در ابتدا میخوام فلسفه استفاده از سقف دال‌های پیشتنیده رو واستون تشریح کنم
ضعف بتن در چه نیروهایی هستش؟
بله درسته. نیروهای کششی.
برای همینه که ما از مسلح کننده‌ها در تارهای کششی سقف استفاده می‌کنیم. در سقف‌های مرسوم مثل دال‌های بتنی رایج، از میلگرد به‌عنوان مسلح کننده استفاده می‌کردیم خب حالا به‌جای میلگرد از کابل‌های با مقاومت بالا بهره می‌بریم که کشیده و تنیده میشن.
به عبارت دیگه، یکی از راهکارهای دیگه، استفاده از بتن پیشتنیده است. اساس روش بتن پیشتنیده بر آن است که کابل‌های پر مقاومت فولادی در داخل قطعه بتنی قرارگرفته و با استفاده از جک‌های مخصوص کشیده می‌شوند.
انتهای این کابل‌ها توسط مکانیزم های خاصی به لبه بتن متصل شده و باعث می‌شود که یک فشار اولیه به قطعه بتنی وارد شود. حضور فشار اولیه روی قطعه بتنی، سبب می‌شود که در اثر بارگذاری، بتن دیرتر به کشش افتاده و ترک بخورد. به این فشار پیش تنیدگی میگن که بذارین تعریف آکادمیک تری ازش داشته باشیم:
پیش تنیدگی (pre-stressing) عبارتست از ایجاد یک تنش ثابت دائمی و به‌اندازه لازم در یک عضو بتنی به‌طوری‌که در اثر این تنش مقداری از تنش‌های ناشی از بار مرده و زنده در این عضو خنثی گردد و درنتیجه ظرفیت باربری عضو پیشتنیده افزایش یابد. به‌طورکلی می‌توان عمل خنثی نمودن تنش‌ها و یا متعادل نمودن بارها (Load Balancing) را اساس طراحی اعضای پیشتنیده دانست.
سرعت‌بالای اجرا، مقاومت زیاد در برابر خوردگی، کاهش ضخامت دال‌ها، بالا رفتن مقاومت سقف‌های پیشتنیده، امکان استفاده از پلان نامنظم معماری، کنسولهای بلند و بازشوهای نامنظم از جمله عوامل مزیت کاربرد سقف پیشتنیده می‌باشد.
در دال‌های پیشتنیده دو حالت مرسوم داریم:
1- دال پیش کشیده:
به‌صورت خلاصه بخوام بگم اول کابل‌ها رو قرار میدن، اونا رو میکشن و بعد بتن‌ریزی رو تکمیل میکنن. آخرشم قسمت اضافه کابل‌ها رو بریده و از سقف جدا میکنن. در عمل، روش پیش کشیدگی عمدتاً برای ساخت تیرهای بتنی با دهانه بلند یا پانل‌های بتنی کف (سقف پیش‌ساخته) استفاده می شه.
2- دال پس کشیده:
همانطور که از اسمش پیداس، یعنی اول کابل‌ها رو میذاریم روی سقف. بتن‌ریزی می‌کنیم و وقتی بتن به مقاومت فشاری خودش رسید، توسط جک‌های مخصوص این کابل‌ها رو دچار کشش به‌اندازه معلوم می‌کنیم. البته اینم اضافه کنم که کابل‌ها داخل غلاف‌های مخصوصی قرار میگیرن بعد کشیده میشن.
از این روش واسه اجرای بتن پیش‌ساخته و بیشتر برای اجرای دال‌های پیشتنیده به‌صورت درجا، استفاده میشه که خود با دو رویکرد شامل روش چسبیده و نچسبیده اجرا می شه.
الف. روش چسبیده حالت پس کشیده:
در این حالت از دسته‌های چندتایی کابل در کنار همدیگه داخل غلاف (معمولاً 2 تا 5 کابل کنار هم) استفاده میشه. بعد از کسب مقاومت لازم بتن، همشون کشیده شده و همه کابل‌ها در دو طرف سقف باهم مهار میشن. بعد داخل غلاف‌ها واسه ایجاد پیوند بین کابل‌ها و خود غلاف، بتن پرکننده (گروت) میریزن تا چسبندگی لازم بین غلاف و کابل تأمین بشه.
از سوی دیگه، بر روی جداره غلاف، برجستگی‌هایی داریم که بین بتن و غلاف هم درگیری خوبی به وجود بیاد. واسه همینه که اسم این روش چسبیده اس و وقتی از این روش استفاده می‌کنیم که نیز به نیروی پیش تنیدگی خیلی زیادی باشه. مثل پل‌های پیشتنیده، تیر و دال‌های پیشتنیده در دهانه‌های خیلی بزرگ.
ب. دال پس کشیده به روش نچسبیده:
در این روش برخلاف روش نچسبیده، تنها داخل غلاف یه کابل داریم که کشیده میشن. توی این روش نیازی به تأمین چسبندگی بین کابل و بتن و تزریق گروت داخل غلاف نداریم.
از این حالت در مواردی استفاده میشه که اجزای بتنی ضخامت کمی دارن و تعبیه مهارهای انتهایی بزرگ واسه چند رشته کابل سخته. به عبارت ساده‌تر، در دهانه‌های 7 الی 10 متری دال بتنی از این روش میشه استفاده کرد.
3- مزایای سقف پیشتنیده:
میتونیم دهانه‌های بزرگ‌تر در سقف تا مرز 15 الی 30 متری رو داشته باشیم درنتیجه فاصله بین ستون‌ها بیشتر شده و تعداد ستون‌ها هم کم میشه. در نقطه دیگه، وقتی تعداد تیرها و ستون‌ها کمتر میشه پس وزن کل سازه کمتر شده و نیروی زلزله کمتری به سازه پیشتنیده شده اعمال میشه.
وقتی فاصله ستون‌ها بیشتر باشه میشه در ساختمون های مسکونی، مسیر حرکت ماشین‌ها در پارکینگ رو به‌راحتی تأمین کرد و پلان‌های سخت‌تر و متنوع‌تر رو هم به‌سادگی اجرا کرد. پس انعطاف‌پذیری خوبی در اجرای پلان‌های متنوع از لحاظ معماری داره.
وقتی مقطع سقف بتنی با روش پیش تنیدگی تحت‌فشار قرار میگیره، ضخامت سقف کم میشه پس مصرف مصالح بتن و میلگرد کمتر و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه اس. از جنبه دیگه هم در کنترل خیز سقف بسیار عملکرد خوبی داره.
از طرف دیگه، وقتی ضخامت سقف کمتر میشه، ارتفاع کل سازه هم کاهش پیدا میکنه درنتیجه میشه طبقات بیشتری احداث نمود.
