اجرای تیرچه پیش تنیده در اسکلت فلزی
در عرصه ساختوساز امروزی ادغام روشهای نوآورانه با سیستمهای سنتی میتواند کیفیت و بهرهوری پروژهها را ارتقا دهد، یکی از این ادغامها بهکارگیری تیرچههای پیش تنیده در سازههای با اسکلت فلزی است و این روش نه تنها هزینهها را پایین میآورد بلکه استحکام سازه را در برابر نیروهای مختلف افزایش میدهد، تیرچه پیش تنیده اساساً یک عضو بتنی است که با کابلهای فولادی تحت کشش تقویت شده و در ساختمانهای فلزی کاربردهای گوناگونی دارد.
اصول پیش تنیدگی در تیرچهها
پیش تنیدگی یک رویکرد مهندسی است که در آن پیش از اعمال بارهای اصلی تنشهای مدیریتشده به مواد وارد میشود و در تیرچههای پیش تنیده این فرآیند با کشش کابلهای فولادی با مقاومت بالا (معمولاً با تنش تسلیم ۱۷۵۰ تا ۱۹۰۰ مگاپاسکال) صورت میگیرد، بتن که در کشش ضعیف عمل میکند با این تکنیک مقاومتر میشود و تنشهای فشاری اعمال شده به آن کمک میکند تا در برابر ترکهای ناشی از خمش بهتر ایستادگی کند.
در سازههای فلزی جایی که تیرهای اصلی از مقاطع فولادی مانند IPE یا IPB تشکیل شدهاند تیرچههای پیش تنیده به عنوان عناصر افقی میان تیرها عمل میکنند، این تیرچهها اغلب مقطع T شکل دارند و با پاشنه بتنی به عرض حدود ۱۰ سانتیمتر و ضخامت ۴ سانتیمتر، بتن مورد استفاده باید پس از ۲۸ روز به مقاومت فشاری حداقل ۳۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع برسد و این اصول بر اساس استانداردهای مهندسی عمران امکان پوشش دهانههای طولانیتر تا ۱۲ متر را بدون حمایت اضافی فراهم میکند و با این حال عوامل محیطی مانند رطوبت میتوانند بر کارایی پیش تنیدگی تأثیر بگذارند، لذا نظارت مداوم الزامی است.
مشخصات کلیدی تیرچه پیش تنیده عبارتند از:
تعداد کابلها: ۴ تا ۱۲ رشته، بسته به طول دهانه.
پوشش بتنی: حداقل ۲ سانتیمتر برای جلوگیری از خوردگی.
روش پیشکشیده: مناسب برای تولید کارخانهای.
مزایای استفاده در اسکلت فلزی
استفاده از تیرچه پیش تنیده در ساختمانهای با اسکلت فلزی مزایای متعددی دارد که آن را به گزینهای جذاب تبدیل کرده است و این مزایا را میتوان به صورت زیر خلاصه کرد:
صرفهجویی اقتصادی: کاهش تا ۴۰ درصد در مصرف بتن و فولاد، زیرا بتن پیشریخته کارخانهای کیفیت بالاتری دارد و بتنریزی در محل را کم میکند و برای نمونه در یک سقف ۲۰۰ متر مربعی ممکن است یک متر مکعب بتن کمتر نیاز باشد.
مقاومت بالاتر: بهبود عملکرد در برابر زلزله و آتشسوزی، بتن به عنوان عایق حرارتی عمل کرده و کابلها از خوردگی محافظت میشوند.
سرعت اجرا: تیرچههای آماده نیاز به شمعگذاری زیر دهانههای بزرگ را حذف میکنند و زمان سقفزنی را تا ۳۰ درصد کاهش میدهند به ویژه در دهانههای ۸ متری پروژههای مسکونی.
دوام بیشتر: دهانههای طولانیتر بدون افت کیفیت که این روش را برای ساختمانهای تجاری و صنعتی ایدئال میسازد.
این مزایا زمانی به حداکثر میرسند که طراحی اولیه با محاسبه دقیق بارهای مرده و زنده انجام شود.
روش تولید تیرچه پیش تنیده
تولید تیرچه پیش تنیده در کارگاههای مجهز انجام میشود و فرآیندی دقیق و کنترلشده است و مراحل اصلی تولید به شرح زیر است:
آمادهسازی قالب: قالبهای فلزی تنظیم شده و کابلهای فولادی (۴ تا ۱۲ رشته) درون آنها قرار میگیرند.
کشش کابلها: با جکهای هیدرولیکی، کابلها تا ۶۵ درصد مقاومت نهایی کشیده میشوند تا بتن تحت فشار قرار گیرد.
ریختن بتن: بتن با کیفیت بالا ریخته شده و عملآوری با بخار برای سخت شدن سریع انجام میگیرد.
رها کردن کابلها: پس از رسیدن بتن به مقاومت کافی، کابلها آزاد شده و تنش به بتن منتقل میشود.
این روش پیشکشیده در مقایسه با پسکشیده (که کابلها پس از بتنریزی کشیده میشوند) برای تیرچههای پیشساخته اقتصادیتر و سادهتر است، در کارخانههای معتبر ایرانی کنترل کیفیت مانند بررسی پوشش بتنی اطراف کابلها حیاتی است تا از زنگزدگی جلوگیری شود.
مراحل اجرای تیرچه در اسکلت فلزی
اجرای تیرچه پیش تنیده در اسکلت فلزی نیازمند برنامهریزی دقیق است و به دلیل طول ۸ تا ۱۲ متری و وزن بالاتر (به خاطر بتن پیشریخته) حمل با جرثقیل ضروری است، مراحل اجرا عبارتند از:
حمل به محل: تیرچهها با تجهیزات مناسب جابهجا میشوند، وزن بیشتر با صرفهجویی کلی جبران میگردد.
قرارگیری روی تیرها: هر انتها باید عمود بر بال پروفیل فولادی بنشیند و از هر سمت ۱۵ سانتیمتر وارد سطح بتنی شود.
نصب بلوکها: بلوکهای پرکننده بتنی میان تیرچهها جای میگیرند.
آرماتوربندی: آرماتور اودکا (اختیاری اما توصیهشده برای جبران کیفیت پایین بتن درجا) و میلگردهای حرارتی نصب میشوند.
بتنریزی نهایی: بتن روی سقف ریخته میشود، تیپبندی کابلها بر اساس بار و دهانه تعیین میگردد.
در اسکلتهای فلزی مهار مناسب تیرچهها در تیرها برای حفظ ثبات ضروری است و این فرآیند میتواند برای یک طبقه متوسط در یک روز تکمیل شود، اگر تیم اجرایی مجرب باشد.
چالشها و راهکارها
با وجود مزایا اجرای تیرچه پیش تنیده در اسکلت فلزی با چالشهایی همراه است، وزن بالای تیرچهها حمل را دشوار میکند و عدم امکان برش در محل میتواند در بخشهای با زاویه مشکلساز باشد، علاوه بر این کیفیت پایین بتن درجا گاهی نیاز به تقویت اضافی ایجاد میکند.
راهکارهای پیشنهادی شامل:
- استفاده از جرثقیلهای مناسب و برنامهریزی حمل برای غلبه بر وزن.
- طراحی دقیق اولیه برای جلوگیری از مشکلات برش.
- نظارت مهندس ناظر بر بتنریزی درجا.
- ترکیب با سیستمهای ایمنی مانند اطفای حریق در ساختمانهای صنعتی.
- برای دهانههای بیش از ۱۲ متر این روش ممکن است به صرفه نباشد و گزینههایی مانند دالهای مجوف ترجیح داده شوند، در چنین پروژههایی بررسی و مقایسه سیستمهایی مانند تیرچه فلزی میتواند به انتخاب سازهای مناسبتر کمک کند.
مقایسه با روشهای سنتی
تیرچه پیش تنیده در مقایسه با تیرچههای خرپایی سنتی برتریهایی دارد، جدول زیر خلاصهای از این مقایسه ارائه میدهد:
| ویژگی | تیرچه پیشتنیده | تیرچه خرپایی سنتی |
|---|---|---|
| وزن | بالاتر (به دلیل بتن پیشریخته) | سبکتر |
| مصرف مواد | کاهش تا ۴۰ درصد بتن و فولاد | بیشتر بتنریزی در محل |
| دهانه پوشش | تا ۱۲ متر بدون حمایت | کوتاهتر (معمولاً تا ۸ متر) |
| مقاومت زلزلهای | بالاتر | متوسط |
| هزینه کلی | اقتصادیتر در پروژههای بزرگ | مناسب برای پروژههای کوچک |
نتیجهگیری
اجرای تیرچه پیش تنیده در اسکلت فلزی پیشرفتی در مهندسی ساختمان محسوب میشود که با ترکیب بتن تقویتشده و قابهای فولادی سازههایی مقاوم و مقرون به صرفه ایجاد میکند، با پیروی از مراحل تولید و اجرا و توجه به چالشها میتوان به پروژههایی با عمر طولانی و ایمنی بالا دست یافت، متخصصان باید همواره به استانداردهای ملی پایبند باشند تا نتایج بهینه حاصل شود، امیدواریم این مطلب از تیرچه سازی اطلس برای شما مفید بوده باشد.
