معرفی پیش تنیدگی(Pre-stressing):

  پیش‌تنیدگی( پیش تنیده ) که ترجمه کلمهPre-Stressingمی‌باشد، بدین معناست که عضو بتنی نظیرSlabیا تیر راباندازه نیروی لازم تحت فشار قرار دهیم (پیش تنیده کنیم ) تا موقع اعمال نیروی قائم، عضو بتنی دچار خیزش و ترک‌خوردگی نگشته و از تحمل و باربری بیشتری برخوردار باشد.

  این فشار از طریق اعمال تنش ( پیش تنیده )(Tension)توسط کشیدن و مهار کردن کابل‌های فولادی پرکربن سردکشیده‌شده (استرند یا کابل پیش تنیده ) به عضو بتنی وارد می‌آید، که بسته به تقدم بتن‌ریزی قبل یا بعد از کشش، دو روش پس‌کشیده(Post – Tension)و پیش‌کشیده(Pre-Tension) ( شاخه های پیش تنیده )حاصل می‌شود.

  در سازه های بتن مسلح معمولی ( غیر پیش تنیده )، اعضای بتنی از قبیل تیر و ستون و دال سقف( غیر پیش تنیده )، 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 قرار می گیرند. در ناحیة فشاری، بتن به خوبی نیروها را تحمل می کند، اما در ناحیة کششی، ترک می خورد و عملاً کارایی خود را از دست می دهد و آرماتور به تنهایی نیروهای کششی را تحمل می نماید. در این حالت، بتن تنها نگهدارندة آرماتور است و بدون باربری، به وزن سازه می افزاید.

  اما در سازه های پیش تنیده ، اعضای بتنی شامل بتن، آرماتور و کابل های پیش تنیدگی می باشند. در این اعضا( اعضای پیش تنیده )، آرماتور ها برای جلوگیری از ایجاد ترک های بزرگ در بتن (که عملاً موجب شکست می شوند) وتأمین الزامات حداقل مقرراتی که مبحث مقررات ملی ساختمان برای سازه های بتنی مقرر داشته است، استفاده می شوند و معمولاً به عنوان قطعات باربر مورد استفاده قرار نمی گیرند.

  بتن ( پیش تنیده ) در این اعضا همچنان نقش باربری فشاری را عهده داراست با این تفاوت که به طور کامل (در کل ناحیه) تحت فشار قرار می گیرد و عملاً تمام مصالح بتن ( پیش تنیده ) بدون ایجاد ترک، نیروهای فشاری را تحمل می کند.

  دلیل این امر، استفاده از کابل های پیش تنیدگی می باشد.‌کابل های پیش تنیدگی با ایجاد نیروی فشاریِ اولیه (در زمان ساخت و قبل از بهره برداری از سازه) در ناحیة کششیِ بتن، موجب می شوند، بعد از آنکه بارهای مرده (از قبیل کف سازی) و زنده (از قبیل بار وسایل و کاربران) ، در زمان بهره برداری از سازه بر سازه ( سازه پیش تنیده ) اعمال شدند، این ناحیه تحت‌کشش 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 اندازة اعضا پیش تنیده کاسته خواهد شد.

 

 

 

معرفی پس کشیدگی (Post tensioning) و پیش کشیدگی (Pre tensioning):

پیش کشیدگی

  بتن پیش کشیده ( پیش تنیده ) بتنی است که کابل های پیش تنیدگی آن قبل از ریختن بتن کشیده شده باشند. در بتن پیش کشیده ( پیش تنیده ) کابل های داخل بتن به بتن چسبیده اند و در واقع کابل بدون غلاف داخل بتن جای می گیرد و بعد از اینکه بتن به مقاومت مشخصه رسید ، کابل ها را از تکیه گاههای دو طرف آزاد کرده و قسمت اضافی بیرون مانده از بتن ( پیش تنیده ) را قطع می نمایند.

  یکی از خاصیت های مهم بتن پیش کشیده ( پیش تنیده ) این است که می توان چندین عضو یک شکل را در آن واحد بین دو تکیه گاه ریخته و پس از گرفتن بتن با قطع کردن کابل های مشترک، آنها را از هم جدا کرد. این کار از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می باشد، زیرا عمل کشیدن کابل ها برای تمام عضوهای پیش تنیده ی پیش کشیده فقط یکبار انجام می شود همانند تولید قطعات پیش ساخته Hallow-core .

پس کشیدگی

  اگر فولاد پیش تنیدگی را بعد از گرفتن و سفت شدن بتن بکشند و یتن تحت تنش دائمی قرار بگیرد ،اصطلاحا بتن را بتن پس کشیده ( پیش تنیده ) می نامند، که به اشتباه به پس تنیده( پیش تنیده ) معروف شده است. نیروی پیش تنیدگی توسط گیره های دو انتهای سازه(Anchorage)از کابل به بتن منتقل می گردد. فولاد پیش تنیدگی نباید قبل از کشیدن به بتن چسبیده باشد، در غیر این صورت امکان کشیدن آن وجود نخواهد داشت. فولادهای پیش تنیدگی را باید در داخل غلاف های پیش تنیده یا مجراهایی که در داخل بتن تعبیه شده است، قرار داد.

 

 

 

آشنایی با سقف پیش‌تنیده

1-   تاریخچه و مبانی پیش‌تنیدگی:

استفاده از بتن پیش‌تنیده در ایجاد پل‌ها و ساختمان‌ها از حدود 50 سال پیش تا کنون در سطح وسیع متداول شده است. با توجه به عیوب مختلف فولاد (ناپایداری الاستیک نیمرخ‌های فلزی، خوردگی و زنگ‌زدگی، فزونی بهای تولید و ...) امروزه اغلب پل‌ها و ساختمان‌های بزرگ از بتن پیش‌تنیده ساخته می‌شوند، اما برخلاف حالت بتن مسلح( غیر پیش‌تنیده )، مصالح مصرفی جهت این سازه­ ها ( پیش‌تنیده ) باید از کیفیت بسیار خوبی برخوردار باشند. در بتن پیش تنیده نیز مانند بتن مسلح از بتن که دارای مقاومت بسیار خوب فشاری است و فولاد استفاده می‌شود.

پیش تنیدگی (pre-stressing) عبارتست از ایجاد یک تنش ثابت دائمی و به اندازه لازم در یک عضو بتنی بطوری که در اثر این تنش مقداری از تنش‌های ناشی از بار مرده و زنده در این عضو خنثی گردد و در نتیجه ظرفیت باربری عضو پیش تنیده افزایش یابد. بطور کلی می‌توان عمل خنثی نمودن تنش‌ها و یا متعادل نمودن بارها (LoadBalancing) را اساس طراحی اعضای پیش‌تنیده دانست.

اگر نیروی فشاری مشخصی را از دو طرف به یک قطعه بتنی یا تیر پیش تنیده وارد بیاوریم می‌توان تنش کششی را در پائین عضوکاهش داد و یا به کلی آنرا خنثی نمود و تبدیل به تنش فشاری کرد که این اعمال نیرو تعادل بارهای خارجی می‌باشند.

برش ازسقف پیش تنیده

بهینه ترین حالت در انتخاب مقدار نیروی پیش تنیده حالتی است که درصدی از بارها متعادل شود که منجر به کاهش میزان فولاد مصرفی و کنترل خیز و ترک در بتن ( پیش‌تنیده ) شود.

در بتن پیش­تنیده ی پس­كشیده پس از قرارگیری تاندون­های ساخته شده از فولاد با مقاومت بالا داخل قطعه، بتن­ریزی انجام میشود. بعد از رسیدن بتن به مقاومت لازم، کابل­های فولادی بوسیله جك های مخصوص پیش تنیدگی تحت كشش قرار می ­گیرد.

سرعت بالای اجرا، مقاومت زیاد در برابر خوردگی، کاهش ضخامت دال­ها، بالا رفتن مقاومت سقف­ پیش تنیده ، امکان استفاده از پلان نامنظم معماری، کنسول­های بلند و بازشوهای نامنظم از جمله عوامل مزیت کاربرد سقفپیش‌تنیده می ­باشد.

در این گزارش ابتدا مزایای استفاده از دال‌هایپیش‌تنیده ی پس‌کشیده در ساختمان‌ها بیان شده، سپس مبانی طراحی سازه، بارگذاری، طراحی دال، طراحی مقدماتی سازه ارائه شده است.

2- مزایای سقف پیش تنیده:

در ساخت دال­های پیش تنیده (Flat P.T Slabs) امکان ایجاد دهانه های بزرگتر یا افزایش فواصل بین ستون­ها مهم­ترین ویژگی بتن پیش­تنیده نسیت به سقف غیر پیش تنیده می­ باشد. به دلیل بالانس نمودن تمام یا درصدی از بارهای ثقلی، افزایش دهانه مفید میسر خواهد بود به گونه ای که دهانه‌ها تا مرز 12 متر یا بیشتر کاملاً قابل اجرا و اقتصادی می ­باشند. از ویژگی­های این سیستم ( پیش‌تنیده ) در ساختمان­های مسکونی، سهولت تأمین پارکینگ و مسیر حرکتی آن، آرایش ساده­ تر پلان­ها بدون ستون­های مزاحم، امکان ایجاد فضاهای کاملاً باز (Open Office) در ساختمان­های اداری و تجاری، امکان تأمین پارکینگ بیشتر در پارکینگ­های طبقاتی، امکان آرایش پلان­های متنوع در پروژه­های ساختمانی انبوه­ سازی، انعطاف پلان در مراکز خرید و هتل­ها و نهایتاً در پروژه­های مختلف امکانات بسیاری در دسترس کارفرمایان، طراحان و کاربران پروژه قرار می­ دهد.

3- کاهش ضخامت سقف و وزن سازه پیش تنیده :

در این روش( پیش‌تنیده ) بتن تحت فشار قرار میگیرد و مقطع بتنی ایجاد شده از ظرفیت بالاتری نسبت به سقف غیر پیش تنیده برخوردار خواهد شد. به همین جهت می­توان ضخامت دال بتنی ( پیش‌تنیده ) را با استفاده از این روش تقریباً تا 30% کاهش داد. کاهش ضخامت بتن دال پیش تنیده مستقیماً بر ارتفاع کل ساختمان اثر دارد که در نهایت به استفاده بهینه از ارتفاع منجر می­ گردد. برای مثال می­توان در مناطقی که قید محدود کننده ارتفاع و یا ضوابط مربوط به هرم مطرح است طبقات بیشتری احداث (با کمک سقف پیش تنیده ) نمود و یا ارتفاع سازه­ هایی که در خاک مدفون هستند را کمتر کرده و از حجم عملیات خاکبرداری کاست. همچنین در پارکینگ­های طبقاتی از طول رمپ مسیرها کاسته شده به فضای مفید پارکینگ افزوده می‌گردد. علاوه بر مزایای فوق در سیستم پیش تنیده کاهش ضخامت سقف باعث کاهش وزن سازه گردیده که به تبع آن المان­های باربر سازه­ای مانند ستون­ها و دیوارها نیز برای همین وزن کاهش یافته محاسبه می شوند. با توجه به کمتر شدن مقدار وزن سازه و همچنین کاهش ارتفاع ساختمان (کاهش در بازوی لنگر واژگونی) نیروهای زلزله اعمال شده به سازه ( پیش‌تنیده ) کاهش یافته و در مجموع سیستم عملکرد مطلوب­تری در مقابل نیروهای زلزله خواهد داشت.

مطابق آئین نامه زلزله ایران در صورت استفاده از دیوار برشی، با استفاده از تکنیک پس ­کشیدگی ( پیش‌تنیده ) امکان حذف کامل تیرها تا 15 طبقه وجود دارد. در ساختمان­های بلندتر که نیاز به سیستم مقاوم جنبی دوگانه الزامی است نیز می­توان از ترکیب دیوارهای برشی و قاب پیرامونی بهره جست.

با حذف آویز تیرها تعبیه شبکه ­های تأسیساتی در زیر سقف پیش تنیده به راحتی انجام می شود و عملیات نازک کاری و ایجاد سقف کاذب برای مدفون کردن تیرهایی که به لحاظ معماری باید پوشیده شوند حذف خواهد گردید.

5- انعطاف بیشتر در پلان ها:

به دلیل ماهیت درجا بودن عملیات پس ­کشیدگی ( پیش‌تنیده ) و نیز قابلیت نصب کابل­ها در پلان و ارتفاع به صورت منحنی  می­توان هرگونه شکل را در پلان پیش تنیده ایجاد نمود. ساخت پلان­های خاص نظیر بیضی، دایره، قطعاتی از منحنی، ترکیب خطوط صاف و منحنی کاملاً میسر بوده و طراح قادر خواهد بود تا طراحی با استفاده از عناصر معماری مدرن را به سادگی ارائه دهد.

به جهت امکان حرکت کابل­ها در پلان و وجود نوارهای تیری مدفون، الزامی به در امتداد هم بودن محورهای ستون­ها نبوده و قابلیت ستون­ گذاری در محورهای دلخواه  سقف پیش تنیده ( نه الزاماً روی محورهای از پیش تعیین شده) را به طراح می دهد. ایجاد کنسول­های بلند و اجرای لبه دال به صورت اشکال دلخواه از دیگر مزایای شاخص این تکنیک ( پیش‌تنیده ) می­ باشد.

6- کنترل ترک، تغییرشکل و افزایش دوام سازه:

در دال پیش­ تنیده به علت تحت فشار قرار گرفتن بتن در دو وجه عمود بر هم، ترک­های جزئی پس از کشیده شدن استرندها حذف گردیده و عوامل مخرب به داخل بتن کمتر نفوذ می­ نمایند. لذا در مناطق با خطر خوردگی بالا سازه پیش تنیده اصولاً از دوام بالاتری نسیت به سازه های غیر پیش تنیده برخوردار بوده و به عنوان یکی از راه حل­های عملی توصیه می­ شود. همچنین به دلیل نحوه خاص قرارگیری استرند در بتن پیش تنیده و ایجاد بار بالانس تغییرشکل­های ثقلی کاهش می­ یابند.

نمودار تغییرشکل – بارگذاری تحت ترکیب بار بهره ­برداری

 برای مقایسه دو المان بتن مسلح معمولی و بتن پیش تنیده

7- سیکل­های اجرای کوتاه­تر و سرعت در عملیات اجرا:

استفاده از مصالح با مقاومت بالاتر (استرندها) باعث کاهش مصالح مصرفی، قالب­ بندی ساده تر، حذف تعداد زیادی از عناصر قائم نظیر ستون­ها و حذف المان­های افقی نظیر تیرها و در نهایت کمتر شدن نیروی انسانی مورد نیاز جهت اجرای پروژه های پیش تنیده خواهد شد، که انجام عملیات ساخت سازه پیش تنیده را در زمان کوتاه­تری امکان­ پذیر می­ سازد. ضمن آن که انجام عملیات کشش در استرندها را می توان تا حصول درصدی از مقاومت بتن به صورت جزئی یا کلی انجام داد و از زمان درگیر بودن قالب­ها در سقف پیش تنیده کاست. این موارد باعث خواهد شد تا سیکل اجرای هر طبقه سقف پیش تنیده 10 تا 20 درصد کاهش یابد که مطلوب نظر کارفرمایان و پیمانکاران می ­باشد.

8-مزایای اقتصادی در ساخت و بهره برداری:

اثر پیش­ تنیدگی بر روی اقتصاد پروژه را می­توان به دو بخش کاهش هزینه­ های مستقیم و کاهش هزینه­ های غیرمستقیم تقسیم ­بندی نمود.

- کاهش هزینه های مستقیم:

استفاده از مصالح  با مقاومت بالاتر و استفاده بهینه از بتن باعث خواهد شد از حجم مصالح مصرفی به طور ملموسی کاسته شود به طوری که در دهانه­ های هفت ونیم متر به بالا استفاده از روش­های پیش­ تنیدگی نسبت به استفاده از روش­های معمول بتن آرمه(غیر  پیش‌تنیده ) اقتصادی­ تر خواهد بود. استفاده از پیش ­تنیدگی بسته به مورد باعث کاهش میزان مصرف آرماتور، کاهش میزان مصرف بتن و در نهایت کاهش هزینه مصالح می­ گردد. همچنین این سیستم ( پیش‌تنیده ) به کاهش سطوح قالب­ بندی و کاهش زمان اجرا می­توان اشاره نمود که مستقیماً موجب کاهش هزینه­ های نیروی انسانی مربوط به پروژه می گردد.

- کاهش هزینه­ های غیرمستقیم:

به طور معمول هزینه انجام عملیات اسکلت ساختمان بین 25%تا 35% کل هزینه­ های ساختمان را پوشش می ­دهد و مابقی هزینه­ ها مربوط به کف­سازی، تیغه­ بندی، تأسیسات برقی و مکانیکی، نازک­ کاری و ادوات داخلی خواهد شد. هر عاملی که در عملیات اجرای اسکلت باعث کاهش حجم سایر عملیات اجرایی ساختمان گردد به طور غیرمستقیم در هزینه­ های تمام شده مؤثر خواهد بود.

عواملی چون کاهش ضخامت سقف پیش تنیده و کاهش ارتفاع طبقات تا 10% از میزان مصالح در اجرای نما و تیغه بندی داخلی و خارجی، تأسیسات مکانیکی و برقی و ... خواهد کاست ، که این رقم بین 5 % تا 10% در کل پروژه تأثیرگذار خواهد بود.

عوامل دیگری مانند نیاز کمتر سازه به تعمیر و نگهداری، دوام بیشتر، کنترل تغییرشکل در زمان بهره برداری و به تبع آن افزایش طول عمر مفید ساختمان را نیز می­توان از دیگر مزایای استفاده از این روش ( پیش‌تنیده ) برشمرد.

9 -  سیستم دال­های پیش­ تنیده:

کابل­های پیش­ تنیدگی در دال­ها به گونه­ای قرار داده می­ شوند که پس از کشش علاوه بر اعمال بار فشاری در مقطع بتنی، یک نیروی رو به بالا و در خلاف جهت بارهای ثقلی ایجاد می­ نمایند که این نیرو باعث افزایش ظرفیت باربری و به تبع آن مقاومت دال پیش‌تنیده می­ شود.

-         دال تخت پیش تنیده :

این دالها ( پیش‌تنیده ) عموما در بلوک­های آپارتمانی، ساختمان­های اداری، هتل­ها و پارکینگ­ها بکار می­روند. ایجاد این دال­ها توسط قالب­های معمولی به آسانی امکان­پذیر بوده و انعطاف­ پذیری مناسبی در ایجاد داکت­های ساختمانی دارد. سطح زیرین سقف­ پیش تنیده بدلیل مسطح بودن و حذف المان­های تیر باعث می­شود که معماری فضاها، حداکثر کارایی را داشته باشد.

 

-         دال تخت پیش تنیده با سر ستون(کتیبه):

دال تخت با سر ستون باعث تقویت دال ( پیش‌تنیده ) تحت تأثیر برش پانچ شده و ظرفیت خمشی و برشی آن را بالا می ­برد. به همین منظور از آن در ساختمان­ هایی با باربری بیشتر و یا دهانه بزرگتر استفاده می­ شود.

-         دال مجوف پیش تنیده :

این نوع دال­ها ( پیش تنیده ) برای سازه­ های سخت و دارای بار بسیار سنگین و یا سازه­ هایی با دهانه ­های تا 20 متر استفاده می­ شود. دال­های مجوف بیشتر در سازه ­های صنعتی و ترمینال فرودگاه­ها مورد استفاده قرار می ­گیرند.

-         دال پیش تنیده با تیر کم عمق نواری:

این نوع دال­ها( پیش‌تنیده ) در سازه ­هایی استفاده می ­شوند که دهانه آنها یکطرفه می ­باشد. تیرهای نواری نسبتاً عریض و کم عمق هستند که ضخامت کف را در زمانی که دهانه­های بزرگتر تبدیل به دهانه­ های یکطرفه می ­شود، کاهش می ­دهد.

 

 

مزایای سقف پیش تنیده :

 

دیدگاه معماری

1- انعطاف‌پذیری پلانهای پیش تنیده

  در سقف های پیش تنیده امکان اجرای دال تخت بدون تیر وجود دارد و با استفاده از تیر می‌توان دهانه‌های بسیار بزرگ را نیز پوشش داد، بدین ترتیب امکان حذف ستون‌های اضافه وهمچنین آویز تیرها وجود دارد. از طرفی بدلیل عدم نیاز به تیر و قاب (در محدوده مجاز آیین‌نامه‌ها) نیازی به هم محور بودن ستون‌ها نمی‌باشد، و با استفاده از سقف پیش تنیده می‌توان پلانهای منحنی و پیچیده معماری را اجرا نمود. بدین طریق امکان استفاده بهینه از فضاهای معماری بدون وجود المانهای مزاحم فراهم می‌گردد.

2-امکان حذف بعضی از المانهای معماری در سقف پیش تنیده

  داشتن سطحی صاف و بدون برآمدگی در زیر و روی سقف پیش تنیده و حذف آویز تیرها در سقف پیش تنیده سبب می‌گردد که دیگر نیازی به اجرای سقف کاذب در زیر سقف پیش تنیده و همچنین کف‌سازی جهت مسطح کردن روی سقف پیش تنیده نباشد که این خود به اجرای راحت‌تر شبکه‌های مکانیکی، برقی و آتش‌نشانی کمک کرده و کارایی سیستم روشنایی را بیشتر می نماید.

3-امکان تغییر طرح معماری سقف پیش تنیده در آینده

  وجود مدول‌های بزرگ و عدم حضور اعضای مزاحم تیر و ستون در پلانها امکان تغییر عملکرد فضاهای معماری در سقف پیش تنیده را در کاربری‌های آینده ممکن می‌کند.

4-اجرای سقف یکپارچه پیش تنیده

  از دیگر مزایای سقف‌های پیش تنیده ، امکان اجرای سقف پیش تنیده بصورت یکپارچه در طول 60 متر بدون وجود درز انقطاع می‌باشد. این امر سبب کاهش تعداد درزها و ایجاد سطح هموار با کیفیت مناسب برای بهره برداران می‌گردد.

 

دیدگاه سازه ای در سازه های پیش تنیده

1-کاهش وزن سازه پیش تنیده

  در سقف پیش تنیده بدلیل حذف قسمت کششی بتن ضخامت دال کاهش یافته و این امر برکوچک نمودن ابعاد ستونها، دیوارهای برشی و فونداسیون اثر مستقیم می‌گذارد و به همین دلیل تحمل سازه در برابر زلزله بالا می رود.

2-کاهش ارتفاع کل سازه پیش تنیده

  کاهش ضخامت سقف و حذف آویز تیرها سبب کم شدن ارتفاع کل سازه می‌گردد. به نحوی به کمک سقف پیش تنیده که بطور متوسط به ازای هر طبقه 20 سانتیمتر کاهش ارتفاع خواهیم داشت که با احتساب عدم نیاز به سقف کاذب این رقم حداقل به 40 سانتیمتر می رسد. این کاهش ارتفاع منجر به کم شدن نیروی زلزله و تغییر مکان سازه در هنگام زلزله می‌گردد.

3-کاهش تغییر شکل سازه پیش تنیده

  بدلیل شکل خاص قرارگیری کابل در دال پس‌کشیده بصورت سهمی معکوس که سبب ایجاد یک نیروی به سمت بالا در خلاف جهت نیروهای ثقلی می‌گردد، دال پیش تنیده دارای خیز بسیار کمتری نسبت به دال معمولی(غیر پیش تنیده ) هستند.

4-کنترل بهینه ترک و آب‌بندی مناسب در سقف پیش تنیده

  بدلیل اعمال تنش‌های فشاری از دو سمت عمود بر هم در دال پیش تنیده ، ترک در این نوع دالها (پیش تنیده ) کمتر و قابل کنترل‌تر است، لذا آب، روغن و سایر مواد شیمیایی که عموما" در پارکینگ وجود دارد امکان نفوذ به دال پیش تنیده را نداشته و همین امر سبب افزایش طول عمر آنها می‌گردد.

 

دیدگاه اقتصادی

1-افزایش فضای مفید طبقات 

  بدلیل حذف ستون‌های اضافه در پلان پیش تنیده و کاهش ابعاد اعضا به سبب کم شدن بارهای ثقلی به فضای مفید طبقات افزوده می‌گردد. این امر در پارکینگ‌ها سبب اضافه شدن تعداد پارکینگ‌ ها می‌گردد.

2-افزایش طبقات در ارتفاع یکسان

  حذف آویز تیرها و همچنین کاهش ضخامت دال پیش تنیده سبب کاهش فضای غیرمفید طبقات می‌گردد. بدین طریق با حفظ ارتفاع مفید طبقات می‌توان در ارتفاع یکسان تعداد طبقات ساختمان را افزایش داد.

3-کاهش مصالح مصرفی در سقف پیش تنیده

  استفاده از سقف پیش تنیدهسبب کاهش حجم بتن مصرفی در سقف و اعضا می‌گردد. همچنین استفاده از فولاد با مقاومت بالاتر سبب کاهش میزان آرماتور مصرفی در سقف پیش تنیده شده که این امر اثر بسیاری در کاهش هزینهسازه خواهد داشت.

4-کاهش زمان اجرای سازه پیش تنیده

-  کاهش زمان بدلیل اجرای سریعتر سقف:با توجه به قالب‌بندی آسان سقف پیش تنیده بدلیل حذف آویز تیرها و امکان باز کردن قالب‌بندی‌ها در مدت کوتاه، زمان اجرای ساختمان که قسمتبحرانی آنها عملیات اجرای سقف می‌باشد به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد.

-  کاهش زمان بدلیل کاهش حجم عملیات کاری در سازه های پیش تنیده:به سبب حذف تیرها و کاهش تعداد و ابعاد اعضای سازه‌ای، کاهش ارتفاع ساختمان و در پی آن،کاهش عملیات نازک کاری، زمان اجرای ساختمان حدود 25 درصد کاهش می‌یابد.

 

 

مزایای سقف پیش تنیده به طور خلاصه:

مزایای معماری سقف پیش تنیده

 

• ایجاد سهولت و انعطاف پذیری درطراحی پلان و نما در سقف پیش تنیده
• امکان ایجاد دهانه های بزرگتر و وجود ستون های کمتر در سازه پیش تنیده
• كاهش ارتفاع طبقات و كل ساختمان پیش تنیده
• امكان ایجاد كنسول‌های بلندتر سقف پیش تنیده
• افزایش فضای مفید بهره برداری در سازه پیش تنیده
• ایجاد فضای مناسب برای تأمین پارکینگ های بیشتر
• حذف آویز تیرها و امکان استفاده از سقف کاملاً مسطح در سقف پیش تنیده
• قابلیت استفاده در پلان های نامنظم و منحنی شکل
• امکان ایجاد بازشوهای بزرگتر در سقف پیش تنیده
• قابلیت استفاده از ستونهای خارج از محور در سقف پیش تنیده
• قابلیت بیشتر عبور لوله ها و ادوات تأسیساتی از زیر سقف پیش تنیده

مزایای سازه ای

 

• افزایش دوام بتن
• کاهش ابعاد فونداسیون
• کنترل ترک خوردگی در سازه
• باربری بیشتر عضو پیش تنیده
• 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
• امکان ساخت قطعات سبک تر بتنی پیش ساخته
• کاهش ارتعاش ناشی از بارهای ضربه ای و دینامیکی در سقف پیش تنیده
• استفاده حداکثر و بهینه از ظرفیت مصالح بتنی و کابل ها در سقف پیش تنیده

مزایای اقتصادی

 

• 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 بتن مصرفی در سقف پیش تنیده
• کاهش قابل ملاحظه در زمان و هزینه نیروی انسانی در سقف پیش تنیده
• افزایش سوددهی پروژه های ساختمانی بواسطه افزایش پارکینگ ها بکمک سقف پیش تنیده

 

 

مزایای استفاده از تیرچه پیش تنیده:

 

1-کاهش هزینه خرید تیرچه ( تیرچه پیش تنیده ) تا 50 درصد نسبت به تیرچه های معمولی
2-کاهش 20 درصدی حجم بتن ریزی سقف با کمک تیرچه پیش تنیده
3- امکان اجرای سقف با دهانه های بلند با کمک تیرچه پیش تنیده
4- احتیاج به مراتب کمتری جک هنگام اجرای سقف تیرچه پیش تنیده ، نسبت به تیرچه های معمولی
5-  استفاده از تکنولوژی روز در ساخت تیرچه پیش تنیده
6- عدم نیاز به میلگرد ممان منفی در سقف تیرچه پیش تنیده

 

 

مقایسه کامل سقف های پیش تنیده و کوبیاکس:

در این گزارش به مقایسه دو سیستم دال بتنی درجا پرداخته شده است:

1- سقف های بتنی پیش تنیده پس کشیده (Post Tention Slab)

2- سقف مجوف بتن مسلح با گوی های تو خالی کروی(Cobiax)

منبع مقایسه این دو سیستم سقف ( پیش تنیده کوبیاکس)، الزامات مشخص شده از سوی مرکز تحقیقات راه ، مسکن و شهرسازی می باشد ،که کلیه سیستم های نوین ساختمانی ، ملزم به اخذ تأییدیه از آن مرکز و رعایت قوانین آن می باشند. با توجه به تأییدیه مذکور و مبحث نهم مقررات ملی و با عنایت به تحقیقات صورت گرفته در خصوص منابع فنی و بررسی فایلهای محاسباتی و گزارشات طراحی سازه هر دو سیستم( پیش تنیده کوبیاکس) و بررسی پروژه های انجام شده در سطح کشور و مصاحبه با کارفرمایانی که این سیستمها ( پیش تنیده کوبیاکس) را بکار گرفته اند ، به مقایسه اجمالی این دو سیستم( پیش تنیده کوبیاکس) می پردازیم.

-الزامات سیستم سقف مجوف بتن مسلح با گوی‌های توخالی کروی(کوبیاکس) از طریق سایت مرکز تحقیقات راه ، مسکن و شهرسازی قابل دستیابی می باشد.

-الزامات مربوط به سقفهای پیش تنیده در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران (فصل بیستم و چهارم : طرح و محاسبه قطعات بتن پیش تنیده) آورده شده است.

  

1-در سقف های کوبیاکس سازه با هر ارتفاعی نیاز به دیوارهای برشی دارد(بر خلاف سیستم پیش تنیده) ، در حالیکه در سیستم پیش تنیده تا حداکثر 3 طبقه و یا 10 متر ارتفاع می توان از دال تخت بتنی و ستون استفاده نمود. ضمناً استفاده از قاب خمشی به تنهایی به عنوان سیستم باربر جانبی در دالهای مجوف مجاز نمی باشد در حالیکه در سازه هایی که امکان بکارگیری دیوارهای برشی میسر نمی باشد میتوان از قاب خمشی بعنوان باربر زلزله بهره برد و همچنین سقف پیش تنیده را نیز بکارگرفت.

2-مجموع بار مرده سازه ای بر روی سقف های کوبیاکس حداکثر محدود به 350 کیلوگرم بر مترمربع می باشد. بدین ترتیب در بسیاری از پروژه ها که بار کف سازی از این عدد بیشتر می باشد نمیتوان از این سیستم استفاده کرد(بر خلاف سیستم پیش تنیده).

ضمنا این نکته قابل توجه می باشد که  مطابق الزامات اعلام شده در اسفند ماه سال 89 برای سیستم کوبیاکس حداکثر بار مرده سازه ای برابر با260 کیلوگرم بر مترمربع در نظر گرفته شده بود که این عدد جوابگوی ساختمان های مسکونی با کف سازی متداول نیز نبود. این موضوع نشان دهنده حساسیت این نوع سقف ها (پیش تنیده ) در مقابل بارهای مرده می باشد.

3-کاربرد سقف های کوبیاکس تنها جهت پارکینگ هایی که محل عبور اتومبیل سواری با حداکثر وزن 4 تن با بار متمرکز 1/35 تن می باشد مجاز است. بدین ترتیب استفاده از سیستم کوبیاکس برای مجتمع های تجاری و یا پارکینگ هایی که نیاز به عبور ماشین های سنگین تر مانند خودروهای سواری ، وانت بار و کامیونت های با وزن حداکثر 4 تن می باشند، مجاز نمی باشد(بر خلاف سیستم پیش تنیده). تردد این کامیونت ها و یا وانت بارها برای حمل بار در فروشگاه های بزرگ الزامیست. استفاده از این سیستم برای سقف طبقاتی که امکان عبور ماشین آتش نشانی بر روی آنها میسر می باشد نیز مجاز نمی باشد. ضمنا محدودیت بارهای متمرکز یک تن و سیصد و پنچاه کیلوگرم ، نشان دهنده حساسیت این سقف ها (کوبیاکس و یوبوت) در مقابل تحمل بارهای زنده ی نقطه ای مانند محل قرارگیری تاسیسات سنگین نیز می باشد.

4-حداکثرضخامت بتن در اطراف گوی های سقف های کوبیاکس شامل بالا و پایین گوی حداقل 5 سانتی متر می باشد. این عدد مانند آنچه برای حداقل ضخامت سقف های تیرچه و بلوک مورد نیاز است ، جهت حفظ حداقل مقاومت برشی محدوده گوی ها در نظر گرفته شده است. در اکثریت پروژه ها تفاوت ضخامت دال و حداکثر ارتفاع توپ بین 7/5 تا 8 سانتی متر در نظر گرفته می شود که نیاز است این عدد به 10سانتی متر افزایش یابد. در نتیجه وزن دال به میزان مورد انتظار کاهش نمی یابد . به طور مثال در صورت استفاده از کاور 5 سانتی متر برای گوی ها، با فرض استفاده از میلگرد 12 به عنوان میلگرد سراسری چیزی در حدود 2/5 تا 3 سانتی متر ( با توجه به عاج آرماتور ) از این عدد کم شده و حدود 2 تا 2/5 سانتی متر به عنوان کاور بتن روی آرماتور بدست می آید که این عدد حداقل کاور بتن است . در نتیجه در صورت کاهش کاور توپ ها از 5 سانتی متر و یا استفاده از آرماتور های تقویتی می بایست از توپ هایی با ارتفاع کمتر استفاده نمود . با توجه به فاصله نزدیک به هم گوی ها ، عملیات بتن ریزی و ویبره نمودن بتن می بایست با دقت بسیار زیاد انجام پذیرد. در سیستم پیش تنیده حداقل کاور کابل ها مانند آرماتور ها 2 سانتی متر می باشد و در خصوص کاور بتن محدودیت مسئله سازی وجود ندارد.

5- مطابق این دستور العمل با توجه به کاهش مقاومت بتن تا 45% ، در حدود 40% آرماتورهای برشی ( خاموت) سقف نسبت به سقف بتن پیش تنیده افزایش می یابد. ضمنا با توجه به اینکه حداقل آرماتور برشی مقطع با اندازه ضخامت دال رابطه مستقیم دارد در صورت افزایش ضخامت دال میزان حداقل آرماتورهای برشی نیز افزایش می یابد(بر خلاف سیستم پیش تنیده).

6-در سقف های کوبیاکس در مقاطع وسط دهانه با منظور کردن اثر حفره های خالی ، نیاز به آرماتور های خمشی زیادی خواهد بود(بر خلاف سیستم پیش تنیده).

7-با توجه به آیین نامه های سقف های کوبیاکس ، نیاز به منظور نمودن اثر کاهش حفره ها در ممان اینرسی بتن لازم است لیکن با توجه نرم افزار های مورد استفاده ، منظور نمودن این اثر بسیار بعید بنظر میرسد.

8-در سیستم کوبیاکس حداکثر دهانه ستونها جهت استفاده از دال تخت به 8 متر محدود می شود و در صورت کاربرد سقف  کوبیاکس با قاب خمشی بتن آرمه شامل تیر ، افزایش دهانه ها تا 10 متر مجاز می باشد. این محدودیت نشان دهنده کم بودن محدوده دهانه های دارای مجوز استفاده از سیستم کوبیاکس را دارد. بدین ترتیب استفاده از کوبیاکس برای دهانه های بالای 10 متر مجوز قانونی ندارد(بر خلاف سیستم پیش تنیده).در این خصوص  در سیستم پیش تنیده هیچگونه محدودیتی وجود ندارد و می توان آنرا در هر دهانه ای استفاده نمود.

9-آرماتور مصرفی در سقفهای کوبیاکس حدود 20 الی 30 کیلوگرم در هر متر مربع بیشتر از سیستم پیش تنیده می باشد. سقف کوبیاکس دارای دو لایه مش قطور است، ولی سقف پیش تنیده تنها دارای یک لایه مش نازک می باشد که آن هم به علت افزایش ایمنی در سقف اجرا می گردد و الزامی بر اجرای آن وجود ندارد.

10-بتن ریزی در سیستم کوبیاکس بایستی در دو مرحله انجام شود. مرحله اول بتن ریزی زیر گوی ها و در تمام مساحت سقف و سپس بتن ریزی مرحله دوم و تکمیل عملیات بتن ریزی. این اختلاف زمان بتن ریزی در دو لایه افقی تاثیر بسیار نامطلوبی در کیفیت نهایی سقف خواهد داشت(بر خلاف سیستم پیش تنیده) که متأسفانه در طراحی دیده نمی شود.

11-نکته دیگری که بسیار حائز اهمیت است این است که در سیستم کوبیاکس زمان قالب برداری حدود یکماه به طول می انجامد ولی در سیستم پیش تنیده بلافاصله بعد از کشش میتوان قالب برداری انجام داد به همین دلیل در سیستم کوبیاکس به ابزار و وسایل قالب بندی بیشتری نیاز است که خود سربار قابل توجهی را متوجه پروژه می نماید. در ضمن اجرای آرماتور بیشتر و همچنین اجرای سیستم گوی ها برعهده پیمانکار اجرای اسکلت بوده که سبب افزایش دستمزد اجرای اسکلت می شود. حال آنکه در سیستم پیش تنیده اجرای کلیه ادوات پیش تنیدگی برعهده پیمانکار پیش تنیده می باشد.

سخن آخر:

کارفرمایان عزیز حتما برای انتخاب سیستم سقف پروژه خود باید بهره اقتصادی را نیز مورد بررسی قرار دهند و باید علاوه بر توجه صرف به پرداخت مبلغی جهت اجرای انواع دال(چه پیش تنیده و چه کوبیاکس و دیگر سیستم های مجوف)، به مبالغ پرداختی بابت آرماتور و بتن مصرفی نیز توجه نمایند.

اگر نگاه کارفرمایان دقیق و موشکافانه باشد متوجه خواهند شد در استفاده از انواع سیستم ها مجوف علاوه بر پرداخت هزینه ای بابت استفاده از این تکنولوژی ها ، مجبور به پرداخت هزینه های هنگفتی بابت اضافه مصرف آرماتور(که جزو خواص این نوع سقف هاست(یوبوت و کوبیاکس)) و اضافه مصرف بتن(که به علت ضخامت زیاد این نوع سقف(یوبوت و کوبیاکس) می باشد) نسبت به سیستم سقف پیش تنیده و حتی دال ساده بتنی خواهند بود.

لذا خواهشمند است ،کارفرمایان عزیز صرفه ی اقتصادی انتخاب سیستم سقف خود را صرفا در مبلغ پرداختی به مجری سقف لحاظ نکرده و صرفه ی اقتصادی را به صورت کلی و شامل هزینه های پرداختی بابت سیستم سقف و میزان مصرف بتن و آراماتور مصرفی مورد بررسی قرار دهند.

 

 

مقایسه سیستم سقف های یوبوت و کوبیاکس با سقف پیش تنیده:

- اصل تکنولوژی سیستم سازه ای کوبیاکس و یوبوت مربوط به کشورهای اروپای غربی (نظیر انگلستان و آلمان) بوده و با توجه به اینکه این کشورها اصولا لرزه خیز نیستند استفاده از این سیستم در کشور ما مخصوصا در مناطق با خطر لرزه ای زیاد و خیلی زیاد جای سوال داشته و در این زمینه تحقیقات لازم انجام نشده است (از این سیستم در کشورهای لرزه خیزی مانند ژاپن و یا غرب ایالات متحده استفاده نمی گردد و استاندارد مربوط به این نوع سقف (یوبوت و کوبیاکس) در هیچ یک از آیین نامه های معتبر لرزه ای وجود ندارد).

- استفاده از این سیستم ها(کوبیاکس و یوبوت) در پروژهای کوچک از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

- استفاده از این نوع سقف ها(کوبیاکس و یوبوت) تنها به شرط رعایت ضوابط و محدودیت های ذکر شده در ذیل و مباحث ششم و نهم مقررات ملی ساختمان ایران، در ساختمانهای دارای دیوار برشی بتن مسلح مجاز است.

- مطابق استاندارد ۲۸۰۰ ایران استفاده از این سیستم سقف ها(کوبیاکس و یوبوت) به همراه ستون های بتن آرمه به عنوان سیستم قاب خمشی منحصرا در ساختمان های ۳ طبقه یا کوتاهتر از ۱۰ متر مجاز است.

- مجموع بار مرده روی این سقفها (کوبیاکس و یوبوت) شامل پارتیشن، کفسازی و نازک کاری محدود به 350 کیلوگرم بر مترمربع بوده ضمن آنکه کاربرد سقف کوبیاکس و یوبوت تنها جهت پارکینگهایی که محل عبور اتومبیل سواری با حداکثر وزن 4 تن با بار متمرکز 1/35 تن می باشد مجاز است.

- حداکثر دهانه (مرکز ستون به مرکز ستون) برای این نوع سقف ها(کوبیاکس و یوبوت) در حالت کاربرد به صورت دال تخت به 8 متر محدود می شود. در صورت کاربرد سقف کوبیاکس و یوبوت در ترکیب با قاب خمشی بتن آرمه شامل تیر و ستون مجزا که به تفکیک از دال طرح شده باشد، محدودیت فوق الذکر برای دهانه دال به 10 متر افزایش می یابد.

 

 

 

مقایسه آیتمی سقف وافل با سقف پیش تنیده:

نکاتی در مورد سقف های وافل:

- استفاده از سیستم سقف وافل در پروژهای کوچک به دلیل هزینه زیاد خرید قالبهای وافل در مقابل متراژ کم قابل اجرا در این نوع پروژه ها، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

- ضخامت زیاد سقف وافل علاوه بر اعمال هزینه های مستقیم به پروژه (مصرف زیاد میلگرد و بتن و هزینه های گزاف دستمزدقالب بندی و آرماتور بندی و هزینه نصب سقف کاذب) ،باعث افزایش هزینه هایی به طور غیر مستقیم به پروژه می شود. این هزینه ها شامل افزایش هزینه تیغه چینی ،افزایش هزینه نما بعلت افزایش ارتفاع ساختمان،افزایش هزینه تاسیسات بعلت افزایش ارتفاع غیر مفید ساختمان و .... می باشد.

 

 

مقایسه هزینه تمام شده( قیمت ) سقف های "یوبوت و کوبیاکس" با سقف "پیش تنیده":

اجرای اسکلت بتنی با سقف دال ، پنج آیتم هزینه ی اصلی خواهد داشت که به ترتیب ذیل می باشند:

1-میلگرد(آرماتور)

2-بتن

3-دستمزد اجرای اسکلت (قالب بندی و آرماتوربندی)

4- هزینه ها جانبی شامل سیم آرماتور و قالب و رابیتس و افزودنی های بتن و ...

5- هزینه تامین مصالح سقف(یوبوت یا توپ کوبیاکس یا کابل و گیره پیش تنیدگی)

-مقایسه هزینه میلگرد(آرماتور) مصرفی در سازه هایی با "سقف کوبیاکس و یوبوت" و "سقف پیش تنیده":

طراحی سازه در هر سه سقف پیش تنیده وکوبیاکس و یوبوت به یک صورت انجام می شود و لذا مصرف میلگرد در هر سه سازه شامل فونداسیون و تیرها و ستون ها یکسان می باشد و تنها تفاوت میزان مصرف میلگرد در سقف سازه های مذکور می باشد.

مصرف میلگرد سقف در یک طرح ثابت با هر سه نوع سقف "پیش تنیده" و "کوبیاکس و یوبوت" در جدول ذیل درج شده است:

این اختلاف وزن به علت مصرف استرند در سقف پیش تنیده بجای میلگرد و داشتن یک شبکه اضافی (شبکه بالای سقف) در سقف های یوبوت و کوبیاکس و البته سایز بالاتر میلگرد نسبت به میلگرد مصرفی در سقف پیش تنیده می باشد.

همچنین شایان ذکر است در ساختمان های سه طبقه یا کمتر سیستم پیش تنیده ملزم به استفاده از دیوار برشی نمی باشد و سیستمهای مجوف الزاما باید از دیوار برشی بهره بگیرند، که این باعث افزایش مضاعف اختلاف مصرف میلگرد در سیستم سقف "پیش تنیده"  نسبت به دالهای مجوف می شود.

-مقایسه هزینه بتن مصرفی در سازه هایی با "سقف کوبیاکس و یوبوت" و "سقف پیش تنیده":

مانند بخش قبل که ذکر شد، طراحی سازه در هر سه سقف پیش تنیده وکوبیاکس و یوبوت به یک صورت انجام می شود و لذا مصرف بتن در هر سه سازه شامل فونداسیون و تیرها و ستون ها یکسان می باشد و تنها تفاوت میزان مصرف بتن در سقف سازه های مذکور می باشد.

مصرف بتن سقف در یک طرح ثابت با هر سه نوع سقف "پیش تنیده" و "کوبیاکس و یوبوت" در جدول ذیل درج شده است:

با توجه به جدول مذکور که میزان مصرف بتن از وبسایت های شرکت های مجری دال مجوف استخراج شده است،مصرف زیاد بتن در سقف های کوبیاکس و یوبوت نسبت به سقف پیش تنیده دیده می شود،که این اختلاف ناشی از ضخامت بسیار زیاد سقف های مجوف می باشد.

در ضمن قابل ذکر است سیستم های یوبوت و کوبیاکس قادر به اجرای کنسول بصورت مجوف نیستند و در صورت وجود کنسول در پروژه الزاما باید آن را بصورت تو پُر(دال ساده) اجرا کنند و این نکته باعث افزایش مضاعف مصرف بتن در این نوع سقف ها (یوبوت و کوبیاکس )خواهد شد.

نکته مهم بعدی در مورد دال های مجوف اجرای تمام اتصالات سقف به دیوار و ستون هاست.این سیستم ها طبق آیین نامه های موجود مجوز اتصال سقف به المان های سازه ای را به صورت مجوف ندارند و سقف را با همان ضخامت زیاد باید بصورت تو پُراجرا کنند و این مورد نیز بر مصرف زیاد بتن سیستم های مجوف می افزاید.

-مقایسه دستمزد اجرای اسکلت (قالب بندی و آرماتوربندی)در سازه هایی با "سقف کوبیاکس و یوبوت" و "سقف پیش تنیده":

اصول اجرایی انواع سازه بتنی با سقف دال در همه سیستم ها تقریبا مشابه می باشد ولی در سیستم های مجوف به دلیل وجود شبکه بالای دال و همچنین زمان و انرژی صرف شده جهت نصب کیج ماژول ها(توپ در سیستم کوبیاکس و مکعب ها در سیستم یوبوت)، قیمت اجرای اسکلت با سقف پیش تنیده کمی ارزاتر از سیستم های با دال مجوف می باشد.

-مقایسه هزینه های جانبی "سقف کوبیاکس و یوبوت" و "سقف پیش تنیده":

هزینه ها در هر سه سیستم تقریبا یکسان است ولی باید در نظر داشت مصرف سیم آرماتور به دلیل نصب کیج ماژول ها در سیستم های مجوف نسبت به سیستم پیش تنیده بیشتر خواهد بود و همچنین به دلیل ضرورت مصرف روان کننده در سیستم های مجوف و عدم نیاز سیستم پیش تنیده به هر گونه افزودنی ،برتری سیستم پیش تنیده در بخش هزینه های جانبی نیز مشهود خواهد بود.

-مقایسه کل هزینه های اجرای سازه هایی با "سقف کوبیاکس و یوبوت" و "سقف پیش تنیده" در قالب یک مثال ریالی:

با توجه به قیاس های انجام شده در بخش های قبل جهت ملموس تر شدن مقایسه هزینه ها، به طرح یک مثال واقعی می پردازیم.

لازم به ذکر است این مثال برای یک ساختمان با دهانه 10 متر طرح شده است که هر سه سیستم قادر به اجرای آن باشند.

*نرخ مبنا در جدول فوق برای بتن به ازای هر مترمکعب1/500/000ریال و قیمت میلگرد به ازای هر کیلوگرم 50/000 ریال می باشد. (1397/05/21)

نکته مهم: تمام اعداد و ارقام فوق صرفا برای یک پروژه خاص بوده و قابل تعمیم به دیگر پروژه ها با طرح های معماری متفاوت نمی باشد.

 

مقایسه هزینه تمام شده (قیمت) سقف وافل با سقف پیش تنیده:

اجرای اسکلت بتنی  ، پنج آیتم هزینه ی اصلی خواهد داشت که به ترتیب ذیل می باشند:

1-میلگرد(آرماتور)

2-بتن

3-دستمزد اجرای اسکلت (قالب بندی و آرماتوربندی)

4-هزینه ها جانبی شامل سیم آرماتور و قالب و رابیتس و افزودنی های بتن و ...

5-هزینه تامین مصالح سقف( مانند کابل و گیره پیش تنیدگی در سقف پیش تنیده و غیره)

 -مقایسه هزینه میلگرد(آرماتور) مصرفی در سازه هایی با سقف وافل و سقف پیش تنیده:

طراحی سازه در هر دو سقف پیش تنیده و وافل به یک صورت انجام می شود و لذا مصرف میلگرد در هر دو سازه شامل فونداسیون و تیرها و ستون ها یکسان می باشد و تنها تفاوت میزان مصرف میلگرد در سقف سازه های مذکور می باشد.

مصرف میلگرد سقف در یک طرح ثابت با هر دو نوع سقفپیش تنیده  و وافل در جدول ذیل درج شده است:

این اختلاف وزن به علت مصرف استرند در سقف پیش تنیده بجای میلگرد و داشتن یک شبکه اضافی (شبکه بالای سقف) و همچنین وجود انواع خاموت و سنجاقی در سقف وافل و البته سایز بالاتر میلگرد نسبت به میلگرد مصرفی در سقف پیش تنیده می باشد.

-مقایسه هزینه بتن مصرفی در سازه هایی با سقف وافل و سقف پیش تنیده:

مانند بخش قبل که ذکر شد، طراحی سازه در هر دو سقف پیش تنیده و وافل به یک صورت انجام می شود و لذا مصرف بتن در هر دو سازه شامل فونداسیون و تیرها و ستون ها یکسان می باشد و تنها تفاوت میزان مصرف بتن در سقف سازه های مذکور می باشد.

مصرف بتن سقف در یک طرح ثابت با هر دو نوع سقف پیش تنیده و وافلدر جدول ذیل درج شده است:

با توجه به جدول مذکور که میزان مصرف بتن از وبسایت های شرکت های مجری سقف وافل استخراج شده است،مصرف زیاد بتن در سقف های وافل نسبت به سقف پیش تنیده دیده می شود،که این اختلاف ناشی از ضخامت بسیار زیاد سقف های مجوف می باشد.

در ضمن قابل ذکر است انواع سقف وافل قادر به اجرای کنسول بصورت وافل نیستند و در صورت وجود کنسول در پروژه الزاما باید آن را بصورت تو پُر(دال ساده) اجرا کنند و این نکته باعث افزایش مضاعف مصرف بتن در این نوع سقف ها (سقف وافل ) خواهد شد.

نکته مهم بعدی در مورد سقف وافل، اجرای تمام اتصالات سقف به دیوار و ستون هاست.این سیستم ها طبق آیین نامه های موجود مجوز اتصال سقف به المان های سازه ای را به صورت وافل ندارند و سقف را با همان ضخامت زیاد باید بصورت تو پُراجرا کنند و این مورد نیز بر مصرف زیاد بتن سقف های وافل می افزاید.

-مقایسه دستمزد اجرای اسکلت (قالب بندی و آرماتوربندی)در سازه هایی با  سقف وافل  و  سقف پیش تنیده :

اصول اجرایی انواع سازه بتنی با سقف دال در همه سیستم ها تقریبا مشابه می باشد ولی در سقف وافل به دلیل استفاده از قالبهای کوچک پلاستیکی وافل و سختی کفراژ و دکفراژ این نوع قالبها (قالب وافل) در قیاس با قالب بندی دیگر دال های بتنی، قیمت اجرای اسکلت با سقف پیش تنیده تقریبا نصف قیمت اجرای قالب بندی و آرماتور بندی سقف وافل می باشد.

-مقایسه هزینه های جانبی  سقف وافل  و  سقف پیش تنیده :

هزینه های جانبی در هر دو سیستم تقریبا یکسان است ولی باید در نظر داشت مصرف سیم آرماتور به دلیل نصب خاموت و سنجاقی در سقف وافل نسبت به سیستم پیش تنیده بسیار بیشتر خواهد بود و همچنین به دلیل وجود فضای کوچک در تیرچه های وافل، ضرورت مصرف روان کننده و تعداد اسپیسر زیاد و عدم نیاز سیستم پیش تنیده به هر گونه افزودنی ،برتری سیستم پیش تنیده در بخش هزینه های جانبی نیز مشهود خواهد بود.

-مقایسه کل هزینه های اجرای سازه هایی با  سقف وافل  و  سقف پیش تنیده  در قالب یک مثال ریالی:

با توجه به قیاس های انجام شده در بخش های قبل جهت ملموس تر شدن مقایسه هزینه ها، به طرح یک مثال واقعی می پردازیم.

لازم به ذکر است این مثال برای یک ساختمان با دهانه 10 متر طرح شده است که هر سه سیستم قادر به اجرای آن باشند.

*نرخ مبنا در جدول فوق برای بتن به ازای هر مترمکعب1/500/000ریال و قیمت میلگرد به ازای هر کیلوگرم 50/000 ریال می باشد. (1397/05/21)

نکته مهم: تمام اعداد و ارقام فوق صرفا برای یک پروژه خاص بوده و قابل تعمیم به دیگر پروژه ها با طرح های معماری متفاوت نمی باشد.

 

 

معایب سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) در قیاس با سقف پیش تنیده:

1- منطبق نبودن استاندارها و آیین نامه های تدوین شده برای طراحی و اجرای سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) با اقلیم ایران. چرا که ایده و استانداردهای سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) مربوط به کشورهای اروپای غربی از جمله آلمان و سوییس می باشد ،که اصولا لرزه خیز نیستند،در صورتی که ایران یک کشور بسیار لرزه خیز می باشد.

در مقابل تمام آیین نامه های سقف پیش تنیده منطبق بر آیین نامه های آمریکا که یک کشور بسیار زلزله خیز می باشد استوار شده است.(طبق نقشه نقاط زلزله خیز در زمین که به پیوست لحاظ شده است. )

2-نبود نام سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) در کتاب آیین نامه بتن آمریکا (ACI 318)

3-عدم صرفه اقتصادی به علت مصرف زیاد فولاد(در تصویر پیوست هم این مطلب مشهود است) و بتن در سقف یوبوت و کوبیاکس و دیگر مصالح مصرفی در نما و تاسیسات به علت ضخامت زیاد سقف های یوبوت و کوبیاکس و در نتیجه افزایش کلی ارتفاع ساختمان.

در مقابل سقف های پیش تنیده مصرف فولاد را در سقف به نصف سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) کاهش داده و با ضخامت سقف حداقلی سایر هزینه های جانبی را کاهش و امکان ایجاد طبقات بیشتر در یک ارتفاع مشخص برای کارفرمایان فراهم می سازد.

4-ایجاد حوادث و سوانح مالی و جانی در اثر اشتباهات و سهل انگاری ها در حین اجرا به دلیل اجرا توسط نیروی غیر متخصص در سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) ،در صورتی سقف های پیش تنیده توسط ماهر ترین و با سابقه ترین نیروهای تخصصی اجرا می گردد.

5-افزایش بسیار زیاد ضخامت سقف و افزایش بسیار زیاد و قابل ملاحظه مصرف بتن در سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس)

به طور مثال با استناد به اطلاعات ارائه شده توسط خود مجریان سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) برای اجرای سقفی با دهانه 14 متر باید از ماژول هایی با قطر 45 سانتی متر استفاده کرد و ضخامت سقف در این حالت 60+ سانتی متر(حداقل 60 سانتی متر) خواهد بود. با یک محاسبه ساده روشن می شود که در سقف مذکور(کوبیاکس) به ازای هر متر مربع باید از 4 ماژول استفاده کرد (با لحاظ کردن فاصله حداقلی ماژول ها به اندازه 5 سانتی متر طبق آیین نامه پیوست شده) که البته در نزدیکی نقاط اتصال به دیوار و ستون مصرف ماژول ها کم شده مصرف بتن از اعداد درج شده در ذیل به طور فزاینده ای بالاتر خواهد رفت:

وزن بتن مصرفی در سقف کوبیاکس با ضخامت 60 سانتی متر به ازای یک متر مربع و دارای 4 عدد ماژول با شعاع 22/5 سانتی متر(قطر 45 سانتی متر)

در مقابل وزن یک متر مربع از دال پیش تنیده با دهانه 14 متر که حداکثر ضخامت این سقف 30 سانتی متر(ضخامت سقف پیش تنیده به ندرت به این عدد می رسد) فرض می شود به شرح زیر است:

که این محاسبات سنگین تر بودن سیستم های دال مجوف (سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) در حدود 30 درصد نسبت به سقف پیش تنیده را نشان می دهد و این افزایش وزن به دلیل میزان مصرف زیاد بتن این نوع سقف ها (سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) می باشد.

6-پرداخت هزینه بسیار زیاد و غیر منصفانه توسط مالکان به شرکت های خدمات دهنده در زمینه سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) ، برای خرید یک فایل محاسبات سازه و نقشه های آن و تحویل گرفتن ماژول های پلاستیکی ساخته شده از مواد بازیافتی، که موارد مذکور کل خدمات ارائه شده توسط این شرکتها به ازای دریافت هزینه ای در حدود 45 الی 70 هزار تومان (که این عدد با توجه به ضخامت سقف تعیین می گردد) به ازای هر متر مربع می باشد.

در مقابل در سیستم پیش تنیده هزینه پرداخت شده به مجری تخصصی بابت طراحی سازه (منطبق با آیین نامه های بین المللی) و تامین مصالح پیش تنیدگی (شامل استرند و گیره ها و ... تولید شده بر اساس استانداردهای بین المللی) و اجرای سقف پیش تنیده توسط نیروهای متخصص و با تجربه می باشد.

7-عدم باربری ثقلی مناسب توسط سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) که به معنی محدودیت استفاده از این سقف ها می باشد.

ظرفیت بار مرده(شامل پارتیشن و کف سازی و نازک کاری و... ) قابل تحمل سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) 350 کیلوگرم بر متر مربع می باشد(منطبق بر مدرک پیوست شده در اینجا )،که این بار مرده در سقف های پیش تنیده منطبق بر آیین نامه های موجود هیچ گونه محدودیتی ندارد.

8-عدم امکان استفاده سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) در پارکینگ هایی که محل عبور اتومبیل سواری با حداکثر وزن 4 تن با بار متمرکز 1/35 تن می باشد(منطبق بر مدرک پیوست شده در اینجا ) و در مقابل در سقف های پیش تنیده منطبق بر آیین نامه های موجود هیچ گونه محدودیتی در اعمال بار زنده وجود ندارد.

9-الزام سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) به استفاده از دیوار برشی برای کنترل نیروهای جانبی اعمال شده به سازه(منطبق بر مدرک پیوست شده در اینجا ) در آیین نامه های موجود، و قابل ذکر است اجرای دیوار برشی به علت مصرف زیاد بتن و فولاد و قیمت زیاد آرماتور بندی و قالب بندی بسیار پر هزینه می باشد.

لازم به ذکر است سیستم پیش تنیده تنها سیستم مجاز شده به اجرای سازه بدون اجرای تیر و دیوار برشی (برای ساختمانهای تا سه طبقه و ارتفاع زیر ده متر) می باشد.

11-نیاز به مصرف روان کننده ها در هنگام بتن ریزی در سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) جهت پر شدن تمام فضای زیر و مابین ماژول ها که این الزام در سقف های پیش تنیده وجود ندارد.(منطبق بر مدرک پیوست شده در اینجا )

12-عدم توانایی اجرای کنسول های بلند توسط سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) که در مقابل در سیستم پیش تنیده محدودیتی در اجرای کنسول تعریف نشده است.

13-عدم بکارگیری سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) در پروژه های مهم از نظر استراتژیک به دلایل بیان شده در بند شماره یک.

14-افزایش هزینه دستمزد آرماتوربندی و قالب بندی در سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) نسبت به سقف پیش تنیده به علت بیشتر بودن آرماتور مصرفی در سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) نسبت به سقف پیش تنیده.

15-قابل ذکر است اغلب پروژهای اجرا شده توسط سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) در ایران دهانه ای بین 6 تا 8 متر را دارا هستند، که این اندازه دهانه برای سیستمی با توانایی های پیش تنیدگی دهانه ای بسیار کوچک شناخته می شود و دارای ضخامت سقفی در حدود 18 سانتی متر خواهد بود. در ضمن در اندک پروژه های انجام شده با سیستم های دال مجوف(سقف یوبوت و سقف کوبیاکس) دارای دهانه بلندتر از اعداد مذکور ضخامت سقف های این سیستم ها به 50 سانتی و بالاتر و گاها تا 80 سانتی متر نیز می رسد.