مزایای پیش تنیدگی بتن (قسمت دوم)

ن، مصالحی با دوام، مقاوم در برابر آتش سوزی، اقتصادی و قوی و شکل پذیر در فشار است. مع ذالک همین ماده ساختمانی در کشش ضعیف و ترد است. مهندسین برای غلبه بر این ضعف ترکیبی از فولاد مسلح کننده و بتن که امکان مقاومت در برابر نیروهای کششی و فشاری را ایجاد می نماید به کار گرفتند . در آغاز برای مسلح کردن بتن از آرماتور استفاده شد ( بتن آرمه ) و در ادامه استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی ، بتن را به یکی از کاربردی ترین مصالح سازه ای تبدیل نمود . در نشریه شماره 175 در خصوص پیش تنیدگی در بتن، مقایسه رفتار تیرهای بتن آرمه و پیش تنیده، و رعایت نکات ضروری توضیحاتی ارائه گردید و در این شماره به بررسی مزایای پیش تنیدگی در ساختمان می پردازیم:1-مزایای معماری :استفاده از سیستم بتن پیش تنیده در اجرای ساختمان ها باعث سهولت در طراحی پلان و نما، ایجاد فضای مناسب جهت پارکینگ ها،شرایط مناسب پارتیشن بندی فضا، قابلیت بیشتر عبور لوله ها و ادوات تأسیساتی ، امکان ایجاد دهانه های بلندتر و تعداد ستون کمتر و امکان ایجاد کنسول های بلندتر میشود . دهانه بزرگ تر و کنسول های بلندتر: با استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی امکان ایجاد دهانه های بزرگ تر و کنسول های بلندتر در سازه وجود دارد . محدودیت هایی که سایر روش ها در پوشاندن دهانه های بزرگ با آن مواجه هستند در این سیستم منتفی است . این مزیت قابلیت های گسترده ای را در اختیار طرح معماری قرار داده ، همچنین امکان استفاده مناسب تری از فضا را ایجاد میکند .حذف تیرها: ازآنجایی که در این سیستم امکان حذف تیرها و آویزها وجود دارد ، میتوان سطح زیرین تخت را در اختیار طرح معماری قرار داد . در نتیجه عبور کانال های تأسیساتی با سهولت امکان پذیر میباشد . به علاوه پارتیشن بندی نیز بدون محدودیت قابل اجراست .2- مزایای سازه ای :به دلیل استفاده از کابل های با مقاومت بالای پیش تنیدگی و اعمال نیروی فشاری به بتن قبل از اعمال بارها به سازه مزیت هایی نظیر کنترل تغییر شکل ها ، کاهش ضخامت دال ها یا تیرهای بتنی ، کاهش وزن مرده ساختمان و مصالح مصرفی را شاهد هستیم. کنترل تغییر شکل: در اعضای بتن آرمه معمولی تغییر شکل با افزایش ابعاد مقطع کنترل میگردد درحالیکه در سیستم پیش تنیده با افزایش کابل ها و نیروی پیش تنیدگی امکان کنترل خیز وسط دهانه وجود دارد . خیز به طرف پایین تیرهای بتن پیش تنیده تحت اثر بارهای سرویس معمولاً بسیار کم میباشد زیرا قبل از وارد آوردن بار های سرویس تحت تأثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است که از شدت خیز به سمت پایین میکاهد.ضخامت دال کمتر: با توجه به تحت فشار بودن بتن و وجود انحنا در کابل ها ، امکان پوشاندن دهانه با ضخامت کمتر نسبت به دال های بتن آرمه معمولی یا سایر سیستم های رایج فراهم میگردد .ارتفاع کف تا کف کمتر: با توجه به کاهش ضخامت دال و حذف آویز تیرها میتوان 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 ... میگردد .کاهش ارتفاع کل ساختمان : از آنجایی که ضخامت دال ها در این سیستم کاهش مییابد و امکان حذف تیرها نیز وجود دارد ، میتوان ارتفاع سازه را کاهش داد . بدین معنی که در ارتفاع ثابت میتوان از تعداد طبقات بیشتری استفاده کرد . این امر بخصوص در ساختمان های بلندمرتبه که با توجه به قوانین موجود محدودیت ارتفاع دارند ، حائز اهمیت است. کاهش وزن ساختمان: وزن ساختمان های بتن پیش تنیده به مراتب از وزن ساختمان های بتن آرمه معادل کمتر است زیرا: اولأ مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده میشود و میزان بتن لازم کمتر است. در واقع کاهش ضخامت دال ، حذف تیرها و کاهش ارتفاع کل ساختمان موجب کاهش وزن کلی ساختمان میگردد . این امر باعث کم شدن ابعاد و اندازه سایر اجزای سازه ای خواهد شد. ثانیأ فولاد مصرفی دارای مقاومت زیادتری است معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی میگردد.کنترل ترک و دوام بیشتر: یکی از مهم ترین خواص ساختمان های بتن پیش تنیده نداشتن ترک های دائمی میباشد. این موضوع باعث تداوم بیشتر این امر خصوصاً در محیط هایی با گاز و زمین های مشکل ساز و همچنین ساختمان های دریایی بسیار حائز اهمیت میباشد. برتری بتن پیش تنیده نسبت به بتن آرمه جهت نداشتن ترک واضح است.این موضوع باعث دوام بیشتر این ساختمان ها نسبت به ساختمان های بتنی و بتن آرمه می بشود. نیروی پیش تنیدگی باعث اعمال فشار دائمی به دال میگردد و دال ها همواره تحت فشار خواهند بود . لذا ترک های موجود در این سیستم به حداقل میرسد . کاهش ترک ها باعث افزایش مقطع موثر بتن خواهد شد درحالیکه در اعضای بتن آرمه معمولی به واسطه ترک خوردگی ، مقطع موثر بتن تحت بارهای بهره برداری کاهش مییابد . بعلاوه کاهش ترک مانع نفوذ مواد خورنده به بتن شده و خوردگی فولاد کمتر میشود . به عبارت دیگر دوام سازه افزایش مییابد و عدم وجود ترک در منابع سازه های آبی اهمیت ویژه ای دارد.بهبود عملکرد لرزه ای: سیستم های دال بتنی نسبت به سایر سیستم های پوشش سقف دیافراگم یکپارچه تری تشکیل میدهند که باعث بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان میگردد . به علاوه تحقیقات مختلف در این زمینه نشان میدهد دال های پس کشیده با روش نچسبیده نسبت به دال های بتن آرمه عملکرد مناسب تری هنگام وقوع زلزله داشته اند . در ساختمان هایی بتن پیش تنیده قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ساختمان به وسیله نیروی پیش تنیدگی به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت اثر تنش های زیادی قرار میگیرد و این خود یک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد میباشد. چنانچه در این مرحله, ساختمان از خود حالت غیرعادی نشان ندهد میتوان مطمئن شد که تحت تأثیر بارهای سرویس نیز عیبی نخواهد کرد.با تغییرات مقداری نیروی پیش تنیدگی میتوان سازه را صلب و یا انعطاف پذیر کرد بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییری پیدا بکند.واضح است که یک سازه انعطاف پذیر بیشتر خاصیت فنری و ارتجاعی داشته و میتواند قبل از اینکه در اثر ضربه گسیخته گردد مقدار قابل توجهی انرژی را جذب کند. به این ترتیب چنین سازه هایی تحت تأثیر بارهای زلزله و دینامیکی رفتار بهتری نشان میدهند. یک نمونه از چنین سازه هایی شمع های ضربه گیر اسکله ها میباشدازطرف دیگر یک سازه بسیار صلب بهتر میتواند لرزش ها و نوسانات بسیار سنگین را تحمل کند(برای مثال , فونداسیون موتورهای توربینی)در دهه های اخیر مهندسان و معماران برای دستیابی به مقاومت و پایداری سازه و همچنین الزامات طراحی از بتن پیش ساخته استفاده میکنند.امکان ایجاد بازشوهای بزرگ و نامنظم در سقف: با توجه به انعطاف پذیری کابل ها ، امکان ایجاد بازشوهای بزرگ و نامنظم روی سقف وجود دارد در این سیستم نیاز به تعبیه تیر اطراف بازشوها نمیباشد .امکان ستون گذاری نامنظم: بر خلاف سازه های بتنی معمولی که ستون گذاری معمولاً از آکس بندی منظم پیروی میکند ، در این سیستم امکان ستون گذاری به صورت نامنظم وجود دارد که در طرح های معماری حائز اهمیت است . افزایش سرعت اجرا: با توجه به حذف تیرهای میانی و آرماتور بندی دال ها ، 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 میتوان قالب ها را در مدت زمان کوتاه تری باز کرد . به طور کلی زمان اجرای یک دال پیش تنیده حدود 30% کمتر از دال بتن آرمه معمولی است3- مزایای اقتصادی :سازه های بتنی پیش تنیده به دلیل مزایایی ازجمله کاهش قابل ملاحظه در آرماتور و بتن مصرفی ، کاهش ارتفاع طبقات و کل ساختمان، صرفه جویی قابل ملاحظه در زمان ساخت ارزان تر بوده و مورد توجه قرار گرفته اند . ساختمان های بتن پیش تنیده معمولاً برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین اقتصادی تر از ساختمان های بتن آرمه میباشد. باید به این نکته توجه داشت که تکنولوژی لازم برای بتن پیش تنیده ممکن است در بسیاری از کشورهای در حال توسعه موجود نباشد و به لحاظ لزوم ورود تجهیزات و گاهی اوقات پرسنل فنی ممکن است طراحی با بتن پیش تنیده، غیراقتصادی باشد.کاهش هزینه ها: کاهش ضخامت دال ، کاهش تعداد ستون ها ، حذف تیرها و ... باعث صرفه جویی قابل توجهی در بتن و فولاد مصرفی خواهد شد . به علاوه کاهش عملیات قالب بندی و آرماتور بندی نیز باعث کاهش هزینه های اجرایی میگردد . سرعت اجرای بیشتر نیز کاهش هزینه تجهیزات و نیروی انسانی را در پی خواهد داشت . روی هم رفته ساختمان هایی که در آنها از سیستم دال پس کشیده استفاده میشود حدود 10 تا 20 درصد نسبت به ساختمانی بتن آرمه ارزان تر خواهد بود . ارائه دهنده مقاله: صنایع فلزی-خوانسارآگهی در صفحه 17