2. زمینه های فعالیت
3. استرونگ هلد ایران- تاسیس 1356

استرونگ هلد ایران- تاسیس 1356

تاریخچه  بتن پیش تنیده و پیش تنیدگی : 

 

در آغاز برای مسلح کردن بتن از آرماتور استفاده شد ( بتن آرمه ) و در ادامه استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی ، بتن را به یکی از کاربردی ترین مصالح سازه ای تبدیل نمود . ایده پیش تنیدگی در دهه اول قرن بیستم

میلادی مطرح گردید و تحقیقات مختلفی بین سالهای 1930 تا 1940 روی آن انجام گرفت . این روش از سال 1955 در زمینه های مختلف سازه ای مورد استفاده قرار گرفت و به علت کارایی مناسب کاربرد آن به

سرعت افزایش یافت.

 

شروع استفادة عملي از صنعت پیش تنیدگی را می توان در اوایل دهه پنجاه میلادی دانست . در بدو امر توجه عمده بر روی ساخت کارخانه‌‌‌‌‌‌ای قطعات پیش ساختة پیش تنیده برای پلهای بزرگراهها  بود .

در دهه شصت میلادی ساخت پلها با دهانه‌های بزرگ بامقاطع جعبه‌ای و به روش پس‌کشیده بسيار مطرح گرديد.

در طول سالیان اخیر استفاده از این تکنیک بسیار ساده تر و مؤثرتر گردیده و مصالح آن بهینه سازی شده اند و هم اکنون درصد بالائی از کل سازه های در حال احداث در سطح جهان با استفاده از فناوری

پیش تنیدگی ساخته می شوند.امروزه عواملي همچون نيازهاي معماري مدرن به دهانه‌هاي بزرگتر ، نياز طراحان و سرمايه‌گذاران به  عملي ساختن طرحهاي منحصربه‌فرد با اشكال متنوع و نامنظم ، نياز

سرمايه‌گذاران و پيمانكاران به تكنيكهاي جديد جهت كاهش مدت اجرا و در نهايت استفاده از مصالح با مقاومت بالاتر كه  موجب كم شدن مصالح مصرفي و كاهش هزينه‌هاست باعث گرديده  كه استفاده از  اين

سيستم در سقفهاي ساختمان بسيار مورد توجه قرار گيرد.

امروزه علاوه بر ايالات متحده در اكثر جوامع مترقي و در حال پيشرفت اين سيستم در پروژه‌هايي مانند: ساختمانهاي مسكوني و اداري ، هتلها ، بيمارستانها ، پاركينگ‌هاي طبقاتي ، مراكز خريد ، ورزشگاه‌ها ،

آمفي‌تئاترها ، ساختمانهاي بلند‌مرتبه ، ساختمانهاي خاص همچون مراكز فرهنگي و بناهاي يادبود ، پروژه‌هاي انبوه‌سازي و ..... در مناطق با خطر نسبي زلزلة زياد و يا محيط هايي كه سازه در معرض خوردگي

بالا ميباشد استفاده مي‌گردد.

نتيجتاً با آگاهي بيشتر كارفرمايان و سرمايه‌گذاران ، آرشيتكتها و مهندسين مشاور سازه ، دامنة كاربرد صنعت پيش‌تنيدگي طي 20سال اخير به بيش از 7 برابر افزايش يافته است.

هم اكنون در كشور ما نيز اين امكان وجود دارد تا با استفادة صحيح از اين تكنولوژي از مزاياي آن بهره‌مند شويم

 

مفهوم پیش تنیدگی

در سازه های بتن مسلح معمولی، اعضای بتنی از قبیل تیر و 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 قرار می 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 نماید.

در این حالت، بتن تنها نگهدارنده آرماتور است و بدون باربری، به وزن سازه می افزاید. 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 نماید.در این حالت، بتن تنها نگهدارنده آرماتور است و بدون باربری، به وزن سازه می افزاید.

اما در سازه های پیش تنیده، اعضای بتنی شامل بتن، آرماتور و کابل های پیش تنیدگی می باشند. در این اعضا، آرماتور ها برای جلوگیری از ایجاد ترک های بزرگ در بتن (که عملاً موجب شکست می شوند) و تأمین

الزامات حداقل مقرراتی که آیین نامه بتن ایران (آبا) برای سازه های بتنی مقرر داشته است استفاده می شوندو معمولاً به عنوان قطعات باربر مورد استفاده قرار نمی گیرند. بتن در این اعضا همچنان نقش باربری

فشاری را عهده دار است با این تفاوت که به طور کامل (در کل ناحیه) تحت فشار قرار می گیرد و عملاً تمام مصالح بتن بدون ایجاد ترک، نیروهای فشاری را تحمل می کند. دلیل این امر، استفاده از کابل های

پیش تنیدگی می باشد.

 

در واقع کابل های پیش تنیدگی، وظیفه به وجود آمدن چنین وضعیتی را عهده دار هستند. این کابل ها با ایجاد نیروی فشاریِ اولیه در زمان ساخت و قبل از بهره برداری از سازه) در ناحیه کششیِ بتن، موجب می شوند

بعد از آنکه بارهای مرده (از قبیل کف سازی) و زنده (از قبیل باروسایل و کاربران)،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.

بنابراین به طور خلاصه میتوان اینگونه بیان نمود که در تکنیک پیش تنیدگی  با اعمال تنشهای فشاری اولیه به المانهای بتنی قابلیت باربری آنها افزایش یافته و ضمن کاهش ابعاد مقاطع و المانها، آرماتور مصرفی نیز

کاهش می یابد. 

تنشهای اعمالی به المان در فناوری پیش تنیدگی، عکس تنشهای ناشی از بارهای سرویس وارده به عضو می باشد که برای این منظور کابل های پیش تنیدگی همانطور که در اشکال بعد نشان داده شده است

 مسیر منحنی (سینوسی شکل ) دارند و هر کجا که لنگرمثبت داریم (وسط دهانه ها)، کابل ها در پائین مقطع و هر کجا که لنگر منفی داریم (روی تکیه گاه ) کابل در بالای مقطع قرار داده میشود به عبارت دیگر هرقسمت

از مقطع که درآن احتمال بروز تنش کششی وجود دارد کابل در آنجا حضور خواهد داشت.

 

لازم به ذکر است که مقاومت کششی استرند 18600 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع میباشد که این مقدار تقریبا 4.5 برابر آرماتور معمولی مورد استفاده در ساختمان میباشد. 

 

 

 

پیش تنیدگی در ساختمان:

هم اکنون یکی از مهمترین کاربردهای پیش تنیدگی در سقف ساختمانها می باشد بطوریکه برای مثال در کشور آمریکا قریب 70 درصد استرندهای پیش تنیدگی تولیدی یا وارداتی در صنعت ساختمان به مصرف می رسد.

 

 پیش تنیدگی در سازه های مختلف به دو روش اعمال می شود:

 

         الف) پیش کشیدگی (Pre-Tensioning) :

اعمال نیروی پیش تنیدگی (Jacking)  قبل از بتن ریزی صورت می گیرد.

در اين روش اعضاي كششي قبل از گيرش بتن كشيده مي‌شوند. به همين دليل مورد استفادة اين روش عمدتاً در توليد مقاطع پيش‌ساختة بتني مانند دالها و تيرهاي پيش‌ساخته بوده و سابقة استفاده از آن در ايران نيز موجود مي‌باشد.

مراحل انجام پیش تنیدگی در این روش عبارت است از : کشش المان های پیش تنیدگی با جکهای مخصوص ، قالب بندی و بتن ریزی در اطراف این اعضا، حفاظت از بتن و در نهایت بریدن اعضای کششی

از جمله مهمترين معايب روش پيش‌كشيدگي عدم قابليت استفاده در پروژه‌هاي غير‌تيپ با دهانه‌هاي متغير‌ ، ضعف در اتصالات  و عملكرد نامناسب ديافراگم صلب در مناطق زلزله‌خيز مي‌باشد كه موجب شده است

استفاده از اين روش كمتر مورد استقبال واقع شود.بنابراین عدم قایلیت استفاده در پروژه های غیر تیپ با دهانه های متغیر، ضعف در اتصالات و عملکرد نامناسب دیافراگ صلب در مناظق لرزه خیز باعث گردیده

که این روش کمتر مورد استقبال واقع گردد. 

 

 

 

 

      ب)  پس کشیدگی (Post – Tensioning) :

اعمال نیروی پیش تنیدگی (Jacking)  بعد از بتن ریزی صورت می گیرد.

در اين روش اعضاي كششي پس از گيرش بتن كشيده مي‌شوند. اين روش با روند درجا سازي ساخت هماهنگ بوده و به همين دليل در اكثر پروژه‌هاي ساختماني قابليت كاربرد دارد .به گونه‌اي كه ابتدا قالب‌بندي  و

آرماتوربندي مورد نياز صورت مي‌پذيرد و درمسيرهايي از سقف  كه از محاسبات استخراج مي‌شود غلافهاي پلاستيكي  يا فلزي قرار ميگيرد. اعضاي كششي از داخل اين غلافها عبور مي‌كنند به گونه‌اي كه امكان

حركت در تمام طول مسير را خواهند داشت. سپس عمليات بتن‌ريزي به صورت درجا انجام شده و بتن پيرامون غلافها را كاملاً محصور مي‌نمايد.پس از گيرش بتن عمليات كشش توسط جكهاي هيدروليكي انجام می شود.

مناسب جهت ساخت اعضای بتنی درجا مانند دالهای درجا در ساختمانها و اعضای پیش ساخته با تیراژ کم یا متوسط.

 

 

پس کشیدگی نیز به دو روش چسبیده (غلاف دار) و نچسبیده (بدون غلاف) انجام میشود. 

 

دال تخت پیش تنیده - پس کشیده

بر اساس استاندارد 2800 ویرایش 4 که مبنای طراحی ساختمانها در برابر زلزله در کشورمان میباشد، در صورت تامین مقدار مناسب دیوار برشی، استفاده از دال تخت - بدون تیر- تا 35 متر از تراز پایه مجاز می باشد . 

در ساختمانهای مختلف و با کاربری های متعارف (مسکونی، تچاری، اداری)، با استفاده از تکنیک پیش تنیدگی، امکان استفاده از دال تخت با دهانه های بزرگ ( حدود 10 متر ) به راحتی مهیا می باشد.

                        

 

دال پیش تنیده + تیر

در صورتیکه تعداد طبقات ساختمان بیش از 15 طبقه (اقتضای آئین نامه ای)  یا بارگذاری سقفها سنگین و یا دهانه آنها خیلی بزرگ باشد (اقتضای طراحی) استفاده از تیر در دالها اجتناب ناپذیر خواهد بود.

ولی در این حالت نیز می توان تعداد تیرها را تا حد امکان کاهش داد و دهانه های بزرگتر که با دال بتن مسطح معمولی امکان پذیر نیست داشت.

 

 

مزایای دالهای پس کشیده:

1. امکان دستیابی به دهانه های بزرگتر :

در ساختمانهایی که سیستم آنها دال پیش تنیده می باشد نسبت به ساختمانهای معمولی می توان حدود 30 تا 40 درصد ستونها را حذف کرد.این موضوع به دلیل خنثی شدن اثرات بارهای ثقلی توسط کابلها می باشد.

دهانه های معمول و اقتصادی در سیستم دالهای پیش تنیده 13 - 8 متر می باشد.البته میبایست تدابیر لازم برای تأمین سیستم باربر جانبی مناسب و کافی اتخاذ گردد.

 

    2- امکان ایجاد کنسولهای بلندتر:

در سقف های پیش تنیده ایجاد کنسولهای بلند (حدود 4 متر) امکان پذیر است. که البته شرکت استرونگ هلد ایران با تکیه بر دانش فنی طراحی و اجرای توانسته است کنسول سازه ای

با طول 6.5 متر را طراحی و اجرا نماید. 

 

  3- سطح مسطح و تخت در زیر دال

همانطور که ذکر شد یکی از انواع دالهای پس تنیده ، دالهای تخت می باشند.سطح مسطح در زیر دال عملیات اجرایی قالب بندی را بسیار ساده تر و سریعتر می کند و مزیات بسیاری از جمله موارد زیر دارد :

 - حذف سقف کاذب

- در صورت اجرای دقیق ، حتی نازک کاری خاصی در زیر سقف مورد نیاز نبوده و می توان مستقیما از پوشش رنگ در زیر دال استفاده کرد.

- امکان اجرای شبکه های تاسیساتی به صورت ساده تر

  4- سرعت اجرای بالاتر

با توجه به اینکه پس از عملیات کشش کابلها می توان قالب زیر دال پس تنیده را باز کرد عملا سرعت اجرای این سقفها بسیار بالاتر از سقفهای معمول می باشد.

به طوریکه در برخی پروژه ها با تجهیز و امکانات مناسب سیکل اجرای هر سقف به 3 روز کاهش یافته است.

در این راستا استفاده از قالبهای میز پرنده بسیار مناسب و کار گشا می باشد.

 

5- کاهش هزینه های تمام شده اسکلت

بررسی های انجام شده در تعداد زیادی پروژه عملی با شرایط بازار مصالح و کار ایران مبین این مطلب است که سازه های با دال پس تنیده 10 تا 20 درصد ارزانتر از سایر سازه های

با کیفیت و سطح مهندسی مشابه خواهند بود.

در ساختمانهای بتنی با سقف دال پس تنیده عوامل زیر معمولا در اقتصادی شدن سازه موثرند:

- کم شدن تعداد ستونها و مصرف بتن ، میلگرد و قالب بندی کمتر

- کم شدن ارتفاع سازه (حدود 10 درصد) و به تبع آن کاهش میزان دیوارهای غیر سازه ای ، مصالح تاسیساتی ، نماسازی و ...

 - کاهش وزن ساختمان و تاثیر در کاهش نیرو های زلزله و ثقلی و کاهش مضاعف ابعاد المانهای سازه ای

 

6- امکان  ستونگذاری نامنظم

در دالهای پس تنیده ، مخصوصا دالهای تخت ، می توان ستونها را خارج از محور در نظر گرفت. با توجه به اینکه بارهای ثقلی توسط کابلها به ستونها منتقل می شوند و نه توسط تیرها ،

می توان کابلها را در مسیر دلخواه و  مابین ستونهای غیر هم امتداد نیز قرار داد.

 

7- کاهش تغییر شکلهای درازمدت و ترکهای انقباضی در دالها

به علت تنشهای فشاری دائمی موجود در بتن پس تنیده معمولا ترکهای انقباضی در این نوع بتن بسیار کمتر از بتن مسلح معمول می باشد.لذا نفوذ یونهای مخرب مانند یون کلر و سولفاتها

بسیار کاهش می یابد.تغییر شکل ایجاد شده  در دالهای پس تنیده نیز بسیار کمتر از دال بتن مسلح می باشد.

 

  
انواع مصالح مورد استفاده در پیش تنیدگی:

1. کابل ( استرند) : استرندها از به هم تابیدن 7 رشته از فولاد پر مقاومت مخصوص ساخته می شوند و در دو سایز 0.5” و 0.6” تولید می گردند.

با توجه به کاربردهای مختلف استرند ممکنست دارای روپوش پلی اتیلن و یا معمولی باشد.

کاتالوگ فنی شرکت FAPRICELA که یکی از معتبرترین کمپانی های تولید استرند در اروپا میباشد و شرکت استرونگ هلد ایران نماینده این شرکت در ایران میباشد و بیش از 35 سال است که با این شرکت مراودات

تجاری بسیاری دارد را میتوانید از لینک زیر دانلود نمائید. 

دانلود کاتالوگ فنی شرکت FAPRICELA - تولید کننده پرتغالی استرند مورد استفاده در پیش تنیدگی و انواع سازه های پیش تنیده 

 

2- گیره (Anchorage) :

جهت مهار استرندها در انتهای المان سازه ای از گیره استفاده می شود. گیره ممکنست به صورت تک رشته یا چند رشته باشد.

 

3-  غلاف :

جهت نصب استرند در المانها جهت کشش بعد از بتن ریزی (روش پس کشیده ) به غلاف نیاز می باشد. غلاف می تواند به صورت گالوانیزه یا پلی اتیلن باشد.

 

رو شهای اعمال پس کشیدگی در سقفها:

پس تنیدگی در سقفها به سه روش زیر انجام می شود:

- تاندونهای نچسبیده (Unbonded)

- تاندونهای چسبیده چند رشته (Multi Strand – Bonded)​​

كه تفاوت عمدة آن در عمليات بعد از گيرش بتن مطرح مي‌شود.

در روش غير  چسبيده در كارخانة محل توليد هر رشته استرند كاملاً به گريس مخصوص آغشته شده   غلافي پلاستيكي از جنس HDPE   دور استرند قرار داده مي‌شود كه اين غلاف و گريس باعث حفظ استرند در

برابر عوامل خورنده خواهند بود.نصب این کابلها در بتن نیازی به هیچ گونه غلاف نداشته و با توجه به انعطاف پذیری نصب آنها بسیار ساده می باشد.

با عنایت به ابعاد کوچکتر روپوش این غلافها نسبت به غلافهای گالوانیزه ضخامت کلی دال در این روش حدود 10 تا 15 درصد کمتر از روش چسبیده خواهد بود.

 مصالح مورد نیاز :

+استرند روپوش دار

 

+گیره تکی (ست کامل : پوسته چدنی ، گوه ، پاکت فورمر ، کانکتور)

 

تاندونهای چسبیده چند رشته (Multi Strand – Bonded)​

در سيستم چسبيده عمليات در محل كارگاه و بوسيلة غلاف فلزي و دوغاب (گروت) تزريق شده به داخل غلاف صورت مي‌گيرد. و در هر غلاف فلزي چند رشته‌ استرند جاسازي مي‌شود.

در این روش چند رشته استرند بدون روپوش در داخل غلاف گالوانیزه تخت (Flat) قرار میگیرد.

تلرانسها و خطاهای اجرایی در این روش نسبت به روش نخست بیشتر می باشد.

در این روش پس از خاتمه کشش درون غلافها تزریق می شود و به این ترتیب پوشش محافظت در مقابل خوردگی انجام می شود.

مصالح مورد نیاز :

- استرند بدون روپوش

- گیره چند رشته ای (ست کامل : پوسته چدنی ، صفحه سوراخدار ، گوه ، پاکت فورمر)

- غلاف گالوانیزه

. هر يك از اين روشها داراي خصوصياتي مي‌باشند كه موارد استفاده از آنها را متفاوت مي‌گرداند. به عنوان نمونه نكات ذيل ذكر مي‌گردد:

- در سيستم چسبيده ضخامت زياد غلاف و همچنين قرارگرفتن استرندها پس از كشش در يك وجه غلاف باعث مي‌شود تا مقدار خروج از مركزيت كم و به تبع آن اثر پيش تنيدگي كاهش يافته و در نتيجه  حجم

مصالح مصرفي شامل ادوات پيش‌تنيدگي و بتن وآرماتور افزايش مي‌يابد.به‌عنوان مثال اگر محاسبات ضخامت  سقفي را با  سيستم چسبيده  25  سانتيمتر نشان دهد ، با سيستم غير‌چسبيده اين ضخامت به 23سانتيمتر كاهش مي‌يابد.

 - در سيستم چسبيده يك گروه استرند از داخل يك غلاف فلزي عبور ميكنند  در صورتيكه در روش غيرچسبيده استرندها بصورت جداگانه داخل غلافهاي پلاستيكي عبور مينمايند. همين كيفيت باعث مي‌شود

استرندها در دال توزيع مناسبتري داشته باشند و دال  نهايتاً عملكرد مطلوبتري داشته باشد.

- در سيستم چسبيده به دليل شكل مقطع غلاف و اينرسي بالاي آن در پلان حركت غلافها به صورت منحني درمنحني غلافها در پلان به سختي امكان‌پذير بوده و به همين جهت اجراي سازه‌هايي با پلانهاي داراي انحنا ، خارج

كردن ستونها از محور‌ و  هم‌چنين يجاد بازشو در مسير استرندها  ناممكن يا بسيار محدود ميگردد.

- در سيستم چسبيده عمليات قراردادن استرند داخل غلاف و همچنين تزريق گروت در محل كارگاه انجام مي‌شود در صورتيكه در سيستم غير‌چسبيده كلية عمليات فوق در كارخانه انجام شده لذا از كيفيت بالاتري برخوردار است.

- در سيستم چسبيده به دليل اينكه عمليات تزريق گروت در محل انجام مي‌شود به دليل امكان محبوس شدن هوا و آب در مسير غلافها موارد بسيار زيادي از خوردگي استرند‌ها گزارش گرديده است. همچنين يخ زدن

آب در داخل غلاف احتمال تركيدن غلاف و تخريب بتن مجاور آن را به  همراه خواهد داشت.

- در سيستم چسبيده به دليل اصطكاك بيشتر غلافها و كابلها عملاً افت نيروي بيشتري اتفاق افتاده و راندمان پيش‌تنيدگي آن كمتر خواهد بود.

-  سيستم چسبيده عملياتي همچون ساخت و نصب غلاف ، عبور استرندها از داخل غلاف ، نصب آرماتورهاي انفجاري ، نصب هواكش‌ها،جزئيات خاص در نواحي انتهايي ، سوراخكاري لبة قالب دال ، سنگين بودن

غلاف و گروه استرندها ، عمليات ساخت وتزريق گروت  ، نياز به بالابر و جرثقيل جهت حمل دستگاه تزريق از جمله پارامترهايي هستند كه زمان اجرا عمليات پيش‌تنيدگي را بيشترنموده و   نيروي انساني بيشتري را

طلب مي‌كنند.

موارد فوق كه به عنوان نمونه ذكر گرديد باعث شده سيستم غيرچسبيده با وجود گران‌تر بودن مصالح مصرفي نسبت به سيستم چسبيده داراي كاربرد بيشتر باشد و عملاً در ايالات متحده به‌عنوان منطقي‌ترين روش

اجرا در پروژه‌هاي ساختماني ارائه گرديده‌است

 

مراحل اجرای سقف پس کشیده : 

 

1- قالب بندی سقف 

 

 

2- جاگذاری آرماتورهای پائین دال 

 

 

 

3- جاگذاری خرک با ارتفاع های طراحی شده به منظور تامین شکل سینوسی کابل ها

 

 

 

4- جاگذاری استرند 

در شکل زیر نمونه ای از شکل قرار گیری مناسب استرند در دال نشان داده شده است. 

 

 

 

 

5- جاگذاری مهارهای انتهایی و آرماتورهای تقویتی 

 

 

  

 

 

 

6- بتن ریزی :

 

 

 

7- کشش استرند ها 

عملیات کشش معمولا پس از رسیدن بتن به 70 مقاومت 28 روزه که معمولا پس از 5 روز حاصل میشود انجام خواهد شد. 

 

 

 

8- برش انتهای کابلها و پر کردن حفرات با ملات

 

 

دانلود فیلم نحوه اجرای علیات پیش تنیدگی در سقف ساختمان (پس کشیدگی)

مشخصات گروت برای پر کردن محل های کشش: 

 براساس آئین نامه های معتبر همچون ACI  و PTI ، محل های کشش استرند (stressing pockets) در سقف های پس کشیده نچسبیده میبایست در فاصله 1 روز پس از بریدن انتهای استرندها، توسط گروت با

مشخصات " پایه سیمانی، منبسط شونده و عاری از کلراید " همانند آنچه که در گروت ریزی زیر بیس پلیت ستونهای فلزی استفاده میشود به نحو مناسب پر شود .

 

 

دانلود مقاله در مورد مقایسه سیستم چسبیده و نچسبیده در سقف های پیش تنیده پس کشیده 

دانلود نشریه شماره 250 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور- ائین نامه طرح و محاسبه قطعات پیش تنیده (بخش الحاقی به آئین نامه بتن ایران )