پیش تنیدگی چیست؟

استرونگ هلد ایران | 3 سال پیش

هر چند ایده پیش تنیدگی در سال 1886 توسط یک مهندس آمریکایی به ثیت رسید ولی تقریبا نیم قرن طول کشید تا این فناوری جای خود را در صنعت ساختمان سازی بیابد. پس از پایان جنگ جهانی دوم و رشد صنعت

فولاد و فناوری تولید بتن پرمقاومت، استفاده از پیش تنیدگی رواج یافت. اولین پل پیش تنیده در سال 1951 در کشور امریکا طراحی و اجرا گردید .

اگر دو نوع مصالح تحت تنش به شکلی به یکدیگر متصل شوند که نیروی موجود در یکی به وسیله نیروی مخالف در دیگری خنثی شود، پیش تنیدگی به وجود می آید. در گذشته از این روش در ساخت چرخ های درشکه استفاده میشد. عامل یکپارچگی پره ها و ظوقه چوبی درشکه، تسمه ای فولادی بود که به صورت داغ حول طوقه قرار داده میشد. با سرد شدن و منقبض شدن حلقه، مجموعه طوقه و پره فشرده شده و یکپارچه میگردید. یک مثال دیگر که نشان دهنده مفهوم پیش تنیدگی میباشد، بشکه های چوبی قدیمی است که کشش ایجاد شده در حلقه های فلزی به طور موثری قطعات چوبی را به یکدیگر می فشارد تا مقاومت پایداری آن را افزایش دهد. در بتن پیش تنیده نیز اعمال نیروی کششی به کابل ها که در بتن جاگذاری شده اند باعث میشود تا در بتن نیروی فشاری به وجود آید. علت پیش تنیده کردن بتن، ضعف آن در مقابل تنش های کششی است. وجود تنش های فشاری در بتن باعث خنثی شدن تنش های کششی ناشی از بارگذاری خمشی میشود. این مفهوم، کاربرد اعضای بتنی کوچک تر و سبک تر را ممکن می سازد.

همانطور كه ميدانيم بتن در فشار بسيار قوي ولي در كشش ضعيف عمل مي نمايد. عموما از ميلگردهاي فولادي در بتن بعنوان آرماتوركششي استفاده مي شود تا مقدار ترك خوردگي را محدود نمايد. در يك تير بتني

معمولي (غير پيش تنيده) كه تحت بار ثقلي قرار دارد به واسطه خمش ايجاد شده در آن، پائين مقطع (زير تار خنثي) به كشش افتاده و در بالا فشار ايجاد مي گردد. لذا از آنجا كه بتن در كشش ضعيف

 ميباشد پس از ترك خوردن بتن در مقابل تنش هاي كششي، فولاد موجود در زير تار خنثي به كشش مي افتد .اين امر ممكن است حتي تحت اثر وزن خود تير نيز اتفاق بیفتد.


در تکنیک پیش تنیدگی با اعمال تنشهای فشاری اولیه به المانهای بتنی قابلیت باربری آنها افزایش یافته و نیاز آنها به میلگرد کاهش می یابد. تنشهای اعمالی به المان در این روش عکس تنشهای ناشی از بارهای

سرویس وارده به عضو می باشد در سيستم پيش تنيده بجاي آرماتورهاي معمولي از يكسري كابل (تاندون) هاي با مقاومت كششي بالا استفاده مي شود.كه اين كابل ها تحت كشش زيادي قرار گرفته و در دو

انتهاي تير توسط گیره هاي مخصوص تثبيت مي گردند. بدين ترتيب كابل هاي كشيده شده پس از رها شدن از كشش تمايل به جمع شدن و رسيدن به حالت اوليه داشته و لذا يك نيروي فشاري زيادي در قسمت

زيرين تار خنثي در بتن ايجاد ميگردد كه به تبع اين نيرو در مقابل نيروي كششي كه بواسطه بارهاي ثقلي در بتن ايجاد مي گردد قرار مي گيرد. بنا براين اين كابل ها مقداري از نيروهاي ناشي از بارهاي ثقلي

را خنثي نموده و مقطع قابليت پذيرش بارهاي بيشتري را خواهد داشت. بنابراین به طور ساده بتن پیش تنیده را می توان به عنوان بتن پیش فشرده تعریف کرد. این بدین معنی است که قبل از آغاز بارگذاری، عضو بتنی تحت اثر تنش فشای قرار میگیرد. این تنش ها در نقاطی وارد میشود که در صورت عدم اعمال پیش تنیدگی، در این نقاط تنش کششی به وجود می آمد. 

در طول سالیان اخیر استفاده از تکنیک پیش تنیدگی بسیار ساده تر و مؤثرتر گردیده و مصالح آن بهینه سازی شده اند. هم اکنون درصد

بالائی از کل سازه های در حال احداث در سطح جهان با استفاده از این تکنولوژی ساخته می شوند. پیش تنیدگی در احداث ساختمانهای اداری و آپارتمانی مسکونی و تجاری، پارکینگ، استادیومهای ورزشی، تکیه گاههای خاک و مهار سنگی همچنین در پل سازی، ساخت مخازن بتنی و سازه های ویژه نظیر اسکله ها کاربردهای بسیاری دارد. 

در عملیات تنیدگی، در وهله اول اول اجرای بتن خوب مد نظر می باشد. فعالیت های دیگر همچون جایگذاری شبکه آرماتور و کابل ها و کشیدن کابل ها در زمان مناسب می باشد. 

کنترل بتن پیش تنیده شامل بازرسی های معمول و روش های نظارتی برای دستیابی به بتن خوب و یکنواخت است. در ساز ه های پیش تنیده، از بتن با رده مقاومتی 30 تا 55 مگاپاسکال استفاده میشود. 

براي درك بهتر مزایاي پیش تنیدگی دانستن اطلاعاتی از خواص بتن مفید خواهد بود. بتن در برابر فشاربسیار مقاوم است اما در برابر کشش ضعیف است. به عنوان مثال وقتی نیرویی کششی در مقطع

آن عمل کند، ترك می خورد. به طور متداول در سازه هاي بتنی وقتی باري شبیه به خودرو در یک پارکینگ برروي دال بتنی و یا تیرها قرار گیرد، تیر تمایل به انحنا و خم شدن دارد. این تغییر شکل

خمیدگی باعث می شود پایین تیر اندکی دچار کشیدگی و ازدیاد طول شود.

معمولا همین مقدار اندك کشیدگی براي ایجاد ترك در بتن کافی است. میل گردهاي تقویتی( bars) فولادي به صورت مدفون در بتن به عنوان تقویت کشش براي محدود کردن عرض ترك قرار داده میشود.

میلگردها در این حالت وقتی فقط به صورت مدفون در بتن قرار داده می شود به صورت نیروهايPssiveعمل می کند و تا زمانی که خیز در بتن به مرحله قبل از ایجاد ترك نرسیده است نیرویی راتحمل

نمی کند .اما Tendon یا همان فولادهاي پیش تنیدگی به صورت نیروهاي Active در سیستم عمل می کنند. در سیستم پیش تنیدگی فولاد به عنوان عامل مقاوم و موثر عمل می کند. به طوري

که امکان بوجود آمدن ترك در بتن وجود نخواهد داشت. سازه هاي پیش تنیده حتی اگر تحت بارگذاري کامل قرار گیرند، می توانند طوري طراحی شوند که کمترین خیز و ترك در سازه ایجاد شود.

دهانه بزرگتر و کنسول های بلندتر: مهمترين ويژگي بتن پيش‌تنيده به دليل بالانس نمودن تمام يا درصدي از نيروهاي ثقلي و زنده افزايش دهانة مفيد مي‌باشد . به‌گونه‌اي كه دهانه‌هاي تا مرز 12

متر كاملاً قابل اجرا و اقتصادي مي‌باشد.اين ويژگي در ساختمانهاي مسكوني عمدتاً مشكل پاركينگ و مسير حركتي آن ، در طبقات آرايش ساده‌ترپلانها بدون عنصر مزاحم ،در ساختمانهاي اداري امكان ايجاد 

 فضاهاي  كاملاً باز  (Open Office)، در پروژه‌هاي ساختماني انبوه‌سازي امكان آرايش پلانهاي متنوع ، در مراكز خريد انعطاف پلان و نهايتاً در پروژه‌هاي مختلف  امكانات بسياري در دسترس كارفرمايان

،طراحان و كاربران پروژه قرار مي‌دهد.

 با استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی امکان ایجاد دهانه های بزرگتر و کنسول های بلندتر در سازه وجود دارد . محدودیتهایی که سایر روشها در پوشاندن دهانه های بزرگ با آن مواجه هستند در این سیستم منتفی است .

این مزیت قابلیتهای گسترده ای را در اختیارطرح معماری قرارداده ، همچنین امکان استفاده مناسبتری از فضا را ایجاد می کند .


عوامل رشدسریع سیستم پس کشیدگی:


۱- سرعت بالای اجرا.


۲- مقاومت بسیار زیاد در برابر خوردگی و زلزله.


۳- سهولت ایجاد بیشترین خروج از مرکزیت در تاندونها.


۴- افت نیروهای پیش تنیدگی ناشی از اصطکاک.

 

 انعطاف بيشتر در پلان

بدليل ماهيت درجا بودن عمليات پس‌كشيدگي و نيز قابليت نصب كابلها در پلان و ارتفاع به‌صورت  منحني  مي‌توان هرگونه شكل را در پلان ايجاد نمود. ساخت پلانهاي نامنظم نظير بيضي ، دايره ،

قطعاتي از منحني ، تركيب خطوط صاف و منحني كاملاً ميسر بوده و طراح قادر خواهد بود تا طرحي با استفاده از عناصر معماري مدرن را به‌سادگي انجام دهد.

به‌جهت امكان حركت كابلها در پلان و وجود نوارهاي تيري مدفون الزامي به در امتداد هم بودن محورهاي ستونها نبوده و قابليت ستونگذاري در محورهاي دلخواه (نه الزاماً روي محورهاي از پيش

تعيين شده ) را به طراح مي‌دهد. ايجاد كنسولهاي بزرگ و اجراي  لبة دال بصورت اشكال  نامشخص از ديگر مزايايي  شاخص اين تكنيك مي‌باشد.

ضخامت دال کمتر: به دليل در فشار قرارگرفتن بتن و وجود انحنا در کابلها ، امکان پوشاندن دهانه با ضخامت کمتر نسبت به دالهای بتن آرمه معمولی و یا سایر سیستمهای رایج فراهم می گردد .

با توجه به تحت فشار قرار گرفتن مقطع عملاً، از مقطع بتني با راندمان بالاتر استفاده مي‌شود به همين جهت  مي‌توان ضخامت دال بتني را با استفاده از اين روش تقريباً تا 30 درصد كاهش داد. كاهش

ضخامت بتن دال مستقيماً بر ارتفاع كل ساختمان اثر دارد كه در نهايت به استفادة بهينه از ارتفاع منجر ميگردد. براي مثال مناطقي كه قيد محدود كنندة ارتفاع  و يا ضوابط مربوط به هرم مطرح است

طبقات بيشتري احداث نمود و يا ارتفاع سازه‌هايي كه در خاك مدفون هستند را كمتر كرده و از حجم عمليات خاكبرداري كاست.همچنين در پاركينگهاي طبقاتي از طول رمپ مسيرها كاسته شده به  فضاي مفيد

پاركينگ افزوده مي‌گردد. علاوه بر مزاياي فوق كاهش ضخامت سقف باعث كاهش وزن سازه گرديده كه به تبع آن عناصر باربر سازه‌اي مانند ستونها و ديوارها نيز براي همين  وزن كاهش‌يافته محاسبه ميشوند.

با توجه به كمتر شدن مقدار وزن سازه  و همچنين كاهش ارتفاع ساختمان ( كاهش در بازوي لنگر واژگوني) نيروهاي زلزله اعمال شده به سازه كاهش يافته و درمجموع سيستم عملكرد مطلوبتري در مقابل

نيروهاي زلزله خواهد داشت.

 

 حذف تیرها:

ازآنجایی که در این سیستم امکان حذف تیر ها و آویز ها وجود دارد ، می توان سطح زیرین تخت را در اختیار طرح معماری قرار داد . در نتیجه عبور کانالهای تاسیساتی با سهولت امکان پذیر می باشد .

بعلاوه پارتیشن بندی نیز بدون محدودیت قابل اجراست .

ارتفاع کف تا کف کمتر: با توجه به کاهش ضخامت دال و حذف آویز تیرها می توان ارتفاع کف تا کف طبقات را کاهش داد . این امر باعث کاهش ارتفاع ساختمان و کاهش مصالح مصرفی در ستون ،

دیوار ، تیغه بندی ، نما و ... می گردد

 

کاهش وزن ساختمان:

کاهش ضخامت دال ، حذف تیرها و کاهش ارتفاع کل ساختمان موجب کاهش وزن کلی ساختمان می گردد . این امر باعث کم شدن ابعاد و اندازه سایر اجزای سازه ای خواهد شد .

 

کنترل ترک و دوام بیشتر:

نیروی پیش تنیدگی باعث اعمال فشار دائمی به دال می گردد و دالها همواره تحت فشار خواهند بود . لذا ترکهای موجود دراین سیستم به حداقل می رسد . کاهش ترکها باعث افزایش

مقطع موثر بتن خواهد شد در حالی که در اعضای بتن آرمه معمولی بواسطه ترک خوردگی ، مقطع موثر بتن تحت بارهای بهره برداری کاهش می یابد . بعلاوه کاهش ترک مانع  نفوذ

مواد خورنده به بتن شده و خوردگی فولاد کمتر می شود . به عبارت دیگر دوام سازه افزایش می یابد .

 

کنترل تغییر شکل:

در سيستم پيش‌تنيده به علت تحت فشار قرارگرفتن بتن  تركهاي جزيي پس از كشيده شدن استرندها حذف گرديده و عوامل مخرب به داخل بتن كمتر نفوذ مينمايند. لذا در مناطق با

خطر خوردگي بالا سازه  اصولاً از دوام بالاتري برخوردار بوده و به  عنوان يكي از راه‌ حلهاي عملي توصيه مي‌شوند. به دليل  نحوة خاص قرارگيري استرند در بتن و  ايجاد بار

بالانس تغييرشكلهاي ثقلي كاهش مي‌يابند

در اعضای بتن آرمه معمولی تغییر شکل با افزایش ابعاد مقطع کنترل می گردد در حالی که در سیستم پیش تنیده با افزایش کابلها و نیروی پیش تنیدگی امکان کنترل خیز وسط دهانه وجود دارد     

 

بهبود عملکرد لرزه ای:

سیستمهای دال بتنی نسبت به سایر سیستمهای پوشش سقف دیافراگم یکپارچه تری تشکیل می دهند که باعث بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان می گردد . بعلاوه تحقیقات مختلف در این زمینه

نشان می دهد دالهای پس کشیده با روش نچسبیده نسبت به دالهای بتن آرمه عملکرد مناسبتری هنگام وقوع زلزله داشته اند .

 

کاهش ارتفاع کل ساختمان :

از آنجایی که ضخامت دالها در این سیستم کاهش می یابد و امکان حذف تیر ها نیز وجود دارد ، می توان ارتفاع سازه را کاهش داد . بدین معنی که در ارتفاع ثابت می توان از تعداد طبقات ب

یشتری استفاده کرد . این امر بخصوص در ساختمانهای بلند مرتبه که با توجه به قوانین موجود محدودیت ارتفاع دارند ، حائز اهمیت است .

 

امکان ایجاد بازشوهای بزرگ و نامنظم در سقف:

با توجه به انعطاف پذیری کابلها ، امکان ایجاد بازشوهای بزرگ و نامنظم روی سقف وجود دارد . در این سیستم نیاز به تعبیه تیر اطراف بازشوها نمی باشد .

 

امکان ستونگذاری نامنظم:

بر خلاف سازه های بتنی معمولی که ستونگذاری معمولا از آکس بندی منظم پیروی می کند ، در این سیستم امکان ستونگذاری بصورت نامنظم وجود دارد که در طرحهای معماری حائز اهمیت است .

 

افزایش سرعت اجرا:

با توجه به حذف تیرهای میانی و آرماتور بندی دالها ، زمان اجرای دال پیش تنیده بسیار کمتر از دال بتنی معمولی خواهد بود . از طرف دیگر بعد از اجرای عملیات کشش ، سقف بدون وجود قالب

و شمع بندی ، خود ایستا خواهد بود و می توان قالبها را در مدت زمان کوتاهتری باز کرد . بصورت عمومی زمان اجرای یک دال پیش تنیده حدود 30% کمتر از دال بتن آرمه معمولی می باشد .

 

کاهش هزینه ها:

کاهش ضخامت دال ، کاهش تعداد ستونها ، حذف تیرها و ... باعث صرفه جویی قابل توجهی در بتن و فولاد مصرفی خواهد شد . بعلاوه کاهش عملیات قالب بندی و آرماتور بندی نیز باعث

کاهش هزینه های اجرایی می گردد .

اثر پيش‌تنيدگي بر روي هزينه‌ها را ميتوان به دو بخش كاهش هزينه‌هاي مستقيم و كاهش هزينه‌هاي غير مستقيم  تقسيم ‌بندي نمود.

 

مزایای اقتصادی

استفاده از مصالح با مقاومت بالاتر استفادة بهينه از بتن باعث خواهد شد از حجم مصالح مصرفي بطور ملموسي كاسته شود بطوريكه در دهانه‌هاي هفت‌متر به بالا استفاده از روشهاي

پيش تنيدگي نسبت به استفاده از روشهاي معمول بتن‌آرمه اقتصادي‌تر خواهد بود.

استفاده از پيش تنيدگي بسته به مورد باعث كاهش ميزان مصرف آرماتور تا 65 درصد ، كاهش ميزان مصرف بتن تا 30 درصد  و در نهايت كاهش 10 تا 20 درصدي هزينه‌هاي

مصالح مصرفي مي‌گردد. همچنين به كاهش سطوح قالب‌بندي به ميزان حدود  25 درصد  و كاهش زمان اجرا بين 10 تا 20 درصد مي‌توان اشاره نمود كه مستقيماً موجب كاهش

هزينه‌هاي نيروي انساني مربوط به پروژه مي‌گردد.

 بطور معمول هزينة انجام عمليات اسكلت ساختمان بين 25 تا 35 درصد كل هزينه‌هاي ساختمان را پوشش مي‌دهد و مابقي هزينه‌ها مربوط به كف‌سازي ، تيغه‌بندي ، تاسيسات برقي

و مكانيكي ، نازك‌كاري و ادوات داخلي خواهد شد. هرگونه اثري در عمليات اجرا اسكلت كه باعث كاهش  حجم ساير عمليات اجرايي ساختمان گردد بطور غيرمستقيم در هزينه‌هاي

تمام شده موثر خواهند بود.

عواملي چون :كاهش ضخامت سقف و كاهش ارتفاع طبقات تا 10% از ميزان نما و تيغه‌بندي داخلي و خارجي، تاسيسات مكانيكي و برق و...  خواهد كاست كه اين رقم بين 5 تا 10 درصد

در كل پروژه تاثير گذار خواهد بود.

عوامل ديگري مانند نياز كمتر سازه به تعمير و نگهداري ، دوام بيشتر ، كنترل تغييرشكل در زمان بهره‌برداري و به تبع  افزايش طول عمر مفيد ساختمان را نيز مي‌توان از ديگر

مزاياي استفاده از اين روش برشمرد

سرعت اجرای بیشتر نیز کاهش هزینه تجهیزات و نیروی انسانی را در پی خواهد داشت . روی هم رفته ساختمانهایی که در آنها از سیستم دال پس کشیده استفاده می شود حدود 10 تا 20

درصد نسبت به ساختمانی بتن آرمه ارزانتر خواهد بود .  

استفاده از مصالح با مقاومت بالاتر در اعضاي كششي و تحت فشار قراردادن بتن  كه موجب  عملكرد بهينة بتن مي‌شود نتايج بسيار مطلوبي در دالهاي ساختماني داشته كه به  شرح عنوان مي‌گردند:

 

  سيكلهاي اجرايي كوتاه‌تر و سرعت در عمليات اجرا

استفاده از مصالح با مقاومت بالاتر (استرندها) باعث كاهش مصالح مصرفي، قالب‌بندي ساده‌تر ، حذف تعداد زيادي از عناصر قائم نظير ستونها و حذف المانهاي افقي نظير تيرها باعث كمتر شدن

نيروي انساني مورد نياز  جهت اجراي پروژه خواهد كه انجام عمليات ساخت را در زمان كوتاه‌تري امكان‌پذير ميسازد. ضمن آنكه  انجام عمليات كشش در استرندها را مي‌توان تا حصول درصدي از

مقاومت بتن صورت جزئي يا كلي انجام داد و از زمان درگير بودن قالبها كاست.اين موارد باعث خواهد شد تا سيكل اجراي هر طبقه 10 تا 20 درصد كاهش يابد كه مطلوب نظر كارفرمايان و پيمانكاران  مي‌باشد.

 

جمع بندی مزایای سیستم پس تنیدگی در ساختمان:

 

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 و اجراي  لبة دال بصورت اشكال  نامشخص.

افزایش فضای مفید بهره برداری در سازه 

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

 

نتیجه گیری :


امتیازات:


1- استفاده از دهانه های بلند


2- بهره گیری از سطح تخت و صاف در زیر سقف


3- انعطاف طرح


4- استفاده از دال های نازکتر


5- کنترل تغییر شکل وترک


6- کاهش ارتفاع طبقات


7- سازه سبکتر


8- ساخت سریع


9- صرفه جویی در هزینه های ساخت


10- انعطاف پذیری در آینده

 

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

          پیش کشیدگی (Pre-Tensioning) :

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

مناسب جهت ساخت اعضای پیش ساخته با تیراژ بسیار زیاد و کارخانه های تولید سقفهای پیش ساخته

همانطور که بالا اشاره شد، در بتن پیش تنیده - پیش کشیده، کابل های پیش تنیدگی قبل از بتن ریزی در قالبها قرار میگیرند و به وسیله جک، نیروی کششی به آنها وارد میشود سپس بتن درون قالبها ریخته شده و پس از اینکه بتن به مقاومت مشخصی رسید، کابل های پیش تنیدگی از دوانتها بریده میشوند که این موضوع باعث انتقال نیروی کششی کابل ها به بتن به صورت نیروی فشاری به واسطه چسبندگی بتن و فولاد میشود. 

به عبارت دیگر : 

در تکنیک پیش کشیدگی، ابتدا کابل های پیش تنیدگی در دو انتها کشیده میشوند، بعد از بتن ریزی و سخت و شدن و عمل آوری، با بریدن کابل های پیش تنیدگی، نیروی کششی موجود در آنها به صورت فشاری به بتن منتقل میگردد.

مزایای این نوع سقف عبارتند از:

سرعت اجرای بالا

نیاز به قالب بندی در کارگاه نمی باشد و در هزینه های مربوط به خرید قالب و قالب بندی صرفه جویی میشود

 

 

 

ضوابط و الزامات


1) سقف­های ساخته شده از دال­های هالوکور (Hollow Core Slabs) از انواع بتن آرمه معمولی و بتن آرمه پیش تنیده از سیستمهای شناخته شده در سراسر دنیا بوده و جزو سقفهای نیمه سنگین تا سنگین

محسوب می شوند.


2) استفاده از این نوع سقف تنها در ساختمانهای با اسکلت بتن مسلح مجاز است.


3) بارگذاری ثقلی و لرزه­ای سیستم سازه­ای حاصله به ترتیب باید براساس آخرین ویرایش مبحث ششم مقرات ملی ساختمان ایران با عنوان بارهای وارد بر ساختمان و استاندارد 2800 ایران اعمال شود.


4) طراحی، ساخت و اجرای دال­های هالوکور از نوع بتن آرمه معمولی باید بر مبنای آخرین ویرایش دستورالعمل طراحی (Manual for the Design of Hollow Core Slabs)PCI ، ضمن درنظر

گرفتن ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه انجام شود.


5) بررسی صلبیت دیافراگم سقف­های هالوکور باید براساس بند 2-9 و پیوست شماره 6 استاندارد 2800 ایران صورت گرفته و تمهیدات لازم برای تأمین یکپارچگی سقف و صلبیت براساس ضوابط

 

دستورالعمل PCI در نظرگرفته شود.


6) بررسی صلبیت دیافراگم ، در صورت استفاده از بتن رویه، رعایت ضخامت حداقل 5 سانتیمتر الزامی است.


7) به منظور تأمین یکپارچگی سقف، اجرای میل مهار کافی در محل اتصال پانل­های سقف پیش ساخته به یکدیگر و اجرای تیرچه در پیرامون بازشوهای سقفی و همچنین اجرای کلاف­های پیرامونی سقف الزامی است.


8) برای انتقال برش در ناحیه اتصال دیافراگم به سیستم مقاوم در برابر بار جانبی و یا المان­های مرزی، باید از میلگردهایی به صورت قلاب استفاده شود.


9) محدودیت ابعاد بازشوها باید براساس ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران رعایت شود و در هر حال نباید از یک پنجم طول پانل هالوکور و یک دوم عرض پانل بیشتر باشد.


10) در پلان­های نامنظم و یا در حالتی که ابعاد بازشوها در پلان از یک پنجم طول پانل هالوکور و یا یک دوم عرض پانل بزرگتر باشد، لازم است که یک لایه بتن با ضخامت حداقل پنج سانتیمتر اجرا شود


11) ضوابط طراحی و اجرای سیستم سقف بتنی هالوکور به صورت پیش تنیده باید براساس آئین­نامه ACI 318 و آئین نامه طرح و محاسبه قطعات بتن پیش تنیده موضوع نشریه 250 سازمان مدیریت و برنامه ریزی

 

کشور که بخش الحاقی آئین نامه بتن ایران (آبا) می­باشد، انجام شود.


12) رعایت حداقل رده بتن مصرفی معادل C30 در قطعات بتن آرمه پیش تنیده الزامی است.


13) مقاومت گسیختگی تضمین شده انواع فولادهای پیش تنیدگی به شرح زیر باید بین 1200 تا 2200 نیوتن بر میلی متر مربع باشد :


a. سیم بدون پوشش تنش زدایی شده


b. رشته هفت سیم بدون پوشش تنش زدایی شده یا رشته­هایی از آن


c. میله فولادی پر مقاومت بدون پوشش


14) کنترل نیروی کشش فولادی پیش تنیدگی باید توسط جک­های کالیبره شده دقیق انجام شود.


15) ساخت دال­های هالوکور پیش تنیده باید توسط تیم متخصص آموزش دیده انجام شده و در زمان ساخت نیازمند کنترل کیفیت دقیق می باشد.


16) محافظت فولادهای پیش تنیدگی در برابر زنگ زدگی بسیار حائز اهمیت بوده و باید به نحو مؤثری محافظت شود به هر حال رعایت تمهیدات لازم مطابق با شرایط مختلف اقلیمی و محیط­های خورنده ایران الزامی است.


17) کلیه مصالح و اجزاء در این سیستم اعم از معماری و سازه­ای از حیث دوام، زیست محیطی و غیره باید بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران و یا آئین­نامه­های ملی یا معتبر بین­المللی شناخته شده و مورد تأیید بکار گرفته شوند.


18) الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان صرفه­جویی در مصرف انرژی رعایت شود.


19) رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان حفاظت ساختمانها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت اجزای ساختمان در مقابل حریق

 

با درنظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربری و وظیفه عملکردی اجزاء ساختمانی الزامی است.


20) صدابندی هوابرد و کوبه­ای سقف بین طبقات می بایست مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان عایق بندی و تنظیم صدا تأمین شود.


21) چنانچه مجموعه ضوابط، دستورالعمل و یا آئین­نامه درخصوص این سیستم توسط این مرکز انتشار یابد. شرکتهای تولید کننده، کارفرمایان، مشاوران و پیمانکاران ملزم به رعایت آن می­باشند.

 

  

 

   پس کشیدگی (Post – Tensioning) :

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

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

 

 

 

دانلود فیلم نحوه اجرای عملیات پیش تنیدگی در سقف ساختمان - پس کشیدگی 

 

الزامات سقف بتني پيش تنيده پس كشيده

 

-1 نظر به اينكه سيستم سقف بتني پيش تنيده پس كشيده عمدتاً بصورت دال تخت كاربرد دارد، لذا بر اساس توصيه بند 5-8-3-2  آئين نامه 2800 ايران، در زمان استفاده از

سيستم دالهاي تخت و ستون، ارتفاع  ساختمان به 10 متر يا حداكثر 3 طبقه محدود ميشود. در غير اينصورت استفاده از ديوار هاي برشي بتن آرمه الزامي خواهد بود.

-2 استفاده از اين سيستم با توجه به بند 1 فوق در كليه پهنه هاي لرزه خيزي ايران بلامانع است.

-3 ضوابط طراحي و اجراي سيستم سقف بتني پيش تنيده پس كشيده بايد براساس آئين نامه  ACI 318 آئين نامه طرح و محاسبة قطعات بتن پيش تنيده موضوع نشريه شماره 250

سازمان مديريت و برنامه ريزي كشور كه بخش الحاقي آيين نامه بتن ايران )آبا( مي باشد، انجام شود.

. -4 رعايت حداقل ردة بتن مصرفي معادل 30 C در اين سيستم الزامي است

-5 مقاومت گسيختگي تضمين شده، انواع فولاد هاي پيش تنيدگي به شرح زير بايد بين 1200 تا 2200 نيوتن بر ميليمتر مربع باشد:

- سيم بدون پوشش تنش زدايي شده

- رشته هفت سيم بدون پوشش تنش زدايي شده يا رشته هايي از آن

- ميله فولادي پر مقاومت بدون پوشش

-6 محافظت فولاد هاي پيش تنيدگي در برابر زنگ زدگي بسيار حائز اهميت بوده و بايد كابل ها توسط دوغاب سيمان كه بعد از كشيدن كابل ها به داخل غلاف ها تزريق مي شود

و يا مواد قيري يا گريس كه روي آن مي مالند از زنگ زدگي محافظت شوند.

-7 براي رسيدن به يك طرح بهينه از لحاظ مقدار مصالح، وزن و هزينه، بايد طراحي و اجراي دال به گونه اي انجام شود كه پيشتنيدگي كامل حاصل گردد و بتوان از كل مقطع در فشار بهره جست.

-8 كنترل نيروي كشش كابلها بايد توسط جكهاي كاليبره شده دقيق انجام شود.

-9 اجراي اين سيستم بايد توسط تيم متخصص آموزش ديده انجام شود و در زمان اجرا نيازمند كنترل كيفبت دقيق ميباشد.

-10 تخريب اين سيستم سقف به دليل وجود ميلگردهاي پيش تنيده بسيار پر خطر بوده و بايد با روش هاي خا ص توسط تيم فني آموزش ديده، صورت گيرد.

-11 توجه به مسئله افت در اعضاي پيش تنيده پس كشيده بسيار حائز اهميت بوده و محاسبه و پيش بيني مقدار افت ناشي از موارد زير بايد دقيقاً مورد توجه قرار گيرد:

- افت نيروي پس كشيدگي به جهت اصطكاك بين كابل و غلاف

- افت به دليل لغزش مهار انتهايي و فرو رفتن گوه گيرداري در ابتدا و انتهاي كابل

- افت به جهت شل شدگي فولاد كهولت كرنش(Relaxation)

- جمع شدگي بتن يا خزش(Creep)

- انقباض يا آب رفتگي بتن كه به علت خروج آب از بتن به مرور زمان مي باشد(Shrinkage)

- افت ناشي از تغيير شكل نسبي الاستيك بتن

-12 استفاده از سيستم سقف دال هاي تخت پيش تنيده پس كشيده، در دهانه هاي بلندتر از 7 متر توجيه اقتصادي دارد.

-13 در استفاده از دالهاي تخت پيش تنيده پس كشيده به لحاظ بزرگ بودن دهانه ها و وجود نيرو هاي ثقلي قابل ملاحظه، در نظر گرفتن تمهيدات لازم به منظور كنترل برش

سوراخ كننده (Punch) بسيار حائز اهميت ميباشد.  

-14 رعايت الزامات مبحث 19 مقررات ملي ساختمان، جهت صرفه جويي در مصرف انرژي الزامي است.

-15 رعايت مبحث سوم مقررات ملي ساختمان در خصوص حفاظت ساختمان ها در برابر حريق و همچنين الزامات نشريه شماره 444 مركز تحقيقات ساختمان و مسكن مربوط به مقاومت

جداره ها در مقابل حريق با در نظر گرفتن تعداد طبقات، ابعاد ساختمان، كاربري و وظيفه عملكردي عنصر ساختماني ضروري است.

-16 صدابندي هوابرد و كوبه اي سقف بين طبقات مي بايست مطابق مبحث هجدهم مقررات ملي ساختمان تامين شود.

 

کاربردهای مختلف پیش تنیدگی :

  1. پیش تنیدگی در پل

پل ها : نياز به اجراي دهانه هاي بزرگ در پل ها ، جلوگيري ازلرزش ، ترك خوردگي و نفوذ پذيري بتن و همچنين سرعت مناسب اجرا در سيستم هاي پس كشيده از

جمله عواملي است كه باعث شده اين سيستم از مرسوم ترين روشها در ساخت پل ها باشد .

با توجه به اینکه یکی از بزرگتربن مزایای استفاده از تکنیک پیش تنیدگی افزایش فاصله ستونها میباشد و این موضوع یکی از مهمترین پارامترها در طراحی پل میباشد، فناوری پیش تنیدگی

در طرح و ساخت پل ها کاملا شناخته شده میباشد به گونه ای که حدود 70 درصد پل های بتنی به صورت پیش تنیده طراحی و اجرا میشوند.

پل های بتنی به صورت کلی به 3 روش زیر طراحی و اجرا میشوند:

 دال در درجا  : در این روش کل سطح عرشه قالب بندی شده و عملیات آرماتوربندی و نصب تاندونها (کابل های پیش تنیدگی) تقریبا به موازات یکدیگر انجام میشود (در این مرحله میبایست پ

روفیل کابل ها و نصب گیره های انتهایی با دقت کافی اجرا شود ) و سپس یتن ریزی انجام میشود و پس از رسیدن بتن به مقاومت تعیین شده از سوی دستگاه مشاور و نظارت، کشش تاندونها انجام میگردد. 

 

    

تیر 

طره ای 

پیش تنیدگی در ساختمان 

دامنه کاربرد سقف های پس کشیده :

1 -پارکینگ های طبقاتي : از آنجا كه در سيستم دال پس كشيده فاصله ستون ها بطور قابل مالحظه اي افزايش مي يابد لذا فضاي باز و مفيدي را جهت پارك و جابجايي اتومبيل ها ايجاد مي نمايد.

همچنين با توجه به اينكه در اكثر پاركينگ هاي طبقاتي سقف ها به صورت نمايان(Expose )و بدون سقف كاذب اجرا مي گردند قابليت كاهش نفوذ پذيري و مقاوم شدن بتن در مقابل تهاجم هاي شيمياي در دال هاي

پس كشيده نيز ميتواند عامل مهمي در انتخاب اين سيستم براي پاركينگ هاي طبقاتي باشد.

2 -برج ها وساختمان های مرتفع : با توجه به اينكه استفاده از دال هاي پس كشيده در سازه باعث كاهش ارتفاع طبقه مي شود ، لذا در يك ارتفاع ثابت ي توان تعداد طبقات بيشتري را ايجاد نمود.

3 -ساختمان های تجاری و بیمارستان ها : مزايايي از قبيل فاصله زياد ستون ها ، سرعت اجرا وكاهش وزن سازه در سيستم دال هايپس كشيده باعث مي شوند تا اين نوع سيستم

گزينه مناسبي براي ساختمان هاي تجاري و بيمارستان ها و... باشد.

5 -انبوه سازی های مسكوني : از آنجا كه در اين نوع مجتمع ها درهرطبقه چندين واحد مسكوني در نظر گرفته شده و طراحي مي گردد لذا فاصله زياد ستون ها شرايط بسيار مناسبي

جهت معماري واحدها مهيا مي نمايد بطوريكه ميتوان در بيشتر موارد هر واحد را بدون قرار گيري ستون در داخل آن طراحي نمود.

 

سوالات متداول:

ضخامت دال در اين روش چگونه تعيين مي‌شود ؟ 
ضخامت دال در ابتدا بصورت تابعي از دهانه يعني L/45 در دالهاي دوطرفه تخت داده مي‌شود، اما بعد از کنترل تنشهاي کششي و فشاري در بتن ، کنترل برش پانچ و تغيير شکل درازمدت دال،اين مقدار

ممکن است افزايش يابد ، رابطه L/45 را آيين نامه براساس کنترل تغيير شکل داده است. اين مقادير براي حالتهاي مختلف در جدول زير آمده است:

مقادير پيشنهادي نسبت دهانه به ضخامت دال

دالهاي يکطرفه

48

دالهاي دو طرفه

45

دالهاي دوطرفه بهمراه سرستون

50

دالهاي دوطرفه با تير در دوجهت

55

براي دالهاي RC اين مقدار در آيين‌نامه ACI318-99 در حدود L/33 داده شده است. که ملاحظه مي‌شود که در مقايسه حداقل 35 درصد کاهش ضخامت را خواهيم داشت. همين کاهش در ضخامت

سقف در واقع باعث کاهش قابل توجهي در وزن سازه خواهد شد. يعني همين کاهش حداقل 35 درصدي را در وزن سقف خواهيم داشت. 


3- آيا محدوديتي براي ايجاد دهانه هاي بلند در اين سيستم وجود دارد ؟ 
از نظر اجراي سقف محدوديتي در ايجاد دهانه‌هاي بلند نمي‌باشد. اما چنانچه مسائل سازه‌اي و معماري مدنظر قرار گيرد، محدوديتهاي زير را بايد در نظر گرفت: دالهاي تخت يکطرفه که داراي تير هستند ،

داراي محدوده دهانه‌اي در حدود 5 تا 7 متر در پارکينگها هستند اما تا دهانه 10 متر نيز بصورت موفقي اجرا شده است. دهانه‌هاي دالهاي دوطرفه نيز بين 7 تا 12 متر است. محدوديت کنسولها بر اساس

آيين‌نامه ايران در حدود 2 متر است. 


4- بازشوها چگونه درنظر گرفته مي‌شوند ؟ 
از آنجايي که محل عبور تاندنها هم برروي نقشه و هم ميتوان توسط رنگ يا فلزياب برروي سقف مشخص گردد ، مي‌توان در محل‌هايي که تاندن وجود ندارد بازشوهاي جديد ايجاد نمود (با توجه به

پوشش بتن و هندسه تاندونها در محل بازشو)

5- کابلها چگونه و با چه نيرويي کشيده مي‌شوند؟ نيروي ايجاد شده چگونه به بتن منتقل مي‌گردد؟ 
کابلها بوسيله جکهاي مخصوص هيدروليک و با نيروي مشخص ،که توسط بخش طراحي محاسبه مي‌گردد،کشيده مي‌شوند. اين نيرو، نيرويي ثابت در حدود 8/14 تن ( (0.8FPU است که در انتهاي

عضو اعمال مي‌شود. اين نيرو باعث بوجود آمدن کرنش در کابلها شده که اين کرنش باعث تغيير طولي در حدود 6 ميليمتر در واحد طول کابل مي‌گردد. اين کشش مي‌تواند از يک جهت و هم از دو

جهت انجام شود. چنانچه طول کابل کمتر از 30 متر باشد کشش از يک جهت مي‌تواند باشد و در صورت داشتن طول بين 30 تا 60 متر کشش بايد از دو جهت صورت پذيرد که عامل اين اختلاف

نيروي اصطکاکي است. 


6- درصورت نامناسب بودن بتن از لحاظ مقاومت آيا مي‌توان عمليات پس کشيدگي را انجام داد ؟ 
درصورتي که بتن به مقاومت پيش‌بيني شده در زمان معين نرسد ، کشيدن کابلها موجب ترکيدن بتن مي‌گردد بنابراين لازم است برکيفيت و اجراي بتن نظارت دقيقي صورت پذيرد. در صورت رسيدن

بتن به مقاومت 210 کيلوگرم برسانتيمتر مربع، مي‌توان عمليات کشش را انجام داد که با توجه به کيفيت بتنهاي توليدي در حدود 7 روز پس از بتن ريزي عمليات کشش قابل انجام است. 


7- کابلها در چه جهاتي و به چه صورتي در سقف قرار داده مي شوند ؟ عبور کابلها از روي يکديگر به چه صورتي مي‌باشد؟ 
کابلها در دو جهت طولي و عرضي که در يک جهت بصورت يکنواختDistributed يعني با فاصله يکسان و در جهت ديگر بصورت Banded يعني در دسته‌هاي نواري برروي سقف قرار داده مي‌شوند.

ترتيب عبور کابلها از روي يکديگر برطبق نقشه‌هاي طراحي و با درنظر گرفتن حداقل ضخامت مورد نياز جهت پوشش بتن برروي کابل تعيين مي‌گردد. کابلها معمولا در روي ستونها در بالاترين

نقطه از تار پاييني قرار مي‌گيرد و حداقل 2 کابل بايد در محدوده نوار ستوني قرار بگيرند. 


8- عملکرد سقفهاي با دال پس کشيده در برابر زلزله به چه صورت مي‌باشد؟ 
به علت يکپارچگي کامل کابلها با يکديگر ، اين نوع دال ها بصورت صفحاتي هستند که به يکديگر دوخته شده‌اند پس مي‌توان آنها را بصورت يک سيستم يکپارچه در مقابل زلزله فرض نمود.

اين سقفها تاکنون چندين زلزله مهم را در محدوده گسل سن اندرياس واقع در غرب ايالات متحده تجربه کرده‌اند که گزارشهاي موجود نشان دهنده عملکرد مناسب اين سقفها در محدوده فوق‌الذکر

هستند.(زلزله نورثريج يکي از اين زلزله‌هاست) 


9- بطور کلي در چه سازه هايي مي توان اين روش را بکار برد ؟آيا در ساختمانهاي اسکلت فلزي امکان استقاده از اين روش وجود دارد ؟ 
در مورد استفاده از اين سيستم در اسکلتهاي فلزي هنوز راه حل مناسبي يافت نشده است ولي تحقيقات در اين زمينه ادامه دارد. مهمترين مشکل در استفاده از دال پس‌کشيده همراه با اسکلت فلزي،

مساله چگونگي اتصال اين دال به ستونهاست. اين روش در همه سازه‌ها اعم از ساختمانهاي بلند مرتبه مسکوني ، پارکينگ‌ها ، مخازن آب و گاز و فاضلاب کروي و غير کروي ، پل‌ها ، اسکله‌ها ،

پي‌ها و کف‌هاي صنعتي ، مسلح کردن خاک ، نماي پارکينگ‌هاي طبقاتي ، تونل و سد کاربرد دارد. 


10- برش پانچ در سقفهاي پس کشيده با چه روشي کنترل مي گردد ؟ 
برش پانچ در سقف‌ها در محل اتصال دال به ستون اتفاق مي‌افتدکه براي محاسبه مقدار آن محاسبات خاصي صورت مي‌پذيرد. در اين نوع سقفها ، مقدار برش پانچ همانند سقفهاي معمولي

بدست مي‌آيد که در صورت تجاوز از حد مجاز آرماتورگذاري مي‌شود و در صورتي که آرماتورها جواب ندادند ، يا ضخامت دال افزايش مي‌يابد و يا از سرستون استفاده مي‌شود. جديدا

در کشورهاي توسعه يافته بجاي استفاده از خاموت براي برش پانچ، از مقاطعي فولادي استفاده مي‌شود که به Shear stud يا همان گل‌ميخ موسوم هستند. Shear Stud ها جايگزين

مناسبي براي ميلگردهاي برش پانچ هستند که روش محاسبه‌اي خاص خود را دارند و استفاده از آنها سرعت وکيفيت اجرا را به ميزان قابل توجهي بهبود مي‌بخشد. 


11- براي اجراي اين سيستم در مناطق با محيط خورنده چه تمهيداتي انديشيده شده است ؟ 
در سيستم چسبيده بايد گروت ريزي با دقت خاصي صورت گيرد و ارضا کننده شرايط آيين نامه‌اي براي نوع گروت غيرخورنده بايد مدنظر باشد همانند مقدار cl- در آب و ... .

در مورد انکورج ها نيز بايد از انکورج‌هاي با پوشش محافظ استفاده نمود. 
در سيستم غير چسبيده بخاطر محفوظ بودن کابل در گريس و پوشش پلي‌اتيلني، تمهيد خاصي جز همان مقادير پوشش‌هاي آيين نامه براي آرماتورهاي پيش کشيده وجود ندارد .

در مورد انکورج ها نيز بايد از انکورج‌هاي با پوشش محافظ استفاده نمود. 


12- اين سيستم در طول دوره بهره برداري از چه مزايايي نسبت به دالهاي بتن مسلح برخوردار است ؟ 
به علت ايجاد فشار در بتن از ايجاد ترک‌هاي معمول جلوگيري نموده و باعث عدم ايجاد خوردگي در بتن مي‌گردد. اين پديده، يعني از بين رفتن ترکها خود باعث کارکرد کيفيت

بهتر سيستم در حالت بهره‌برداري مي‌شود و در نتيجه هزينه‌هاي نگهداري اين نوع دال مخصوصا" در پارکينگها پايين مي‌آيد. 


13-گروت چيست ؟ کاربرد آن در سيستم پيش تنيدگي به چه دليلي بوده و چه ويژگي‌هايي دارد ؟ چه نکاتي در زمان گروت‌ريزي بايد مدنظر قرار گيرند ؟ 
گروت يا دوغاب به مخلوطي از سيمان و آب گفته مي‌شود که مي‌تواند همراه با مواد افزودني و يا بدون آنها باشد. ويژگي گروت ، جلوگيري از خوردگي کابل درون غلاف و ايجاد

پيوستگي بين کابلها و بتن بوده مي‌باشد و گروت بايستي داراي مقاومت بالا ، نفوذپذيري پايين ، عدم انقباض ، انبساط مشخص و رواني معين باشد. 
در زمان اجراي گروت ريزي بايد آزمايشات عملکرد،مقاومت فشاري و تغيير حجم طبق دستورالعمل استاندارد انجام پذيرند. قبل از گروت ريزي بايد از باز بودن کامل مجراي غلاف و پس

از گروت ريزي بايد از پرشدن کامل غلاف توسط گروت اطمينان کامل حاصل نمود. عمليات گروت ريزي بايستي حداکثر دو هفته پس از عمليات کشش کابلها صورت پذيرد. ويژگي اين گروتها

در آيين نامه‌هاي مختلف آمده است که از جمله مي‌توان به داشتن مقاومت فشاري در حدود 270 کيلوگرم بر سانتيمتر مربع، عدم آب‌افتادگي و نداشتن انقباض، داشتن رواني مناسب و ... نام برد. 


14-آيا امکان کاربرد تکنولوژي پس‌کشيدگي در کف‌هاي صنعتي وجود دارد ؟ مزاياي آن نسبت به ديگر سيستم ها چيست ؟ سرعت اجرا و پرداخت سطوح آن چگونه مي باشد ؟ 

امروزه بدليل مزاياي زياد استفاده از پيش‌تنيدگي در کف‌هاي صنعتي اين نوع کف ها که بهSl

استرونگ هلد ایران

توسط استرونگ هلد ایران

طراح و مجری سازه های پیش تنیده

در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید!