سقف پیش تنیده

پیش تنیدگی به این معنی است که یک تنش ثابت، دائمی و به اندازه و روش دلخواه به یک عضو بتنی وارد شود. به طوری که بخشی از بار مرده و زنده وارد بر این عضو در اثر تنش اعمال شده خنثی گردد و در نتیجه مقاومت و ظرفیت باربری عضو بتنی افزایش یابد. این تنش به دو روش پس کشیدگی و پیش کشیدگی اعمال می شود. در واقع می توان گفت سقف پیش تنیده به منظور رفع ضعف بتن در برابر تنش های کششی اجرا می گردد. به عبارت دیگر بتن در برابر کشش ضعیف بوده و این روش سبب می گردد که به دلیل اعمال فشار اولیه بر عضو، بتن در اثر بارهای وارده دیرتر به کشش بیفتد و ترک بخورد. دال های پیش تنیده را می توان به ۴ نوع دال تخت پیش تنیده، دال تخت پیش تنیده با سر ستون، دال مجوف پیش تنیده و دال پیش تنیده با تیر کم عمق نواری دسته بندی کرد. اجرای سقف پیش تنیده دارای مزایایی همچون مقاومت در برابر خوردگی، امکان اجرای پلان نامنظم معماری، افزایش مقاومت و ... می باشد.

قیمت اجرای سقف پیش تنیده

عوامل متعددی همچون هزینه طراحی سقف پيش تنيده، هزینه مصالح، قالب بندی و ... بر روی قیمت اجرای سقف پیش تنیده تاثیرگذارند. اجرای سقف پیش تنیده موجب کاهش ضخامت دال و ستون ها شده و همچنین امکان حذف تیرها را نیز فراهم می نماید. علاوه بر این نیاز به نیروی انسانی کمتری برای اجرا دارد و از سرعت اجرای بالایی برخوردار است. به طور کلی با توجه به مزایای این سقف قیمت اجرای سقف پیش تنیده در مقایسه با ساختمان بتن آرمه معمولی، به ویژه در دهانه های بزرگ و ارتفاع بالای ساختمان، منطقی و مناسب بوده و ارزان تر می باشد.

مجری سقف پیش تنیده

مجری سقف پیش تنیده باید از تخصص و مهارت بالایی برخوردار باشد. شرکت اجرای سقف پیش تنیده باید در اجرای پروژه از مهندسانی استفاده نماید که توانایی علمی و فنی و تجربه اجرای سیستم های پیش تنیده را داشته باشند. ساده انگاری اجرای سقف های پیش تنیده ، پایداری سازه را به مخاطره می اندازد. در پروژه های مرتفع که این نوع سقف سازه ای جایگزین سایر سقف ها شده است، کارفرمایان بسیاری به دنبال مجری سقف پیش تنیده مجرب و متخصص هستند. مجری سقف پیش تنیده باید در این کار تخصص داشته و طراحی و اجرای سقف پیش تنیده را بر اساس شرایط خاص هر پروژه انجام دهد. شرکت اجرای سقف پیش تنیده باید از تیم متخصص طراحی و اجرا استفاده نماید.

روش های ایجاد پیش تنیدگی

به طور کلی پیش تنیدگی به دو روش پیش کشیدن و پس کشیدن انجام می شود که پس کشیدن خود به دو نوع چسبیده و نچسبیده دسته بندی می گردد. تفاوت این دو روش در زمان کشش کابل ها می باشد به طوری که در روش پیش کشیدگی عملیات کشش کابل ها پیش از بتن ریزی و در سقف پیش تنیده پس کشیده کشش کابل ها پس از بتن ریزی انجام می گردد.

پیش تنیدگی به روش پس کشیدن

در سقف پس کشیده به منظور ایجاد پیش تنیدگی در عضو بتنی، پس از ریختن بتن و رسیدن آن به مقاومت مورد نظر، در کابل ها کشش ایجاد می کنند. این روش بیشتر در ساختمان های با کاربری اداری استفاده می گردد. در این روش ایجاد پیش تنیدگی، کابل های پس کشیده به صورت چسبیده به غلاف (روش پس کشیدن چسبیده) و یا نچسبیده به آن (روش پس کشیدن نچسبیده) به کار می روند. تفاوت روش چسبیده (Bonded) و نچسبیده (Unbonded) در تزریق گروت می باشد.

به طوری که در اجرای روش چسبیده هر دسته از کابل که شامل دو تا پنج کابل می باشد درون یک غلاف فلزی قرار داده می شود و همه توسط یک مهار نگه داشته می شوند. سپس بتن ریزی انجام شده و پس از رسیدن بتن به مقاومت مورد نظر کابل ها کشیده می شوند. به منظور ایجاد پیوند بین بتن و کابل ها در داخل غلاف گروت تزریق می شود. اما در روش غیر چسبیده دیگر عملیات تزریق گروت انجام نمی شود و کابل می تواند آزادانه و مستقل از بتن حرکت کند. روش نچسبیده بیشتر در مواردی مورد استفاده قرار می گیرد که اجزای بتنی از ضخامت کمی برخوردارند. همان طور که بیان گردید گروت تزریق شده در روش چسبیده موجب ایجاد پیوند بین تاندون ها و بتن اطراف آن می شود که این امر افزایش ظرفیت سازه ای این روش نسبت به روش نچسبیده را در پی دارد.

پیش تنیدگی به روش پیش کشیدن

در این روش از اجرای سقف پیش تنیده ، کابل ها در ابتدا تحت کشش قرار می گیرند. بدین منظور کابل ها پس از قرار گیری روی یک بسته آماده، بین دو قطعه انتهایی کاملا گیردار شده و کشیده می شوند. سپس عملیات بتن ریزی انجام می گردد. پس از رسیدن بتن به مقاومت مورد نظر انتهای کابل ها در دو انتهای تیر بریده می شوند. این عمل موجب می گردد که نیروی پیش تنیدگی کابل به صورت نیروی فشاری بر عضو اعمال شود.

مراحل اجرای سقف پیش تنیده

مراحل اجرای سقف پیش تنیده به شرح زیر می باشد:

قالب بندی

قالب بندی سقف های پیش تنیده مشابه دال های بتن آرمه بوده و در اجرای آن می توان از قالب های چوبی، فلزی و یا پلای وود استفاده نمود.

آرماتوربندی سقف پیش تنیده

پس از قالب بندی، آرماتوربندی سقف شامل آرماتورهای تقویتی، آرماتورهای مورد نیاز برای برش پانچ اطراف بازشوها، کلاف های کناری و ... انجام می شود. 

نصب کابل ها و مهارهای انتهایی

با توجه به نقشه های اجرایی کابل ها معمولا در دو جهت عمود بر هم و بر روی قالب قرار می گیرند. سپس مهارهای انتهایی به لبه قالب متصل می شود. تعداد و فاصله مورد نیاز کابل ها در اجرای سقف پیش تنیده وابسته به بارگذاری و طول دهانه می باشد. همچنین به منظور استفاده بهینه از نیروی پیش تنیدگی، کابل ها بر روی خرک هایی با اندازه متفاوت قرار می گیرند. اجرای این خرک ها باید به گونه ای باشد که کابل ها در نقاط تکیه گاهی به تار فوقانی و در وسط دهانه به تار تحتانی نزدیک شوند.

بتن ریزی در اجرای سقف پیش تنیده

پس از نصب کابل ها و مهارهای انتهایی، عملیات بتن ریزی انجام می شود. به طور کلی بتن ریزی سقف باید در یک جهت و به صورت متوالی صورت پذیرد. عملیات بتن ریزی باید به گونه ای انجام شود که از به وجود آمدن درز سرد، پرهیز گردد.

اعمال کشش سقف پیش تنیده

پس از بتن ریزی و رسیدن آن به مقاومت فشاری مورد نیاز، کشش کابل ها انجام می شود. کابل ها با توجه به طولشان و نیز نیاز پروژه به صورت یک طرفه و یا دو طرفه کشیده می شوند. به منظور اطمینان از طول کشش مناسب، پیش از آغاز کشش بر روی کابل ها با رنگ علامت گذاری می کنند و پس از خاتمه عملیات مقدار افزایش طول اندازه گیری شده و با نقشه های اجرایی مطابقت داده می شود.

نکات اجرای سقف پیش تنیده

• در صورت استفاده از دال های تخت در نظر گرفتن تمهیدات لازم به منظور جلوگیری از برش پانچ ضروری است.
• در اجرای سقف پیش تنیده ، پوشش بتنی کابل ها نباید کمتر از ۲۵ میلی متر باشد.
• اعمال نیروی کششی به کابل ها تنها زمانی مجاز خواهد بود که بتن مورد استفاده به مقاومت مورد نظر رسیده باشد. 
• نیروی کشش کابل ها باید توسط جک های کالیبره شده دقیق کنترل گردد.
• استفاده از اسپیسرها در بالاترین و پایین ترین نقطه کابل های پیش تنیده الزامی می باشد. همچنین در صورت استفاده از اسپیسرهای فلزی در اجرای سقف پیش تنیده ، باید با استفاده از روش هایی همچون رنگ اپوکسی ، از آنها در برابر خوردگی محافظت نمود.
• فولادهای پیش تنیدگی باید توسط گروت، گریس و یا مواد قیری در برابر زنگ زدگی محافظت شوند.
• فولادهای پیش تنیده باید دارای مقاومت گسیختگی تضمین شده بین ۱۲۰۰ تا ۲۲۰۰ نیوتن بر متر مربع داشته باشند.
• از آنجایی که سقف پیش تنیده به روش پس کشیدگی غالبا به صورت دال تخت اجرا می گردد، بر اساس آئین نامه ۲۸۰۰ ایران در این حالت ارتفاع ساختمان باید به ۱۰ متر یا حداکثر ۳ طبقه محدود گردد. در غیر این صورت اجرای دیوارهای برشی بتن آرمه در سازه الزامی خواهد بود.
• به منظور جلوگیری از آسیب رسیدن به کابل ها طی سوراخ کاری های مورد نیاز آتی، باید محل قرارگیری آنها بر روی سقف علامت گذاری شود.
• رعایت حداقل رده بتن C30 در اجرای سقف های پیش تنیده لازم و ضروری است.
• در اجرای سقف پیش تنیده ، به دلیل جلوگیری از رخ دادن خطرات احتمالی در حین عملیات کشش کابل ها، اپراتور و همچنین سایر افراد باید از قرار گرفتن در لبه پرتگاه و انتهای جک کشش پرهیز نمایند.
• سقف پیش تنیده باید به گونه ای طراحی و اجرا شود که پیش تنیدگی به طور کامل حاصل گردد تا به یک طرح بهینه از لحاظ مقدار مصالح مصرفی، وزن، هزینه و ... رسید.

مزایای سقف پیش تنیده

• سقف پیش تنیده امکان اجرای دهانه های بلندتر و افزایش فاصله بین ستون ها را فراهم می کند.
• استفاده از کابل های پیش تنیده و اعمال فشار به بتن بر اثر تنش کششی کابل ها پیش از اعمال بارهای سازه، موجب کنترل تغییر شکل ها می گردد.
• اجرای سقف پیش تنیده کاهش ضخامت دال و یا تیرهای بتنی را در پی دارد.
• استفاده از سقف پيش تنيده موجب کاهش مصالح مصرفی و بار مرده سازه می گردد.
• موجب کاهش ارتفاع طبقات و در نتیجه کل سازه می گردد.
• سقف پیش تنیده موجب بهبود عملکرد سازه در برابر نیروهای ناشی از زلزله می شود.
• در صورت استفاده از دیوار برشی، با استفاده از روش پیش تنیده پس کشیده، امکان حذف کامل تیرها تا ۱۵ طبقه فراهم می گردد.
• اجرای سقف پیش تنیده موجب کاهش آرماتور و نیز بتن مصرفی می گردد و در نتیجه کاهش هزینه اجرایی را در پی دارد.
• در این سقف اجرای شبکه های تاسیساتی به دلیل حذف آویز تیرها به راحتی انجام می شود.
• استفاده از سقف های پیش تنیده امکان اجرای کنسول های بلند را فراهم می کند.
• اجرای این سقف امکان ستون گذاری در محور های دلخواه را به وجود می آورد. به عبارت دیگر در سازه های با سقف پيش تنيده نیازی به هم محور بودن ستون ها نمی باشد.
• سقف پیش تنیده موجب کاهش امکان وقوع ترک در بتن شده و این امر کاهش نفوذ عوامل مخرب (آب، روغن و ...) به درون آن را در پی دارد. 
• امکان اجرای سقف به صورت یکپارچه و بدون درز انقطاع وجود دارد.
• اجرای سقف پیش تنیده موجب کاهش تعداد نیروهای کار مورد نیاز و نیز کاهش زمان ساخت سازه نسبت به یک دال بتنی معمولی می گردد.
• امکان اجرای بازشوهای بزرگ و نامنظم و پلان های منحنی و پیچیده معماری را فراهم می کند.

معایب سقف پیش تنیده

• امکان انفجار و از هم پاشیدگی منطقه انکورها از معایب سقف پیش تنیده است.
• امکان شکسته شدن دال بتنی و فوران تاندون ها در اثر عواملی همچون خوردگی و پارگی تاندون ها هنگام کشش، لغزیدن انکورها هنگام اعمال نیرو و ... وجود دارد.
• به علت وجود نیروهای بزرگ در کابل ها، تخریب این سقف ها پر خطر می باشد.
• اجرای سقف پیش تنیده نیاز به نیروی کار متخصص دارد.