقطع و کاهش و یا حذف عمق ناحیه کششی بتن، ترک خوردگی و توسعه ی آن در مقطع بتنی، کاهش یا حذف می شود و در نتیجه دوام مجموعه و مقاومت آن در محیط های خورنده افزایش می یابد. در این سیستم به دلیل کاهش ضخامت سقف، علاوه بر کنترل تنش های خمشی و برشی و تغییر شکل ها، کنترل برش پانچ در محل اتصال دال به ستون نیز اهمیت دارد. 

 مزایای سقف بتنی پیش تنیده:

1-نداشتن ترکهای دائمی یکی از مهمترین خواص سازه های بتن پیش تنیده می باشد. این موضوع باعث دوام بیشتر این نوع سازه ها نسبت به سازه های بتنی و بتن آرمه می شود . این امر به خصوص در محیط هایی با گازها و زمین های خورنده و همچنین سازه های دریایی بسیار اهمیت  دارد . برتری بتن پیش تنیده نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانکرهای آب و مخازن به جهت نداشتن ترک واضح می باشد .

2-وزن کمتر سازه وزن سازه های بتن پیش تنیده به مراتب از وزن سازه های بتن آرمه معادل کمتر می باشد . اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود ، میزان بتن لازم کمتر است . ثانیاً چون فولاد مصرفی دارای مقاومت زیادتری است ، معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی معادل می گردد .

3-نداشتن خیز به سمت پایین خیز به طرف پایین تیرهای بتنی پیش تنیده تحت اثر بارهای سرویس معمولاً بسیار کم می باشد . زیرا قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است ، که از شدت خیز به طرف پایین می کاهد .

4-تست سازه قبل از بارگذاری در سازه های بتن پیش تنیده قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، سازه به وسیله نیروی پیش تنیدگی به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت اثر تنش های زیادی قرار می گیرد ، و این خود یک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد است.

5-قابلیت انعطاف پذیری با تغییر مقداری نیروی پیش تنیدگی می توان سازه را صلب و یا انعطاف پذیر کرد ، بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییری نماید.

6-اقتصادی بودن سازه سازه های بتن پیش تنیده معمولاً برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین اقتصادی تر از سازه های بتن آرمه است .

7-انعطاف پذیری در معماری سازه های بتن پیش تنیده به دلیل حذف بعضی از ستون ها و پایه ها ، امکان اجرای سازه با دهانه های بزرگتر را امکان پذیر ساخته و قابلیت سازه از نظر معماری را افزایش می دهد .

www.tpti.ir

 (مدیر فروش) : 09197463578

(مدیر فنی): 09123603856

پست الکترونیک : [e-mail]

دفتر مرکزی : کرج , میدان مادر, طبقه فوقانی بانک کارآفرین , ساختمان الماس , پلاک431 , واحد 10

تلفکس : 02632736740 - 02632736958

دفتر فروش تهران : تهران،بزرگراه شیخ فضل الله جنوب بعداز پل جلال،خیابان سازمان آب،برج های نگین،نگین9،طبقه همکف ،پلاک 46

تلفکس : 88233768-88233831

سازه پیش‌تنیده

سازه پیش‌تنیده

سازه ای است که با ترکیب رشته‌ها یا میلگردهای فولادی (Tendon) و بتن ساخته می شود که با تحت کشش قرار گرفتن کابلهای فولادی باعث افزایش ظرفیت باربری بتن می‌ شود. میله‌های فولادی در پروسه ساخت یا پس از ساخت، تحت کشش قرار می‌گیرند. این تدبیر باعث می‌ گردد که بتن موجود در سازه تحت تنش فشاری قرار  گیرد.  مقاومت بتن در فشار بسیار بیشتر از مقاومت آن در کشش است، اعمال این بارهای خارجی  به سازه، موجب کاهش تنش کششی در بتن می‌ گردند؛ بنابراین بتن موجود یا تحت تنش کششی قرار نمی‌گیرد یا مقدار بسیار کمی تنش کششی (کمتر ازاستحکام شکست بتن) تحمل می‌ نماید. که  باعث می‌شود که قابلیت تحمل بار سازه با بتن تحت فشار بسیار بیشتر از سازه مشابه  بدون پیش تنیدگی باشد.

موارد لازم در پیش تنیدگی

در سیستم پیش تنیدگی موارد زیادی  وجود دارد. در ساختار آزاد (Unbonded) پوشش پلاستیکی به عنوان منفصل و جداکننده نیروی مهاری بین رشته‌های پیش تنیدگی و بتن اطراف عمل می‌ نماید. چیزی که به عنوان ناحیه آزاد  مطرح می‌ گردد. این پوشش همچنین باعث محافظت از رشته‌ها در برابر صدمات مکانیکی می‌ گردد، به عنوان یک مانع عمل می‌ نماید که از نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی به رشته جلوگیری می‌کند.پوشش، گریس مخصوص محافظ رشته فولادی، باعث کاهش اصطکاک بین رشته فولادی و پوشش پلاستیکی  آن شده و محافظت مضاعفی دربرابر خوردگی ایجاد می‌ نماید.

www.tpti.ir

 (مدیر فروش) : 09197463578

 (مدیر فنی): 09123603856

پست الکترونیک : [e-mail]

دفتر مرکزی : کرج , میدان مادر, طبقه فوقانی بانک کارآفرین , ساختمان الماس , پلاک431 , واحد 10

تلفکس : 02632736740 - 02632736958

دفتر فروش تهران : تهران،بزرگراه شیخ فضل الله جنوب بعداز پل جلال،خیابان سازمان آب،برج های نگین،نگین9،طبقه همکف ،پلاک 46

تلفکس : 88233768-88233831

روشهای پیش تنیدگی

۱- بتن پیش تنیده پیش کشیده (Pre-tensioned concrete)

بتن پیش کشیده بتنی است که کابل های پیش تنیدگی آن قبل از ریختن بتن کشیده می شود . در بتن پیش کشیده کابل های داخل بتن به بتن چسبیده اند و در واقع کابل بدون غلاف داخل بتن قرار دارند وقتی که بتن به مقاومت مشخصی رسید ، کابل ها را از تکیه گاههای دو طرف آزاد می کنند و قسمت اضافی بیرون مانده از بتن را قطع می کنند. تمام نیروی پیش تنیدگی به طور کامل در طولی از کابل به بتن منتقل می گردد که این طول انتقال ، بستگی به نوع سطح فولاد ، شکل مقطع و قطر آن دارد . همچنین مقاومت بتن در آن تاثیر دارد.همانند تولید شمع ها و تیرهای پیش ساخته . برای جلوگیری از وارد شدن ضربه به بتن در موقع انتقال نیروی پیش تنیدگی ، باید این نیرو به طور آرام و تدریجی به بتن منتقل گردد . قطعه بتنی بایستی  به راحتی در روی بستر خود بلغزد تا جلوی به وجود آمدن نیروهای داخلی در اثر اصطکاک گرفته شود . یکی از خاصیت های مهم بتن پیش کشیده این است که می توان چندین عضو یک شکل را در آن واحد بین دو تکیه گاه ریخته و پس از گرفتن بتن با قطع کردن کابل های مشترک ، آنها را از هم جدا نمود . که از نظر اقتصادی بسیار به صرفه می باشد ، زیرا عمل کشیدن کابل ها برای تمام عضوها فقط یکبار انجام می  گردد.

۲- بتن پیش تنیده پس کشیده (Post-tensioned concrete )

اگر فولاد پیش تنیدگی را بعد از گرفتن و سفت شدن بتن بکشند ، بتن را اصطلاحاً بتن پس کشیده می گویند. نیروی پیش تنیدگی توسط گیره های ( anchorages ) دو انتهای سازه از کابل به بتن منتقل می شود . فولاد پیش تنیدگی نبایستی قبل از کشیدن به بتن چسبیده باشد ، در غیر این صورت امکان کشیدن آن وجود نخواهد داشت . فولادهای پیش تنیدگی را باید در داخل غلاف ها یا مجراهایی که در داخل بتن یا خارج از آن تعبیه شده است ، قرار دهیم.

کابل های پیش تنیدگی را می توان قبل و یا بعد از بتن ریزی در داخل غلاف ها کار گذاشت . کابل ها به صورت یکی یکی به وسیله دستگاه کابل ردکن ( strand pusher ) و یا به طور دسته ای بوسیله نیروی انسانی در داخل غلاف کار گذاشته می شود .

انواع بتن پیش تنیده پس کشیده

۱) با روش چسبنده ( Bonded )

بعد از پایان عملیات کشش کابل ها ، برای جلوگیری از زنگ زدن کابل ها ، دوغاب سیمان به داخل غلاف ها تزریق می گردد تا فاصله بین کابل و غلاف را پر نماید . در این حالت چون کابل توسط دوغاب به غلاف و در نتیجه به بتن می چسبد ، اصطلاحاً این روش را چسبنده ( Bonded ) می  گویند .

۲) با روش غیر چسبنده ( Unbonded )

برای ایجاد انعطاف پذیری بیشتر سازه جهت مقاومت بهتر در مقابل زلزله ، ممکن است دوغاب به داخل غلاف تزریق نکنند .  چون هیچ نوع چسبندگی بین کابل و غلاف وجود ندارد ، این روش را غیر چسبنده ( unbonded ) می گویند . در چنین مواقعی برای جلوگیری از زنگ زدن کابل ، داخل غلاف و دور کابل را پر از گیریس می کنند . بعضی از کارخانه های کابل سازی ، کابل هایی تولید می نمایند که در داخل لوله های پلاستیک پر از گریس قرار دارد . این نوع کابل های فاقد چسبندگی را می توان مستقیماً در داخل بتن کار گذاشت و بعد از کسب مقاومت از بتن ، کابل ها را کشید که گریس مانع از چسبیدن کابل به غلاف پلاستیکی و در نتیجه به بتن می گردد. در روش غیر چسبنده اگر به دلائلی کابل از داخل گیره ها در برود و یا از هر نقطه پاره شود ، نیروی پیش تنیدگی در آن مقطع از بین می رود . اصولاً مقاومت نهایی بتن پس کشیده چسبنده خیلی بیشتر از مقاومت نهایی بتن پس کشیده غیر چسبنده مشابه است.

www.tpti.ir

(مدیر فروش) : 09197463578

 (مدیر فنی): 09123603856

پست الکترونیک : [e-mail]

دفتر مرکزی : کرج , میدان مادر, طبقه فوقانی بانک کارآفرین , ساختمان الماس , پلاک431 , واحد 10

تلفکس : 02632736740 - 02632736958

دفتر فروش تهران : تهران،بزرگراه شیخ فضل الله جنوب بعداز پل جلال،خیابان سازمان آب،برج های نگین،نگین9،طبقه همکف ،پلاک 46

تلفکس : 88233768-88233831

بتن پیش‌تنیده

بتن پیش‌تنیده ( Prestressed concrete) روشی برای برطرف کردن ضعف بتن در برابر کشش است.  از کاربردهای بتن پیش‌تنیده می‌توان  به ساخت تیرها، کف طبقات یا پل‌هایی با طول دهنه‌های زیاد که در عمل با بتن مسلح معمولی قابل ساخت نیستند، بهره برد. از تاندون‌های پیش‌تنیده ، برای ایجاد بارهای مقاوم استفاده می‌ گردد. این بارهای مقاوم، با ایجاد تنش فشاری، سبب به وجود آمدن تعادل باتنش کششی شده که این تنش‌های کششی نیز در هنگام وارد آمدن بار خمشی در یک عضو فشاری بتنی ظاهر می‌ گردند. این فرایند به وسیله ی رشته های فولادی، غلاف و ... انجام می شود و نیازمند ابزاری خاصی است.

روشهای پیش تنیدگی بتن:

•  پیش تنیدگی به روش پیش کشیده
• پیش تنیدگی به روش پس کشیده

 در بتن‌های مسلح معمولی، از میل‌گردهای فولادی در داخل بتن استفاده می‌ کنند.

مفهوم پیش تنیدگی :

بیش تنیدگی: از ایجاد یک تنش ثابت و دائمی (Prestress) در یک عضو بتنی به نحو دلخواه و به اندازه لازم، به طوریکه در اثر این تنش،  مقداری از تنش‌های ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو خنثی شده و در نتیجه مقاومت باربری آن افزایش پیدا می نماید. هدف اصلی، محدود کردن تنش‌های کششی و ترک‌های ناشی از لنگر خمشی، تحت تاثیر بارهای وارده در آن عضو  است. بتن جسمی است مقاوم در مقابل فشار، ولی مقاومت آن در مقابل کشش بسیار کم است، بنابراین می‌توان با وارد کردن فشار به بتن، کشش ایجاد شده در اثر بار مرده و زنده را در عضو بتنی تقلیل و در نتیجه مقاومت آن را افزایش دهیم.

www.tpti.ir

 (مدیر فروش) : 09197463578

(مدیر فنی): 09123603856

پست الکترونیک : [e-mail]

دفتر مرکزی : کرج , میدان مادر, طبقه فوقانی بانک کارآفرین , ساختمان الماس , پلاک431 , واحد 10

تلفکس : 02632736740 - 02632736958

دفتر فروش تهران : تهران،بزرگراه شیخ فضل الله جنوب بعداز پل جلال،خیابان سازمان آب،برج های نگین،نگین9،طبقه همکف ،پلاک 46

تلفکس : 88233768-88233831