فولاد تخصصی پیش‌تنیدگی

PC Wire چیست؟ مشخصات فولاد پیش‌تنیدگی در تیرچه پیش‌تنیده

PC Wire یا مفتول فولادی پیش‌تنیدگی، فولادی با مقاومت کششی بالا است که پیش از بتن‌ریزی تحت کشش قرار می‌گیرد. نیروی ایجادشده پس از رسیدن بتن به مقاومت لازم و آزادسازی وایرها، به بتن منتقل می‌شود و فشار اولیه موردنیاز تیرچه پیش‌تنیده را ایجاد می‌کند.

در خطوط تولید تیرچه پیش تنیده ایران از وایر شیار‌دار مارپیچ با قطر اسمی ۵ میلی‌متر استفاده می‌شود. شکل سطح وایر باعث افزایش درگیری مکانیکی آن با بتن شده و انتقال نیروی پیش‌تنیدگی را نسبت به وایر صاف مطمئن‌تر می‌کند. مشخصات هر محموله نیز پیش از مصرف براساس مدارک فنی و کنترل‌های کارخانه بررسی می‌شود.

۵ میلی‌متر قطر اسمی وایر مصرفی
شیار‌دار مارپیچ شکل سطح وایر
1725 MPa مقاومت کششی مبنای محاسبات
کنترل هر بندیل پیش از مصرف در خط تولید
!

قطر ۵ میلی‌متر، قطر اسمی وایر است. به‌دلیل وجود شیارهای مارپیچ، اندازه ثبت‌شده در کنترل ابعادی می‌تواند کمی بیشتر از قطر اسمی باشد و این موضوع به‌تنهایی نشانه مغایرت محصول نیست.

در این ویدیو، شکل سطح و نحوه عرضه PC Wire شیار‌دار مارپیچ مورد استفاده در تولید تیرچه پیش‌تنیده نمایش داده می‌شود.

تعریف و عملکرد

PC Wire چیست و در تیرچه پیش‌تنیده چه نقشی دارد؟

PC Wire مخفف Prestressed Concrete Wire و به معنی مفتول فولادی مخصوص بتن پیش‌تنیده است. این وایر با فولاد معمولی یا میلگرد ساختمانی تفاوت دارد و برای تحمل تنش کششی بالا، حفظ نیروی پیش‌تنیدگی و انتقال مناسب نیرو به بتن تولید می‌شود.

در تولید تیرچه پیش‌تنیده، وایرها پیش از بتن‌ریزی تحت کشش کنترل‌شده قرار می‌گیرند. پس از بتن‌ریزی، عمل‌آوری و رسیدن بتن به مقاومت تعیین‌شده، نیروی وایرها آزاد می‌شود. تمایل وایر به بازگشت، از طریق پیوستگی میان فولاد و بتن به مقطع تیرچه منتقل شده و در بتن نیروی فشاری اولیه ایجاد می‌کند.

۱

کشش وایر پیش از بتن‌ریزی

وایرها با تجهیزات کالیبره و براساس مشخصات فنی محصول تحت کشش کنترل‌شده قرار می‌گیرند.

۲

بتن‌ریزی و ایجاد پیوستگی

بتن اطراف وایر شیار‌دار متراکم می‌شود و شکل سطح وایر، درگیری مکانیکی آن با بتن را افزایش می‌دهد.

۳

انتقال نیروی پیش‌تنیدگی

پس از رسیدن بتن به مقاومت آزادسازی، نیروی وایر به بتن منتقل شده و فشار اولیه موردنیاز در تیرچه ایجاد می‌شود.

چرا میلگرد معمولی جایگزین PC Wire نیست؟
PC Wire

فولاد پرمقاومت مخصوص پیش‌تنیدگی است و برای قرارگرفتن تحت کشش اولیه و انتقال این نیرو به بتن طراحی می‌شود.

میلگرد معمولی

عمدتاً پس از بارگذاری عضو و ایجاد تغییرشکل یا ترک، در تحمل نیروهای کششی مقطع مشارکت می‌کند.

نکته فنی

عملکرد نهایی تیرچه فقط به مقاومت کششی وایر وابسته نیست. شکل سطح وایر، پیوستگی آن با بتن، محل قرارگیری وایرها، مقاومت بتن هنگام آزادسازی و کنترل افت نیروی پیش‌تنیدگی نیز بر رفتار عضو اثر دارند.

شکل سطح و پیوستگی با بتن

انواع PC Wire؛ تفاوت وایر صاف، آج‌دار و شیار‌دار مارپیچ

PC Wire فقط براساس قطر یا مقاومت کششی انتخاب نمی‌شود؛ شکل سطح وایر نیز در میزان درگیری مکانیکی با بتن، طول انتقال نیرو و احتمال لغزش آن مؤثر است. وایرهای پیش‌تنیدگی از نظر شکل سطح در انواع مختلفی تولید می‌شوند که سه گروه رایج آن‌ها وایر صاف، وایر آج‌دار فرورفته و وایر شیار‌دار مارپیچ هستند.

وایر صاف

Plain PC Wire

سطح این وایر صاف و فاقد شیار یا آج است. انتقال نیرو در آن بیشتر به چسبندگی سطحی میان فولاد و بتن وابسته است و درگیری مکانیکی محدودتری با بتن دارد.

  • سطح یکنواخت و بدون برجستگی
  • درگیری مکانیکی کمتر با بتن
  • حساسیت بیشتر به کیفیت مهار و انتقال نیرو
در خطوط تولید تیرچه پیش تنیده ایران استفاده نمی‌شود

وایر آج‌دار فرورفته

Indented PC Wire

روی سطح این وایر فرورفتگی‌ها یا شیارهایی با الگوی مشخص ایجاد می‌شود. این تغییر شکل سطح می‌تواند پیوستگی وایر با بتن را نسبت به نوع صاف افزایش دهد.

  • دارای فرورفتگی‌های سطحی منظم
  • پیوستگی بهتر نسبت به وایر صاف
  • تولید با الگوهای مختلف سطحی
یکی از انواع متداول PC Wire

وایر شیار‌دار مارپیچ

Spiral Ribbed PC Wire

شکل سطح این وایر به‌صورت مارپیچ در امتداد طول آن ادامه دارد. این ساختار، درگیری مکانیکی مؤثرتری میان وایر و بتن ایجاد کرده و به انتقال مطمئن‌تر نیروی پیش‌تنیدگی کمک می‌کند.

  • شیار یا آج پیوسته با مسیر مارپیچ
  • درگیری مکانیکی مناسب با بتن
  • انتخاب کارخانه برای تولید تیرچه پیش‌تنیده
وایر مصرفی تیرچه پیش تنیده ایران
۱۰+
براساس تجربه تولید چرا از وایر صاف استفاده نمی‌کنیم؟

تجربه تولید در تیرچه پیش تنیده ایران نشان داده است که وایر صاف به‌دلیل درگیری مکانیکی کمتر با بتن، نسبت به وایر شیار‌دار مارپیچ مستعد لغزش و افت بیشتر نیروی مؤثر است. به همین دلیل، انتخاب کارخانه برای تولید تیرچه پیش‌تنیده، وایر شیار‌دار مارپیچ با قطر اسمی ۵ میلی‌متر است.

یک تفکیک فنی مهم

لغزش وایر در مهار یا بتن با «وادادگی فولاد» یک مفهوم واحد نیست. وادادگی به کاهش تنش فولاد در طول زمان گفته می‌شود؛ اما لغزش، کوتاه‌شدگی بتن، خزش و جمع‌شدگی بتن نیز می‌توانند در مجموع افت نیروی پیش‌تنیدگی مؤثر باشند.

پارامترهای طراحی و تولید

مشخصات فنی PC Wire مصرفی در تیرچه پیش تنیده ایران

در دفترچه‌های محاسبات تیرچه پیش تنیده ایران، مشخصات مکانیکی وایر براساس فولاد پیش‌تنیدگی با قطر اسمی ۵ میلی‌متر تعریف شده است. این اعداد، مبنای طراحی سازه‌ای هستند و باید از نتایج آزمایش هر محموله و مدارک کنترل کیفیت آن تفکیک شوند.

۵ میلی‌متر قطر اسمی وایر
۱۹٫۶ میلی‌مترمربع سطح مقطع اسمی هر وایر
۱۷۲۵ مگاپاسکال مقاومت کششی مبنای محاسبات
۹۰٪ مقاومت کششی مبنای تعیین مقاومت تسلیم محاسباتی
جدول مشخصات مبنای محاسبات
ویژگینماد یا مقدارکاربرد در محاسبات
نوع فولادPC Wireفولاد پرمقاومت مخصوص بتن پیش‌تنیده
شکل سطحشیار‌دار مارپیچافزایش درگیری مکانیکی وایر با بتن
قطر اسمی5 mmمبنای تعیین سطح مقطع اسمی وایر
سطح مقطع اسمی19.6 mm²محاسبه نیروی پیش‌تنیدگی هر وایر
مقاومت کششی نهایی مبناfpu = 1725 MPaمبنای کنترل ظرفیت فولاد پیش‌تنیدگی
مقاومت تسلیم محاسباتی fpy = 0.90 fpuحدود 1552 MPa در دفترچه‌های محاسبات
شکل عرضهکلاف یا بندیلمصرف پیوسته در باند تولید
کنترل ورودیبرای هر بندیلبررسی مشخصات و کنترل پیش از مصرف
Ø

تفاوت قطر اسمی و اندازه واقعی وایر

سطح مقطع اسمی وایر ۵ میلی‌متری از رابطه سطح دایره به‌دست می‌آید و تقریباً برابر با ۱۹٫۶ mm² است. در وایر شیار‌دار مارپیچ، اندازه‌گیری روی برجستگی‌های سطح می‌تواند عددی بیشتر از ۵ میلی‌متر نشان دهد؛ اما محاسبات سازه‌ای همچنان براساس قطر و سطح مقطع اسمی انجام می‌شوند.

مرز میان عدد طراحی و نتیجه آزمایش

مقاومت ۱۷۲۵ MPa عدد مبنای دفترچه‌های محاسبات ارائه‌شده است. نتیجه واقعی هر محموله می‌تواند بالاتر از این مقدار باشد؛ ولی پذیرش وایر باید براساس گواهی آزمون همان محموله و کنترل‌های انجام‌شده پیش از مصرف صورت گیرد.

مرجع ملی تولید و کنترل

الزامات PC Wire در استاندارد ۲۹۰۹-۳ ویرایش ۱۴۰۴

استاندارد ملی ایران ۲۹۰۹-۳ سال ۱۴۰۴ الزامات تیرچه‌های پیش‌ساخته پیش‌تنیده را مشخص می‌کند. این استاندارد برای ویژگی‌های خود فولاد پیش‌تنیدگی به استانداردهای ملی ایران ۱۳۳۵۰-۲، ۱۳۳۵۰-۳ و ۱۳۳۵۰-۴ ارجاع می‌دهد.

بنابراین کنترل PC Wire فقط به اندازه‌گیری قطر محدود نیست و باید مشخصات مکانیکی، وضعیت سطح، مدارک محموله و قابلیت ردیابی فولاد نیز بررسی شوند.

01

انطباق فولاد پیش‌تنیدگی

مشخصات فولاد مصرفی باید با یکی از استانداردهای ملی ۱۳۳۵۰-۲، ۱۳۳۵۰-۳ یا ۱۳۳۵۰-۴ منطبق باشد.

02

محدودیت قطر فولاد

مطابق استاندارد ۲۹۰۹-۳، فقط سیم‌ها یا سیم‌های بافته‌شده پیش‌تنیدگی با قطر کمتر از ۱۳ میلی‌متر مجاز هستند.

03

پاک‌بودن سطح وایر

فولاد نباید به روغن، مواد پوششی یا آلودگی‌هایی آغشته باشد که باعث کاهش چسبندگی و پیوستگی میان بتن و وایر شوند.

04

حداکثر کشش مجاز

استاندارد، حداکثر کشش فولاد پیش‌تنیدگی پیش از بتن‌ریزی را ۸۰ درصد مقاومت نهایی فولاد تعیین کرده است. مقدار اجرایی هر محصول باید براساس طراحی و کنترل تولید تعیین شود.

05

حداقل پوشش بتن

حداقل پوشش بتنی روی سیم‌های پیش‌تنیدگی ۱۶ میلی‌متر است تا خطر ترک‌خوردگی طولی، خوردگی و آسیب‌دیدگی فولاد کاهش یابد.

06

مستندات و ردیابی

سوابق خرید، مشخصات فنی، نتایج کنترل‌ها و اسناد مرتبط با فولاد باید نگهداری شوند و قابلیت ردیابی تا محموله مصرفی را داشته باشند.

معیار استاندارد

بتن چه زمانی برای آزادسازی وایرها آماده است؟

آزادسازی فولاد و انتقال نیروی پیش‌تنیدگی زمانی مجاز است که مقاومت فشاری بتن مقطع، حداقل مقدار تعیین‌شده در استاندارد را تأمین کرده باشد.

معیار اول ۱٫۷ برابر تنش فشاری محاسباتی حداکثر تنش فشاری تار تحتانی تحت اثر پیش‌تنیدگی نهایی و وزن تیرچه
یا
معیار دوم 20 MPa حداقل مقاومت فشاری تعیین‌شده برای بتن
هرکدام از این دو مقدار که بزرگ‌تر باشد، معیار آزادسازی است.
QC
پیوست الزامی استاندارد

کنترل فولاد در هر بهر تحویل‌شده

طبق جدول تواتر نمونه‌برداری استاندارد، قطر فولاد و سایر ویژگی‌های تعیین‌شده باید برای هر بهر تحویل‌شده کنترل شوند. اگر فولاد از واحد دارای پروانه معتبر کاربرد علامت استاندارد تهیه شده باشد، الزام آزمون مجدد بعضی ویژگی‌ها تابع توضیحات همان جدول خواهد بود.

در تیرچه پیش تنیده ایران، کنترل ورودی به‌صورت دقیق‌تر برای هر بندیل مصرفی انجام می‌شود.
مرجع فنی این مقاله

دانلود استاندارد ملی ایران ۲۹۰۹-۳ ویرایش ۱۴۰۴

مشخصات فنی و روش‌های آزمون تیرچه‌های پیش‌ساخته پیش‌تنیده مورد استفاده در ساختمان

تجدیدنظر اول سال ۱۴۰۴ ۴۲ صفحه فرمت PDF
دانلود استاندارد
تفکیک الزام استاندارد از رویه داخلی کارخانه

اعداد این بخش مستقیماً از استاندارد ملی ۲۹۰۹-۳ بیان شده‌اند. مقاومت ۱۷۲۵ MPa مربوط به مبنای دفترچه‌های محاسبات مجموعه است و نباید به‌عنوان حداقل مقاومت تعیین‌شده در متن استاندارد ۲۹۰۹-۳ معرفی شود.

نمونه واقعی کنترل کیفیت

بررسی گواهی آزمون PC Wire مصرفی در تیرچه پیش تنیده ایران

تصویر زیر نمونه‌ای از گواهی آزمون وایر پیش‌تنیدگی تحویلی به تیرچه پیش تنیده ایران است. این گواهی مربوط به یک محموله مشخص در تاریخ ۱۴۰۲/۰۴/۱۴ است و نتایج ثبت‌شده برای ۲۵ کلاف را نشان می‌دهد.

اطلاعات این برگه نباید به تمام محموله‌ها تعمیم داده شود؛ زیرا مشخصات و نتایج هر بندیل باید پیش از مصرف به‌صورت مستقل بررسی شوند.

گواهی آزمون وایر شیار‌دار مارپیچ ۵ میلی‌متری مصرفی در تیرچه پیش تنیده ایران
گواهی آزمون صادرشده توسط صنایع پیش‌تنیده خوانسار برای یک محموله PC Wire
شماره گزارش 402-5107
تاریخ صدور ۱۴۰۲/۰۴/۱۴
جنس اولیه SWRH 82 B
قطر اسمی 5.00 mm
شکل سطح مارپیچ
تعداد ردیف‌های آزمون ۲۵ کلاف

نتیجه کلی گواهی

مقاومت کششی تمام ۲۵ کلاف ثبت‌شده در این گواهی، از مقدار ۱۷۲۵ MPa که در دفترچه‌های محاسبات تیرچه پیش تنیده ایران مبنا قرار گرفته، بیشتر بوده است.

محدودیت این سند

ستون حداکثر وادادگی در تصویر گواهی فاقد نتیجه ثبت‌شده است. بنابراین این برگه به‌تنهایی برای اعلام مقدار وادادگی وایر قابل استناد نیست.

خلاصه نتایج ثبت‌شده در گواهی آزمون

اندازه واقعی 5.20–5.24 mm بازه اندازه‌گیری‌شده روی وایر مارپیچ
مقاومت کششی نهایی 1809.2–1952.3 MPa کمترین و بیشترین نتیجه ثبت‌شده
مقاومت تسلیم 1607.7–1881.0 MPa بازه نتایج درج‌شده در گواهی
ازدیاد طول 4.1–7.0% بازه نتایج آزمون کشش
خمش معکوس ۱۲ تا ۱۸ تعداد خمش معکوس ثبت‌شده
مقایسه مشخصات طراحی با نتایج این محموله
ویژگیمبنای محاسباتنتیجه محمولهجمع‌بندی
قطر وایر5 mm اسمی5.20–5.24 mmاندازه واقعی روی سطح مارپیچ
سطح مقطع اسمی19.6 mm²براساس قطر اسمیمبنای محاسبه نیروی هر وایر
مقاومت کششی1725 MPa1809.2–1952.3 MPaتمام نتایج بالاتر از مبنای طراحی
مقاومت تسلیم محاسباتیحدود 1552 MPa1607.7–1881.0 MPaتمام نتایج بالاتر از مبنای محاسباتی
وادادگینیازمند کنترل مستقلدر این برگه ثبت نشدهاز این سند قابل نتیجه‌گیری نیست
این گواهی چه چیزی را ثابت می‌کند؟

این سند نشان می‌دهد محموله بررسی‌شده از نظر مقاومت کششی، مقاومت تسلیم، ازدیاد طول، اندازه واقعی و خمش معکوس دارای نتایج ثبت‌شده بوده است. بااین‌حال، گواهی یک محموله جایگزین کنترل ورودی بندیل‌های بعدی نیست و پذیرش هر بندیل باید براساس مدارک همان محموله و کنترل کارخانه انجام شود.

کاهش نیروی مؤثر در طول زمان

افت نیروی پیش‌تنیدگی و وادادگی PC Wire

نیروی ایجادشده در وایر از لحظه کشش تا زمان بهره‌برداری کاملاً ثابت باقی نمی‌ماند. بخشی از نیروی اولیه در مراحل مهار، انتقال نیرو به بتن و رفتار بلندمدت بتن و فولاد کاهش پیدا می‌کند که به مجموع آن‌ها افت نیروی پیش‌تنیدگی گفته می‌شود.

وادادگی فولاد فقط یکی از عوامل این افت است؛ بنابراین عبارت «وادادگی ۲۰ درصد» از نظر فنی دقیق نیست. مقدار افت کلی باید با درنظرگرفتن مجموعه‌ای از آثار کوتاه‌مدت و بلندمدت بتن، فولاد و فرآیند انتقال نیرو تعیین شود.

01
مرحله تولید

لغزش و استقرار مهار

هنگام اعمال نیرو و تثبیت وایر در سیستم مهار، ممکن است جابه‌جایی محدودی ناشی از استقرار اجزای مهار یا برگشت اولیه وایر رخ دهد.

افت کوتاه‌مدت
02
مرحله انتقال نیرو

کوتاه‌شدگی الاستیک بتن

پس از آزادسازی وایر، نیروی پیش‌تنیدگی بتن را تحت فشار قرار می‌دهد. کوتاه‌شدن الاستیک بتن باعث کاهش محدود طول و تنش مؤثر وایر می‌شود.

افت هنگام آزادسازی
03
رفتار بتن

خزش و جمع‌شدگی بتن

بتن در طول زمان تحت فشار تغییرشکل می‌دهد و با کاهش رطوبت دچار جمع‌شدگی می‌شود. هر دو پدیده می‌توانند تنش مؤثر وایر را کاهش دهند.

افت بلندمدت بتن
04
رفتار فولاد

وادادگی PC Wire

اگر وایر در طول زمان تحت کرنش تقریباً ثابت قرار داشته باشد، بخشی از تنش آن کاهش می‌یابد. این کاهش تنش، وادادگی یا Relaxation نام دارد.

افت بلندمدت فولاد
منابع معتبر طراحی

منابع فنی درباره مقدار افت پیش‌تنیدگی چه می‌گویند؟

منابع طراحی، مقدار ثابتی را برای تمام اعضای پیش‌تنیده تعیین نمی‌کنند؛ زیرا افت واقعی به نوع فولاد، مشخصات بتن، شرایط تولید، زمان انتقال نیرو و رفتار بلندمدت عضو وابسته است.

PCI

۱۲ تا ۲۵ درصد

هندبوک طراحی PCI سال ۲۰۱۰، برای برآورد کلی افت پیش‌تنیدگی محدوده‌ای بین ۱۷۵ تا ۳۵۰ مگاپاسکال یا حدود ۱۲ تا ۲۵ درصد مطرح می‌کند.

مشاهده مرجع رسمی PCI
ACI

متوسط حدود ۱۹ درصد

گزارش ACI 423.10R-16 با موضوع برآورد افت پیش‌تنیدگی، متوسطی نزدیک به ۱۹ درصد را براساس نتایج آزمایشگاهی گزارش می‌کند.

مشاهده راهنمای رسمی ACI
BS EN

برآورد ۲۰ درصد

استاندارد BS EN 15037-1:2008 در حالت تعریف‌شده با تنش اولیه تاندون برابر 0.75fpk، افت پیش‌تنیدگی را ۲۰ درصد در نظر می‌گیرد.

مشاهده مرجع رسمی BSI
۲۰٪ افت کلی فرض‌شده

مبنای برآورد افت در محاسبات تیرچه پیش تنیده ایران

با توجه به بازه ۱۲ تا ۲۵ درصدی ارائه‌شده در هندبوک PCI، متوسط حدود ۱۹ درصد در راهنمای ACI و مقدار ۲۰ درصد در استاندارد BS EN 15037-1، مجموع افت‌های کوتاه‌مدت و بلندمدت در محاسبات تیرچه پیش تنیده ایران به‌صورت کلی ۲۰ درصد در نظر گرفته می‌شود.

این مقدار در محدوده منابع معتبر قرار دارد، با فرض استاندارد اروپایی برابر است و نسبت به متوسط گزارش‌شده توسط ACI اندکی محافظه‌کارانه‌تر محسوب می‌شود.

عدد ۲۰ درصد دقیقاً به چه معناست؟

این عدد نتیجه آزمون وادادگی یک بندیل خاص نیست و فقط به رفتار PC Wire مربوط نمی‌شود. مقدار ۲۰ درصد، برآورد مجموع افت ناشی از استقرار مهار، کوتاه‌شدگی الاستیک بتن، خزش و جمع‌شدگی بتن و وادادگی فولاد پیش‌تنیدگی است.

تفاوت سه اصطلاحی که نباید با هم اشتباه شوند
لغزش وایر

جابه‌جایی فیزیکی وایر نسبت به مهار یا بتن است و به درگیری، مهار و شرایط انتقال نیرو وابسته است.

وادادگی فولاد

کاهش تنش فولاد در طول زمان، در شرایطی است که کرنش آن تقریباً ثابت باقی مانده باشد.

افت کلی پیش‌تنیدگی

حاصل مجموع آثار مربوط به وایر، بتن، مهار و فرآیند انتقال نیروی پیش‌تنیدگی است.

نقش وایر شیار‌دار مارپیچ در کاهش خطر لغزش

استفاده از وایر شیار‌دار مارپیچ، درگیری مکانیکی فولاد با بتن را نسبت به وایر صاف افزایش می‌دهد و انتقال نیرو را مطمئن‌تر می‌کند. بااین‌حال، شکل سطح وایر به‌تنهایی تعیین‌کننده وادادگی فولاد نیست؛ خواص مکانیکی، فرآیند تولید وایر و کیفیت هر محموله نیز باید کنترل شوند.

کنترل پیش از ورود به خط تولید

کنترل کیفیت و آزمایش PC Wire در کارخانه

گواهی آزمون تولیدکننده، اولین مدرک بررسی وایر است؛ اما پذیرش یک محموله فقط براساس برگه آزمایش انجام نمی‌شود. مشخصات هر بندیل باید با مدارک تحویل، وضعیت ظاهری و نتایج کنترل کارخانه تطبیق داده شود.

در تیرچه پیش تنیده ایران، هر بندیل PC Wire پیش از مصرف بررسی می‌شود و کنترل کشش عملی آن با جک‌های مونو کالیبره انجام می‌گیرد. مقدار و تنظیمات اجرایی کشش، بخشی از دستورالعمل داخلی تولید است و براساس مشخصات محصول و محاسبات فنی تعیین می‌شود.

۱
مدارک ورودی

تطبیق گواهی و شناسه بندیل

شماره کلاف یا بندیل، مشخصات محصول، قطر اسمی و اطلاعات گواهی آزمون با محموله تحویل‌شده تطبیق داده می‌شود.

۲
بازرسی سطح

کنترل ظاهری PC Wire

سطح وایر از نظر زنگ‌زدگی مؤثر، روغن، آلودگی، آسیب مکانیکی، شکستگی شیارها و تغییر شکل غیرعادی بررسی می‌شود.

۳
کنترل ابعادی

اندازه‌گیری قطر وایر

قطر و وضعیت شیار مارپیچ کنترل می‌شود. در ارزیابی نتیجه، تفاوت میان قطر اسمی و اندازه واقعی روی برجستگی‌های سطح در نظر گرفته می‌شود.

۴
کنترل عملی

کنترل کشش با جک کالیبره

رفتار هر بندیل در مرحله کشش با جک مونو کالیبره کنترل می‌شود تا عملکرد آن پیش از مصرف در باند تولید ارزیابی شود.

۵
تأیید مصرف

ثبت نتیجه و ورود به تولید

پس از انطباق مدارک و کنترل‌های کارخانه، نتیجه ثبت شده و بندیل مجاز به ورود در فرآیند تولید می‌شود.

!

کنترل کشش کارخانه با آزمون کشش تا گسیختگی یکسان نیست

کنترل عملی با جک کالیبره، رفتار وایر را در محدوده کاری فرآیند تولید بررسی می‌کند. تعیین مقاومت کششی نهایی، مقاومت تسلیم و ازدیاد طول به آزمون استاندارد نمونه تا رسیدن به شرایط تعریف‌شده آزمایشگاهی نیاز دارد و نتایج آن در گواهی آزمون محموله ثبت می‌شود.

چه مواردی در پذیرش PC Wire بررسی می‌شوند؟

قطر اسمی و اندازه واقعی وایر

شکل و پیوستگی شیارهای مارپیچ

مقاومت کششی درج‌شده در گواهی

مقاومت تسلیم و ازدیاد طول

نتیجه آزمون خمش معکوس

پاک‌بودن سطح از روغن و آلودگی

نبود زنگ‌زدگی و آسیب مؤثر

رفتار بندیل هنگام کنترل کشش

CAL

چرا کالیبراسیون جک اهمیت دارد؟

عدد نمایش‌داده‌شده توسط جک زمانی قابل اتکاست که رابطه میان فشار سیستم و نیروی اعمال‌شده با مرجع کالیبراسیون معتبر کنترل شده باشد. استفاده از جک کالیبره، خطای اندازه‌گیری را کاهش می‌دهد و امکان مقایسه رفتار بندیل‌های مختلف را فراهم می‌کند.

موارد نیازمند توقف مصرف و بررسی مجدد
  • ناهماهنگی شماره بندیل با گواهی آزمون
  • نبود اطلاعات فنی یا ناقص‌بودن مدارک محموله
  • آلودگی سطح وایر به روغن یا مواد کاهنده چسبندگی
  • زنگ‌زدگی، شکستگی یا تغییر شکل غیرعادی سطح وایر
  • مشاهده رفتار غیرعادی هنگام کنترل کشش با جک کالیبره
  • مغایرت مشخصات ثبت‌شده با معیارهای فنی تولید
از مشخصات وایر تا ظرفیت تیرچه

نقش PC Wire در محاسبات تیرچه پیش‌تنیده

تعداد وایر به‌تنهایی تعیین‌کننده ظرفیت یا دهانه مجاز تیرچه نیست. برای طراحی باید سطح مقطع فولاد پیش‌تنیدگی، مقاومت کششی وایر، موقعیت و خروج از مرکز آن، نیروی مؤثر پس از افت، هندسه مقطع، مقاومت بتن، مشخصات سقف و بارهای واردشده به‌صورت هم‌زمان بررسی شوند.

محاسبات تیرچه پیش تنیده ایران با درنظرگرفتن الزامات طراحی بتن پیش‌تنیده و کنترل‌های مقاومت، تنش و بهره‌برداری انجام می‌شوند. مرجع بین‌المللی مورد استفاده برای بخش مهمی از این کنترل‌ها آیین‌نامه ACI 318-19 و برای روش‌ها و راهنماهای تخصصی قطعات پیش‌ساخته پیش‌تنیده هندبوک طراحی PCI است.

Aps
سطح مقطع کل فولاد پیش‌تنیدگی Aps = n × 19.6 mm²

در این رابطه n تعداد وایرها و ۱۹٫۶ mm² سطح مقطع اسمی هر وایر ۵ میلی‌متری است.

سطح مقطع اسمی فولاد در تیرچه‌های ۳ تا ۷ وایر
نوع تیرچهتعداد وایرسطح هر وایرسطح مقطع کل فولاد
۳ وایر۳19.6 mm²58.8 mm²
۴ وایر۴19.6 mm²78.4 mm²
۵ وایر۵19.6 mm²98.0 mm²
۶ وایر۶19.6 mm²117.6 mm²
۷ وایر۷19.6 mm²137.2 mm²

چه پارامترهایی همراه تعداد وایر کنترل می‌شوند؟

01 مقاومت کششی وایر

مقاومت نهایی و مقاومت تسلیم محاسباتی فولاد، حدود مجاز طراحی و ظرفیت ایجاد نیروی پیش‌تنیدگی را تعیین می‌کنند.

02 موقعیت وایرها

فاصله وایر از تار خنثی و نحوه قرارگیری ردیف‌ها، مقدار لنگر ناشی از نیروی پیش‌تنیدگی را تغییر می‌دهد.

03 مقاومت بتن

بتن باید در زمان انتقال نیرو مقاومت کافی داشته باشد تا تنش‌های فشاری و کششی اولیه را تحمل کند.

04 افت پیش‌تنیدگی

ظرفیت عضو باید براساس نیروی مؤثر باقی‌مانده پس از افت‌های کوتاه‌مدت و بلندمدت ارزیابی شود.

05 هندسه مقطع

ارتفاع، عرض پاشنه، عرض جان، ممان اینرسی و مشخصات مقطع مرکب در رفتار نهایی تیرچه مؤثر هستند.

06 بارگذاری سقف

بار مرده، بار زنده، تیغه‌بندی، بار متمرکز و شرایط تکیه‌گاهی باید برای هر پروژه به‌صورت مستقل مشخص شوند.

نمونه‌های طراحی

یک تعداد وایر می‌تواند در شرایط مختلف رفتار متفاوتی داشته باشد

نمونه‌های زیر برای نشان‌دادن تأثیر هم‌زمان دهانه، نوع بهره‌برداری، ضخامت سقف و بارگذاری ارائه شده‌اند و جدول عمومی انتخاب تیرچه محسوب نمی‌شوند.

IPJ5
کف مسکونی دهانه مؤثر ۷٫۵ متر
  • تیرچه تک دارای ۵ وایر
  • ضخامت سازه‌ای سقف: ۳۰۰ میلی‌متر
  • ضخامت دال رویه: ۵۰ میلی‌متر
  • فاصله محور تا محور: ۵۰۰ میلی‌متر
  • بار زنده گسترده: ۲ کیلونیوتن بر مترمربع
IPJ5
پارکینگ مسکونی دهانه مؤثر ۷ متر
  • تیرچه تک دارای ۷ وایر
  • ضخامت سازه‌ای سقف: ۳۰۰ میلی‌متر
  • ضخامت دال رویه: ۸۰ میلی‌متر
  • بار زنده گسترده: ۳ کیلونیوتن بر مترمربع
  • بار زنده متمرکز: ۱۵ کیلونیوتن
IPJ7
کف مسکونی با دهانه بلند طول تیرچه ۱۱٫۳۰ متر
  • تیرچه دوبل دارای ۷ وایر
  • دهانه خالص: ۱۱٫۰۵ متر
  • ضخامت سازه‌ای سقف: ۴۰۰ میلی‌متر
  • ضخامت دال رویه: ۷۰ میلی‌متر
  • فاصله محور تا محور تیرچه دوبل: ۷۴۰ میلی‌متر
کنترل‌های طراحی

افزایش تعداد وایر پایان محاسبات نیست

تنش‌های مرحله انتقال نیرو تنش‌های حالت بهره‌برداری شرایط حمل و جابه‌جایی تیرچه ظرفیت خمشی مقطع مرکب ظرفیت برش قائم برش افقی سطح مشترک خیز و تغییرمکان سقف خمش دال بتنی درجا برش دوطرفه دال آرماتورهای حرارتی و اتصال
هشدار درباره انتخاب تیرچه فقط براساس دهانه

عبارت‌هایی مانند «برای دهانه ۷ متر حتماً تیرچه ۵ وایر لازم است» بدون بررسی بارگذاری، فاصله تیرچه‌ها، ضخامت سقف، نوع تکیه‌گاه و مقاومت مصالح قابل تعمیم نیستند. تعداد وایر و آرایش آن باید از محاسبات اختصاصی همان پروژه تعیین شود.

پاسخ به پرسش‌های فنی

سؤالات متداول درباره PC Wire و فولاد پیش‌تنیدگی

در این بخش، مهم‌ترین پرسش‌های مهندسان، خریداران و فعالان تولید درباره مشخصات، کنترل کیفیت و عملکرد PC Wire پاسخ داده شده است.

PC Wire چیست و چه کاربردی دارد؟
PC Wire مخفف Prestressed Concrete Wire و به معنی مفتول فولادی پرمقاومت مخصوص بتن پیش‌تنیده است. این وایر پیش از بتن‌ریزی تحت کشش کنترل‌شده قرار می‌گیرد و پس از رسیدن بتن به مقاومت لازم، نیروی فشاری اولیه را به مقطع تیرچه منتقل می‌کند.
قطر PC Wire مصرفی در تیرچه پیش تنیده ایران چقدر است؟
در خطوط تولید تیرچه پیش تنیده ایران از وایر شیار‌دار مارپیچ با قطر اسمی ۵ میلی‌متر استفاده می‌شود. سطح مقطع اسمی هر وایر تقریباً ۱۹٫۶ mm² است.
چرا اندازه واقعی وایر از ۵ میلی‌متر بیشتر است؟
عدد ۵ میلی‌متر، قطر اسمی وایر است. در وایر شیار‌دار مارپیچ، اندازه‌گیری روی برجستگی‌های سطح می‌تواند مقداری بیشتر نشان دهد. در نمونه گواهی آزمون بررسی‌شده، اندازه واقعی بین ۵٫۲۰ تا ۵٫۲۴ میلی‌متر ثبت شده است؛ اما محاسبات براساس قطر و سطح مقطع اسمی انجام می‌شوند.
چرا در تولید تیرچه از وایر صاف استفاده نمی‌شود؟
تجربه تولید در تیرچه پیش تنیده ایران نشان داده است که وایر صاف درگیری مکانیکی کمتری با بتن دارد و نسبت به وایر شیار‌دار مارپیچ مستعد لغزش و افت بیشتر نیروی مؤثر است. به همین دلیل وایر صاف در خطوط تولید این مجموعه استفاده نمی‌شود.
مقاومت کششی PC Wire چقدر است؟
در محاسبات تیرچه پیش تنیده ایران، مقاومت کششی نهایی وایر ۱۷۲۵ MPa در نظر گرفته شده است. نتیجه واقعی هر محموله باید از گواهی آزمون همان محموله کنترل شود. در نمونه گواهی منتشرشده در این صفحه، نتایج مقاومت کششی بین ۱۸۰۹٫۲ تا ۱۹۵۲٫۳ مگاپاسکال بوده است.
افت ۲۰ درصدی پیش‌تنیدگی به چه معناست؟
این عدد فقط وادادگی فولاد نیست. مقدار ۲۰ درصد، برآورد مجموع افت ناشی از استقرار مهار، کوتاه‌شدگی الاستیک بتن، خزش و جمع‌شدگی بتن و وادادگی PC Wire است. این مقدار با منابع طراحی معتبر مقایسه و به‌عنوان برآورد کلی در محاسبات لحاظ شده است.
آیا هر بندیل PC Wire پیش از مصرف کنترل می‌شود؟
بله. در تیرچه پیش تنیده ایران، مدارک، شناسه بندیل، وضعیت ظاهری، قطر و مشخصات فنی بررسی می‌شوند و رفتار هر بندیل هنگام کشش با جک مونو کالیبره کنترل می‌شود. این کنترل عملی با آزمون آزمایشگاهی مقاومت کششی تا گسیختگی یکسان نیست.
وایرها چه زمانی از باند تولید آزاد می‌شوند؟
آزادسازی فقط پس از آزمایش نمونه‌های بتن و تأیید مقاومت انجام می‌شود. معیار اجرایی تیرچه پیش تنیده ایران برای تیرچه‌های ۳، ۴ و ۵ وایر حداقل ۲۵ مگاپاسکال و برای تیرچه‌های ۶ و ۷ وایر حداقل ۳۰ مگاپاسکال است. پایان زمان عمل‌آوری با بخار به‌تنهایی مجوز آزادسازی وایرها نیست.
تعداد وایر مناسب تیرچه چگونه تعیین می‌شود؟
تعداد وایر فقط براساس طول دهانه انتخاب نمی‌شود. بار مرده و زنده، فاصله تیرچه‌ها، ضخامت سقف، مقاومت بتن، مشخصات تکیه‌گاه، هندسه مقطع، خیز و کنترل‌های خمشی و برشی باید در محاسبات همان پروژه بررسی شوند.
جمع‌بندی راهنمای فنی

جمع‌بندی مشخصات و کنترل کیفیت PC Wire

PC Wire یک مفتول فولادی پرمقاومت مخصوص بتن پیش‌تنیده است و نمی‌توان آن را با میلگرد معمولی یا هر نوع مفتول فولادی جایگزین کرد. مقاومت کششی، سطح مقطع، شکل سطح، وادادگی، پیوستگی با بتن و قابلیت ردیابی محموله، همگی در عملکرد نهایی تیرچه مؤثر هستند.

در خطوط تولید تیرچه پیش تنیده ایران از وایر شیار‌دار مارپیچ با قطر اسمی ۵ میلی‌متر و سطح مقطع اسمی ۱۹٫۶ mm² استفاده می‌شود. مقاومت کششی مبنای محاسبات ۱۷۲۵ MPa است؛ اما نتیجه واقعی هر محموله باید براساس گواهی آزمون و کنترل ورودی همان محموله بررسی شود.

انتخاب تعداد وایر نیز فقط براساس طول دهانه انجام نمی‌شود. بارگذاری، فاصله تیرچه‌ها، ضخامت سقف، هندسه مقطع، مقاومت بتن، موقعیت وایرها، افت نیروی پیش‌تنیدگی و کنترل خیز، خمش و برش باید برای هر پروژه به‌صورت یکپارچه ارزیابی شوند.

نوع وایر مصرفی شیار‌دار مارپیچ
قطر اسمی ۵ میلی‌متر
سطح مقطع اسمی 19.6 mm²
مقاومت کششی مبنا 1725 MPa
برآورد افت کلی ۲۰ درصد
کنترل ورودی کارخانه برای هر بندیل
اصل کنترل کیفیت تیرچه پیش تنیده ایران

گواهی آزمون تولیدکننده شرط لازم برای بررسی وایر است، اما به‌تنهایی کافی نیست. تطبیق شناسه بندیل، کنترل وضعیت سطح، بررسی قطر، ارزیابی مدارک فنی و کنترل رفتار بندیل با تجهیزات کالیبره باید پیش از ورود وایر به خط تولید انجام شود.

راهنمایی فنی و استعلام

برای انتخاب تیرچه مناسب پروژه به مشاوره نیاز دارید؟

تعداد وایر، طول دهانه، بارگذاری، ضخامت سقف و شرایط اجرایی باید پیش از سفارش بررسی شوند. برای مطالعه مشخصات کامل، مشاهده قیمت یا دریافت راهنمایی فنی از لینک‌های زیر استفاده کنید.