پیش تنیده کردن مصالح ساختمانی، یکی از امور نسبتاً جا افتاده در حوزه ی مهندسی ساختمان به شمار می رود. امروزه در دنیا بر روی انواع روش های بهینه کردن مواد و مصالح ساختمانی کارهای آزمایشگاهی گسترده ای در حال انجام است. این امر در ساخت سازه های مقاوم تر و امن تر در برابر حوادث طبیعی و مصنوعی تاثیر به سزایی دارد. در این مقاله به دو روش کارآمد کردن تیرچه پیش تنیده می پردازیم.

کارآمد کردن و به صرفه نمودن بتن و تیرچه پیش تنیده یکی از مسائلی است که امروزه کارشناسان حوزه ی راه و ساختمان در سراسر دنیا برای آن راه های گوناگونی یافته اند. روش اولی که اغلب این کارشناسان بکار گرفته اند،استفاده از آرماتورهای مخلوط در تیرچه پیش تنیده است. این نوع تقویت برای ساختارهایی قابل قبول و پذیرفته است که در آنها سطح مقطع آرماتور طولی تعیین شده توسط حالت های حد نهایی است و محاسبات با توجه به قابلیت سرویس حالت های حد محدود کننده به انجام نرسیده است. در این حالت می توان مقدار پیش تنیدگی تیرچه را با تعویض بخشی از آرماتور کششی با غیر کششی نصب شده، بنابراین بدست آوردن یک گزینه ی طراحی منطقی تر و طراحی مقاوم تر ممکن به نظر می رسد.

روش دوم شامل انتقال مقدار معینی از کشش طولی تقویت شده از ناحیه تحتانی کشیده شده در دهانه تیرچه تا ناحیه ی فشرده شده ی فوقانی تکیه گاه است، جایی که به طور کامل برای اطمینان از مقاومت خمشی استفاده نمی شود. طرح هایی که مزایای روش های شرح داده شده در بالا را ترکیب می کنند و می توانند بیشتر از پیش تاثیرگذار شوند. مقاومت چنین عناصری در ناحیه ی بالاترین حد گشتاورهای خمشی است که توسط تقویت کننده های کششیِ طولی ارائه می شود. در ناحیه ی تکیه گاه، کل آرماتور با مقاومت بالا خم می شود که این امکان را فراهم می کند که مقاومت در برابر تَرَک مقاطع شیب دار و مقاومت برشی تیرچه پیش تنیده افزایش یابد. برای اطمینان از مقاومت خمشی، آرماتور غیر کششی در ناحیه ی پشتیبانی آن نصب شده است. استفاده از عناصر و اجزای تیرچه ی پیش تنیده با آرماتور کششی خمیده مشکلات خاصی دارد که با پیچیدگی کار بر روی کشش تقویت کننده ربط دارد و نیازمند به وسایلی است که کشش آرماتور در موقعیت خم یا سفت شدن آن را تضمین کند تا از موقعیت افقی اصلی تا خمیدگیِ طرح را حفظ نماید.

در اواسط قرن بیستم، تعدادی از محققان و پژوهشگران راه و ساختمان، طرحی را پیشنهاد کردند که در آن راه حلی به دلیل شدن طرح کلی در طول عناصر کاربردی در تیرچه ی پیش تنیده، مستطیلی است که آرماتور پیش تنیده در زاویه ای خاص نسبت به محور طولی قرار بگیرد و حالتی عمودی ایجاد کند که در آن فشرده سازی ناحیه ی تکیه گاه و افزایش مقاومت برشی تیرچه پیش تنیده لحاظ بشود. علیرغم مزایای آشکار طرح کلی سازه های منحنی شکل، آنها کاربرد گسترده ای در ساخت و ساز پیدا نکرده اند، که این امر به دلیل فقدان آزمایش های قابل اعتماد و داده های نظری اثبات شده در مورد وضعیت تنش – کرنش عناصر طرح شکسته ی مصالح، بتن و تیرچه ی پیش تنیده، از جمله در منطقه برشیِ آنها می باشد.