تیرچه‌های بتنی در کنار انواع مختلفی از بلوک‌ها به عنوان رایج ترین مصالح در ساخت سقف انواع ساختمان‌ها به کار میروند و در کنار هزینه مناسب از مقاومت و استحکام خوبی برخوردار بوده و همچنین کار با آنها راحت است. سقف های تیرچه بلوک با تیرچه بتنی به دو نوع تقسیم میشوند که در دسته اول و قدیمی تر از تیرچه بتنی خرپایی استفاده شده و در نوع دوم سقف پیش تنیده را داریم که با استفاده از تیرچه بتنی پیش تنیده تولید میشود. تیرچه بتنی خرپایی و تیرچه بتنی پیش تنیده رایج ترین تیرچه‌های بتنی بوده که در اینجا به معرفی و مقایسه آنها با یکدیگر میپردازیم.
تیرچه بتنی
در تیرچه‌های بتنی دو عضو یا ماده اولیه اصلی وجود دارد که آن دو بتن و میلگردهای فولادی بوده به طوری که میلگردها حتما از نوع آجدار یا دندانه دار است. در تولید تیرچه‌های بتی به روش سنتی از قالب و در روش جدید از دستگاه‌های مکانیزه استفاده میشود ولی در هر حالت میلگردها درون بخشی از بتن محکم میشوند. تیرچه بتنی وقتی در تیرهای اصلی قرار میگیرند بلوک‌ها در بین آنها جای گرفته و در پایان کار برای هم سطح و یک دست کردن سقف بتن ریزی نهایی انجام میشود. اگرچه روش کلی کار با تیرچه‌های بتنی تقریبا یکسان است ولی در جزییات کار، نحوه تولید، مزایا و معایب تفاوت هایی را دارا هستند که در ادامه به آنها پرداخته میشود.
تیرچه بتنی خرپایی
در تیرچه خرپایی یک پایه بتی وجود دارد که به اصطلاح به آن بتن پاشنه گفته میشود. بتن پاشنه‌ها حداقل عرض ده سانتیمتر و حداکثر عرض دوازده سانتیمتر را داراست. از لحاظ ضخامت حداقل ۴ و حداکثر ۵ و نیم سانتیمتر است و نهایتا از لحاظ طول حداکثر در متراژ هفت متر قالب زده شده و تولید میشوند. خرپاها از جنس میلگرد فولادی و آجدار است که به صورت هشتی خم شده و به صورت زیگزاگ درون پاشنه بتن فرو رفته و محکم میشود. یک میلگرد سراسری بر روی خرپاها جوش داده میشود.
مزایا و معایب تیرچه خرپا
از مزایای این تیرچه ارزان بودن و استحکام در برابر فشار و تهیه آسان و سریع است ولی معایب آن نسبت به نسل جدید تیرچه بتنی بسیار زیاد است که مهمترین آنها ضعف بتن در برابر کشش است که در این صورت در برابر بار کششی ساختمان مقاومت لازم را از خود نشان نمی‌دهد و احتمال ترک خوردگی و شکستگی آن زیاد است. از طرفی وقتی میلگرد ها با جوش به هم متصل میشوند احتمال جدا شدن از محل جوش ها وجود داشته که این مسئله از معایبی است که ممکن است در هنگام کار با حتی بعد از ساخت مشکل ساز شود.
تیرچه پیش تنیده
تیرچه پیش تنیده همان نسل جدید تیرچه‌های بتنی است که در اکثر کشورهای جهان سال هاست جایگزین تیرچه‌های قدیمی از جمله تیرچه خرپا شده است. تیرچه پیش تنیده از لحاظ مواد اولیه با تیرچه خرپا تقریبا یکسان است با این تفاوت که رده مقاومتی بتن و فولاد متفاوت و بسیار بالاتر است. روش تولید تیرچه پیش تنیده مکانیزه است یعنی به طور کامل توسط دستگاه تولید میشود و به اعمال نیروهای متفاوت مثل تنش و نیروی کششی دارای مقاومت بالا در برابر نیروهای فشاری و کششی موجود در ساختمان میشود. از لحاظ ظاهر سطح مقطع تی شکل دارد و ضخامت آن با احتساب دسته تی در حدود ده تا دوازده سانتیمتر است. در تیرچه پیش تنیده میلگردها درون بتن جای میگیرند. و به همین دلیل روش تولید خاص و پیش تنیده شدن و جای گرفتن میلگردها درون بتن، در تیرچه بتنی پیش تنیده احتمال ترک خوردگی و جدا شدن جوش میلگردها به صفر می‌رسد.
مزایا و معایب تیرچه پیش تنیده
مزایا و برتری های تیرچه پیش تنیده آنقدر زیاد است که میتوان چندین مقاله را به آن اختصاص داد ولی از مهمترین آنها میتوان به مقاومت بالای تیرچه، تولید در طول‌های بلندتر، امکان استفاده در انواع پروژه‌ها، سبک سازی ساختمان، کم شدن حجم نهایی ساختمان های بلند، صرفه اقتصادی در مصرف انواع مصالح و کاهش هزینه‌های جانبی، استفاده راحت و سرعت بالا در انجام کار، در دسترس بودن همیشگی، تولید در تعداد بالا، داشتن استانداردها و کیفیت بالا مطابق آیین نامه های جهانی، قابل ترمیم بودن در بعضی از سازه‌ها مثل پل‌های شهری و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد.
در مورد معایب این تیرچه میتوان از پر هزینه بودن مراحل تولید، نگهداری و حمل و نقل ویژه آن یاد کرد. تیرچه پیش تنیده تیرچه مقاومی است ولی در صورتی که به درستی نگهداری نشود به دلیل داشتن متراژ زیاد دچار خمیدگی خواهد شد.
مقایسه تیرچه خرپایی و تیرچه پیش تنیده
با کنار هم گذاشتن مزایا و معایب این دو تیرچه به راحتی میتوان متوجه تفاوت‌های آنها شد و به راحتی آنها را مقایسه کرد. بی شک در این میان تیرچه پیش تنیده برتری‌های زیادی نسبت به تیرچه خرپایی دارد و البته گفتنی است که استفاده از تیرچه خرپایی سال‌هاست که در اکثر کشورهای غربی و پیشرفته کنار گذاشته شده ولی با این وجود، در ایران، با علم به ضعف‌های این تیرچه هنوز متعصبانه در بسیاری از ساخت و سازها مورد استفاده قرار میگرد.
تیرچه پیش تنیده بیش از دو برابر تیرچه خرپا در ایجاد یک سقف از خود مقاومت نشان میدهد و تفاوت شاخص دیگر حجم بتن مصرفی در هم سطح کردن سقف است که با استفاده از تیرچه پیش تنیده این حجم بسیار کاهش می‌یابد. تیرچه خرپایی حداکثر طول هفت متر دارد ولی تیرچه پیش تنیده حداقل ۸ متر و به طور معمول دوازده متر و حداکثر طول آن محدوده خاصی ندارد و به همین دلیل با استفاده از تیرچه پیش ستون‌ها میتواند در فاصله بیشتری از هم قرار بگیرند و حتی میتوان تعدادی از این ستون‌ها حذف شود. اگرچه تیرچه خرپایی یک تیرچه ارزان است ولی تیرچه پیش تنیده به حدی از هزینه های اصلی و جانبی میکاهد که صرفه اقتصادی با استفاده از تیرچه پیش تنیده بسیار بیشتر از تیرچه خرپایی خواهد شد.