مقاوم سازی سازه بتنی-پیش تنیدگی

1- مفهوم پیش تنیدگی

پیش تنیدگی روشی است برای مقاوم سازی بتن یا مواد دیگر که توسط رشته‌های فولادی با مقاومت بالا و یا میلگردها انجام می‌شود.کاربرد پیش تنیدگی در سازه‌های پارکینگ ها، ساختمان(آپارتمانها) و در دفاتر کار، دالهای بتنی روی زمین، پلها و ورزشگاه ها، حفاری‌های سنگ و خاک، تانکهای ذخیره آب و مواد شیمیایی و … می‌باشد که در ادامه به مباحث مربوط به پیش تنیدگی پرداخته خواهد شد.

پیش تنیدگی عبارتست از ایجاد یک تنش ثابت دائمی و به اندازه لازم در یک عضو  بتنی بطوریکه در اثر این تنش مقداری از تنش های نا شی از بار مرده وزنده در این عضو خنثی گردد ودر نتیجه ظرفیت باربری عضوافزایش یابد.در واقع نیروی فشاری مورد نیاز در بتن پیش تنیده توسط کشش در فولاد با مقاومت بالا تولید می شود؛ فولاد می تواند قبل یا بعد از بتن ریزی کشیده شود. چنانچه فولاد قبل از بتن ریزی کشیده شود به آن پیش تنیدگی و چنانچه فولاد بعد از بتن ریزی کشیده شود به آن پس تنیدگی گفته می شود.

بطور کلی عمل خنثی نمودن تنش ها ویا متعادل نمودن بارها را اساس طراحی اعضای پیش تنیدهمی توان دانست. اگر نیروی فشاری مشخصی رااز دوطرف به یک قطعه یا تیر وارد بیاوریم می توانتنش کششی رادرپائین عضوکاهش داد و یا به کلی آنرا خنثی نمود و تبدیل به تنش فشاری کرد که ایناعمال نیرو تعادل بارهای خارجی  می باشند.

در سازه های بتن معمولی، اعضای بتنی ازقبیل تیرو ستون و دال سقف شامل بتن و آرماتور هستند که در این اعضا، بخشی از بتن تحت نیروهای فشاری و بخش دیگر آن به همراه آرماتور ، تحت نیروهای کششی قرارمی گیرند.در ناحیه فشاری، بتن به خوبی نیروها را تحمل می کند اما در ناحیه کششی ، ترک می خورد و عملاً کارایی خود را از دست می دهد و آرماتور به تنهایی نیروهای کششی را تحمل می نمایند در این حالت، بتن تنها نگهدارنده آرماتور است و بدون باربری به وزن سازه می افزاید.

در طول اعضای خمشی هم تار تحتانی در کشش قرار می گیرد (روی تکیه گاه) و هم تار فوقانی (وسط دهانه) در مقاطع پیش تنیده با جابجا کردن موقعیت کابل، مقدار و توزیع تنش فشاری قابل کنترل است.در سازه های پیش تنیده اعضای بتنی شامل بتن آرماتور و کابل های پیش تنیدگی می باشند

در این اعضا آرماتورها برای جلوگیری از ایجاد ترکهای بزرگ در بتن(که عملا موجب شکست می شوند)  و تامین الزامات حداقل مقرراتی که آیین نامه بتن ایران برای سازه های بتنی  مقرر داشته است استفاده می شوند و معمولاً بعنوان قطعات باربر مورد استفاده قرار نمی گیرند.بتن در این اعضا همچنان نقش باربری فشاری را عهده دار است با این تفاوت که بطور کاملتحت فشار قرار می گیرد و عملا تمام مصالح بتن بدون ایجاد ترک ، نیروهای فشاری را تحمل می کند.

دلیل این امر استفاده از کابل های پیش تنیدگی می باشد که کابل های پیش تنیدگی وظیفه بوجود آمدن چنین  وضعیتی راعهده دار هستند.( در زمان ساخت و قبل از بهره برداری از سازه) این کابل های با ایجاد نیروی فشاری اولیه در ناحیه کششی بتن، موجب می شوند  بعد از آنکه بارهای مرده(از قبیل بار وسایل و کاربران) و زنده( از قبیل کف سازی ) در زمان بهره برداری از سازه بر سازه اعمال شدند این ناحیه تحت کشش قرار نگیرد و موجب ترک بتن و از دست رفتن کارایی بتن نشود به این ترتیب، از حداکثر ظرفیت باربری بتن استفاده می شود و ابعاد و اندازه اعضا کاهش می یابد.بهینه ترین حالت در انتخاب مقدار نیروی پیش فشردگی حالتی است که درصدی از بارها متعادل شود که منجر به کاهش میزان فولاد مصرفی و  کنترل خیز و ترک در بتن شود.

 

2- مزایای معماری

  • ایجاد سهولت و انعطاف پذیری در طراحی پلان و نما
  • امکان ایجاد دهانه های بلندتر و وجود ستون های کمتر در سازه
  • کاهش ارتفاع طبقات و کل ساختمان
  • امکان ایجاد کنسول های بلندتر
  • افزایش فضای مفید بهره برداری
  • ایجاد فضای مناسب برای تأمین پارکینگ های بیشتر
  • حذف آویز تیرها و امکان استفاده از سقف کاملاً مسطح
  • قابلیت استفاده در پلان های نامنظم و منحنی شکل
  • امکان ایجاد بازشوهای بزرگتر در سقف
  • قابلیت استفاده از ستونهای خارج از محور
  • قابلیت بیشتر عبور لوله ها و ادوات تأسیساتی

3– مزایای سازه ای

  • افزایش دوام بتن
  • کاهش ابعاد فونداسیون
  • کنترل ترک خوردگی در سازه
  • باربری بیشتر عضو پیش تنیده با هندسه مشابه نسبت به بتن مسلح معمولی
  • کنترل خیز و تغییرشکل در سازه ها
  • ایمنی بالاتر سقف یکپارچه بتنی در زلزله
  • کاهش وزن مرده ساختمان و مصالح مصرفی
  • کاهش ارتفاع تیرها و ضخامت دال های بتنی
  • امکانساخت قطعات بتنی پیش ساخته سبک تر
  • کاهش ارتعاش ناشی از بارهای ضربه ای و دینامیکی(کاهش ارتفاع تیرها و ضخامت دال های بتنی)
  • استفاده حداکثر و بهینه از ظرفیت مصالح بتنی و کابل ها

 

4- مزایای اقتصادی

  • افزایش طول عمر مفید سازه
  • کاهش فوق العاده در زمان ساخت و ساز
  • امکان ایجاد طبقات بیشتر تحت یک ارتفاع مجاز
  • امکان احداث پروژه های تجاری با معماری خاص
  • کاهش هزینه تمامی آیتم های ارتفاعی نازک کاری
  • کاهش قابل ملاحظه در مقدار آرماتور و بتن مصرفی
  • کاهش قابل ملاحظه در زمان و هزینه نیروی انسانی
  • افزایش سوددهی پروژه های ساختمانی بواسطه
  • افزایش تعداد پارکینگ ها

5- روش های پیش تنیدگی

اعمال نیروی پیش تنیدگی به دو روش پیش کشیده یا پس کشیده صورت  میگیرد. بدین معنی که عملیات کشش کابل ها می تواند پیش از بتن ریزی یا پس از  بتن ریزی انجام شود.

1-5- روش پیش کشیدگی:

در این روش در مرحله اول ابتدا کابل ها روی بسترپیش ساخته  در حد فاصل دو انتها  کشیده می شوند. در مرحله دوم عضو مورد نظر بتن ریزی می شود و سپس به مقاومت کافی می رسد و در مرحله سوم کابل های پیش تنیدگی در دو انتهای تیر، بریده شده و نیروی پیش تنیدگی بصورت یک نیروی فشاری بر عضو اعمال میشود.

این روش درسازه‌های پارکینگ ها، ساختمان ها(آپارتمانها) و در دفاتر کار، دالهای بتنی روی زمین، پلها و ورزشگاه ها، حفاری‌های سنگ و خاک، تانکهای ذخیره آب و مواد شیمیایی کارگاهها یا کارخانه های تولید قطعات بتنی مورد استفاده قرار گرفته و معمولامحصولات تولید شده بصورت پیش ساخته می باشد.

2-5- روش پس کشیدگی:

در این روش در مسیر عبور کابل های پیش تنیدگی ، غلافی تو خالی در بتن تعبیه می گردد سپس کابل ها از درون غلاف ها عبور داده شده بطوریکیه دو سر آن از غلاف بیرون بوده و سپس عملیات بتن ریزی انجام می شود.بعد از اینکه بتن به مقاومت مورد نظر رسید کابل های توسط جک کشیده می شوند و با مهار بند مهار می شوند.

این روش هم در ساخت قطعات پیش شاخته وهم برای اجرا در محل مورد استفاده  قرار می گیرد.

6- انواع روشهای پس کشیدگی

با توجه به تماس کابل ها به بتن روشهای پس کشیدگی شامل:

1-6- سیستم غیرچسبنده تک رشته

بیشتر سیستم‌های غیر چسبنده به صورت تک رشته‌ای می‌باشند.

شرح: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 کابل ها 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. (تصویر1)

(منظور از غیر چسبنده بودن، عدم تماس مستقیم فولاد کابل با بتن بواسطه پوشش پلی اتیلنی آن می باشد.)

از آنجایی که   نیازی به تامین چسبندگی بین کابل و بتن وجود ندارد عملیات تزریق گروت در این سیستم حذف می شود.این روش بیشتر در مواردی استفاده می شود که اجزای بتن دارای ضخامت کمی هستندونصب مهارهای انتهایی بزرگتر امکان پذیر نباشد.

2-6- سیستم چسبنده مسطح چند رشته:

در آن کابل ها داخل غلاف از طریق گروت با بتن ارتباط پیدا می کند.

شرح: 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 که کششی بزرگ مهار شده و کشیده می‌شوند. سپس مجرای لولهای داکت توسط گروت پر می‌شود.

استفاده از این گروت هم باعث محافظت از خوردگی کابل های 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.

تانکرهای خاک و سنگ نیز از نوع سیستم چسبنده (گیرداری) هستند اما با قدری تفاوت در مراحل اجرای انکر گذاری به طوری که به وسیله دستگاه حفاری سوراخ مدنظر به همراه یک غلاف لولهای (Casing ) جهت جلوگیری از ریزش خاک و سنگ در محل ایجاد می‌شود.این کار ممکن است در دیواره یک تونل و یا دیواره حایل شیت پایلی و توده خاک پشت آن انجام می‌گیرد.

در درون(Casing ) عبور داده شده و سپس عملیات تزریق گروت آغاز می‌شود. بعد از این که گروت به مقاومت مدنظر رسید عملیات کشش(Tendon ) آغاز می‌شود.در حالت پایدار سازی زمینه‌ای شیبدار (ترانشه ها) و یا دیواره تونل‌ها استفاده از انکر گذاری باعث نگهداری خاک سست و سنگ و پیوستگی آن دو با هم می‌شود، به طوری که وقتی عملیات خاکبرداری داخل آغاز می‌شود، فشار پشت توسط نیروی پیش تنیدگی انکر خنثی می‌شود و دیواره شیت پایل در محل خود استوار می ماند.

 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 کابل هاوبتن پیوند(Bonded)قابل قبولی ایجاد می شود.

(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 شودکه نیاز به نیروی زیادی برای پیش تنیده کردن اعضا وجود داشته باشد.

موارد زیر از کاربردهای مهم این سیستم است :

  • پلهای پیش تنیده
  • تیرهای پیش تنده برای دهانه های بزرگ
  • صفحات انتقال بار(Transfer plate )
  • فونداسیون های پیش تنیده

3-6- سیستم چسبنده دایره ای(مدور) چند رشته ای:

که در پروژه های عظیم مثل پل کارایی دارد.

مقایسه سیستمهای چسبیده و نچسبیده:

الف)سیستمهای نچسبیده :

  • امکان ایجاد خروج از مرکزیتبیشتربرای کابل ها
  • افت کمتر در نیروی پیشتنیدگی
  • عدم نیاز به تزریق گروت
  • سرعت اجرای بالاتر
  • هزینه کمتر
  • میانگین مصرف کابل : 3.75 (کیلوگرم در هر متر مربع سقف)
  • میانگین مصرف ارماتور: 6 (کیلوگرم در هر متر مربع سقف)

ب)سیستمهای چسبیده:

  • مقاومت بیشتر مقطع در حالت حدی نهایی
  • مستقل بودن نیروی پیشتنیدگی از مهار انتهایی بعد از تزریق گروت
  • میانگین مصرف کابل :4.5 ( کیلوگرم در هرمتر مربع)
  • میانگین مصرف ارماتور:9 ( کیلوگرم در هر متر مربع سقف)

 

7- مراحل اجرای دالهای پس کشیده باروش نچسبیده:

1-7- قالب بندی:

 در این سیستم قالب بندی سقف مشابه دال بتنی معمولی (بتن آرمه) است. به منظورسهولت درنصب مهارهای انتهایی برای قالبهای کناردال ازمصالح مناسب مانند چوب استفاده می شود.

2-7- آرماتوربندی:

 آرماتورهای مورد نیازشامل کلافهای کناری آرماتورهای تقویتی روی  ستونها و دیوارها آرماتورهای مربوط به برش پانچ آرماتورهای اطراف بازشوهاو….در این مرحله روی سقف نصب می شوند.حجم آرماتوربندی در این روش در مقایسه با دال بتن آرمه بسیارکمتراست وعملا آرماتوربندی بصورت شبکه فوقانی وتحتانی وجود ندارد.

3-7- نصب کابل هاو مهارهای انتهایی:

 با توجه به نقشه های اجرایی  کابل ها روی قالب قرارمی گیرند ومهارهای  انتهایی به لبه قالب متصل می شوند. معمولا کابل ها در دو جهت عمود برهم بر روی دال می باشد.درحالت معمولی دریک جهت کابل ها بصورت متمرکز روی نوارهای ستونی قرار می گیرند(Banded Tendons)ودرجهتدیگر بافاصله های یکنواخت حدود5/1متری توزیع میگرددند.(Distributed  Tendons)

4-7- نصب(Chair )ها و تامین پروفیل کابل ها:

 برای استفاده بهینه ازنیروی پیش تنیدگی موقعیت کابل نسبت به تار خنثی درطول دال تغییر می کند.معمولاروی نقاط تکیه گاهی کابل ها به تارفوقانی ودر وسط دهانه به تار تحتانی نزدیک می شوند.به این انحنا اصطلاحا  انحنا(Profile) می گویند.جهت تامین پروفیل مناسب(Chair)هایی دراندازه های متفاوت با فاصله های مشخصی قرار داده شده وکابل روی آنها قرارمی گیرد.

5-7بتن ریزی:

 پس ازبستن آرماتورهاوقرارگیری کابل هاروی سقف بتن ریزی انجام می شود  در این مرحله باید در مورد ویبره زدن اطراف مهار های انتهایی دقت کافی به خرج داده شود.

6-7- عملیات کشش:

بعد ازاینکه بتن به مقاومت فشاری مورد نیاز رسید می توان عملیات کشش کابل ها را آغاز نمود.هر کابل از یک طرف یا از هر دوطرف (در صورت نیاز) کشیده می شود.میزان افزایش طول هرکابل با توجه به طول و پروفیل آن محاسبه شده و پس از کشش نیز اندازه گیری می شوند. بدین ترتیب صحت اجرای عملیات کنترل می شود.

****ادامه مقاله در لینک رو به رو: افزیـــــــــــــــــــــــــر

→قبلی

8-مراحل اجرای دالهای پس کشیده باروش چسبیده:

8-1-عوامل رشدسریع سیستم پس کشیدگی:

  1. سرعت بالای اجرا
  2. مقاومت بسیار زیاد در برابر خوردگی و زلزله
  3. سهولت ایجاد بیشترین خروج از مرکزیت در تاندونها
  4. افت نیروهای پیش تنیدگی ناشی از اصطحکاک

8-2- مفهوم کلی کار

در سیستم Bonded استرندها را از درون غلافهای آلومینیومی یا پلاستیکی عبور می دهند تا امکان کشش استرند بعد از رسیدن بتن به مقاومت مجاز فراهم آید و پس از کشش این غلاف توسط گروت پر می شود . گروت زنی علاوه بر آنکه از خوردگی استرندجلوگیری می نماید ، باعث چسبندگی آن به بتن نیز میگردد.

در بیشتر حالت‌ها سیستم پیش تنیدگی به عملیات اجرایی ساخت پروژه این امکان را می‌دهد در مواقع غیر ممکن ملزومات معماری طرح رعایت و محدودیت‌های موجود برطرف گردد.اگر چه سیستم پیش تنیدگی در مراحل ساخت، سرهم کردن قطعات(مونتاژ)، برپاسازی و نصب در موقعیت به معلومات و دانش تخصصی و فنی نیاز دارد.

مفهوم کلی کار به صورت زیر توضیح داده می‌شود :

«اگر تعدادی بلوک چوبی که درون آنها سوراخی اجرا شده است و از میان سوراخ نوار لاستیکی عبور داده شود و دو طرف انتهای نوار لاستیکی را نگاه داریم، بلوک‌ها از قسمت پایین از هم جدا می‌شوند.در این شرایط پیش تنیدگی توسط قرار دادن یک جفت مهره در دو انتهای نوار لاستیکی قابل شرح است بطوری که با پیچاندن مهره‌ها کم کم بلوکها در قسمت پایین به هم نزدیک شده و نهایتا به طور محکم به هم فشار خواهند آورد.در این حالت اگر از دو قسمت انتهایی مجموعه را بلند کنیم این بار مجموعه بلوک‌ها از هم جدا نمی‌شود و بطور مستقیم و در کنار هم موقعیت خود را حفظ می‌کنند.»

این نوار لاستیکی محکم شده در واقع همان (Tendon) (فولادهای پس تنیدگی) در مقیاس واقعی می‌باشند که توسط وسایل مهاری گوه‌ای شکل در محل انتهایی بسته می‌شوند.

3-8-مراحل اجرای پیش تنیدگی:

شیوه ساخت به این ترتیب است که ابتدا فولاد پیش تنیده بین فک های هیدرولیکی تحت کشش در می آید سپس بتن ریزی انجام می شود و پس از رسیدن مقاومت بتن به حدی که توان تحمل فشار ناشی از پیش تنیدگی را داشته باشد، فک ها آزاد می شود. عضو پیش تنیده ساخته شده را به ابعاد مورد نیاز برش داده و به کارگاه منتقل مینمایند.

4-8- مزایای پیش تنیدگی:

برای درک بهتر مزایای پیش تنیدگی دانستن اطلاعاتی از خواص بتن مفید خواهد بود. بتن در برابر فشار بسیار مقاوم است اما در برابر کشش ضعیف است.به عنوان مثال وقتی نیرویی کششی در مقطع آن عمل کند، ترک می‌خورد. به طور متداول در سازه‌های بتنی وقتی باری شبیه به خودرو در یک پارکینگ بر روی دال بتنی و یا تیرها قرار گیرد، تیر تمایل به انحنا و خم شدن دارد. این تغییر شکل خمیدگی باعث می‌شود پایین تیر اندکی دچار کشیدگی و ازدیاد طول شود.

معمولا همین مقدار اندک کشیدگی برای ایجاد ترک در بتن کافی است. میل گردهای تقویتی(bars ) فولادی به صورت مدفون در بتن به عنوان تقویت کشش برای محدود کردن عرض ترک قرار داده می‌شود. میلگردها در این حالت وقتی فقط به صورت مدفون در بتن قرار داده می‌شود به صورت نیروهای (Pssive) عمل می‌کند و تا زمانی که خیز در بتن به مرحله قبل از ایجاد ترک نرسیده است نیرویی را تحمل نمی‌کند.اما (Tendon ) یا همان فولادهای پیش تنیدگی به صورت نیروهای (Active )در سیستم عمل می‌کنند. در سیستم پیش تنیدگی فولاد به عنوان عامل مقاوم و موثر عمل می‌کند. به طوری که امکان بوجود آمدن ترک در بتن وجود نخواهد داشت.سازه‌های پیش تنیده حتی اگر تحت بارگذاری کامل قرار گیرند، می‌توانند طوری طراحی شوند که کمترین خیز و ترک در سازه ایجاد شود.

5-8-کاربردها

تقریبا در تمام انواع سازه‌ها سیستم پیش تنیدگی کاربرد دارد.در سازه ساختمان ها، پیش تنیدگی اجازه

ایجاد دهانه آزاد بیشتر بین تکیه گاه‌ها می‌دهد. ضمنا ضخامت دالهای بتنی نیز کمتر، تعداد تیرها کمتر و لاغرتر و امکان ساخت اعضا سازهای چشمگیر و نمایشی از مزایای آن است. دال نازکتر به معنای استفاده کمتر از بتن می‌باشد به علاوه این که ارتفاع کلی ساختمان برای ارتقای کف تا کف یکسان نیست به ساختمانی که از سیستم پیش تنیدگی استفاده نشده کمتر می‌باشد.

بنابراین سیستم پیش تنیدگی باعث می‌شود وزن سازه به طور قابل توجهی نسبت به ساختمان بتنی معمولی با همان تعداد طبقات کاهش یابد. این موضوع باعث کاهش بار فندانسیون می‌شود و می‌توان مزیت اصلی آن برای نواحی لرزه خیز باشد. در مقایسه با ساختمان با شرایط مشابه یک ساختمان کوتاه به سیستم‌های مکانیکال کمتر و همچنین هزینه نمای خارجی کمتری احتیاج دارد.لذا صفه اقتصادی نیز حاصل شده است.

محاسن دیگر سیستم پیش تنیدگی این است که تیرها و دالها می‌توانند ممتد اجرا شوند. به عنوان مثال یک تیر تنها می‌تواند به طور ممتد از یک انتهای ساختمان به انتهای دیگر آن امتداد یابد. از نظر سازه ای این حالت بسیار کارآمدتر از این است که یک تیر فقط از یک ستون به ستون بعدی امتداد داشته باشد. پیش تنیدگی سیستمی است که برای سازه‌های پارکینگ نیز استفاده می‌شود و علت آن این است که انعطاف پذیری زیادی برای طراحی ستون ها، طول دهانه آزاد و شکل رمپ به طراح می‌دهد. در نواحی که از خاک رس روان یا خاک هایی با ظرفیت باربری پایین می‌باشند، استفاده از دالهای روی زمین و یا فندانسیون‌های گسترده با سیستم پیش تنیدگی مشکلات ناشی از ترک و نشت‌های نامتقارن را از بین می‌برد.این روش برای ساخت پل‌ها با شرایط مختلف هندسی نظیر انحناهای پل‌ها و پل هایی با ارتفاع اهمیت زیادی دارد.

ضمنا روش پیش تنیدگی امکان ساخت پل‌ها با دهانه خیلی زیاد را بدون استفاده از تکیه گاه‌های میانی پل بوجود می‌آورد. در ورزشگاه‌ها نیز این سیستم باعث می‌شود دهانه‌های آزاد بزرگتری اجرا شود و در نتیجه امکان اجرای طرح‌های معماری زیبایی به وجود می‌آورد. این سیستم به عنوان مهاری نفوذ کننده در عمق خاک و سنگ نیز استفاده می‌شوند و به عنوان اعضا کششی برای نگاه داری دیواره‌های جانبی در سازه‌ها مانند دیواره راهها، تونل ها، دیواره حوضچه‌های خشک ساخت و تعمیر کشتی و به عنوان نگهدارنده کف سازه‌هایی که تحت اثر نیروی بالا برندگی قرار دارند( مانند سازه آبگیر) پروژه‌های پتروشیمی و پالایشگاه‌ها استفاده فراوان دارد.

ضمن این که برای پایدار سازی شیب زمین‌ها و ترانشه‌ها نیز قابل استفاده هستند.نمونه دیگر مصرف این سیستم در صنایع نفت و گاز و پالایشگاه‌ها مربوط به تانک‌های بتنی ذخیرهگازو میعانات گازی است که در آنها ضریب بالایی جهت اطمینان از عدم وجود ترک در سازه بتنیمطرح است. ضمن این که سازه تانک ذخیره سازی در راستای عمودی و افقی به زمین طوری دوختهمی‌شود که ایمنی آن در مقابل هرگونه انفجار تضمین می‌شود.

واژگان فنی فولادهایپیش تنیدگی(Tendon)کامل کننده و قسمت اصلی مهاری‌ها می‌باشند که به صورت رشته کابل(stand ) فولادی با مقاومت بالای کششی ( N/1770mm2 ) با میلگرد هستند و در جاهایی که دارای پوشش هستند و در حالتی دیگر درون لوله محافظ قرار داده می‌شوند که اطراف آن را توسط گروت و یاپوشش محافظ گریس مخصوص جهت جلوگیری از خوردگی فولاد می پوشانند.

6-8-مشخصات فنی سقف های پیش تنیده

دال سقف که در سازه های بتنی اجرا میشود انواع مختلفی دارد و هر کدام بسته به نیاز و هزینه ساخت

متفاوت می باشند.یکی از به روز ترین سقف هایی که میتوان در ساختمان های بتنی اجرا کرد سقف های بتنی پیش تنیده(prestress) می باشد که در آنها بجای آرماتور از رشته کابل هایی (تاندوم ) استفاده میشود که از داخل یک کاور ضد زنگ رد میشوند ( که بعدا این کاور توسط گروت پر خواهد شد)و سپس دال سقف را بتن ریزی میکنند .

اینگونه سقف ها به 2 روش اجرا میشوند اما برای اجرای هر 2 روش ابتدا باید ورق های فلزی را توسط شمعبندی در زیر سقف اجرا نموده سپس کل سقف را برای حاشیه اطمینان بیشتر آرماتوربندی کنیم . قطر این آرماتور ها وفاصله آنها از هم نسبت به سقف های کامپوزیت به نحوی طراحی و اجرا میشود که از استحکام و تحمل بار بسیار کمتری برخوردار است چرا که تحمل بار اصلی سقف با سیستم بتن تاندوم است که این تاندوم ها پیش یا پس از بتن ریزی کشیده خواهند شد.

چنانچه این تاندوم ها پیش از بتن ریزی کشیده شده و تحت تنش قرار بگیرند به آن پیش تنیدگی به روش پیش کشیدگی ( by prestrss Pretensioning ) گویند و اگر پس از بتن ریزی کشیده شوند به آن پیش تنیدگی به روش پس کشیدگی ( by prestress Posttensioning ) گویند. ازتفاوت های عمده این دو روش می توان به عدم نیاز به بست در روش پیش کشیده اشاره کرد چرا که در روش پس کشیده برای مهار تاندوم ها نیاز به بست می باشد.و نیز تاندوم ها در روش پیش کشیده بایداز مقاومت کششی نسبتا بیشتری برخوردار باشند.

در روش پس کشیده که پس از کشیدن کابل ها توسط جک به اندازه لازم و ثابت کردن آنها توسط بست، فشار مضاعفی بر محل بست و نیز کناره های دال بتن وارد میشود که همین امر ما را بر این میدارد تا از بتنی با عیار بیشتر در کناره ها استفاده کنیم .اما در این پروژه از آنجا که عیار بتن بالاست، بتن ریزی به صورت یکنواخت اجرا میشود.

7-8-اعضای ضروری در پیش تنیدگی:

در سیستم پیش تنیدگی اعضا ضروری متعددی وجود دارد. در ساختار(Unbonded ) پوشش پلاستیکی به عنوان منفصل و جداکننده نیروی مهاری بین استرندهای پیش تنیدگی و بتن اطراف عمل می‌کند. چیزی که به عنوان ناحیه آزاد (LF ) مطرح می‌شود. این پوشش همچنین باعث محافظت از خسارت وارده به استرند با روش‌های مکانیکی می‌شود. به عنوان یک مانع عمل می‌کند که از نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی به استرند جلوگیری می‌کند.

علاوه بر این پوشش، ماده محافظ استرند از نوع گریس مخصوص باعث کاهش اصطکاک بین استرند وپوشش پلاستیکی آن شده و حفاظت خوردگی مضاعفی ایجاد می‌کند. قسمتهای مربوط به مهار کردن و بستن (Anchor Head ) قسمت مهم دیگر است خصوصا در سیستم‌های (Unbonded) بعد از این که بتن عمل آوری شد و به مقاومت لازم رسید گوه‌ها داخل پلیت مخصوص (Wedge Plate ) قرار داده می‌شود و استرندها کشیده می‌شوند. وقتی که جک کششی استرند را آزاد می‌کند، استرند به آرامی جمع می‌شود و گوه‌ها را به درون انکر می‌کشد و این عمل باعث ایجاد قفل شدگی محکم در استرند می‌شود.بنابراین گوه‌ها نیروی موجود در (Tendon )را حفظ می‌کنند و آن را بتن محیط اصراف منتقل می‌کنند.

در محیط‌های خورنده قسمت مهار کننده (anchorhead)و دم‌های استرندهای بیرون زده معمولاً با یک پوشش کلاهک برای حفاظت بیشتر پوشانده می‌شوند. برای استفاده از مهاری‌های (Unbonded ) در ساختمان‌ها و دالها،عموما در محلی پیش ساخته می‌شوند و به محل سایت(به صورت آماده جهت نصب) منتقل می‌شوند. سپس رشته‌های پیش تنیدگی به شکلی که در نقشه‌های نصب مشخص شده اند در محل قرار داده می‌شوند. در نقشه‌های نصب فاصله آنها از هم، شکل حرکتی آن در طول(ارتفاع هر قسمت آن از سطح قالب) و محل هایی که باید کشیده شوند، نشان داده می‌شود.

سپس بتن ریزی انجام می‌شود و وقتی به مقاومت لازم بین(3000-3500psi ) رسید، رشته‌ها کشیده شده و قفل می‌شود.اصولا (Tendon ) شبیه یک نوار لاستیکی تمایل به برگشت به حالت طول اولیه دارد در حالی که توسط قسمت مهارکننده(Anchor head) از انجام آن جلوگیری می‌شود. در واقع رشته‌ها به طور دایمی تحت تنضش قرار دارند که باعث می‌شود نیروی فشاری در بتن ایجاد شود. این نیروی فشاری که از سیستم پیش تنیدگی حاصل می‌شود نیروهای کششی ناشی از بارگذاری را خنثی می‌کند.

بنابراین ظرفیت باربری بتن و یا دیواره شیت پایل در سازه‌های دریایی(اسکله ها، حوضچه‌های خشک تعمیر کشتی) به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. از آنجایی که بتن پیش تنیده در محل پروژه به صورت درجا ریخته می‌شود تقریبا هیچ محدودیتی برای شکل دادن وجود ندارد. نماهای سر در قوسی شکل، آرک‌ها و طرح‌های دالهای پیچیده اغلب نمادهایی از سازه‌های بتنی پیش تندگی هستند

پیش تنیدگی تاکنون برای استفاده در تعداد زیادی از پل هایی که به زیبایی طراحی شده، جهت استفاده قرار گرفته است.اطمینان از کیفیت ساخت مقدار فروش استرندهای پیش تنیدگی تقریبا در ده سال گذشته دو برابر شده از این رو صنعت پیش تنیدگی به سرعت در حال رشد است.

 

5/5 - (6 امتیاز)
mahdavi

Recent Posts

بهترین مواد و روش آب بندی استخر چیست؟

آب بندی استخر: راهنمای اجرایی و گام به گام صفر آب بندی استخر، یکی از…

2 هفته ago

عایق رطوبتی پیش ساخته چیست؟

عایق رطوبتی پیش‌ساخته چیست؟ عایق رطوبتی پیش‌ساخته، نوعی پوشش ضدآب است که به‌صورت صنعتی تولید…

4 هفته ago

ملات ضد اسید فوران چیست؟

ملات ضد اسید فوران چیست؟ ملات ضد اسید فوران، یکی از پرکاربردترین انواع ملات ضد…

1 ماه ago

عایق رطوبتی سوله + اهمیت عایق بندی، انواع و هزینه آن

عایق رطوبتی در سوله چیست و چرا استفاده از آن ضروری است؟ عایق رطوبتی سوله…

2 ماه ago

دستورالعمل طراحی و اجرای ملات مسلح شده با مش الیاف شیشه برای مهار دیوارهای بلوکی

مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف؛ از ابهامات تا ممنوعیت مسلح کردن دیوار با شبکه…

2 ماه ago

عایق رطوبتی نما؛ مزایا، ویژگی‌ها و روش‌های اجرا

اهمیت عایق‌کاری نما در حفظ ارزش ساختمان عایق‌کاری نما نه‌تنها از ساختمان در برابر آسیب‌های…

3 ماه ago