بررسی تاثیر بکارگیری دال های پیش تنیده در افزایش بهره روی مصالح و قدرت طراحی مهندسین طراح

ایجاد سازوکاری بمنظور انتقال تجربیات و پیشرفتهای مهندسی عمران و قابلیتهای اجرایی بالقوه در این علم به جهت آشنایی طراحان و معماران میتواند دریچه های عظیمی را برای طراحی و ساخت آنچه مدنظر معماران و کارفرمایان است بگشاید و از دیگر سو بهانه ای هم برای طراحی و اجرای تاریخ مصرف گذشته نه برای مهندسین عمران و نه معماران باقی نخواهد ماند.متن حاضر چکیده ایست از دو مقاله تحت عناوین زیر:

 common post-tensioning & construction issues , simplifying a complex roof form روش پیش تنیده کردن بتن تاثیر بسزایی در طراحی بهینه چه از نظر سازه ای و چه از منظر معماری خواهد داشت.با این حال توجه صرف به مزایای این روش کار بخردانه ای نبوده وبایستی اصول طراحی و اجرا، از آیین نامه های مربوطه بدقت مورد توجه قرار گیرند که در متن کامل مقاله بصورت اجمای به آن پرداخته خواهد شد؛ موارد زیر بخشی از مزایای مهم این روش میباشند.

مزایای معماری استفاده از این سیستم:

1. امکان ایجاد بازشوهای بزرگ و نامنظم در سقف
2. امکان ستونگذاری نامنظم(بر خلاف سازه بتنی معمولی که ستون گذاری از آکس بندی منظم پیروی میکند،دراین سیستم امکان ستونگذاری نامنظم وجود دارد که در طرحای معماری حائز اهمیت است)
3. ایجاد فضای مناسب برای تامین پارکینگ های بیشتر
4. حذف آویز های تیر و امکان استفاده از سقف کاملاً مسطح بدون شکست در لوله های تاسیسات
5. امکان ایجاد کنسول های بزرگتر

مزایای سازهای استفاده از این سیستم:

1. استفاده حداکثری از ظرفیت مصالح
2. کسب باربری بیشتر در عضو پیش تنیده با هندسه مشابه با بتن مسلح معمولی
3. کاهش وزن مرده
4. افزایش دوام
5. کنترل ترکها

مقدمه

نظر به توسعه روزافزون عملیات عمرانی در کشور، بهره گیری از فناوریهای جدید با هدف استفاده بهینه از مصالح و نیروی انسانی وافزایش عمر ساختمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است.امروزه بعلت کاربرد فراوان بتن در صنعت ساختمان، دالهای پیش تنیده بعنوان گزینه ای مناسب در اکثر ساختمانهای مسکونی، اداری، پارکینگهای طبقاتی و... مورد استفاده قرار میگیرند که موضوع بحث این مقاله میباشد.

پیش تنیدگی عبارت است از بوجود آوردن نیروی اضافی در بتن بصورتیکه قسمتی از تنشهای کششی موجود حاصل از بارگذاری خنثی گردد. یکی از ساده ترین مثالهای پیش تنیدگی تلاش برای بلند کردن یک ردیف کتاب میباشد ایتدا لازم است به ردیف کتابها از دو طرف فشاری اعمال کنیم تا باعث افزایش مقاومت در برابر لغزش بین کتابها شده بطوریکه بلند کردن آنها ممکن شود.با توجه به مثال فوق تعریف ساده تر پیش تنیدگی عبارت است از:

اعمال نیروهایی به سازه علاوه بر بارهایی که سازه برای تحمل آنها طراحی میشود بمنظور افزایش باربری سازه.

عملیات پیش تنیدگی به دو روش پیش کشیدگی و پس کشیدگی انجام میشود که موضوع این مقاله دالهای پیش تنیده پس کشیده خواهد بود.

این سیستم بعلت ایجاد فشار در بتن از ایجاد ترکهای معمول جلوگیری نموده و باعث ایجاد عدم خوردگی در بتن میگردد.کاهش ترکها باعث افزایش مقطع موثربتن خواهد شد در حالیکه در اعضای بتن آرمه معمولی بواسطه ترک خوردگی، مقطع موثر بتن تحت بارهای بهره برداری کاهش میابد بعلاوه کاهش ترکها مانع نفوذ مواد خورنده به بتن شده و خوردگی فولاد کمتر میشود که نتیجتاً دوام سازه را در پی خواهد داشت .البته بایستی توجه داشت که استفاده از روش پس کشیدگی هرگز بتن را غیر آب گذر نخواهد کرد، بتن اساساً یک ماده متخلل است که وارد ساختن یک فشار به آن نمیتواند بصورت ناگهانی آنرا غیر نفوذ پذیرنماید، در اصل فرآیند پس کشیدگی تنها این پارامتر را بهبود میبخشد.مشاهده شده که بین مهندسین و پیمانکاران درگیری هایی بعلت عدم تامین غیر آب گذر بودن دال سقف بوجود آمده شاید نتیجه این بحث و جدل نهایتاً این باشد که پس کشیدگی بیشتر بتواند آب گذر بودن را کاهش دهد و در اینصورت است که با افزایش میزان پش تنیدگی، سیستم سقف جایه جایی های بزرگتری را متحمل خواهد شدکه موجب ایجاد ترک میگردد و بدون اهمیت به اینکه چقدر آرماتور در بتن بکاررفته یک ترک هیچگاه غیر آب گذر نخواهد بود.لذا توجه به چنین مواردی از ابتدا بسیار اهمیت دارد.

نکات حائز اهمیت در اجرای چنین روشی اینست که درصورتیکه بتن به مقاومت پیش بینی شده در زمان معین نرسد، کشیدن کابلها موجب ترکیدن بتن میگردد بنابراین لازم است بر کیفیت و اجرای بتن نظارت دقیقی صورت پذیرد لازم به ذکر است که تنها در صورت رسیدن مقاومت بتن به 21مگاپاسکال میتوان عملیات کشش را انجام داد که باتوجه به کیفیت بتنهای تولیدی در حدود 7 روز پس از عملیات بتن ریزی عملیات کشش قابل انجام است.

تصویر فوق یک نمونه موفق از کاربرد این روش میباشد نوآوری ای که منجر به کاهش ارتفاع و هزینه ساخت گردید.

مرکز شرکتهای هوایی آمریکا در شهر دالاس در ایالت تگزاس که یک سالن ورزشی چندمنظوره نیز میباشد سازه سقف یک نوآوری بوده و به طرز شگفت آوری اقتصایست که ظاهری کلاسیک داشته و شکل سقف به لحاظ معماری تداخلی از چند گنبد است.

سازه سقف در این سالن ترکیب منحصر بفردی از فولاد سازه ای و بتن پس کشیده میباشد .

سیستمهای سازه ای مورد استفاده قرار گرفته در سالنهای NBA کنونی عموماً نیازمند افزایش قابل توجهی در ارتفاع ساختمان هستند تا خط دید بدون مانعی را برای تماشاگردر بخش زیرین کابلها ایجاد کنند ولی در سیستم بکاررفته در اجرای این سازه به کمک بتن پس کشیده و شکل طاقی گنبدی ساختمان 15feet کوتاهتر شد که منجر به صرفه جویی در هزینه قاب سازه در حد 2 میلیون دلار گشت و نیز صرفه جویی های دیگری شامل نمای سازه و تاسیسات و...

در طراحی معماری اولیه تقاطع گنبد ها در یک تراز ارتفاعی و در وسط ساختمان رخ میداد ولی در پیشنهادی که از سوی مهندسین سازه مطرح شد ضمن حفظ تمامی استاندارد ها هندسه طرح ساده تر شد بدین ترتیب که برای ساده سازی اتصالات خرپایی و رسیدن به یک خرپای تیپ ، تقاطع گنبدهای سقف در زاویه 45 درجه و در تناسب با شعاع گنبدهای کناری محقق شد. این سیستم بوجود آمده هم از نظرایجاد تقارن در سقف و شکل زیبا، بشدت اقتصاد و اجرای سازه را بهبود بخشد. بکار بردن چنین سیستمی اجازه اجرای یک عرشه یکسره بطولهای 330*430feet را داد و با ممکن ساختن اجرای خرپاهایی که ارتفاعشان فقط 13feet  بود امکان استفاده از خرپاهایی با جوش کارخانه ای را محقق ساخت.

اینبار نیز همکاری معماران و مهندسین ثمر بخش واقع شد و هندسه یک سازه بدون از دست دادن هیچ یک از استاندارد ها و اصول مد نظر طراحان ساده سازی شد.

ترجمه شده توسط تیم خبری 808 

منابع در پیوست قابل مشاهده است