دسته بندی : پیش تنیدگی

سیستم های چسبیده و غیر چسبیده

توسعه روش پیش تنیدگی

نوآوری بتن پیش تنیده منسوب به Eugene Freyssinet می باشد که اولین بار سیستم پس کشیدگی را به طور عملی در سال ۱۹۳۹ به کار برد. اکثر موارد کاربرد اولیه در طرح و اجرای سازه های پل انجام گرفت.

این سیستم با استفاده از کابل های چند رشته ای در غلافهای بزرگی که در مقطع بتن تعبیه و در هر دو انتها ثابت میشد، توسعه یافت. کابل ها توسط جک از یک یا هر دو طرف کشیده شده و سپس داخل غلافها دوغاب ریزی می شد. در این سیستم که به سیستم چسبیده (bonded) معروف است. دوغاب در تمام طول مقطع به کابل میچسبد. ماهیت چسبندگی در اینجا شبیه به حالتی است که در آن میلگردها در داخل بتن مسلح به بتن می چسبند. پس از تکمیل تزریق دوغاب، برای انتقال فشار به مقطع، مهارهای انتهایی کارایی خود را برای انتقال فشار به مقطع از دست می دهند.

موارد کاربرد متداول دیگر در ساخت پل هایی است که در آن قطعات بتنی پیش ساخته به وسیله کابل های فولادی با میلگرد به یکدیگر پیش تنیده میشوند. این مورد. توسعه همان مثال ایده ساده فشردن کتاب ها می باشد، که در قبل به آن اشاره شد.

به دلیل اندازه بزرگ غلاف هاو گیره های انتهایی، عمدتا سیستم پیش تنیدگی در ساختمان سازی فقط در طراحی تیرهایی با دهانه بزرگ که بارهای سنگینی را تحمل می کنند، مورد استفاده قرار می گرفت. از سال ۹۷۰ میلادی، شرکتهای معتبر پیش تنیدگی در دنیا اقدام به طراحی و تولید ادوات پس کشیدگی مطابق به استاندارد ساختمان سازی نموده و تا به امروز میلیونها متر مربع از این نوع ساختمان ها  با کاربری های متفاوت اجرا شده است.

سیستم های چسبیده و غیر چسبیده

پیشرفت های اخیر پیش تنیدگی خصوصا در زمینه اجرای دال کف درجا منجر به استفاده از دو سیستم اجرای کابل ها و جاگذاری در بتن شده است:

الف) سیستم چسبیده

ب) سیستم غیر چسبیده

3-1 سیستم چسبیده

با این روش کابل های پیش تنیده از میان غلاف های تخت، ممتد و کوچک عبور می کند که داخل غلاف ها بعد از کشیده شدن کابل ها با دوغاب پر میشود. این سیستم برای کاربردهای تخصصی استفاده می شود. با این سیستم می توان به یک طرح اقتصادی دست یافت.

ویژگی های سیستم چسبیده

*مؤثر ترین طراحی پیش تنیدگی وقتی حاصل می شود که کابلهای پیش تنیدگی با خروج از مرکزیت نسبت به مقطع بتنی، نه در یک خط مستقیم بلکه در یک مسیر منحنی و یا خطوط شکسته قرار داده شود.

* اندازه غلاف مورد استفاده در این سیستم و حداقل پوششی که باید فراهم شود، میزان حداکثر خروج از مرکزیتی را که می توان به آن دست یافت محدود می کند .

*غلاف ها از نوارهای فلزی گالوانیزه شده که به شکل مارپیچی خم شده اند، درست می شوند.

* میزان انحنا و یا مسیر کابل های پیش تنیدگی به قابلیت انعطاف غلاف ها بستگی دارد .

*غلاف ها پس از کشیدگی کابل ها، باید با دوغاب پر شوند که این عمل فعالیت دیگری را به فرایند ساخت اضافه می کند.

* چسبندگی در سراسر طول کابل ها توسط ملات سیمانی به نام دوغاب به دست می آید.

* نیروی پس کشیدگی کابل ها تابعی از تغییر شکل بتن می باشد.

عملکرد دوغاب

 *تأمین چسبندگی بین کابل و غلاف در تمام طول آن

* افزایش محافظت در برابر خوردگی

* فراهم آوردن محیطی نارسانا در برابر خوردگی

عملکرد غلاف

*تأمین یک مسیر باز برای کابل ها در حین عملیات ساختمانی و ایجاد چسبندگی بین دوغاب و بتن

*به عنوان محافظت بیشتر در برابر نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی

3-2) سیستم غیر چسبیده

در دهه ۶۰ میلادی، برای بهبود بخشیدن به ویژگی های سیستم چسبیده، پیش تنیدگی با  استفاده از سیستم غیر چسبیده در دال های کف، در آمریکا گسترش یافت. از اولین روزهای طراحی پل های بتنی پیش تنیده، مزایای کابل های غیر چسبیده در سازه های بتنی احساس می شد و پل هایی با کابل های غیر چسبیده که هم ار داخل و هم از خارج سازه عبور می کردند، ساخته شدند. این سیستم در سازه پل ها نیز مبنی بر به کار گیری کابل های بزرگ چند رشته ای بوده است. مزایای عمده این روش برای طراحان بل این بود که کابل هایی که دچار خوردگی می شدند. قابل تعویض بودند و اگر به صورت خارجی استفاده می شدند، در روند عادی تعمیر و نگهداری قابل بازرسی بودند.

در یک سیستم غیر چسبیده، کابل با دوغاب تزریق می شود و می تواند آزادانه و مستقل از بتن حرکت کند. این مسأله در طراحی «حالت بهره برداری» با اجرای سازه در شرایط عادی کاری اثری ندارد. اما در حالت حد نهایی» هم تئوری طراحی و هم اجرای سازه تغییر می کند. در این حالت ما با تغییر شکل های بیشتری و نیز ترکهای کمتر اما بزرگتری نسبت به سیستم چسبیده روبرو هستیم. بنابراین در سیستم غیر چسبیده، هنگامی که اشتباهی وجود داشته باشد، علایم ظاهری کاملا مشهودی قبل از وقوع خرابی کلی رؤیت میشود.

در دهه ۶۰ میلادی امتیاز مقرون به صرفه بودن سیستم غیر چسبیده در ساخت دال های سقف مورد توجه قرار گرفته و باعث گسترش استفاده از این روش در ساخت دال های سقف شد. امروزه کابل ها اغلب در اندازه های 9/12 و یا 7/15 میلی متری استفاده میشوند که در یک غلاف محافظ با گریس پوشانده شده اند. پس از بتن ریزی و کسب مقاومت فشاری مشخص، کابل به سادگی و با استفاده از یک جک دستی کوچک کشیده میشود که این عمل، عملیات پی کشیدگی را تکمیل می کند.

در بعضی از موارد، اقتصادی ترین طرح را می توان با استفاده از دال های پس کشیده همراه با کابل های غیر چسبیده که بر تیرهای پس کشیده با دهانه بزرگ و کابل های چسبیده اتکا دارند، به دست آورد.

دال های پس کشیده همچنین می توانند با دال های بتنی مسلح عادی ترکیب شوند که منجر به افزایش گزینه های دال های بتنی می شود. در آمریکا و کشورهای پیشرفته مزایای ساخت کف های پس کشیده با شتابی قابل توجه مورد استقبال قرار گرفت و بخصوص در احداث ساختمان های چند طبقه معمولی به کار گرفته شد. این سیستمها بین سال های ۱۹۶۰ تا ۱۹۷۰ در انگلستان مطرح گردید.

توسعه ساخت و سازها از سال ۱۹۷۰ به بعد، باعث ایجاد انگیزه های فراوانی در به کارگیری سیستم دال سش تنیده شد و سایر مواردی که اکنون شاهد تکامل آنها هستیم موجب گردید تا مزایای استفاده از این سیستم در ساختمان های بلند مرتبه برای کارفرمایان، معماران و مهندسین آشکار گردد.

ویژگی های سیستم غیر چسبیده

*کابل ها را می توان نزدیک به سطح خارجی بتن قرار داد تا به بیشترین خروج از مرکزیت دست یافت .

*کابل ها انعطاف پذیر می باشند و آنها را میتوان اطراف بازشوهای دال به راحتی تعبیه کرد به طوری

که با تعبیر شکل های دال مطابقت داشته باشد .

*عملیات تنیدگی کابل به سادگی انجام میشود و به دلیل آنکه عملیات تزریق دوغاب انجام نمیشود، این روش برای ساخت سریع بسیار مناسب است.

*کاربرد کابل های غیر چسبیده امکان ساخت ساختمان های چندین طبقه را در سیستم بتنی پس کشیده فراهم می آورد که قابل رقابت با سیستم های مشابه میباشد.

وظایف غلاف پلاستیکی

*جداکننده بتن و کابل

* محافظت در برابر آسیب های مکانیکی

* ایجاد مانعی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی

وظايف پوشش گریس

* کاهش اصطکاک  

*محافظت مضاعف در برابر خوردگی

 

کابل های غیر چسبیده

کابل های غیر چسبیده عبارتند از: یک رشته پوشیده شده با گریس محافظ در برابر خوردگی که در علافی از جنس پلی اتیلن تعبیه شده است. نیروی پس کشیدگی به وسیله مهارهایی که در دو انتها تعبیه شده به بتن منتقل می شود.

۳ - ۳ ) مقایسه سیستم های چسبیده و غیر چسبیده

سیستمهای چسبیده و غیر چسبیده طیفی از روشهای پس کشیدگی را برای طراحان ساختمان فراهم می کند. از جنبه های گوناگون در بخش های بعد این دو سیستم با یکدیگر مقایسه خواهند شد.

۱) روش تحلیل در هر دو سیستم مشابه میباشد.

۲) افت ناشی از اصطکاک در سیستم غیر چسبیده کمتر از سیستم چسبیده میباشد.

٣) افت هایی بلند مدت در این دو سیستم، بستگی به عوامل زیر دارد

1-3 در سیستم چسبیده، افت بلند مدت به کرنش موضعی بتن نزدیک به کابل دارد.

2-3 در سیستم غیر چسبیده، افت بلند مدت به متوسط پیش فشردگی در عضو بتنی دارد.

5) مزایای سیستم غیر چسبیده در برابر سیستم چسبیده

• سهولت بیشتر در حمل و نصب

• سهولت بیشتر در مانور افقی جهت جلوگیری از برخورد با بازشدگی

• عدم احتیاج به تزریق و دوغاب

6)در صورت اجرای صحیح، هر دو سیستم دوام خوبی را تامین می کند.

۷) در سیستم چسبیده قابلیت تعویض و تعمیر کابل ها میسر نمی باشد. اما در سیستم غیرچسبیده این امکان وجود دارد.

۸) شاخص سرویس پذیری از سیستم چسبیده بسیار کم و در سیستم غیر چسبیده زیاد می باشند.

۹) انعطاف پذیری در بازسازی سازه هایی که به سیستم چسبیده اجرا شده اند خیلی آسان است و در سیستم غیر چسبیده به روش های خاص نیاز دارد.

۱۰) تخریب سازه هایی که به سیستم چسبیده اجرا شده اند، بسیار آسان میباشد اما در سیستم غیر چسبیده نیاز به مراقبتهای ویژه در حین تخریب دارد

پیش تنیدگی امتیاز: از 0 امتیاز دهنده