دامنه کاربرد سقف های پیش تنیده (۱)
دامنه کاربرد سقف های پیش تنیده
- پارکینگ‌های طبقاتی
- ساختمان‌های بزرگ مسکونی
- مراکز تجاری و آموزشی
- هتلها و مراکز رفاهی
- ساخت پلها
- سازه‌های کابلی معلق
- سازه‌های صنعتی
- پارکینگ های طبقاتی:
از آنجا که در سیستم دال پس کشیده فاصله ستون ها بطور قابل ملاحظه ای (دهانه ها ی12 متری) افزایش می یابد لذا فضای باز و مفیدی را جهت پارک و جابجایی اتومبیل ها ایجاد می نماید. همچنین با توجه به اینکه در اکثر پارکینگ های طبقاتی سقف ها به صورت نمایان (Expose) و بدون سقف کاذب اجرا می گردند قابلیت کاهش نفوذ پذیری و مقاوم شدن بتن در مقابل تهاجم های شیمیای در دال های پس کشیده نیز میتواند عامل مهمی در انتخاب این سیستم برای پارکینگ های طبقاتی باشد.
- برج ها و ساختمان های مرتفع:
با توجه به اینکه استفاده از دال های پس کشیده در سازه باعث کاهش ارتفاع طبقه می شود ، لذا در یک ارتفاع ثابت می توان تعداد طبقات بیشتری را ایجاد نمود.
- ساختمان های تجاری و بیمارستان ها:
مزایایی از قبیل فاصله زیاد ستون ها، سرعت اجرا وکاهش وزن سازه در سیستم دال های پس کشیده باعث می شوند تا این نوع سیستم گزینه مناسبی برای ساختمان های تجاری و بیمارستان ها و... باشد.
پل ها:
نیاز به اجرای دهانه های بزرگ در پل ها ، جلوگیری از لرزش ، ترک خوردگی و نفوذ پذیری بتن و همچنین سرعت مناسب اجرا در سیستم های پس کشیده از جمله عواملی است که باعث شده این سیستم از مرسوم ترین روشها در ساخت پل ها باشد.
انبوه سازی های مسکونی:
از آنجا که در این نوع مجتمع ها درهرطبقه چندین واحد مسکونی در نظر گرفته شده و طراحی می گردد لذا فاصله زیاد ستون ها شرایط بسیار مناسبی جهت معماری واحدها مهیا می نماید بطوریکه میتوان در بیشتر موارد هر واحد را بدون قرار گیری ستون در داخل آن طراحی نمود.
روش هاي پيش تنيدگي بتن:
پيش تنيدگي در 2 فرم کلي زير انجام مي شود
1- پيش کشيدگي (Pre-Tensioning):
بسیاری از قطعات بتنی پيش ساخته پیش تنیده (از جمله تیرهای برق گرد، تیرچهT شکل، دال های مجوف یا هالوکر، تراورس راه آهن و …) با اين روش توليد مي‌شوند. در روش پيش کشيدگي، ابتدا وایرها یا کابل ها را به صورت آزاد در داخل قالب قرار داده و به کمک جک هاي هيدروليکي، تحت کشش قرار مي دهند. سپس عمليات بتن ريزي انجام شده و پس از خارج کردن هواي آن به کمک ويبراتور، شرايط لازم را براي گيرش سريع‌تر بتن فراهم مي کنند. پس از رسیدن بتن به مقاومت مطلوب، اضافه طول کابل ها برش داده شده و بتن تحت فشار قرار می‌گیرد. در اين روش نيز همانند بتن مسلح پيش ساخته، مقطع و محل قرارگيري کابل ها بر اساس بارهاي محاسبه شده، مشخص و رعايت مي‌شود .
2-پس کشيدگي (Post-Tensioning):
از پیش کشیدگی در دال‌ها و تیرهای ساختمان‌ها، پارکینگ‌ها، برج‌ها، مخازن بتنی، دالهای روی سطح زمین و … استفاده میشود. در اين روش، موقعيت کابلها و صفحات مهاری (انکوریج) را پيش از بتن ريزي در داخل قالب تثبيت کرده و سپس بتن‌ريزي را انجام مي‌دهند. پس از رسيدن بتن به مقاومت مورد نظر، عمليات کشش کابلها با استفاده از جک هاي هیدرولیکی، انجام مي شود. مزيت پس کشيدگي بر پيش کشيدگي آن است که در اين روش، مي‌توان مسير کابل ها را به گونه اي انحناء داد که در هر مقطع، تنش فشاري برابر با تنش کششي شکل گرفته در آن مقطع، ايجاد شود و به اين ترتيب در حجم بتن ريزي، صرفه جويي نمود.
پس کشیدگی به دو صورت گیردار یا چسبيده (Bonded) و آزاد یا غيرچسبيده (Unbonded) اجرا می‌گردد. در آمريکا بيشتر از سيستم آزاد و در استراليا از سيستم گیردار استفاده مي‌شود.
انتقال نيرو از کابلها به بتن در سيستم آزاد تنها از طريق تکیه گاه های (انکوريج) انتهايي به صورت نيروي فشاري مي‌باشد، اما در سيستم گیردار علاوه بر انتقال نيرو از طريق تکیه‌گاه‌ها، از طريق نيروي تماسي (گیرداری طولی) نيز اين انتقال صورت مي‌گيرد.
الف- سیستم گیردار یا چسبيده (Bonded):
در سيستم گیردار (Bonded)، ابتدا صفحات مهاری (انکوریج) و غلاف‌هاي فلزي درون قالب قرار داده می‌شوند. پس از رانش کابل در داخل غلاف ها، بتن‌ريزي را انجام مي‌دهند. پس از رسيدن بتن به مقاومت لازم، کشيدن کابلها توسط جک‌های هیدرولیکی انجام مي‌گيرد. پس از انجام عمل کشيدگي، داخل مجرای غلافها با گروت (نوعی ملات سیمانی متشکل از آب، سیمان، ماسه و مواد افزودنی) پر مي‌شود. استفاده از گروت هم باعث محافظت از خوردگی کابلهای فولادی میشود و هم باعث ایجاد گیرداری و انتقال نیروی کششی بین کابلها و محیط درون غلاف میشود.
مزاياي سيستم گیردار (Bonded): ممان نهايي بيشتر بوده و شکست منطقه‌اي کابلها مشکل کمي ايجاد مي‌کند.
در این سیستم‌ها دو یا چند استرند از درون یک مجرای محافظ فلزی یا پلاستیکی عبور داده میشود در حالی که این مجرا از قبل به صورت مدفون در بتن کار گذاشته میشود.استرندها توسط یک جک کششی بزرگ مهار شده و کشیده می‌شوند. سپس مجرای لوله ای داکت توسط گروت پر میشود. استفاده از این گروت هم باعث محافظت از خوردگی کابلهای فولادی میشود هم باعث انتقال نیروی کششی بین استرندها و مجرای لولهای داکت شده و گیرداری طول مشخصی از (Tendon) را در محیط اطراف موجب میشود.
در این روش چند کابل داخل یک غلاف فلزی قرار گرفته و همگی به یک مهارانتهایی ختم می شوند. مهارهای انتهایی در محل مناسب روی قالب نصب شده و پس از بتن ریزی وعملیات کشش مواد پرکننده(گروت)داخل غلافها تزریق میشود. عاجهای روی جداره غلاف طوری طرااحی شده اند تا درگیری مناسب با بتن ایجاد کنند بدین ترتیب بین کابلها و بتن پیوند (Bonded) قابل قبولی ایجاد می شود.
تاندون چند رشته
(منظور از چسبنده بودن، تماس کابل با بتن از طریق گروت ریزی در داکت که کابل در آن محصور شده است می باشد.)
روش چسبیده بیشتر در مواردی استفاده می شود که نیاز به نیروی زیادی برای پیش تنیده کردن اعضا وجود داشته باشد.
سیستم چسبنده دایره ای (مدور) چند رشته ای
سیستم چسبنده دایره ای (مدور) چند رشته ای
ب- سيستم آزاد (Unbonded):
در سيستم آزاد (Unbonded)، کابلها داراي روکش پلي‌اتيلن مخصوص بوده و در نتیجه نيازي به غلاف گذاري ندارند؛ در نتيجه پس از کارگذاري کابلها، بتن ريزي صورت گرفته و سپس عملیات کشش انجام مي‌شود. بدلیل عدم وجود غلاف، اين سيستم نيازي به گروت ريزي ندارد.
بیشتر سیستم‌های غیر چسبنده به صورت تک رشته‌ای می‌باشند.
یک رشته کابل از هفت رشته سیم مفتول تشکیل میشود که با نوعی گریس جهت حفاظت خوردگی پوشیده میشود و کل مجموعه درون یک روکش پل یاتلین قرار گرفته است. در قسمت ابتدائی نیز از یک صفحه فولادی سوراخ دار به همراه گوه‌هایی فولادی دو تکه استفاده میشود و این گوه‌ها طوری طراحی شده اند که استرند (کابل) را درون خود محکم نگاه می‌دارد.
در این روش هر کابل پیش تنیدگی داخل یک غلاف پلاستیکی قرار دارد.کابل قابلیت حرکت در داخل غلاف پلاستیکی را دارد و مستقیما توسط یک مهار نگه داشته می شود.پس از بتن ریزی وکسب مقاومت فشاری مورد نیاز کابلها کشیده می شود. در این روش نیروی فشاری از طریق مهارهای انتهایی به بتن منتقل می شودو کابل در طول خود پیوند وتماس مستقیمی با بتن ندارد.
(منظور از غیر چسبنده بودن، عدم تماس مستقیم فولاد کابل با بتن بواسطه پوشش پلی اتیلنی آن می باشد.)
تاندون تک رشته
مزاياي سيستم آزاد (Unbonded) عبارتند از: امکان ايجاد حداکثر خروج از مرکزيت بخاطر حذف غلاف، عدم ايجاد خوردگي در کابلها بدليل وجود روکش مناسب، کم تر شدن مقدار افت‌هاي اصطکاکي، قابليت مناسب تعمير و جايگزيني کابلها.
این روش بیشتر در مواردی استفاده می شود که اجزای بتن دارای ضخامت کمی هستند و نصب مهارهای انتهایی بزرگتر امکانپذیر نباشد.
در ادامه به توضیح تجهیزات روش پیش تنیدگی میپردازم .
انواع مهار انتهایی (تکیه گاهی):
مهار انتهایی:
در سیستم پیش تنیدگی، دو انتهای مرده و زنده وجود دارد. در انتهای مرده، کابلها با روشهای مختلف در جای خود ثابت می‌گردند و در انتهای زنده، کابلها به وسیله جک کشیده شده و توسط گوه در صفحه مهاری (هد انکور) ثابت می‌شوند.
انتهای مرده:
روشهای مهار کردن فولاد پیش تنیدگی در انتهای مرده به شرح زیر می‌باشد.
مهار گوه‌ای: سیستم های مهار انتهایی زیادی وجود دارند اما مهارهایی که بر عملکرد گوه ای استوار هستند توسعه بیشتری پیدا کرده اند. در این سیستم، با تکیه بر عملکرد گوه و اتصال اصطکاکی آن به کابل، مهار انجام میشود. مهار گوه ای انتهای مرده در سیستم پیش تنیده آزاد (Unbonded) استفاده می شود
عملیات کشش انتهای مرده گوه‌ای جهت قفل شدن کابل در صفحه مهاری (انکوریج)، قبل از بتن ریزی و به صورت کششی خفیف انجام میشود. با توجه به نبود بتن جهت اتکای صفحه مهاری برای انجام عملیات کشش، میتوان میان جک و صفحه مهاری یک قطعه فولادی کمکی به عنوان تکیه گاه موقت قرار داد. همچنین در صورت سفارش کابل در طول‌های مشخص، عملیات کشش کابل جهت قفل شدن در صفحه مهاری، در محل کارخانه و توسط دستگاه مخصوص انجام میشود
مهار پیازی: در این سیستم، انتهای کابلها توسط دستگاه مخصوصی که به یک پمپ هیدرولیک متصل است، تغییر شکل داده شده و اصطلاحا پیازی شکل می‌شوند و معمولا با یک میلگرد یا یک ورق فلزی در جای خود درون بتن ثابت می‌شوند. در سیستم گیردار (Bonded) معمولا از این نوع مهار استفاده میشود.
مهارهای دکمه ای: در این سیستم، مهارها (انکوریج) با دستگاه مخصوص به انتهای کابلها پرچ می‌شوند و توسط یک صفحه در داخل بتن ثابت می‌شوند. از این نوع مهار در سیستم گیردار (Bonded) استفاده میشود
گل میخ زنی: در این سیستم که فقط برای میلگردها یا مفتول‌های پیش تنیدگی (جهت استفاده در قطعات پیش ساخته و پیش تنیده بتنی) استفاده میشود، انتهای مفتول توسط دستگاه های مخصوصی به صورت گرم یا سرد پرس شده و تغییر شکل می‌دهد؛ به صورتی که انتهای میلگرد در داخل تکیه گاه گیر کند.
