تکنولوژی Post-tension

تکنولوژی Post-tension را در این مقاله برای شما به صورت کامل توضیح میدهیم، با ما همراه باشید. در سیستم پس کشیدگی با بهره گیری از نیروی به سمت بالا یا همان کمان شکل و البته پیش تنیدگی دال، ضخامت دهانه های بزرگ کاهش یافته و همچنین کنسول های را نیز می توان با ضخامت بسیار کم اجرا نمود. این نوع سقف از بروز ترین نمونه های سقف بوده که در سال های اخیر وارد صنعت ساخت و ساز ایران شده است.

در این روش با تعبیه کابل های فولادی درون بتن، یک نیروی فشاری اولیه، پیش از بهره برداری از ساختمان در نقطه کشش دال بتنی ایجاد می شود، که همین امر نیز سبب جلوگیری از ترک خوردگی سازه بعد از پایان فرآیند بهره برداری خواهد شد. همچنین در تکنولوژی Post-tension از حداکثر ظرفیت بتن استفاده شده، بنابراین ابعاد و اندازه های سازه نیز به صورت چشمگیری کاهش می یابد.

به عنوان مثال در سیستم پیش تنیدگی با بهره گیری از پس کشیدگی، آویز تیر ها، تعداد زیادی از ستون ها و… حذف شده، از همین رو این روش از نظر معماری ساختمان و البته تامین فضای مفید در پارکینگ های مسقف بسیار کاربردی می باشد.

به این نکته بسیار مهم توجه داشته باشید که اجرای این سیستم نیازمند استفاده از ابزارآلات، ادوات، دانش فنی و نیروی کار آموزش دیده است، به همین دلیل هم سقف پیش تنیده در دسته سقف های گران قیمت قرار دارد، اما از سوی دیگر به دلیل حذف بخش زیادی از مصالحی مانند: بتن و آرماتور ها، می توان گفت که این روش به منظور اجرای سازه های بزرگ و خاص، مقرون به صرف خواهد بود.

در سیستم پس کشیدگی، کابل ها از دورن غلاف های مخصوص عبور داده شده و بعد از عملیات بتن ریزی و دستیابی بتن به مقاومت مورد نیاز، این کابل ها با استفاده از جک، تحت کشش قرار گرفته و مهار می گردند. همچنین در این روش از قطعات پیش ساخته استفاده می شود که امکان اجرای سازه به شکل درجا و در محل وجود دارد.

کابل ها و یا همان استرند های فولادی پیش تنیده به 2 روش نچسبیده (Un Bonded) و چسبیده (Bonded) به غلاف جای گذاری می شوند. به این صورت که:

سیستم نچسبیده: در این روش نیروی فشاری توسط مهار های انتهایی به بتن منتقل شده و استرند ها در طول به بتن نمی چسبند. برخلاف روش چسبیده در این سیستم کابل ها از درون غلاف های پلاستیکی قرار می گیرند و به شکل کاملا مستقیم از طریق مهار ها، نگه داشته خواهند شد.

عملیات گروت ریزی هم به علت عدم نیاز به ایجاد چسبندگی میان بتن و کابل ها، در سیستم نچسبیده حذف می شود. لازم به ذکر است که از این روش در اجزای بتنی با ضخامت کم بهره گیری می گردد و در کار گذاری مهار های انتهایی بزرگتر که معمولا جهت مهار چندین رشته کامل مورد استفاده قرار می گیرند، کاربردی ندارد.

از مهم ترین کاربرد های سیستم نچسبیده می توان به اجرای دال های ساختمانی و دال های روی زمین یا همان slab on ground اشاره کرد.

سیستم چسبیده: برعکس روش نچسبیده در این سیستم کابل ها از دورن غلاف های فلزی عبور داده می شوند که به طور معمول تمامی آن ها به یک مهار انتهایی متصل می گردند. در ادامه این غلاف ها در محل مورد نظر و بر روی قالب ها نصب شده و بعد از عملیات بتن ریزی و به مقاومت رسیدن بتن، کابل ها کشیده خواهند شد.

در این سیستم برای ایجاد چسبندگی میان بتن و کابل ها، از گروت بهره گیری به عمل می آید که به صورت کامل داخل غلاف ها پر می نماید. در کنار این چسبندگی، گروت از کابل ها در برابر زنگ زدگی و خوردگی نیز محافظت می کند. لازم به ذکر است که آج های روی جداره غلاف ها به گونه ای طراحی شده اند که درگیری قابل قبولی با بتن به وجود آورده و بدین ترتیب پیوند مدنظر میان بتن و کابل برقرار می شود.

از روش چسبیده در مواردی که نیاز به صرف نیروی بسیار زیادی جهت پیش تنیده کردن اجزا است، بهره گیری به عمل می آید. اصلی کاربرد های سیستم چسبیده شامل: پل های بتنی پیش تنیده، صفحات انتقال بار، فونداسیون های پیش تنیده، تیر دهانه های بزرگ می باشد.

مزایای تکنولوژی Post-tension

همانطور که پیش تر نیز به آن اشاره شد، تکنولوژی Post-tension در سال های اخیر بسیار مورد توجه مهندسان و سرمایه گذاران در صنعت ساختمان سازی، قرار گرفته که دلیل آن هم مزیت ها و ویژگی های خاص و منحصر به فرد این روش است.

مهم ترین مزایای سیستم پیش تنیدگی، عبارتند از:

1. ضخامت دال کمتر: به دلیل تحت فشار بودن بتن و همچنین قابلیت انحنا در استرند ها، امکان اجرای دهانه با ضخامت بسیار کم در مقایسه با دال های بتن آرمه معمولی، فراهم می گردد.

1. دهانه های بزرگ: با بهره گیری از این روش، امکان طراحی و احداث دهانه های عظیم و وسیع وجود دارد، چرا که محدودیت هایی که سایر روش های مشابه با آن مواجه اند در سیستم پیش تنیدگی بسیار اندک است. همین ویژگی نه تنها قابلیت های گسترده ای در اختیار طراحان معمار قرار می دهد، بلکه اجرای فضای مفید بیشتر را نیز ممکن می کند.

1. حذف تیر ها: از آنجایی که در این روش امکان حذف تیر ها وجود دارد، سطح زیرین تخت در اختیار طراح معمار قرار می گیرد که همین امر باعث عبور راحت تر کانال های تاسیساتی شده، همچنین پارتیشن بندی و تیغه بندی هم بدون هیچگونه محدودیتی قابل اجرا می باشد.

1. دوام بالا و کنترل ترک ها: اعمال نیروی پیش تنیدگی موجب فشار دائمی به دال های پیش تنیده شده و سقف به طور مداوم در حال فشار خواهد بود. بنابراین در این سیستم ترک خوردگی به حداقل رسیده و همین امر هم مقاومت سازه را افزایش می دهد. این مهم در اعضای بتن آرمه معمولی با توجه به ترک خوردگی ها، کاهش مقطع موثر بتن تحت بار های بهره برداری را به دنبال دارد.

لازم است بدانید که کاهش ترک ها، از نفوذ مواد خوردنده به بتن و همچنین خوردگی فولاد جلوگیری کرده و شاهد افزایش دوام سازه خواهیم بود.

1. تسریع در روند اجرا: به علت حذف آرماتور بندی دال و حذف تیر های میانی در سیستم پیش تنیدگی، زمان اجرای سازه به طور قابل توجهی افزایش می یابد. همچنین عدم وجود تیر ها، نقش موثری در بالا رفتن سرعت قالب بندی ایفا می کند.

از همین رو پس از اجرای عملیات کشش، سقف پیش تنیده بدون قالب بندی و شمع بندی نیز پایداری خود را حفظ کرده و به راحتی قادر خواهید بود قالب ها را در زمان بسیار کوتاه تری باز کنید.

زمان تقریبی اجرای یک دال دال پیش تنیده، 30 درصد از سایر روش های مشابه سریع تر است.

1. ستون گذاری نامنظم: در تکنولوژی Post-tension برعکس سازه های بتنی معمولی، امکان ستون گذاری به صورت کاملا نامنظم وجود دارد. توجه داشته باشید که این امر در طراحی های معماری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد.

1. کاهش ارتفاع سازه: کاهش ضخامت دال و حذف آویز تیر ها در روش پیش تنیدگی، سبب کاهش ارتفاع کف تا کف طبقات و در نتیجه کل سازه می گردد. در همین راستا شاهد کاهش مصالح مصرفی در تیغه بندی دیوار ها، ستون ها و… نیز خواهیم بود.

با استفاده از این سیستم می توان در یک ارتفاع ثابت، از تعداد طبقات بیشتری بهره گیری به عمل آورد.

1. کاهش وزن سازه: کم شدن ابعاد و اندازه های ساختمان و همچنین پایین آمدن وزن کل سازه با استفاده از تکنولوژی Post-tension به دلیل حذف تیر ها و کاهش ضخامت دال ها، میسر می شود.

1. اجرای بازشو های بزرگ: امکان ایجاد بازشو های بزرگ و نامنظم بر روی سقف ها به علت انعطاف پذیری بالای کابل ها در این سیستم وجود دارد. به علاوه در این روش نیازی به نصب تیر در فضای اطراف بازشو ها نخواهد بود.

1. بهبود عملکرد لرزه ای: تکنولوژی دال بتنی در مقایسه با سایر روش های مشابه، دیافراگم یکپارچه تری به وجود آورده که سبب بهبود عملکرد لرزه ای سازه ای می شود. همچنین بر اساس تحقیقات انجام شده، دال های پس کشیده به روش نچسبیده (Un Bonded) نسبت به دال های بتن آرمه معمولی، از عملکرد بسیار مطلوب تری در زمان وقوع زلزله برخوردار هستند.

1. کاهش هزینه ها: عواملی نظیر: کاهش ضخامت دال، حذف تیر ها، ستون ها، کاهش قالب بندی، آرماتور بندی، سرعت اجرای بالا و… موجب صرفه جویی در مصرف بتن، فولاد و همچنین تجهیزات و نیروی کار می شود که تمامی موارد ذکر شده کاهش قابل توجه هزینه را به همراه دارد.

لازم به ذکر است که سازه هایی که با استفاده از سیستم پیش تنیده طراحی و اجرا شده اند، تقریبا 10 تا 20 درصد از سازه های بتن آرمه معمولی، ارزان تر خواهند بود.

مراحل اجرای سقف به روش پس کشیدگی

به منظور احداث سقف پیش تنیده با بهره گیری از روش پس کشیدگی، مراحلی به ترتیب صورت می پذیرد که به شرح زیر می باشند:

قالب بندی: معمولا جنس این قالب ها از فلز، چوب و یا پلای وود بوده که همانند دال بتن آرمه معمولی انجام می گردد. همچنین دال های سازه ای در این سیستم به شکل تخت لحاظ می شود، که همین امر سرعت اجرای عملیات قالب بندی را بسیار بالا خواهد برد.

آرماتور بندی: میزان آرماتور مصرفی در سیستم دال های پیش تنیده نسبت به دال های بتن آرمه معمولی، به مراتب بیشتر است. آرماتور های مورد نیاز به منظور اجرای این مرحله، شامل: آرماتور های تقویتی روی دیوار ها و ستون ها، کلاف های کناری، آرماتور های اطراف بازشو ها، آرماتور های مرتبط با برش پانچ و… می باشد.

لازم به ذکر است که در این سیستم آرماتور بندی به شکل شبکه تحتانی و فوقانی، وجود نخواهد داشت.

نصب کابل ها و مهار های انتهایی: به طور معمول در طرح های اجرایی، کابل ها بر روی قالب قرار می گیرند و مهار های انتهایی به لبه قالب وصل می گردند. این کابل ها از دو طرف به صورت عمود بر هم، روی سقف جای گذاری می شوند. همچنین تعداد و میزان فاصله کابل ها به طول دهانه و بارگذاری بستگی دارد.

درواقع کابل ها به شکل متمرکز از یک جهت، بر روی نوار های ستونی قرار می گیرند و از سوی دیگر با فاصله های تقریبا 1.50 متری، نصب می شوند.

تامیل پروفیل کابل ها و نصب Chair: بهره گیری از تکنولوژی Post-tension، سبب تغییر موقعیت کابل ها در مقایسه با تار خنثی مقطع در طول مسیر می گردد. به طور معمول قسمت روی نقطه تکیه گاهی کابل ها به تار فوقانی و در بخش میانی دهانه به تار تحتانی نزدیک خواهد شد که انحنای ایجاد شده اصطلاحا با نام پروفیل یا Profile در این صنعت معروف می باشد.

همچنین Chair ها را در اندازه های مختلف و با فاصله های مشخص، به منظور تامین پروفیل قرار داده و سپس کابل بر روی آن ها جای می گیرد و بدین شکل پروفیل مورد نیاز تامین خواهد شد.

بتن ریزی: پس از اتمام پروسه بستن آرماتور ها و جای گذاری کابل ها بر روی سقف، عملیات بتن ریزی صورت می گیرد. لازم به ذکر است که در این مرحله، توجه به ویبره زدن اطراف مهار های انتهایی، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد.

عملیات کشش: در این مرحله بعد از دستیابی بتن به مقاومت مورد نیاز، عملیات کشش کابل ها شروع می شود. به این صورت که هر کابل از یک سمت و یا از هر دو طرف کشیده خواهند شد.

توجه داشته باشید که میزان افزایش طول هر یک از کابل ها، بر اساس طول و پروفیل آن محاسبه می شود و بعد از اعمال کشش نیز مجددا این اندازه گیری باید انجام گردد تا درستی اجرای عملیات مورد کنترل قرار گیرد.

کاربرد های سقف پس کشیده

از آنجایی که سقف های پیش تنیده به روش پس کشیده دارای مزیت ها و ویژگی های خاص و مورد قبولی هستند، در نتیجه به منظور اجرای سازه های بتنی گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند. مهم ترین کاربرد های سقف پس کشیده عبارتند از: