مقاوم سازی ساختمان با پیش تنیدگی و پس کشیدگی

یکی از انواع روش های مقاوم ساختمان استفاده از روش پیش تنیدگی است. از پیش تنیدگی عموما به منظور افزایش مقاومت بتن و تقویت سازه های بتنی استفاده می شود. در مقاوم سازی به روش پیش تنیدکی با ایجاد تنش های ثابت در بتن، تنش های ناشی از بارهای مرده و زنده را کاهش داده و به این ترتیب ظرفیت باربری عضو مورد نظر افزایش می یابد. برای اعمال تنش های فشاری به بتن از فولاد های پیش تنیده مانند رشته ها، میله ها و یا سیم ها استفاده می شود. در این روش تاندون ها پیش از بتن ریزی یا پس از آن تحت کشش قرار می گیرند. در صورتی که این کشیدگی پیش از بتن ریزی صورت گیرد به آن پیش کشیدگی و اگر پس از آن باشد، پس تنیدگی گفته می شود. 
 از مقاوم سازی سازی به روش تنیدگی می توان در پارکنیگ ها، ساختمان ها، دفاتر کار، پل ها، ورزشگاه ها و غیر استفاده کرد.
 

مصالح مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی و پس کشیدگی

برای مقاوم سازی ساختمان به روش پیش تنیده باید از بکار بردن بتن ضعیف پرهیز کرده و بتن هایی با مقاوم بالا مورد استفاده قرار گیرند. عدم استفاده از بتن هایی با مقاومت کافی ممکن است منجر به ایجاد ترک در بتن هنگام قرارگیری در معرض فشار بالا شود. علاوه بر این بتن های مقاوم به دلیل برخورداری از مقاومت فشاری زیاد در برابر کشش و برش برای بتن پیش تنیده بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. اجرای این عملیات نیازمند مفتول هفته رشته ای با مقاوم و مفتول فولادی با استحکام زیاد است. 
 

مزایای معماری مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی و پس کشیدگی 

۱)امکان ایجاد کنسول در ساختمان با ارتفاع زیاد
۲)امکان ایجاد انعطاف پذیری در طراحی معماری ساختمان
۳)کاهش ارتفاع طبقات و ساختمان
۴)افزایش فضای مفید بهره برداری
۵)قابلیت ایجاد بازشوهایی با ابعاد بزرگتر در سقف
۶)قابلیت بکارگیری در پلان های نامنظم
۷)از بین بردن آویز تیرها و قابل استفاده در سقف های کاملا مسطح
۸)قابلیت بیشتر در عبور لوله ها و تأسیسات
۹)امکان ایجاد ستون های کمتر در سازه با افزایش دهانه ها
 

مزایای سازه ای مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی و پس کشیدگی

۱)افزایش پایداری و مقاوم سازی بتن 
۲)کاهش ابعاد فونداسیون
۳)کنترل ترک خوردگی 
۴)افزایش باربری عضو بتنی پیش تنیده نسبت به بتن معمولی
۵)کنترل تغییر شکل و خیز در ساختمان
۶)افزایش ایمنی سقف در برابر زمین لرزه 
۷)کاهش وزن مرده در ساختمان
۸)تولید قطعات بتنی پیش ساخته ی سبک
۹)کاهش ارتفاع در تیرها 
۱۰)نهایت استفاده و مصرف بهینه ی مصالح بتنی 
۱۱)کاهش ارتعاشات ناشی از نیروهای دینامیکی  
 

روش های مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی 

اجرای مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی به دو شکل پیش کشیده و پس کشیده انجام می شود. براین اساس کشش کابل ها می تواند پیش یا پس از بتن ریزی انجام گیرد. 

 
روش پیش کشیدگی 

برای اجرای این روش در مرحله ی اول کابل ها به روی بستری پیش ساخته در فاصله ی مابین دو انتها کشیده می شوند. سپس بتن ریزی عضو مورد نظر انجام شده و مقاومت مورد نظر می رسد. در نهایت کابل های پیش تنیده در دو بخش انتهایی تیر بریده می شوند و نیروی پیش تنیدگی به شکل نیروی فشاری به عضو مورد نظر وارد می شود. از روش پیش تنیدگی در ساختمان ها، محل کار، پارکنیگ ها، پل ها، ورزشگاه ها و منابع ذخیره ی آب استفاده می شود. 
 

روش پس کشیدگی

در این روش یک حفره در بتن توخالی ایجاد شده و کابل ها از درون آن عبور داده می شوند. نحوه ی عبور کابل ها به شکلی است که دو سر آن از غلاف بیرون باشد. در آخر پس از بتن ریزی و رسیدن آن به مقاومت کافی، کابل ها کشیده شده و به مهاربند مهار می شوند. 
 

انواع روش های مقاوم سازی به روش پس کشیدگی 

با توجه به نحوه ی تماس کابل ها به بتن، پس کشیدگی انواع مختلفی دارد. 
 

۱-پس کشیدگی به روش سیستم غیر چسبنده ی تک رشته 

از این روش عموما در شرایطی استفاده می شود که ضخامت بتن سازه پایین است و امکان نصب مهارهای انتهایی بزرگتر وجود ندارد. در این روش کابل های پیش تنیده درون یک غلافه از جنس پلاستیک قرار دارند. هر رشته ی کابل متشکل از ۷ رشته سیم مفتول است و به منظور پیشگیری از خوردگی بوسیله ی نوعی گریش کارو می شود و درون نهایت یک روکش پلی اتیلن تمام آن ها را در بر می گیرد. علی رغم اینکه کابل های درون غلاف پلاستیکی بوسیله ی مهار نگهداری می شوند، قابلیت حرکت را نیز دارند. در بخش های ابتدایی نیز از یک صفحه فولادی سوراخ دار به همراه گوه هایی فولادی و دو تکه استفاده می شوند. نحوه ی طراحی گوه ها به گونه ای که می توانند کابل ها را به شکل مستحکمی درون خود نگه دارند. لازم به ذکر است که سیستم های غیر چسبنده عمدتا به شکل تک رشته ای هستند. نحوه ی انتقال نیروی فشاری در این روش از طریق مهارهای انتهایی بتن است و کابل ها هیچگونه تماس مستقیمی با بتن ندارند. از طرفی به دلیل عدم نیاز به برقراری اتصال بین کابل و بتن، عملیات تزریق گروت انجام نمی شوند.  
 

۲-پس کشیدگی به روش سیستم چسبنده ی مسطح چند رشته

در این روش ارتباط کابل های درون غلاف با بتن از طریق گروت تامین می شود. در این روش یک مجرا پلاستیکی یا فلزی از پیش درون بتن بکار گذاشته می شوند و دو یا چند استرند از آن می گذرند. استرندها بوسیله ی یک جک کششی بزرگ مهار و کشیده می شوند. در نهایت مجرای لوله های داکت با تزریق گروت پر می وشند. تزریق گروت علاوه بر اینکه سبب پیشگیری از خوردگی کابل ها می شود، نیروی کششی بین استرندها را نیز تامین می کند. در این روش پس از رسیدن گروت به مقاومت مورد نظر، عملیات کشش شروع می شود. در این روش چندین کابل درون غلافی فلزی قرار می گیرند که به یک مهار انتهایی متصل است. محل قرار گیری مهاراتنهایی به روی قالب است که پس از بتن ریزی درون آن با تزریق گروت پر می شود. نحوه ی طراحی آج های روی غلاف به گونه ای است که سبب درگیری هرچه بیشتر آن با بتن می شود تا بین بتن و کابل ها یک پیوند مورد قبول ایجاد شود. از این روش در پل های پیش تنیده، فونداسیون پیش تنیده و صفحات انتقال بار استفاده می شود.  
 

۳-پیش کشیدگی به روش سیستم چسبنده ی مدرو چند رشته ای

مقاوم سازی به روش پیش کشیدن با سیستم چسبنده مدرو معمولا در پروژه های بزرگی مثل پل و سازه های شهری مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه به تفاوت سیستم های چسبنده و غیرچسبنده خواهیم پرداخت:
 

الف)سیستم های غیرچسبنده: 

۱-اجرای سریع و هزینه ی اقتصادی تر
۲-افت کمتر در نیروی پیشتنیدگی
۳-فاقد نیاز به تزریق گروت
۴-توانایی ایجاد خروج بیشتر از مرکزیت برای کابل ها
۵-میانگین کمتر مصرف کابل و آرماتور
 

ب)سیستم های چسبنده:

۱-مقاطع در این حالت به بالاترین مقاومت خود می رسند
۲-عدم وابستگی نیروی پیش تنیدگی به مهار انتهایی پس از تزریق گروت
۳-میانگین بیشتر مصرف کابل و آرماتور
 

نحوه مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی

نحوه ی مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی به این شکل است که در ابتدا لازم است تا فولاد پیش تنیده مابین فک های هیدرولیکی تحت کشش قرار گیرد و پس از آن نسبت به بتن ریزی اقدام می شود. در نهایت پس از رسیدن بتن به مقاومت قابل قبول نسبت به آزادسازی فک ها اقدام شده. لازم به ذکر است بتن در این زمان باید به مقاومت لازم برای تحمل فشار های ناشی از پیش تنیدگی رسیده باشد.
 

ویژگی های مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی 

اجرای مقاوم سازی به روش پیش تنیده برای اجزای سازه مانع از آسیب دیدگی بتن تحت بارگذاری خواهد شد. برای توضیح بهتر لازم است تا ابتدا به برخی ویژگی های بتن و ارتباط آن با مقاوم سازی به روش پیش تنیدگی بپردازیم. بتن در برابر نیروهای فشار مقاومت مناسبی دارد اما هنگام قرارگیری در معرض نیروهای کشش عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهد. بنابراین قرارگیری اجزای بتنی در معرض نیروی کششی ممکن است سبب ایجاد ترک در بتن شود. اعمال نیروهای کششی به تیرها و دال های بتنی ممکن است سبب خیز در دال یا تیر بتنی در اثر کشیدگی و افزایش طول شود. هرچند که عملیات کاشت میلگرد در بتن صورت گرفته اما مکانیزم عملکرد آن ها به شکل Passive بود و تنها در محدود کردن عرض ترک ها نقش دارند. در مقابل فولادهای پیش تنیده به شکل Active عمل می کنند بنابراین استفاده از این روش تاثیر جشمگیری در پیشگیری از وقوع ترک ها خواهد شد.