آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده

آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده از جنبه های مختلفی انجام می شود تا یک درک جامع از تیرچه پیش تنیده و اثرات آن در سازه بدست بیاید. امروزه در سازه های مختلفی از بتن پیش تنیده استفاده می شود. استفاده از تیرچه پیش تنیده در سازه های مختلف، مزایای بسیار زیادی دارد که مهمترین آنها شامل کاهش وزن ساختمان، افزایش سرعت اجرای ساختمان، حذف برخی از ستون ها و پایه ها، حذف برخی از محدودیت های معماری و … می باشد.

مقاومت حداقلی و حداکثری تیرچه پیش تنیده

آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده را از میزان مقاومت کششی آن شروع می کنیم. بتن معمولی، مقاومت بالایی دارد و تحمل زیادی در مقابل فشار و وزن دارد. اما مقاومت کششی آن بسیار کم است. اما بتن پیش تنیده تحت یک تنش از پیش تعیین شده قرار گرفته است و به مقاومت کششی بسیار زیادی می رسد.

تیرچه پیش تنیده در مقابل فشارهای تنش زا، پایداری بسیار خوبی از خود نشان می دهد. بهره گیری از آرماتورهای فولادی، هیچگاه این شرایط را ایجاد نکرده که انتظارات سازندگان و پیمانکاران محقق شود. در این شرایط، اهمیت استفاده از بتن پیش تنیده معلوم می شود. تیرچه پیش تنیده دارای مقاومت بسیار زیادی است و منجر به افزایش مقاومت سازه می شود.

آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده

بر اساس ویژگی های خاص آن خصوصیات دیگر تیرچه پیش تنیده، مقاومت آن نسبت به فضای سنگین قلیایی می باشد. این تیرچه از خواص پایداری حرارتی بالایی برخوردار است. همچنین ظرفیت میرایی تیرچه پیش تنیده بسیار زیاد است.

تمامی این خواص به دلیل نیروی داخلی زیادی است که در این تیرچه وجود دارد. مقاومت تیرچه پیش تنیده بر اساس فرمول ها و تجهیزات مشخصی، حساب می شود. تیرچه های پیش تنیده می توانند در مقابل فشارهای منبسط شونده به آسانی مقاومت نموده و مانع از ترک خوردگی و شکاف بتن شوند.

این سازه ها با توجه به کوتاه و بلند بودن، قطر کمتری دارند و از این موارد برای پوشش سقف و کف ساختمان و برای احداث پل به کار می روند. تیرچه های پیش تنیده با طبقه بندی فشارهای وارده در فواصل مشخص از تراکم فشار در یک بخش ممانعت به عمل آورده و مانع از ترک خوردگی در ساختمان می شوند.

چگونگی محاسبه مقاومت تیرچه پیش‌تنیده

در آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده به محاسبه مقاومت تیرچه پیش تنیده می پردازیم. محاسبه باید به صورت عددی انجام شود. در این محاسبه، عناصر ساختاری به المان های کوچکتری طبقه بندی می شود که این پروسه سبب می شود که در یک موقعیت اجباری، بارگذاری صورت بگیرد. بهره گیری از این روش برای آنالیزهای غیرخطی ایده آل می باشد.

چرا که هر یک از المان های تیرچه های پیش تنیده دارای خصوصیات تنش زای مختلفی هستند. تیرچه پیش تنیده نسبت به بتن، تست می شود. هنگامی که نیروی برشی و خمشی در بتن زیاد می شود، بتن با ترک خوردگی مواجه می شود.

در ادامه بررسی آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده متوجه می شویم که در ادامه این رویدادها، سطح مقطعی تیرچه پیش تنیده را در زیر محور خنثی جا داده و نیروی تنشی زیاد می شود. زمانی که نیروی تنشی از نیروی فشردگی بیشتر شود، بتن به شدت ترک می خورد.

ولی نیروهای تنشی به طرف بالا و پایین تیرچه های پیش تنیده حرکت می کنند و توان بیشتری پیدا می کنند. در نتیجه شدت تنش کاهش پیدا می کند. به این دلیل که اثرات تنش کششی و خمشی به صورت چشمگیری در بتن کم می شود، این مسئله سبب ایجاد ترک های خمشی کوچکتر در تیرچه پیش تنیده می گردد.

آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده در روش های مختلف

ساخت تیرچه پیش تنیده به دو روش پیش تنیدگی و پس تنیدگی تولید می گیرد. در هر یک از روش ها، وایرهای فولادی از سوی جک ها یا لنگرهای ویژه ای تحت کشش قرار می گیرد تا به حداکثر مقاومت لازم برسد. وایرهای فولادی موجود در این تیرچه ها از مقاومت دست کمی 17500 کیلوگرم نیرو بر سانتی متر مربع برخوردار است. در مرحله پیش تنیدگی، وایرهای فولادی درون قالب های ویژه ساخت تیرچه پیش تنیده جای می گیرد و از سوی جک های ویژه ای تحت کشش قرار می گیرد.

سپس از طریق جک های ویژه ای تحت کشش قرار می گیرد. سپس وایرها به مقاومت بالایی می رسند و پروسه بتن ریزی داخل قالب ها در شرایطی که ماکزیمم 20 میلی لیتر بتن بر روی سطح وایرها را کاور کند، صورت می گیرد.

در ادامه آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده ، به روش پس تنیدگی می پردازیم. در آیتم پس تنیدگی که بعد از پروسه بتن ریزی آغاز می شود، وایرهای فولادی مجدد از سوی جک ها و لنگرهای خمشی کشیده شده و پس از آن، خلاص می شوند تا با رها کردن نیروی وایرها در بتن، مقاومت کششی بتن زیاد شود.

خلاص کردن وایرها در بتن، سبب شکل گیری یک نیروی فشاری بزرگ در بتن می گردد که این نیرو به نیروی پیش تنیدگی شناخته می شود. در همه مراحل تولید تیرچه، پروسه بتن ریزی و عمل آوری بتن، با استفاده از دستگاه بخار و دستگاه اکسترودر صورت می گیرد. زیرا امکان انجام این کارها به صورت دستی وجود ندارد.

مزایای مهم تیرچه پیش تنیده

تیرچه پیش تنیده که مورد توجه سازندگان است: آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده را به صورت مختصر انجام دادیم. در آخر، به علت استقبال سازندگان از استفاده از تیرچه پیش تنیده می پردازیم. تیرچه پیش تنیده می تواند هزینه های ساخت برخی از سازه ها را تا 50 درصد کاهش دهد. استفاده از تیرچه پیش تنیده در صرفه جویی در بتن و داربست نقش دارد. دلیل عدم استفاده از میلگردهای ممان منفی، استفاده از فولاد در کنار بتن با بیشترین مقاومت است.

سازه هایی که با استفاده از تیرچه پیش تنیده ساخته می شوند، طول عمر بالایی دارند. نهادهای مربوطه مانند سازمان تحقیقات و مسکن و شهرسازی، استفاده از تیرچه پیش تنیده در ساختمان را تأیید نموده اند. این ساختمان ها از جهات مختلفی به سازه های دیگر، برتری دارند.

آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده نشان داد که این مصالح تا چه اندازه می تواند مفید و سودمند باشد و شرایط را برای احداث بهترین و اقتصادی ترین سازه های مسکونی، اداری، تجاری، گردشگری، تفریحی و … فراهم کند.