سقف پیش تنیده
یکی از مرسوم ترین و محبوب ترین روش ها برای افزایش طول دهانه در سقف ها، بهره گیری از سیستم پیش تنیدگی می باشد. درواقع سقف های پیش تنیده به منظور استفاده در سازه های نیازمند دهانه های بسیار بزرگ کاربرد دارند.
در این روش ضخامت سقف به میزان قابل توجهی کاهش میابد که نتیجه آن هم پایین آمدن وزن جزئی و کلی سازه می باشد. همچنین در پروسه اجرایی این سیستم مشاهده شده که با اعمال نیروی فشاری بیشتر به بتن، قسمت اعظمی از تنش های کششی خنثی گشته و قابلیت باربری عضو افزایش خواهد یافت.
اصلی ترین هدف سقف های پیش تنیده، مقاوم سازی سازه ها پیش از بارگذاری نسبت به میزان باره وارده است که با اعمال تنش های فشاری می توان عضو را در برابر تنش های کششی که در زمان بارگذاری به وجود می آیند، این مقاومت را ایجاد کرد.
در سال 1886 یک مهندس آمریکایی توانست سیستم سقف پیش تنیده را ثبت کند و تا به امروز در کشور های گوناگون مورد استفاده قرار گرفته است.
از آنجایی که امروزه برای احداث سازه هایی نظیر: سد ها، پل ها، ساختمان های مسکونی و اداری، مخازن و… از بتن که دارای مقاومت بیشتری نسبت به سایر مصالح است، بهره گیری می شود. بتن در برابر نیرو های فشاری مقاومت بسیار خوبی دارد اما این مصالح ارزشمند قادر به تحمل نیرو های کششی نمی باشد. از همین رو مهندسان با قرار دادن استرند های فولادی درون بتن توانستند این معضل را به راحتی برطرف کنند.
ترکیب استرند های فولادی پیش تنیده و بتن، مصالحی مستحکم و غیر قابل نفوذ عرضه پدید آورد. در روش اجرای سقف با استفاده از سیستم پیش تنیدگی، استرند ها از درون غلاف هایی از جنس فولاد گالولنیزه و یا پلی اتیلن عبور داده شده و بخش انتهایی 2 سر آن ها توسط گوه ها ثابت می ماند.
اینگونه استرند های پیش تنیده جایگزین آرماتور ها شدند و مقاومت سازه ها به میزان قابل توجهی افزایش یافت.
پیش تنیدگی با ایجاد تنش های دائمی توانسته است از تنش های بار مرده و زنده جلوگیری کند، در نتیجه سقف پیش تنیده وزن بیشتری را تاب خواهد آورد.
به این نکته بسیار مهم توجه داشته باشید که سقف پیش تنیده نیازمند طراحی خاص، بهره گیری از مواد اولیه با کیفیت و نیروی کار متخصص و حرفه ای می باشد.
اگر در اجرای اینگونه سازه ها از مصالحی با کیفیت پایین استفاده شود، تنها ممکن است برخی از هزینه ها کاهش یابد اما ایمنی و استحکام سازه به طور کاملا کاهش خواهد یافت و در برخی از موارد شاهد فرسایش و حتی تخریب سازه با گذشت زمان بوده ایم.
توجه داشته باشید که در مبحث ساخت و ساز علی الخصوص سیستم سقف پیش تنیده به هیچ عنوان نباید کیفیت کار و ایمنی سازه را فدای کاهش هزینه های مربوطه کرد. چرا که این عمل در طولانی مدت خسارات جانی و مالی غیر قابل جبرانی به همراه خواهد داشت.
مزایای سقف پیش تنیده
همانطور که قطعا می دانید سقف پیش تنیده دارای ویژگی های منحصر به فرد و خاصی می باشد که همین موضوع نیز این سیستم را به یکی از محبوب ترین و پرکاربرد ترین روش ها در حوزه ساختمان سازی تبدیل کرده است. از همین رو امروزه سازندگان بسیاری از سیستم سقف پیش تنیده در سازه های گوناگون بهره گیری می کنند.
مهم ترین و اصلی ترین مزایای سیستم پیش تنیدگی در اجرای سقف پیش تنیده به شرح زیر می باشد:
کاهش ارتفاع طبقات و در نتیجه کاهش ارتفاع کل سازه: این کاهش ارتفاع سبب می شود تا طراحان بتوانن در یک ارتفاع مشخص تعداد بیشتری طبقه طراحی کنند.
به دلیل کاهش وزن و ارتفاع سازه مصرف بتن، میلگرد، آرماتور و... نیز پایین خواهد آمد.
صرفه اقتصادی اجرای سقف پیش تنیده به منظور احداث دهانه هایی با طول بسیار زیاد.
کاهش وزن سقف پیش تنیده به علت حذف میلگرد ها و استفاده از مصالح سبک.
کاربرد اساسی در پروژه های پیچیده معماری و فضا سازی بسیار مطلوب و مفید به دلیل حذف المان های بیهوده.
تحمل و مقاومت بسیار زیاد در مقابل اعمال فشار بار های گوناگون.
مقاومت و دوام در برابر خوردگی و زنگ زدگی.
افزایش قابل توجه طول عمر سازه.
سهولت در طراحی پلان های مختلف برای طراحان و مهندسان سازه.
اجرای فضای مفید و افزایش تعداد جای پارک در پارکینگ های طبقاتی که این مزیت سبب سهولت در تردد وسایل نقلیه می شود.
رابطه مستقیم حذف ستون ها در سیستم سقف پیش تنیده و افزایش طول دهانه ها.
عدم تغییر شکل سازه به دلیل تحمل فشار بار ها از طریق استرند ها.
ویژگی یکپارچگی سازه های پیش تنیده و همچنین انعطاف پذیری آن ها سبب بالا رفتن مقاومت اینگونه سازه ها در برابر بلا های طبیعی همچون زلزله گشته است.
مقاومت قابل توجه در مقابل نفوذ مواد شیمیایی مخرب و رطوبت.
افزایش سرعت روند پروژه با حذف تیر ها و آویز ها.
امکان آرایش پلان های متنوع در احداث پروژه های انبوه سازی ساختمان های ادارای، تجاری و مسکونی.
انعطاف پذیری بالای پلان ها در اجرای ایستگاه های آتشنشانی و پلیس، مراکز خرید، هتل ها، بیمارستان ها و....
کاهش قابل توجه ضخامت سقف های بتنی که نتیجه آن حذف لرزش های سازه ای می باشد.
حذف سقف های کاذب.
اجرای پلان های متنوع و خاص به شکل بیضی، دایره ای، منحنی، ترکیب خط های صاف و منحنی، عناصر مدرن معماری و....
قابلیت نصب کنسول های بلند و همچنین اجرای لبه دال به شکل های دلخواه.
کاهش هزینه های مستقیم و غیر مستقیم به دلیل حذف بخش قابل توجهی از میزان بتن مصرفی و آرماتور ها.
کاهش سطوح قالب بندی و تاثیر آن در سرعت بخشیدن به روند اجرا و اتمام پروژه.
به دلیل حذف برخی از المان ها نیاز به نیروی کار انسانی نیز در سیستم اجرای سقف پیش تنیده کاهش خواهد یافت.
عدم نیاز به صرف هزینه برای نگهداری و تعمیر جزئیات و کلیات سازه در کوتاه مدت و بلند مدت.
کنترل خیز سقف به دلیل اعمال نیروی فشاری در مقطع بتن که سبب بالا رفتن آن شده و ظرفیت باربری سقف را نیز افزایش می دهد.
بهره گیری از حداکثر فضا به علت مسطح بودن سطح زیرین سقف و همچنین حذف المان های تیر.
افزایش ظرفیت برشی و خمشی سازه.
سرعت بالا در اجرا و اتمام پروژه.
و...
کاربرد های سقف پیش تنیده
از آنجایی که سقف های پیش تنیده از دوام و مقاومت قابل توجهی برخوردار هستند، بنابراین در طراحی و اجرای سازه های خاص و حائز اهمیت بسیاری مورد استفاده قرار می گیرند.
در سال های اخیر این سیستم در تمامی شهر های کشور ایران نیز مورد استقبال سازندگان و مهندسان زیادی قرار گرفته و در پروژه های خاص و منحصر به فرد گوناگونی از آن بهره گیری شده است.
کاهش ارتفاع سقف تا سقف در پروسه طراحی و اجرای سقف های پیش تنیده یکی از اصلی ترین مواردی است که این سیستم را به پرکاربرد ترین روش در حوزه ساخت و ساز های بتنی تبدیل کرده است. زیرا در این مبحث ضخامت دال به حداقل رسیده و وزن سازه به شکل اصولی کاهش میابد.
این مزیت برای کشوری همچون ایران که بر روی گسل قرار دارد و زلزله های متعددی در آن رخ می دهد، یک موهبت محسوب می شود.
سازه هر اندازه سبک تر باشد به همان اندازه مقاومت آن در برابر زلزله بیشتر خواهد شد.
البته این نکته را به خاطر داشته باشید که تمامی این نکات مثبت زمانی ارزش دارد که در روند اجرای سقف های پیش تنیده از مصالح با کیفیت بهره گیری شود. چرا که بتن در برابر اعمال کشش بسیار ضعیف بوده و تحت بار های مختلف، خیز در سقف ها نمایان می گردد.
به همین منظور در پروسه طراحی و اجرای سقف های پیش تنیده از افراد متخصص و کاردان بهره گیری می شود که بهترین نوع مصالح را برای پروژه مورد نظر تهیه کنند. اگر غیر از این عمل شود، سازه با گذشت زمان دچار فرسایش شده و با اعمال فشار بیشتر امکان تخریب بخشی و یا در برخی از مواقع کل سازه به وجود می آید.
این تخریب ها می تواند در اثر نفوذ مواد شیمیایی و رطوبت در بتن نیز رخ دهد، از همین رو کیفیت بتن و مطابقت آن با نوع پروژه بسیار مهم است.
مهم ترین کاربرد های سقف پیش تنیده عبارتند از:
اجرای هتل ها و مهمانسرا های بزرگ
احداث پل های مرتفع و سد های وسیع
ساخت پارکینگ های طبقاتی با امکان اجرا در ارتفاع مشخص و قانونی
طراحی و اجرای سالن های سینما، آمفی تئاتر و...
اجرای سازه های اداری، تجاری و مسکونی کوچک و بزرگ
احداث کارخانه ها و کارگاه های گسترده
طراحی و اجرای سازه های کابلی معلق
ساخت مخازن نفت، گاز، آب و...
مراحل اجرای سقف پیش تنیده
همانگونه که پیش تر نیز به آن اشاره شد، لازمه طراحی و اجرای سقف پیش تنیده بهره گیری از مجری متخصص، نیروی کار ماهر و مصالح با کیفیت است.
اجرای این سیستم در 6 مرحله صورت می گیرد که این موارد به ترتیب شامل:
- قالب بندی: در این روش پروسه قالب بندی سقف همانند سیستم دال بتنی آرمه معمولی انجام می شود که برای سهولت بیشتر در هنگام نصب مهار های انتهایی برای قالب بندی کنار های دال، از قطعاتی همچون چوب استفاده خواهد شد.
- آرماتور بندی: به منظور اجرای این مرحله به کلاف های کناری، آرماتور های اطراف بازشو ها، آرماتور های تقویتی روی دیوار ها و ستون ها، آرماتور های مربوط به برش پانچ و… نیاز می باشد که بر روی سقف جای گذاری شوند.
لازم است بدانید که در این سیستم میزان آرماتور بندی نسبت به روش دال بتن آرمه معمولی به مراتب کمتر بوده و درواقع پروسه آرماتور بندی به شکل شبکه تحتانی و فوقانی وجود نخواهد داشت.
- نصب استرند ها و مهار های انتهایی: در این مرحله با توجه به طراحی اولی و نقشه های اجرایی استرند ها بر روی قالب جای گذاری شده و مهار های انتهایی به قسمت لبه قالب ها وصل می گردند. به طور معمول استرند ها به صورت عمود بر هم و از 2 جهت بر روی دال قرار می گیرند.
توجه داشته باشید که در شرایط معمولی یک طرف استرند ها به شکل متمرکز بر روی نوار های ستونی جای می گیرد و طرف دیگر با رعایت فاصله یکدست تقریبا 1.5 متری تعبیه خواهد شد.
- نصب خرک ها (Chair) و تامین پروفایل استرند ها: به جهت بهره گیری بهینه از نیروی پیش تنیدگی، جایگاه استرند ها نسبت به تار خنثی در فواصل طول دال متغییر می باشد. به طور معمول روی نقاط تکیه گاهی استرند ها به تار فوقانی و در اواسط دهانه به تار تحتانی نزدیک می گردد. برای تامین پروفایل مطلوب، خرک هایی در ابعاد و اندازه های مختلف با فاصله های از پیش مشخص شده تعبیه می شوند و در ادامه استرند ها بر روی آن ها جای گذاری خواهند شد.
- عملیات بتن ریزی: بعد از اتمام پروسه بستن آرماتور ها و جای گذاری استرند ها بر روی سقف، عملیات بتن ریزی آغاز می گردد.
توجه و دقت کافی به ویبره زدن های اطراف مهار های انتهایی، یکی از مهم ترین نکاتی است که در این مرحله وجود دارد.
استفاده از بتن مرغوب و میزان سختی بتن بعد از دستیابی به مقاومت، یکی دیگر از موارد حائز اهمیت در این مرحله می باشد.
- پروسه کشش استرند ها: پس از اتمام عملیات بتن ریزی و ریدن بتن به مقاومت فشاری قابل قبول، پروسه کشش استرند ها شروع می شود. در این مرحله با توجه به نوع طراحی هر یک از استرند ها به وسیله ی جک های هیدرولیکی مخصوص و یا توسط نیروی کار انسانی از یک جهت و یا از هر دو جهت کشیده خواهند شد.
به این نکته بسیار مهم توجه داشته باشید که میزان افزایش طول هر یک از استرند ها بر اساس طول و پروفایل آن محاسبه می گردد و بعد از به پایان رسیدن عملیات کشش نیز دوباره باید اندازه گیری صورت گیرد.
چرا که با این اندازه گیری ها و محاسبات است که درستی روند اجرای عملیات کنترل می شود.
