سازه های پیش تنیده

[Artaria 13629]

سازه پیش تنیده سازه ای است که مصالح اصلی آن که برای تحمل نیروها و انتقال آنها به کار می‌رود از ترکیبات بتن با انواع آرماتور‌ها است.مزیت های پیش تنیدگی در افزایش کارایی سازه هاپیش تنیدگی روشی است برای مقاوم سازی بتن یا مواد دیگر که توسط رشته های فولادی با مقاومت بالا و یا میلگردها انجام می شود و بطور کلی به آن Tendon یا همان فولادهای پس تنیدگی گفته می شود.کاربرد پیش تنیدگی در سازه های پارکینگ ها، ساختمان(آپارتمانها) و در دفاتر کار، دالهای بتنی روی زمین، پلها و ورزشگاه ها، حفاری های سنگ و خاک، تانکهای ذخیره آب و مواد شیمیایی و ... می باشد.در بیشتر حالت ها سیستم پیش تنیدگی به عملیات اجرایی ساخت پروژه این امکان را می دهد در مواقع غیر ممکن ملزومات معماری طرح رعایت و محدودیت های 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 می شود :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، بلوک ها از قسمت پایین از هم جدا می شوند.در این شرایط پیش تنیدگی توسط قرار دادن یک جفت مهره در دو انتهای نوار لاستیکی قابل شرح است بطوری که با پیچاندن مهره ها 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 بلوک ها از هم جدا نمی شود و بطور مستقیم و در کنار هم موقعیت خود را حفظ می کنند.این نوار لاستیکی محکم شده در واقع همان Tendon (فولادهای پس تنیدگی) در مقیاس واقعی می باشند که توسط وسایل مهاری گوه ای شکل در محل انتهایی بسته می شوند.مزایای پیش تنیدگیبرای 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 می خورد. به طور متداول در سازه های 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 می شود 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 می شود. میلگردها در این حالت وقتی فقط به صورت مدفون در بتن قرار داده می شود به صورت نیروهای Pssive عمل می کند و تا زمانی که خیز در بتن به مرحله قبل از ایجاد ترک نرسیده است نیرویی را تحمل نمی کند.اما Tendon یا همان فولادهای پیش تنیدگی به صورت نیروهای Active در سیستم عمل می کنند. در سیستم پیش تنیدگی فولاد به عنوان عامل مقاوم و موثر عمل می کند. به طوری که امکان بوجود آمدن ترک در بتن وجود نخواهد داشت.سازه های پیش تنیده حتی اگر تحت بارگذاری کامل قرار گیرند، می توانند طوری طراحی شوند که کمترین خیز و ترک در سازه ایجاد شود.کاربردهاتقریبا در تمام انواع سازه ها سیستم پیش تنیدگی کاربرد دارد.در سازه ساختمان ها، پیش تنیدگی اجازه ایجاد دهانه آزاد بیشتر بین تکیه گاه ها می دهد. 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 می باشد به علاوه این که ارتفاع کلی ساختمان برای ارتقای کف تا کف یکسان نیست به ساختمانی که از سیستم پیش تنیدگی استفاده نشده کمتر می باشد.بنابراین سیستم پیش تنیدگی باعث می شود وزن سازه به طور قابل توجهی نسبت به ساختمان بتنی معمولی با همان تعداد طبقات کاهش یابد. این موضوع باعث کاهش بار فندانسیون می شود و می توان مزیت اصلی آن برای نواحی لرزه خیز باشد. در مقایسه با ساختمان با شرایط مشابه یک ساختمان کوتاه به سیستم های مکانیکال کمتر و همچنین هزینه نمای خارجی کمتری احتیاج دارد.

[Artaria 13629]

مزایای سازه های پیش تنیده :

1. ايجاد دهانه‌هاي بزرگتر كه موجب افزايش فضاي مفيد در ساختمان شده و قطعاً در پروژه‌هاي مختلف اعم از ‏تجاري- اداري- فرهنگي، مسكوني و ورزشي، استفاده مطلوبتري خواهد داشت.‏

۲‏.استفاده از حداكثر ظرفيت مكانيكي مصالح، چون كل مقطع بتني تحت فشار بوده و از نهايت مقاومت كابل‌هاي ‏پيش‌تنيده نيز همواره استفاده مي‌گردد.

‏3. كاهش ارتفاع تيرها و در بسياري موارد حذف تيرها. (عموماً در دهانه‌هاي تا حدود 10متر امكان حذف تير آويز از سقف ‏مقدور مي‌باشد). ‏

‏4. ضخامت كم دال‌هاي بتني.‏

5. كاهش وزن (مصالح مصرفي) سازه كه تاثير بسزايي در كاهش بار زلزله داشته و عملكرد لرزه‌اي سازه را بهبود مي‌بخشد.‏

‏۶. كنترل خيز، چون نيروهاي پيش‌تنيدگي موجب ايجاد خيز معكوس مي‌شوند.

‏‏7. كنترل ترك در سازه، چون مقطع بتني همواره تحت فشار مي‌باشد.‏

‏ 8. كاهش ارتفاع طبقات مفيد ساختمان و به تبع آن كاهش هزينه كليه سطوح و آيتم‌هاي عمودي از جمله نما‌سازي، ‏تاسيسات، تيغه چيني، گچ‌كاري و رنگ و نقاشي.‏

‏9. سرعت اجراي بالاتر به دليل عدم نياز به زمان طولاني براي باز كردن قالب پس از انجام عمليات كشش كابل‌ها.‏

‏10. دوام بيشتر سازه به دليل تحت فشار بودن دائمي بتن و عدم ايجاد كشش در آن.‏

‏11. امكان تامين پاركينگ‌هاي بيشتر در ساختمان به خاطر افزايش طول دهانه‌ها.‏

‏12. اجراي زيباتر و جذابتر سازه از نظر معماري و به تبع آن ا فزايش كيفيت، مطلوبيت و مرغوبيت طرح.‏

‏13. هزينه كمتر در مقايسه با سيستم‌هاي مرسوم سازه‌اي به دليل كاهش مصرف مصالح و به تبع آن كاهش نيروي انساني ‏مورد نياز و ساير هزينه‌‌هاي اجرايي.‏

‏14. سهولت عبور لوله‌هاي تاسيسات و انعطاف‌پذيري در ايجاد بازشوها در دال‌هاي پيش‌تنيده.‏

‏15. امكان كنترل كيفيت سازه در حين ساخت، چون پس از انجام عمليات كشش كابل‌ها هر گونه نارسايي در اجراي سازه ‏قابل مشاهده و اصلاح خواهد بود.‏