آیا کابلهای پیشتنیدگی حتماً باید از دو طرف کشیده شوند؟
پاسخ : در صورتی که بحث افت نیرو مطرح نباشد، کشیدن کابلهای پیشتنیدگی از یک جهت کافی خواهد بود. اما افت ناشی از اصطکاك در طول های بلند، باعث کاهش نیروی پیشتنیدگی کابل ها در سمت مدفون در بتن (End Dead)میشود.
با افزایش طول کابل میزان افت نیرو نیز افزایش می یابد. برای جبران افت نیروی پیش تنیدگی در کابل های بلند، عملیات کشش از دو طرف انجام می شود اما در کابل های کوتاه کشش از یک طرف کافی است.
به طور معمول کابل های زیر 36 متر از یک جهت و کابل ها با طول 36 الی 72 متر از دو جهت کشیده میشوند.
آیا میتوان در ساختمانهایی که از طرفین جایی برای کشش ندارند از دالهای پیشتنیده پسکشیده استفاده کرد؟
پاسخ : کابلهای پیشتنیده نیاز به حداقل کشیده شدن از یک طرف دارند. فضای مورد نیاز برای کشش حدود یک متر از لبه دال میباشد که از این یک متر حدود 60 الی 70 سانتیمتر به جک و ملحقات آن اختصاص پیدا میکند و مابقی فضای مورد نیاز برای باز شدن جک خواهد بود. در صورتی که ساختمانی از طرفین محدود به دیوارهای همسایه باشد امکان کشش از لبه دال وجود نخواهد داشت. در این قبیل مواقع دو راه حل وجود دارد. در راه اول کابلهای پیشتنیدگی قبل از رسیدن به انتهای دال )حدود یك متری لبه دال( به مهارهای انتهایی محدود میشوند. با تعبیه فضاهای خالی به فرم خاک انداز روی دال، مهارهای انتهایی به جایی اینکه به میانه ضخامت دال در لبه کار ختم شوند، به میانه ضخامت قطعه خاکاندازی قبل از انتهای دال ختم میشوند. در حقیقت مهارهای انتهایی به نوعی از روی سقف کشیده میشوند. در این سیستم نیاز به تهیه قالبهایی چوبی یا فلزی به فرم خاکانداز میباشد. بعالوه بستن دیتایلهای آرماتوربندی پشت مهار انتهایی نیاز به دقت مضاعفی دارند
در راه حل دوم بازشوهایی در لبه دال به فرم سایر بازشوهای تاسیساتی تعبیه میشود. مهارهای انتهایی بجای لبه دال به لبه این بازشوها بسته میشوند. در این حالت از لبه بازشوها باید آرماتورهایی را به شکل آرماتور انتظار بیرون آورد تا پس از اتمام عملیات کشش، جهت پر کردن فضای خالی از آنها استفاده شود. در حالت کلی در این روش ناحیه ای با عرض 1 متر در نقاط کشش ، بتن ریزی نمیگردد و قطعات مهاری در این نقاط کار گذاشته میشود . پس از انجام کشش از این ناحیه ، بتن ریزی این نواحی انجام میشود.
حداکثر طول کابل پیشتنیده در روش پسکشیده چقدر است؟
پاسخ : کابلهای پیشتنیده در روش چسبیده یا نچسبیده، معموالً بصورت قرقرههایی به طول 2000 تا 4000 متر تهیه میشوند و مانند پروفیلهای فوالدی یا میلگردها، محدودیتی در طول ندارند. اما استفاده از کابل با هر طولی بواسطه مسئله افت نیرو مقدور نمیباشد. معموالً افت نیروی پیشتنیدگی در کابلهای بلندتر از 35 تا 40 متر تا آن اندازه زیاد است که به جهت مصرف بهینه مصالح، آنها را از دو طرف میکشند. در کابلهای کوتاهتر، کشش از دوطرف تاثیر چندانی بر میزان نیروی پیشتنیدگی ندارد. در صورتی که طول کابلها به بیش از 70 تا 80 متر برسد، با کشش از دو طرف نیز افت نیروی پیشتنیده در میانه کابل قابل توجه خواهد بود. لذا پیشنهاد میشود برای اجرای کابلهای بسیار بلند، درزهای اجرایی تعبیه شود. بصورت خالصه معموالً کابلهای با طول کمتر از 35 تا 40 متر از یک طرف کشیده میشوند. کابلهای بلندتر تا طول 70 الی 80 متر از دو طرف کشیده میشوند و برای کابلهای بلندتر نیز درزهای اجرایی تعبیه میشود.
پیش تنیدگی در ساختمان با سیستم چسبیده بهتر است یا سیستم نچسبیده ؟
پاسخ: هردو سیستم دارای کلیات عملکرد مشابه بوده و مورد تایید کلیه آیین نامه ها و مراجع مختلف قرار دارند. شرکت های مختلف در آمریکا و اروپا بیشتر از سیستم نچسبیده و در آسیا بیشتر از سیستم چسبیده استفاده میکنند. هر دو سیستم دارای مزایا و معایبی هستند. به طور خالصه : نچسبیده: امکان ایجاد خروج از مرکزیت بیشتر ، افت کمتر در نیروی پیش تنیدگی ، حذف عملیات تزریق گروت ، امکان اجرای کابل ها با انعطاف بیشتر ، سهولت در اجرای عملیات و سهولت در انطباق با اجرا ، امکان اجرای سقف با ضخامت کمتر ، ریسک اجرایی کمتر. چسبیده: مقاومت بیشتر مقطع در حالت نهایی ، مستقل بودن نیروی پیش تنیدگی از مهار ابتدایی بعد از تزریق گروت ، میزان کمتر مصرف میلگرد.
نمونه هایی از بررسی عملکرد سازه های پیش تنیده بعد از وقوع زلزله های شدید ؟
پاسخ: Earthquake Performance Of Unbonded Post-Tensioned Buildings (San Francisco Earthquake 1985) مطابق مقاله باال که توسط آقای پروفسور بیژن اعالمی منتشر گردیده است اثر زلزله معروف لوما پیترا در آمریکا بر روی سازه های دارای سقف پیش تنیده بررسی گردیده است. این یررسی نشان داد سازه های پیش تنیده مختلف از قبیل پارکینگ طبقاتی ، تجاری ، اداری و حتی سازه های در حال ساخت رفتار مناسبی از خود نشان میدهند. تا آنجا که این سازه های هیج یک دچار خرابی جزئی نیز نگردیدند. رفتار این سقف مشابه سقف های دال بتنی ارزیابی گردیده است
ضوابط و عمل کرد ساختمانهای پیش تنیده در آتش سوزی ؟
پاسخ : ضوابط مقاومت در برابر آتش سوزی در دالهای پیشتنیده در دهانههای میانی و دهانههای کناری متفاوت است. بسته به اینکه دهانه مورد نظر بصورت آزاد یا پیوسته باشد، حداقل پوششهای مختلفی برای مقاومت در برابر حریق ذکر شده است. به عنوان یک مرجع میتوان از آئیننامه IBC , MANUAL TENSIONING-POST در این زمینه استفاده کرد. به عنوان مثال برای فراهم نمودن حداقل مقاومت 2 ساعته در برابر آتش سوزی، رعایت حداقل 8.3 سانتیمتر پوشش در دهانههای کناری و 9.1 سانتیمتر پوشش در دهانههای میانی الزامیست. در صورت نیاز برای تحمل مقاومت 3 ساعته در برابر آتش سوزی، رعایت حداقل 5 سانتیمتر پوشش در دهانههای کناری و 5.2 سانتیمتر پوشش در دهانههای میانی مورد نیاز میباشد . کابل ها با حرکت سیسنوسی داخل محدوده سقف حرکت میکنند. و در اکثریت طول خود دارای کاور بیشتر از 5 سانتیمتر میباشند. به غیر از تامین حداقل پوشش بتنی الزم، میتوان با اجرای پالسترهای گچی یا سایر موارد محافظ در برابر حریق، مقدار حداقل پوشش بتنی را کاهش داد طور کلی آیتم اصلی مقاومت یک المان بتنی در برابر آتش سوزی به میزان پوشش بتن ارتباط دارد. در یک سقف پیش تنیده با اجرای متداول پوشش کابل ها بیشتر از 8.3 سانتیمتر خواهد بود و حداقل 2 ساعت مقاومت در برابر آتش سوزی تامین میشود.
عملکرد سازه های پیش تنیده در محیط های خورنده ؟
پاسخ: به طور کلی در سازه های بتنی آیتم مقابله کننده با خوردکی پوشش بتن میباشد. در سقف های پیش تنیده با توجه به اینکه پوشش بتن روی کابل ها از آرماتور ها بیشتر میباشد ، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی از خود نشان میدهند. ضمنا با توجه به حذف و یا کاهش ترك ها با استفاده از نیروی پیش تنیدگی مقاومت سقف ها افزایش میابد. در مجموع در یک سقف پیش تنیده با اجرای متداول پوشش کابل ها ، مقاومت سقف در برابر خوردگی از سقف های دال بتنی بیشتر خواهد بود. تنها در محیط های خورنده ماند بقیه سازه ها ، میبایست تمهیداتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی انجام شود.
آیین نامه های مورد استفاده در ایران برای طراحی سازه های پیش تنیده ؟
پاسخ : طراحی هر قطعه پیشتنیده مشابه سایر اجزای بتنی باید مطابق ضوابط و مقررات خاصی انجام شود. در ایران ضوابط مورد پذیرش برای طراحی اجزای بتنی، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان میباشد. متاسفانه در این آئیننامه دستورالعملی جامعی برای طراحی دالهای پیشتنیده ساختمانی وجود ندارد. در این قبیل موارد مهندسین از آئیننامههای موجود و معتبر دیگری استفاده میکنند. با توجه به شناختهتر بودن آئیننامه ACI امریکا در بین مهندسین ایرانی و همچنین سابقه و اعتبار آن، بصورت معمول برای طراحی دالهای پیشتنیده از این آئیننامه استفاده میشود. فصل هجدهم آئیننامه ACI به بتن پیشتنیده اختصاص یافته است. در این فصل ضوابط مربوط به تحلیل و طراحی قطعات پیشتنیده در حالت بهرهبرداری و حدی نهایی بیان شده است.
آیا دال بتن پیش تنیده بر روی سازه فلزی قابلیت اجرا دارد ؟
پاسخ : محدودیت فنی برای استفاده از سقفهای پیشتنیده به روش پس کشیده در اسکلتهای فلزی وجود ندارد. استفاده از سقفهای پیشتنیده در اسکلت فلزی به دو شکل قابل اجرا میباشد. در روش اول میتوان دال پیش تنیده را روی قاب فلزی اجرا نمود. به این ترتیب که دال بتنی بر روی تیرهای اصلی از اسکلت فلزی قرار میگیرند. در این روش میتوان تیرچههای فرعی از اسکلت فلزی را حذف نمود. به عنوان روش دوم، دال پیشتنیده به روش پس کشیده قابل اجرا بر روی ستونهای فلزی نیز میباشد. در این روش تیرهای فلزی اصلی نیز حذف شده و دال تخت بدون آویز اجرا خواهد شد. در این حالت در نظر گرفتن تمهیدات خاص برای اتصال دال به ستون ضروری است. بعالوه در این سازهها برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی باید از بادبند یا دیوار برشی استفاده کرد
نرم افزارهای مورد استفاده در طراحی دالهای پیش تنیده چیست ؟
پاسخ: در طراحی دالهای پیش تنیده دو نرم افزار مورد استفاده قرار می گیرد نرم افزار BUILDER ADAPT و RAM CONCEPT
انواع ترك در سازه های پیش تنیده ، علل و راههای ترمیم آنها ؟
پاسخ: سقف های پیش تنیده میبایست مطابق با کالس U طراحی گردند. یعنی کشش به وجود آمده در بتن میبایست در حد مقاومت کششی قابل تحمل بتن باشد. ولی در واقعیت به دالیل مختلف ترك هایی در بتن ایجاد میگردد. از عوامل مختلف ایجاد ترك در بتن میتوان به طرح اختالط نامناسب ، وجود خاك یا رس در شن و ماسه بتن ، انجام عملیات ویبره به صورت نامناسب ، عدم رعایت کاور صحیح بتن ، عمل آوری نامناسب بتن ، گرما یا سرمای بیش از حد هوا ، توالی بتن ریزی نامناسب ، اسالمپ نامناسب بتن ، وجود باد حین یا پس از بتن ریزی و سختی باالی المانهای سازه و بتن ریزی مقاطع حجیم اشاره کرد . در حالت کلی سقف های پس کشیده به علت وجود نیروی پیش تنیدگی دارای ترك های کمتری هستند. روش های ترمیم ترك های بتن بر حسب وضعیت ترك میبایست بررسی گردد و در حالت کلی مشابه روش های متداول ترمیم میباشد.
آیا امکان ایجاد بازشو در سقف یا سوراخ کردن سقف پس کشیده وجود دارد؟
در حالت کلی ایجاد بازشو در هر سقفی تنها تحت نظر طراح امکان پذیر میباشد. یک باور عمومی وجود دارد که در سقف های پیش تنیده نمیتوان باز شو ایجاد کرد.
در حالت کلی در صورتی که طراح با ایجاد بازشو در سقف موافقت نماید در صورتی که محل بازشو با کابل ها تداخلی نداشته باشد ایجاد بازشو با هر ابعادی بالمانع است. پس عامل محدود کننده بازشو وجود کابل میباشد. به طور معمول کابل ها مانند میلگرد ها در دو جهت متعامد اجرا میگردند. مطابق آیین نامه ACI حداکثر فواصل کابل ها در یک جهت حداکثر 5.1 متر میباشد. در جهت دیگر فواصل کابل ها محدودیت ندارد و این فواصل تا 8 متر نیز میرسد. تراکم کابل ها در نواحی نوارهای ستونی هستند. حداقل فواصل کابل ها 5.0 متر میباشد. پس میتوان گفت بازشو 40x40 بدون هیچ مشکلی و در هر جایی قابل اجراست. با اعمال جابجایی کم در محل بازشو ، امکان ایجاد بازشو های بزرگتر به طور مثال 4x8.1 متر نیز امکان پذیر میباشد. دقت داشته باشید ایجاد بازشو در همه سقف ها با مسائل و مشکالتی همراه است. به طور مثال: 1 -در سقف تیرچه بلوك بریدن تیرچه امکان پذیر نیست. پس حداکثر عرض بازشو قابل ایجاد بدون انجام تمهیدات 40 سانتیمتر میباشد. 2 -در سقف کامپوزیت بریدن تیرهای فرعی امکان پذیر نیست. پس حداکثر عرض بازشو قابل ایجاد بدون انجام تمهیدات 100 سانتیمتر میباشد. 3 -در سقف عرشه فوالدی بریدن تیرهای فرعی امکان پذیر نیست. ضمنا حداکثر پیشامدگی قابل تحمل ورق عرشه نیز حدود 50 سانتیمتر میباشد. حداکثر فواصل تیرهای فرعی حدود 5.2 متر میباشد. پس ابعاد بازشو قابل ایجاد محدود میباشد. 4 -در سقف تیر و دال بریدن تیرهای فرعی امکان پذیر نمیباشد. ضمنا برش دال بتنی با هر اندازه ای امکان پذیر نیست. زیرا مطابق آیین نامه وجود بازشو با توجه به محل آن در نوار میانی و ستونی محدودیت دارد. ضمنا با توجه به وجودآمدن تمرکز تنش در اطراف بازشو در صورتی که ابعاد بازشو بزرگ باشد احتمال به وجود آمدن ترك های زیاد و عدم باربری مابقی سقف وجود دارد. تشخیص محل کابل ها از محل کشش آنها در پیرامون سقف یا از طریق دستگاه اسکنر میلگرد امکان پذیر است.در صورتی که برش کابل ها مورد نیاز باشد این کار با انجام تمهیدات امکان پذیر میباشد. بعضا با قبول عبور کابل از میان بازشو مسئله برش کابل ها حذف میگردد.
آیا امکان سوراخ کردن سقف جهت گرفتن بست های تاسیساتی امکان پذیر است؟
همانگونه که در باال اشاره شد کابل ها با حرکت سیسنوسی داخل محدوده سقف حرکت میکنند. بدین شکل در اکثر مساحت سقف کاور کابل ها بیشتر از 5 سانتیمتر میباشد. در بدترین حالت حداقل کاور کابل ها 3.8سانتیمتر میباشد. این کاور فقط در محل های بسیار کمی اتفاق میافتد. ) به طور تقریبی حدود 2 %سطح سقف ( حتی این میزان کاور نیز برای گرفتن بست های تاسیساتی معمول مناسب میباشد
دوام سقف های پس کشیده در مقایسه با بقیه سقف ها چگونه هست؟
سقف پیش تنیده با توجه به بتنی بودن دوام بیشتری در مقایسه با سقف های فلزی دارد. در مقایسه با سقف های بتنی با توجه به وجود نیروی پیش تنیدگی و کاهش قابل توجه ترك های سطح بتن ، دوام بیشتری در برابر خوردگی دارد. بدین علت اکثر پروژه های بتنی که نیاز به افزایش دوام سازه در آنها مطرح است ) مانند نیروگاه های هسته ای ، مخازن نفت و گاز ، پل ها و کف های صنعتی ( در آنها از پیش تنیدگی استفاده میگردد.
آیا قالب بندی کف سقف در سقف پیش تنیده میبایست مشخصات خاصی داشته باشد؟
پاسخ: قالب کف و قالب دور در این سقف کامال مشابه سقف دال بتنی میباشد و میتواند از نوع تخته سه الیه ، فلزی یا پلی وود باشد. زیر سازی قالب نیز مشابه سقف دال بتنی میباشد. قالب دور سقف ) یا قالب بغل ( در نواحی که محل کشش کابل هاست میبایست از نوع چوبی باشد تا جهت نصب ادوات مهاری بتوان آن را سوراخ نمود. از این قالب های سوراخ شده میتوان در سقف های بعدی استفاده میکردد
آیا بتن مورد نیاز در این سقف ها میبایست مشخصات خاصی داشته باشد؟
مشخصات بتن مورد استفاده در سقف پیش تنیده با سقف های معمولی تفاوتی ندارد تنها مطابق آیین نامه ACI میبایست حداقل مقاومت استوانه ای MPA 30 را داشته باشد.
زمان مناسب برای کشش سقف های پیش تنیده چند روز پس از بتن ریزی میباشد؟
زمان مناسب برای انجام عملیات کشش بستگی به نظر طراح دارد. در پروژه های متداول زمان مناسب هنگامی است که بتن به 70 %مقاومت خود رسیده باشد. بتن بدون افزودنی معموال پس از 7 روز به این مقاومت میرسد.
آیا با وجود نیروی زیاد و متمرکز پیش تنیدگی ، بتن در نواحی مهاری دچار ترکیدگی نمیشود؟
نواحی مهاری کابل ها یر اساس شرایط مختلف طراحی گردیده اند و بر اساس بدترین شرایط دیتیل های استانداردی جهت آرماتور گذاری آنها ارائه شده است. خاطر نشان میسازد این دیتیل ها در تمام دنیا و تمامی پروژه ها یکسان میباشند.
آیا امکان پارگی کابل ها وجود دارد؟ در این صورت چه اتفاقی خواهد افتاد؟
در صورت استفاده از کابل های تولید شده توسط کارخانجات استاندارد و ارائه نتایج تست کابل ها امکان وجود نقص در کابل نزدیک به صفر میباشد. لازم به ذکر است مطابق آیین نامه ها ، کابل حداکثر تا 80 %مقاومت نهایی خود کشیده خواهد شد. در کابل های چسبیده با توجه به تزیق گروت داخل غلاف ها ، در صورت ایجاد پارگی ، کابل داخل گروت غالف مهار شده و مشکلی ایجاد نمیگردد. آزمایشات تجربی نشان داده اند در صورت وجود پارگی در کابل های نچسبیده نیز اکثر انرژی کابل داخل غلاف پلاستیکی مهار میگردد
آیا در سقف های پیش تنیده نیاز به اجرای آرماتور افت و حرارت یا آرماتور حداقل دال بتنی میباشد؟
مطابق بند 3.1.18 آیین نامه 11-ACI318 در دال های پس کشیده نیاز به استفاده از آرماتور حداقل دال ها نمیباشد.
آیا در سقف های پیش تنیده نیاز به اجرای آرماتور مش لایه سقف میباشد؟
همانگونه که در بالا اشاره شد در سقف های پیش تنیده نیاز به اجرای آرماتور حداقل دال نمیباشد. در نتیجه نیازی به اجرای آرماتور الیه باالیی و پایینی نمیباشد. هم اکنون در ایران به طور متداول در جهت باال بردن ضریب ایمنی و کاهش ترك های انقباضی بتن از مش الیه پایینی و تقویتی الیه باال در نقاط تکیه گاهی استفاده میشود
