معماری سازه و پیش تنیدگی

معماری سازه و پیش تنیدگی

اسلاید 1: معماری سازه و پیش تنیدگی

اسلاید 2: چکیدهمفهوم پیش تنیدگیمزایای معماریمزایای سازه ایمزایای اقتصادیروش های پیش تنیدگیانواع روشهای پس کشیدگیمقایسه سیستمهای چسبیده و نچسبیدهمراحل اجرای دالهای پس کشیده باروش نچسبیدهعوامل رشدسریع سیستم پس کشیدگیمراحل اجرای دالهای پس کشیده باروش چسبیدهمزایای پیش تنیدگی کاربردهامشخصات فنی سقف های پیش تنیدگی اعضای ضروری در پیش تنیدگیمقالات خارجیفهرست:

اسلاید 3: پیش تنیدگی روشی است برای مقاوم سازی بتن یا مواد دیگر که توسط رشته‌های فولادی با مقاومت بالا و یا میلگردها انجام می‌شود.کاربرد پیش تنیدگی در سازه‌های پارکینگ ها، ساختمان(آپارتمانها) و در دفاتر کار، دالهای بتنی روی زمین، پلها و ورزشگاه ها، حفاری‌های سنگ و خاک، تانکهای ذخیره آب و مواد شیمیایی و ... می‌باشد که در ادامه به مباحث مربوط به پیش تنیدگی پرداخته خواهد شد.  پیش تنیدگی عبارتست از ایجاد یک تنش ثابت دائمی و به اندازه لازم در یک عضو بتنی بطوریکه در اثر این تنش مقداری از تنش های نا شی از بار مرده وزنده در این عضو خنثی گردد ودر نتیجه ظرفیت باربری عضوافزایش یابد. در واقع نیروی فشاری مورد نیاز در بتن پیش تنیده توسط کشش در فولاد با مقاومت بالا تولید می شود؛ فولاد می تواند قبل یا بعد از بتن ریزی کشیده شود. چنانچه فولاد قبل از بتن ریزی کشیده شود به آن پیش تنیدگی و چنانچه فولاد بعد از بتن ريزی کشیده شود به آن پس تنیدگی گفته می شود. *مفهوم پیش تنیدگی*چکیده:

اسلاید 4: بطور کلی عمل خنثی نمودن تنش ها ویا متعادل نمودن بارها را اساس طراحی اعضای پیش تنیدهمی توان دانست. اگر نیروی فشاری مشخصی رااز دوطرف به یک قطعه یا تیر وارد بیاوریم می توان تنش کششی رادرپائین عضوکاهش داد و یا به کلی آنرا خنثی نمود و تبدیل به تنش فشاری کرد که این اعمال نیرو تعادل بارهای خارجی  می باشند.در سازه های بتن معمولی، اعضای بتنی ازقبیل تیرو ستون و دال سقف شامل بتن و آرماتور هستند که در این اعضا، بخشی از بتن تحت نیروهای فشاری و بخش دیگر آن به همراه آرماتور ، تحت نیروهای کششی قرارمی گیرند.در ناحیه فشاری، بتن به خوبی نیروها را تحمل می کند اما در ناحیه کششی ، ترک می خورد و عملاً کارایی خود را از دست می دهد و آرماتور به تنهایی نیروهای کششی را تحمل می نمایند در این حالت، بتن تنها نگهدارنده آرماتور است و بدون باربری به وزن سازه می افزاید. در طول اعضای خمشی هم تار تحتانی در کشش قرار می گیرد(روی تکیه گاه ) و هم تار فوقانی(وسط دهانه) در مقاطع پیش تنیده با جابجا کردن موقعیت کابل، مقدار و توزیع تنش فشاری قابل کنترل است.در سازه های پیش تنیده اعضای بتنی شامل بتن آرماتور و کابل های پیش تنیدگی می باشند در این اعضا آرماتورها برای جلوگیری از ایجاد ترکهای بزرگ در بتن(که عملا موجب شکست می شوند) و تامین الزامات حداقل مقرراتی که آیین نامه بتن ایران برای سازه های بتنی مقرر داشته است استفاده می شوند و معمولاً بعنوان قطعات باربر مورد استفاده قرار نمی گیرند.

اسلاید 5: بتن در این اعضا همچنان نقش باربری فشاری را عهده دار است با این تفاوت که بطور کامل تحت فشار قرار می گیرد و عملا تمام مصالح بتن بدون ایجاد ترک ، نیروهای فشاری را تحمل می کند. دلیل این امر استفاده از کابلهای پیش تنیدگی می باشد که کابلهای پیش تنیدگی وظیفه بوجود آمدن چنین وضعیتی راعهده دار هستند.( در زمان ساخت و قبل از بهره برداری از سازه)این کابلهای با ایجاد نیروی فشاری اولیه در ناحیه کششی بتن، موجب می شوند بعد از آنکه بارهای مرده(از قبیل بار وسایل و کاربران) و زنده( از قبیل کف سازی ) در زمان بهره برداری از سازه بر سازه اعمال شدند این ناحیه تحت کشش قرار نگیرد و موجب ترک بتن و از دست رفتن کارایی بتن نشود به این ترتیب، از حداکثر ظرفیت باربری بتن استفاده می شود و ابعاد و اندازه اعضا کاهش می یابد.بهینه ترین حالت در انتخاب مقدار نیروی پیش فشردگی حالتی است که درصدی از بارها متعادل شود که منجر به کاهش میزان فولاد مصرفی و  کنترل خیز و ترک در بتن شود.

اسلاید 6: • ایجاد سهولت و انعطاف پذیری در طراحی پلان و نما• امکان ایجاد دهانه های بلندتر و وجود ستون های کمتر در سازه • کاهش ارتفاع طبقات و کل ساختمان• امکان ایجاد کنسول های بلندتر• افزایش فضای مفید بهره برداری• ایجاد فضای مناسب برای تأمین پارکینگ های بیشتر• حذف آویز تیرها و امکان استفاده از سقف کاملاً مسطح• قابلیت استفاده در پلان های نامنظم و منحنی شکل• امکان ایجاد بازشوهای بزرگتر در سقف• قابلیت استفاده از ستونهای خارج از محور• قابلیت بیشتر عبور لوله ها و ادوات تأسیساتیمزایای معماری

اسلاید 7: • افزایش دوام بتن• کاهش ابعاد فونداسیون• کنترل ترک خوردگی در سازه• باربری بیشتر عضو پیش تنیده با هندسه مشابه نسبت به بتن مسلح معمولی• کنترل خیز و تغییرشکل در سازه ها• ایمنی بالاتر سقف یکپارچه بتنی در زلزله• کاهش وزن مرده ساختمان و مصالح مصرفی• کاهش ارتفاع تیرها و ضخامت دال های بتنی• امکانساخت قطعات بتنی پیش ساخته سبک تر • کاهش ارتعاش ناشی از بارهای ضربه ای و دینامیکی(کاهش ارتفاع تیرها و ضخامت دال های بتنی)• استفاده حداکثر و بهینه از ظرفیت مصالح بتنی و کابل هامزایای سازه ای

اسلاید 8: • افزایش طول عمر مفید سازه• کاهش فوق العاده در زمان ساخت و ساز• امکان ایجاد طبقات بیشتر تحت یک ارتفاع مجاز• امکان احداث پروژه های تجاری با معماری خاص• کاهش هزینه تمامی آیتم های ارتفاعی نازک کاری• کاهش قابل ملاحظه در مقدار آرماتور و بتنمصرفی• کاهش قابل ملاحظه در زمان و هزینه نیروی انسانی • افزایش سوددهی پروژه های ساختمانی بواسطه افزایش تعداد پارکینگ هامزایای اقتصادی

اسلاید 9: اعمال نیروی پیش تنیدگی به دو روش پیش کشیده یا پس کشیده صورت  میگیرد. بدین معنی که عملیات کشش کابلها می تواند پیش از بتن ریزی یا پس از  بتن ریزی انجام شود.1)روش پیش کشیدگی: در اين روش در مرحله اول ابتدا کابلها روی بسترپیش ساخته  در حد فاصل دو انتها  کشیده می شوند. در مرحله دوم عضو مورد نظر بتن ريزي مي شود و سپس به مقاومت كافي مي رسد و در مرحله سوم کابل هاي پيش تنيدگي در دو انتهاي تير، بريده شده و نيروي پيش تنيدگي بصورت يك نيروي فشاري بر عضو اعمال ميشود. این روش درسازه‌های پارکینگ ها، ساختمان ها(آپارتمانها) و در دفاتر کار، دالهای بتنی روی زمین، پلها و ورزشگاه ها، حفاری‌های سنگ و خاک، تانکهای ذخیره آب و مواد شیمیایی کارگاهها یا کارخانه های تولید قطعات بتنی مورد استفاده قرار گرفته و معمولامحصولات تولید شده بصورت پیش ساخته می باشد. 2)روش پس کشیدگی: در اين روش در مسير عبور کابل های پيش تنيدگي ، غلافي تو خالي در بتن تعبيه مي گردد سپس كابل ها از درون غلاف ها عبور داده شده بطوریكيه دو سر آن از غلاف بيرون بوده و سپس عمليات بتن ريزي انجام مي شود.بعد از اينكه بتن به مقاومت مورد نظر رسيد کابل های توسط جك كشيده مي شوند و با مهار بند مهار می شوند.این روش هم در ساخت قطعات پیش شاخته وهم برای اجرا در محل مورد استفاده  قرار می گیرد.*روش های پیش تنیدگی*

اسلاید 10: *انواع روشهای پس کشیدگی*با توجه به تماس کابل ها به بتن روشهای پس کشیدگی شامل: 1) سیستم غیرچسبنده تک رشتهبیشتر سیستم‌های غیر چسبنده به صورت تک رشته‌ای می‌باشند.شرح:یک رشته کابل از هفت رشته سیم مفتول تشکیل می‌شود که با نوعی گریس جهت حفاظت خوردگی پوشیده می‌شود و کل مجموعه درون یک روکش پل یاتلین قرار گرفته است. در قسمت ابتدائی نیز از یک صفحه فولادی سوراخ دار به همراه گوه‌هایی فولادی دو تکه استفاده می‌شود و این گوه‌ها طوری طراحی شده اند که استرند(کابل) را درون خود محکم نگاه می‌دارد.در این روش هر کابل پیش تنیدگی داخل یک غلاف پلاستیکی قرار دارد.کابل قابلیت حرکت در داخل غلاف پلاستیکی را دارد و مستقیما توسط یک مهار نگه داشته می شود.پس از بتن ریزی وکسب مقاومت فشاری مورد نیاز کابلها کشیده می شود. در این روش نیروی فشاری از طریق مهارهای انتهایی به بتن منتقل می شودو کابل در طول خود پیوند وتماس مستقیمی با بتن ندارد. (تصویر1)(منظور از غیر چسبنده بودن، عدم تماس مستقیم فولاد کابل با بتن بواسطه پوشش پلی اتیلنی آن می باشد.)از آنجایی که   نیازی به تامین چسبندگی بین کابل و بتن وجود ندارد عملیات تزریق گروت در این سیستم حذف می شود.این روش بیشتر در مواردی استفاده می شود که اجزای بتن دارای ضخامت کمی هستندونصب مهارهای انتهایی بزرگتر امکانپذیر نباشد.

اسلاید 11: 2)سیستم چسبنده مسطح چند رشته:     در آن کابل ها داخل غلاف از طریق گروت با بتن ارتباط پیدا می کند.شرح: در این سیستم‌ها دو یا چند استرند از درون یک مجرای محافظ فلزی یا پلاستیکی عبور داده می‌شود در حالی که این مجرا از قبل به صورت مدفون در بتن کار گذاشته می‌شود.استرندها توسط یک جک که کششی بزرگ مهار شده و کشیده می‌شوند. سپس مجرای لولهای داکت توسط گروت پر می‌شود.استفاده از این گروت هم باعث محافظت از خوردگی کابلهای فولادی می‌شود هم باعث انتقال نیروی کششی بین استرندها و مجرای لولهای داکت شده و گیرداری طول مشخصی از(Tendon) را در محیط اطراف موجب می‌شود. انکرهای خاک و سنگ نیز از نوع سیستم چسبنده (گیرداری) هستند اما با قدری تفاوت در مراحل اجرای انکر گذاری به طوری که به وسیله دستگاه حفاری سوراخ مدنظر به همراه یک غلاف لولهای (Casing ) جهت جلوگیری از ریزش خاک و سنگ در محل ایجاد می‌شود.این کار ممکن است در دیواره یک تونل و یا دیواره حایل شیت پایلی و توده خاک پشت آن انجام می‌گیرد. در درون(Casing ) عبور داده شده و سپس عملیات تزریق گروت آغاز می‌شود. بعد از این که گروت به مقاومت مدنظر رسید عملیات کشش(Tendon ) آغاز می‌شود.در حالت پایدار سازی زمینه‌ای شیبدار (ترانشه ها) و یا دیواره تونل‌ها استفاده از انکر گذاری باعث نگهداری خاک سست و سنگ و پیوستگی آن دو با هم می‌شود، به طوری که وقتی عملیات خاکبرداری داخل آغاز می‌شود، فشار پشت توسط نیروی پیش تنیدگی انکر خنثی می‌شود و دیواره شیت پایل در محل خود استوار می ماند.  در این روش چند کابل داخل یک غلاف فلزی قرار گرفته و همگی به یک مهارانتهایی ختم می شوند.مهارهای انتهایی در محل مناسب روی قالب  نصب شده و پس از بتن ریزی وعملیات کشش مواد پرکننده(گروت)داخل غلافها تزریق میشود.عاجهای روی جداره غلاف طوری طرااحی شده اند تا درگیری مناسب با بتن ایجاد کنند بدین ترتیب بین کابلهاوبتن پیوند(Bonded)قابل قبولی ایجاد می شود. (تصویر2)

اسلاید 12: (منظور از چسبنده بودن، تماس کابل با بتن از طریق گروت ریزی در داکت که کابل در آن محصور شده است می باشد.) روش چسبیده بیشتر در مواردی استفاده می شودکه نیاز به نیروی زیادی برای پیش تنیده کردن اعضا وجود داشته باشد.موارد زیر از کاربردهای مهم این سیستم است :  - پلهای پیش تنیدهتیرهای پیش تنده برای دهانه های بزرگ- - صفحات انتقال بار(Transfer plate ) - فونداسیونهای پیش تنیده

اسلاید 13: 3)سیستم چسبنده دایره ای(مدور) چند رشته ای:که در پروژه های عظیم مثل پل کارایی دارد.(تصویر3)الف)سیستمهای نچسبیده :- امکان ایجاد خروج از مرکزیتبیشتربرای کابلها- افت کمتر در نیروی پیشتنیدگی- عدم نیاز به تزریق گروت-سرعت اجرای بالاتر- هزینه کمتر- میانگین مصرف کابل : 3.75 (کیلوگرم در هر متر مربع سقف)- میانگین مصرف ارماتور: 6(کیلوگرم در هر متر مربع سقف):ب)سیستمهای چسبیده  - مقاومت بیشتر مقطع در حالت حدی نهایی - مستقل بودن نیروی پیشتنیدگی از مهارانتهایی بعد از تزریق گروت- میانگین مصرف کابل :4.5( کیلوگرم در هرمتر مربع) - میانگین مصرف ارماتور:9( کیلوگرم در هر متر مربع سقف)مقایسه سیستمهای چسبیده و نچسبیده:

اسلاید 14: 1- قالب بندی: در این سیستم قالب بندی سقف مشابه دال بتنی معمولی (بتن آرمه) است. به منظورسهولت درنصب مهارهای انتهایی برای قالبهای کناردال ازمصالح مناسب مانند چوب استفاده می شود.مراحل اجرای دالهای پس کشیده باروش نچسبیده:

اسلاید 15: 2- آرماتوربندی: آرماتورهای مورد نیازشامل کلافهای کناری آرماتورهای تقویتی روی  ستونها و دیوارها آرماتورهای مربوط به برش پانچ آرماتورهای اطراف بازشوهاو....در این مرحله روی سقف نصب می شوند.حجم آرماتوربندی در این روش در مقایسه با دال بتن آرمه بسیارکمتراست وعملا آرماتوربندی بصورت شبکه فوقانی وتحتانی وجود ندارد.

اسلاید 16: 3- نصب کابلهاو مهارهای انتهایی: با توجه به نقشه های اجرایی  کابلها روی قالب قرارمی گیرند ومهارهای  انتهایی به لبه قالب متصل می شوند. معمولا کابلها در دو جهت عمود برهم بر روی دال می باشد.درحالت معمولی دریک جهت کابلها بصورت متمرکز روی نوارهای ستونی قرار می گیرند(Banded Tendons)ودرجهتدیگر بافاصله های یکنواخت حدود5/1متری توزیع میگرددند.(Distributed  Tendons)

اسلاید 17: 4- نصب(Chair )ها و تامین پروفیل کابلها: برای استفاده بهینه ازنیروی پیش تنیدگی موقعیت کابل نسبت به تار خنثی درطول دال تغییر می کند.معمولاروی نقاط تکیه گاهی کابلها به تارفوقانی ودر وسط دهانه به تار تحتانی نزدیک می شوند.به این انحنا اصطلاحا  انحنا(Profile)می گویند.جهت تامین پروفیل مناسب(Chair)هایی دراندازه های متفاوت با فاصله های مشخصی قرار داده شده وکابل روی آنها قرارمی گیرد.

اسلاید 18: 5- بتن ریزی:    پس ازبستن آرماتورهاوقرارگیری کابلهاروی سقف بتن ریزی انجام می شود  در این مرحله باید در مورد ویبره زدن اطراف مهار های انتهایی دقت کافی به خرج داده شود.

اسلاید 19: 6- عملیات کشش:    بعد ازاینکه بتن به مقاومت فشاری مورد نیاز رسید می توان عملیات کشش کابلها را آغاز نمود.هر کابل از یک طرف یا از هر دوطرف (در صورت نیاز) کشیده می شود.میزان افزایش طول هرکابل با توجه به طول و پروفیل آن محاسبه شده و پس از کشش نیز اندازه گیری می شوند. بدین ترتیب صحت اجرای عملیات کنترل می شود.

اسلاید 20: عوامل رشدسریع سیستم پس کشیدگی:1- سرعت بالای اجرا.2- مقاومت بسیار زیاد در برابر خوردگی و زلزله.3- سهولت ایجاد بیشترین خروج از مرکزیت در تاندونها.4- افت نیروهای پیش تنیدگی ناشی از اصطحکاک.در سیستم Bonded استرندها را از درون غلافهای آلومینیومی یا پلاستیکی عبور می دهند تا امکان کشش استرند بعد از رسیدن بتن به مقاومت مجاز فراهم آید و پس از کشش این غلاف توسط گروت پر می شود . گروت زنی علاوه بر آنکه از خوردگی استرندجلوگیری می نماید ، باعث چسبندگی آن به بتن نیز میگردد. در بیشتر حالت‌ها سیستم پیش تنیدگی به عملیات اجرایی ساخت پروژه این امکان را می‌دهد در مواقع غیر ممکن ملزومات معماری طرح رعایت و محدودیت‌های موجود برطرف گردد.اگر چه سیستم پیش تنیدگی در مراحل ساخت، سرهم کردن قطعات(مونتاژ)، برپاسازی و نصب در موقعیت به معلومات و دانش تخصصی و فنی نیاز دارد. مفهوم کلی کار به صورت زیر توضیح داده می‌شود :مراحل اجرای دالهای پس کشیده باروش چسبیده:

اسلاید 21: اگر تعدادی بلوک چوبی که درون آنها سوراخی اجرا شده است و از میان سوراخ نوار لاستیکی عبور داده شود و دو طرف انتهای نوار لاستیکی را نگاه داریم، بلوک‌ها از قسمت پایین از هم جدا می‌شوند.در این شرایط پیش تنیدگی توسط قرار دادن یک جفت مهره در دو انتهای نوار لاستیکی قابل شرح است بطوری که با پیچاندن مهره‌ها کم کم بلوکها در قسمت پایین به هم نزدیک شده و نهایتا به طور محکم به هم فشار خواهند آورد.در این حالت اگر از دو قسمت انتهایی مجموعه را بلند کنیم این بار مجموعه بلوک‌ها از هم جدا نمی‌شود و بطور مستقیم و در کنار هم موقعیت خود را حفظ می‌کنند.این نوار لاستیکی محکم شده در واقع همان (Tendon) (فولادهای پس تنیدگی) در مقیاس واقعی می‌باشند که توسط وسایل مهاری گوه‌ای شکل در محل انتهایی بسته می‌شوند.

اسلاید 22: شیوه ساخت به این ترتیب است که ابتدا فولاد پیش تنیده بین فک های هیدرولیکی تحت کشش در می آید سپس بتن ریزی انجام می شود و پس از رسیدن مقاومت بتن به حدی که توان تحمل فشار ناشی از پیش تنیدگی را داشته باشد، فک ها آزاد می شود. عضو پیش تنیده ساخته شده را به ابعاد مورد نیاز برش داده و به کارگاه منتقل مینمایند.مراحل اجرای پیش تنیدگی:

اسلاید 23: برای درک بهتر مزایای پیش تنیدگی دانستن اطلاعاتی از خواص بتن مفید خواهد بود. بتن در برابر فشار بسیار مقاوم است اما در برابر کشش ضعیف است. به عنوان مثال وقتی نیرویی کششی در مقطع آن عمل کند، ترک می‌خورد. به طور متداول در سازه‌های بتنی وقتی باری شبیه به خودرو در یک پارکینگ بر روی دال بتنی و یا تیرها قرار گیرد، تیر تمایل به انحنا و خم شدن دارد. این تغییر شکل خمیدگی باعث می‌شود پایین تیر اندکی دچار کشیدگی و ازدیاد طول شود.معمولا همین مقدار اندک کشیدگی برای ایجاد ترک در بتن کافی است. میل گردهای تقویتی(bars ) فولادی به صورت مدفون در بتن به عنوان تقویت کشش برای محدود کردن عرض ترک قرار داده می‌شود. میلگردها در این حالت وقتی فقط به صورت مدفون در بتن قرار داده می‌شود به صورت نیروهای (Pssive) عمل می‌کند و تا زمانی که خیز در بتن به مرحله قبل از ایجاد ترک نرسیده است نیرویی را تحمل نمی‌کند.اما (Tendon ) یا همان فولادهای پیش تنیدگی به صورت نیروهای(Active )در سیستم عمل می‌کنند. در سیستم پیش تنیدگی فولاد به عنوان عامل مقاوم و موثر عمل می‌کند. به طوری که امکان بوجود آمدن ترک در بتن وجود نخواهد داشت.سازه‌های پیش تنیده حتی اگر تحت بارگذاری کامل قرار گیرند، می‌توانند طوری طراحی شوند که کمترین خیز و ترک در سازه ایجاد شود.مزایای پیش تنیدگی

اسلاید 24: تقریبا در تمام انواع سازه‌ها سیستم پیش تنیدگی کاربرد دارد.در سازه ساختمان ها، پیش تنیدگی اجازهایجاد دهانه آزاد بیشتر بین تکیه گاه‌ها می‌دهد. ضمنا ضخامت دالهای بتنی نیز کمتر، تعداد تیرها کمتر و لاغرتر و امکان ساخت اعضا سازهای چشمگیر و نمایشی از مزایای آن است. دال نازکتر به معنای استفاده کمتر از بتن می‌باشد به علاوه این که ارتفاع کلی ساختمان برای ارتقای کف تا کف یکسان نیست به ساختمانی که از سیستم پیش تنیدگی استفاده نشده کمتر می‌باشد.بنابراین سیستم پیش تنیدگی باعث می‌شود وزن سازه به طور قابل توجهی نسبت به ساختمان بتنی معمولی با همان تعداد طبقات کاهش یابد. این موضوع باعث کاهش بار فندانسیون می‌شود و می‌توان مزیت اصلی آن برای نواحی لرزه خیز باشد. در مقایسه با ساختمان با شرایط مشابه یک ساختمان کوتاه به سیستم‌های مکانیکال کمتر و همچنین هزینه نمای خارجی کمتری احتیاج دارد.لذا صفه اقتصادی نیز حاصل شده است.محاسن دیگر سیستم پیش تنیدگی این است که تیرها و دالها می‌توانند ممتد اجرا شوند. به عنوان مثال یک تیر تنها می‌تواند به طور ممتد از یک انتهای ساختمان به انتهای دیگر آن امتداد یابد. از نظر سازه ای این حالت بسیار کارآمدتر از این است که یک تیر فقط از یک ستون به ستون بعدی امتداد داشته باشد.پیش تنیدگی سیستمی است که برای سازه‌های پارکینگ نیز استفاده می‌شود و علت آن این است که انعطاف پذیری زیادی برای طراحی ستون ها، طول دهانه آزاد و شکل رمپ به طراح می‌دهد. کاربردها

اسلاید 25: در نواحی که از خاک رس روان یا خاک هایی با ظرفیت باربری پایین می‌باشند، استفاده از دالهای روی زمینو یا فندانسیون‌های گسترده با سیستم پیش تنیدگی مشکلات ناشی از ترک و نشت‌های نامتقارن را از بینمی‌برد.این روش برای ساخت پل‌ها با شرایط مختلف هندسی نظیر انحناهای پل‌ها و پل هایی با ارتفاع اهمیتزیادی دارد.ضمنا روش پیش تنیدگی امکان ساخت پل‌ها با دهانه خیلی زیاد را بدون استفاده از تکیه گاه‌های میانی پلبوجود می‌آورد. در ورزشگاه‌ها نیز این سیستم باعث می‌شود دهانه‌های آزاد بزرگتری اجرا شود و در نتیجه امکان اجرای طرح‌های معماری زیبایی به وجود می‌آورد. این سیستم به عنوان مهاری نفوذ کننده در عمق خاک و سنگ نیز استفاده می‌شوند و به عنوان اعضا کششی برای نگاه داری دیواره‌های جانبی در سازه‌ها مانند دیواره راهها، تونل ها، دیواره حوضچه‌های خشک ساخت و تعمیر کشتی و به عنوان نگهدارنده کف سازه‌هایی که تحت اثر نیروی بالا برندگی قرار دارند( مانند سازه آبگیر) پروژه‌های پتروشیمی و پالایشگاه‌ها استفاده فراوان دارد. ضمن این که برای پایدار سازی شیب زمین‌ها و ترانشه‌ها نیز قابل استفاده هستند.

اسلاید 26: نمونه دیگر مصرف این سیستم در صنایع نفت و گاز و پالایشگاه‌ها مربوط به تانک‌های بتنی ذخیرهگازو میعانات گازی است که در آنها ضریب بالایی جهت اطمینان از عدم وجود ترک در سازه بتنیمطرح است. ضمن این که سازه تانک ذخیره سازی در راستای عمودی و افقی به زمین طوری دوختهمی‌شود که ایمنی آن در مقابل هرگونه انفجار تضمین می‌شود. واژگان فنی فولادهایپیش تنیدگی(Tendon)کامل کننده و قسمت اصلی مهاری‌ها می‌باشند که به صورت رشته کابل(stand )فولادی با مقاومت بالای کششی ( N/1770mm2 ) با میلگرد هستند و در جاهایی که دارای پوششهستند و در حالتی دیگر درون لوله محافظ قرار داده می‌شوند که اطراف آن را توسط گروت و یاپوششمحافظ گریس مخصوص جهت جلوگیری از خوردگی فولاد می پوشانند.  دال سقف که در سازه های بتنی اجرا میشود انواع مختلفی دارد و هر کدام بسته به نیاز و هزینه ساخت متفاوت می باشند.یکی از به روز ترین سقف هایی  که میتوان در ساختمان های بتنی اجرا کرد سقف های بتنی پیش تنیده(prestress) می باشد که در آنها بجای آرماتور از رشته کابلهایی (تاندوم ) استفاده میشود که از داخل یک کاور ضد زنگ رد میشوند ( که بعدا این کاور توسط گروت پر خواهد شد) و سپس دال سقف را بتن ریزی میکنند .اینگونه سقف ها به 2 روش اجرا میشوند اما برای اجرای هر 2 روش ابتدا باید ورق های فلزی را توسط شمعبندی در زیر سقف اجرا نموده سپس کل سقف  را برای حاشیه اطمینان بیشتر آرماتوربندی کنیم . مشخصات فنی سقف های پیش تنیده:

اسلاید 27: قطر این آرماتور ها وفاصله آنها از هم نسبت به سقف های کامپوزیت به نحوی طراحی و اجرا میشودکه از استحکام و تحمل بار بسیار کمتری برخوردار است چرا که تحمل بار اصلی سقف با سیستم بتنتاندوم است که این تاندوم ها پیش یا پس از بتن ریزی کشیده خواهند شد.چنانچه این تاندوم ها پیش از بتن ریزی کشیده شده و تحت تنش قرار بگیرند به آن پیش تنیدگی بهروش پیش کشیدگی ( by prestrss Pretensioning ) گویند و اگر پس از بتن ریزی کشیده شوند به آن پیش تنیدگی به روش پس کشیدگی ( by prestress Posttensioning ) گویند. ازتفاوت های عمده این دو روش می توان به عدم نیاز به بست در روش پیش کشیده اشاره کرد چرا کهدر روش پس کشیده برای مهار تاندوم ها نیاز به بست می باشد.و نیز تاندوم ها در روش پیش کشیدهبایداز مقاومت کششی نسبتا بیشتری برخوردار باشند.در روش پس کشیده که پس از کشیدن کابل هاتوسط جک به اندازه لازم و ثابت کردن آنها توسط بست، فشار مضاعفی بر محل  بست و نیز کنارههای دال بتن وارد میشود که همین امر ما را بر این میدارد تا از بتنی با عیار بیشتر در کناره هااستفاده کنیم . اما در این پروژه از آنجا که عیار بتن بالاست، بتن ریزی به صورت یکنواخت اجرامیشود.

اسلاید 28: در سیستم پیش تنیدگی اعضا ضروری متعددی وجود دارد. در ساختار(Unbonded ) پوشش پلاستیکی به عنوان منفصل و جداکننده نیروی مهاری بین استرندهایپیش تنیدگی و بتن اطراف عمل می‌کند. چیزی که به عنوان ناحیه آزاد (LF ) مطرح می‌شود. این پوششهمچنین باعث محافظت از خسارت وارده به استرند با روش‌های مکانیکی می‌شود. به عنوان یک مانععمل می‌کند که از نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی به استرند جلوگیری می‌کند.علاوه بر این پوشش، ماده محافظ استرند از نوع گریس مخصوص باعث کاهش اصطکاک بین استرندوپوشش پلاستیکی آن شده و حفاظت خوردگی مضاعفی ایجاد می‌کند. قسمتهای مربوط به مهار کردن وبستن (Anchor Head ) قسمت مهم دیگر است خصوصا در سیستم‌های (Unbonded) بعد از این که بتن عمل آوری شد و به مقاومت لازم رسید گوه‌ها داخل پلیت مخصوص (Wedge Plate ) قرارداده می‌شود و استرندها کشیده می‌شوند. وقتی که جک کششی استرند را آزاد می‌کند، استرند به آرامیجمع می‌شود و گوه‌ها را به درون انکر می‌کشد و این عمل باعث ایجاد قفل شدگی محکم در استرندمی‌شود.بنابراین گوه‌ها نیروی موجود در (Tendon )را حفظ می‌کنند و آن را بتن محیط اصراف منتقلمی‌کنند. در محیط‌های خورنده قسمت مهار کننده (anchorhead)و دم‌های استرندهای بیرون زده معمولاً با یک پوشش کلاهک برای حفاظت بیشتر پوشانده می‌شوند.اعضای ضروری در پیش تنیدگی:

اسلاید 29: برای استفاده از مهاری‌های (Unbonded ) در ساختمان‌ها و دالها،عموما در محلی پیش ساخته می‌شوند و به محل سایت(به صورت آماده جهت نصب) منتقل می‌شوند. سپس رشته‌های پیش تنیدگی به شکلی که در نقشه‌های نصب مشخص شده اند در محل قرار داده می‌شوند. در نقشه‌های نصب فاصله آنها از هم، شکل حرکتی آن در طول(ارتفاع هر قسمت آن از سطح قالب) و محل هایی که باید کشیده شوند، نشان داده می‌شود. سپس بتن ریزی انجام می‌شود و وقتی به مقاومت لازم بین(3000-3500psi ) رسید، رشته‌ها کشیده شده و قفل می‌شود.اصولا (Tendon ) شبیه یک نوار لاستیکی تمایل به برگشت به حالت طول اولیه دارد در حالی که توسط قسمت مهارکننده(Anchor head) از انجام آن جلوگیری می‌شود. در واقع رشته‌ها به طور دایمی تحت تنضش قرار دارند که باعث می‌شود نیروی فشاری در بتن ایجاد شود. این نیروی فشاری که از سیستم پیش تنیدگی حاصل می‌شود نیروهای کششی ناشی از بارگذاری را خنثی می‌کند. بنابراین ظرفیت باربری بتن و یا دیواره شیت پایل در سازه‌های دریایی(اسکله ها، حوضچه‌های خشک تعمیر کشتی) به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.از آنجایی که بتن پیش تنیده در محل پروژه به صورت درجا ریخته می‌شود تقریبا هیچ محدودیتی برای شکل دادن وجود ندارد. نماهای سر در قوسی شکل، آرک‌ها و طرح‌های دالهای پیچیده اغلب نمادهایی از سازه‌های بتنی پیش تندگی هستند. پیش تنیدگی تاکنون برای استفاده در تعداد زیادی از پل هایی که به زیبایی طراحی شده، جهت استفاده قرار گرفته است.اطمینان از کیفیت ساخت مقدار فروش استرندهای پیش تنیدگی تقریبا در ده سال گذشته دو برابر شده از این رو صنعت پیش تنیدگی به سرعت در حال رشد است.

اسلاید 30: مقلات خارجی:

اسلاید 31:

اسلاید 32:

اسلاید 33:

اسلاید 34: پی های مطمئن یک لایه از سال 1960 تاکنون استفاده میشوند برای مقاوم کردن پی های ساختمان های با کاربری مسکونی. ولی هم اکنون برای مقاوم سازی صد ها هزار پی مسکونی در ایالات متحده ی امریکا هر سال استفا ده میشود این استفاده و کاربرد باعث محکم شدن پی میشود که خانه ها را از خسارات ناشی از خرابی ساختمان به علت جمع شدگی و تورم خاک حفظ کرده و در یک دال زمانی جمع میشود که بتن شروع به سخت شدن میکند در دالها اصطکاک بین دال وزمین باعث میشودجمع شدگی مقاومت کند. استفاده از پی های پیش تنیده باعث متراکم شدن بتن میشود از کار بردهای پیش تنیدگی عبارتند از: محوطه های ورزشی /خانه سازی و... پیش تنیدگی باعث افزایش مقاومت دالها میشود که میتواند باعث ضخامت در مقطع بتن ویا دهنه های طولانی بین تکیه گاه باشد. طراحان معمولا از این روش برای ساختن ساختمان سازه هایی با فضایی بزرگتر که باعث آزادی عمل در معماری آن سازه میشود استفاده می کنند. کاهش ضخامت در بستر ساختمان در ساخت وساز میتواند باعث کاهش وزن کلی ساختمان و کاهش نیاز زیاد به ساختن سقف در ساختمان شود در سازه هایی با درجه پایین تر میتواند باعث گود برداری کمتری شود ودر سازهایی با درجه بالاتر میتواند باعث کاهش ارتفاع کلی ساختمان شود درمناطقی که با محدودیت ساختن سازه بلند مواجه هستند باعث کاهش 8تا 12 اینچی ارتفاع سازه میشود. پی های چند لایه معمولا در پل ها استفاده میشود/ برای ساختن دهانه های طولانی و آسان کردن ساخت پل های طولانی از قطعات تکه تکه استفاده میشود و برای محکم کردن ستونهای بلند ودیوارهای بنایی استفاده از سیستم پیش تنیده تقویت شده در امریکا گسترش یافته است در دو ده ی اخیر طراحان استفاده از این روش را برای مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله مفید میدانند.ترجمه مقاله به طور خلاصه:

اسلاید 35: هنگامیکه تنش رخ میدهد فولاد کشیده میشود وبتن متراکم میشود, هنگامیکه نیروی پیش تنیدگی به حد کافی میرسد نیروی تنش زایی فولاد در محلش مهار میشود این مهاربندها برای ایجاد یک ارتباط مکانیکی دائمی طراحی شدده اند که باعث میشود فولاد در تنش نگه داشته شود.اولین استفاده از پیش تنیدگی به وسیله یورگن در سال 1933برای ساخت پی یک پایانه دریایی در فرانسه به کار رفت زمانیکه این تکنولوژی به امریکا رسید در سال 1950در ساخت پل والنوت در فیلادلفییا به کار رفت.پیش تنیدگی هم اکنون به صورت گسترده ای در پل ها ودال های بلند وسازه هایی با کاربری پارکینگ به کار میرود یکی از مواردی که برای بتن بستر یا یک دیوار بنایی رخ می دهد این است که آنها در معرض نیروهایی هستند که باعث میشود تا آنها دچار پیچش و خمش شوند مثالهایی از این موارد همچون دالها بر روی زمیین جایی که لبه های دال مجبورند به وسیله تورم خاک به سمت بالا حرکت میکند در یک دال بتنی مرتفع مسیر نیروی پیش تنیدگی از میان یک نقطه ی مر تفع بر روی تکیه گاههای دال است.حال کارایی بهینه زمانی بدست میاید که نیروی پیش تنیدگی در نواحی تنش زا رخ دهد و بتن متراکم شود,نیروی پیش تنیدگی باعث ایجاد یک نیرو به سمت بالا میشود در میان دهانه جاییکه نیازمند نیروی بیشتری است موادی که در پیش تنیدگی استفاده میشوند عبارتند از یک فولاد پیش تنش زا با یک ماده پوششی محافظ پوشانیده شده است فولاد پیش تنش زا بر اساس قوانین اجرایی ASTM تولید میشود ونقطه تسلیم آن برابر 243000 PSI است وهمچنین یک نوع میلگرد عاجدار که نقطه تسلیمی برابر 60000 PSI دارد.

اسلاید 36: اللهم صل علی محمد و آل محمد و عجل فرجهمThe end