آنالیز ساختاری تیرچه پیش تنیده

آنالیز تیرچه های پیش تنیده با استفاده از تجزیه و تحلیل عددی و استفاده از ابزارهای متنوع انجام می گیرد به این شکل که تیرچه های پیش تنیده را در معرض بارهای ساکن قرار می دهند و تست وزن آن ها را شبیه سازی می کنند. برای شبیه سازی پیش فشردگی که با استفاده از مدل مناسبی از دما ساختار آن ها را مورد آزمایش قرار می دهند. برای شناخت نسبت به نیروهای پیش ساخته ای که در تیرچه های پیش تنیده به کار رفته است باید با نیروهای استاتیک و داینامیک مقایسه شوند.

استفاده از تیرچه های پیش تنیده در ساختمان ها

بتن به کار رفته در تیرچه پیش تنیده به عنوان یکی از متداول ترین و کم هزینه ترین مصالح است که در ساخت تیرچه های پیش تنیده به کار می رود. بتن از مقاومت بالایی در برابر فشار و وزن زیاد برخوردار است اما از تاب کششی پایینی برخوردار است. بنابراین در بخشی از بتن که مورد فشار قرار می گیرد از قبل فشار ایجاد می کنند به همین دلیل کششی را که در این بخش بر روی مصالح انجام می گیرد را به عنوان فرایند پیش تنیدگی در تیرچه های پیش تنیده اطلاق می کنند.

در ادامه ی آنالیز تیرچه های پیش تنیده برای ارزیابی نتایج به موارد  قابل توجه و مشخصی دست پیدا می کنیم. در ادامه باید بدانید که تیرچه های پیش تنیده در برابر نیروهای استاتیک کنش مناسبی از خود نشان می دهد و از گنجایش زیادی برخوردار است. اما در تست وزن قسمت فوقانی مشاهده می کنیم که تیرچه های پیش تنیده دچار ترک خوردگی شده و معلوم می شود که در سرعت های بالا سطح بالایی این تیرچه ها خمیده شده و کمی دچار انحراف شده است. تیرچه های پیش تنیده ی کرومیت و فندوله ای، خرپایی بهترین نوع تیرچه های پیش تنیده هستند که در تعداد زیادی از ساخت و سازها استفاده می شوند که از مقاومت بیشتری را مقایسه با بتن برخوردار هستند.

مقاومت تیرچه های پیش تنیده

تیرچه های پیش تنیده در برابر فشار های تنش زا از مقاومت  بسیار بالایی برخوردار هستند. استفاده از آرماتورهای فولادی معمولی هیچ وقت این امکان را به وجود نیاورده که نیازهای کارفرمایان و سازندگان را برآورده کنند. در این جا است که نقش تیرچه ی پیش تنیده برای رفع این نیازها مشخص می شود. استفاده از آن ها باعث می شود که مقاومت در برابر نیروهای تنشی در ساخت و ساز تجربه شود. مقاومت تیرچه ی پیش تنیده باعث می شود که سازه ها بیشتر از گذشته مقاومت داشته باشند.

از دیگر ویژگی های تیرچه های پیش تنیده می توانیم به مقاومت آن ها درمقایسه با فضای سنگین قلیایی است. در کنار استحکام به خواص پایداری حرارتی  این نوع تیرچه و گنجایش میرایی ویژه ی آن اشاره کنیم. تمام این موارد از طریق نیروهای درونی بالا و ویژه ای است که در این تیرچه ها وجود دارد و به عنوان جواب تقریبی به نیازهای زیرساخت های امروز به شمار می رود.

معمولا مقاومت تیرچه های پیش تنیده را به کمک فرمول ها و تجهیزات خاصی تعیین می کنند. تیرچه های پیش تنیده این قابلیت را دارند که در برابر فشار های منبسط شونده به سادگی مقاومت کرده و در عین حال از ترک خوردگی و شکاف بتن جلوگیری کنند.

این سازه ها براساس کوتاه و بلند بودن از قطر کمتری برخوردار هستند و اغلب از آن ها برای پوشش سقف و کف سازه ها و همچنین برای ساختن پل ها استفاده می کنند. تیرچه های پیش تنیده با تقسیم کردن فشارهای وارد شده در فواصل معین از تراکم فشار در یک ناحیه جلوگیری کرده و از ایجاد ترک خوردگی در سازه جلوگیری می کند.

نحوه محاسبه مقاومت تیرچه پیش تنیده

برای محاسبه ی مقاومت تیرچه ی پیش تنیده از آنالیز عددی کمک می گیریم، در حقیقت این شیوه مبتنی بر عدد است و باعث می شود که عناصر ساختاری به عنصرهای کوچکتر تقسیم بشوند که این فرایند موجب می شود که تحت یک شرایط اجباری بارگذاری را انجام بدهند. استفاده از این شیوه مناسب آنالیزهای غیرخطی است به این دلیل که هر کدام از از اجزای تیرچه های پیش تنیده از ویژگی های تنش زای متفاوتی برخوردار هستند.

تیرچه های پیش تنیده در مقایسه با بتن مورد آزمایش قرار می گیرند. زمانی که نیروهای برشی و خمشی در بتن افزایش پیدا کند بتن ترک می خورد و شکاف بر می دارد. در ادامه سطح مقطعی تیرچه های پیش تنیده را در زیر محور خنثی قرار داده و نیروی تنشی را افزایش می دهند. هنگامی که نیروی تنشی از نیروی فشردگی بالاتر باشد بتن دچار ترک خوردگی می شود اما نیروهای تنشی به سمت بالا و پایین تیرچه های پیش تنیده حرکت می کنند و قدرت آن ها بیشتر شده به این ترتیب از شدت تنش کاسته می شود.

با توجه به اینکه تأثیرات تنش کششی و خمشی به‌طور قابل‌توجهی در بتن کاهش پیدا می کند و همین موارد باعث به وجود آمدن ترک‌های خمشی کوچک‌تر در تیرچه پیش‌تنیده می‌شود.

مزیت تیرچه های پیش تنیده

اولین ویژگی تیرچه های پیش تنیده صرفه جویی در هزینه ها است که در مقایسه با سایر تیرچه ها در حدود 50 درصد صرفه جویی در هزینه ها را به دنبال دارد. نکته ی دیگر اینکه با استفاده از این مصالح با کاهش 25 درصدی مصرف بتن روبرو خواهید شد. صرفه جویی در داربست تا 50 درصد به علت استفاده نکردن از میلگردهای ممان منفی، به کاربردن فولاد مناسب در کنار بتن دارای مقاومت بالا همچنین سبک بودن سازه، طول عمر بالای سازه، دارنده ی تاییدیه از سازمان تحقیقات و مسکن و شهرسازی، استفاده از بتن خشک با حداقل نسبت آب به سیمان باعث شده که تیرچه های پیش تنیده به عنوان مصالح محبوب در بین افراد مشغول به ساخت و ساز شناخته شود. این تیرچه ها با دو روش پس کشیدگی و پیش کشیدگی ساخته می شوند و تولید آن ها به شکل صنعتی توسط دستگاه های اروپایی انجام می گیرد توجه داشته باشید که شیوه قالب ریزی و استفاده از دستگاه های چینی مطرود شده و به این نوع تیرچه ها گواهینامه از طرف سازمان مسکن و شهرسازی تعلق نمی گیرد.