سقف پیش تنیده یا Prestressed برای افزایش دهانه سقف‌ها و ساختمان‌هایی با دهانه بلند مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع سقف‌ها در انواع مکان‌ها به کار می‌روند و برای کاهش ضخامت سقف بهره‌ور می‌باشند. تولیدکنندگان از تاندون‌های با مقاومت کششی بالا استفاده می‌کنند تا به طور اثربخشی به نیازهای محیط پاسخ دهند.
بتن‌ها در صنعت ساختمان سازی به طور گسترده‌ای به کار می‌روند و سازندگان با استفاده از روش پیش‌تنیدگی یا pre-stressing در تلاش هستند تا مقاومت ساختمان‌ها و سازه‌ها را افزایش دهند. در بتن‌های پیش‌تنیده، فشار ثابت و دائمی در قسمتی از بتن ایجاد می‌شود تا فشار ناشی از بار در آن ناحیه کاهش یابد. این نوع بتن در اجرای سقف‌های پیش‌تنیده مورد استفاده قرار می‌گیرد و باعث افزایش استحکام ساختار سقف می‌شود.
در سقف‌های پیش‌تنیده، غلاف‌هایی حاوی کابل‌های فولادی وجود دارند که توسط سازندگان در آنها قرار می‌گیرند تا قدرت تحمل بار بیشتری به دست آید. به طور دقیق‌تر، کابل‌ها در بخش آخر بتن‌های این سقف‌ها جای داده شده و در آنجا گره می‌خورند.
در انواع سقف پیش تنیده، تنش دائمی و پایدار در سیستم وجود دارد که از انواع تنش‌ها جلوگیری می‌کند و مقاومت سقف در برابر فشارهای مختلف را افزایش می‌دهد.
روش اجرای انواع سقف پیش تنیده با یکدیگر متفاوت است و در طراحی هر پروژه، سازنده باید به این نکته توجه ویژه‌ای داشته باشد. همچنین، طراح و مجری سقف باید در هر پروژه از مصالح و مواد اولیه استاندارد استفاده کنند تا سازه دارای قدرت و دوام مناسبی باشد و در مقابل آثار زمان ناپذیر مقاوم باشد.
حدود دو قرن پیش، به عبارت دقیق تر سال ۱۸۸۶، یک مهندس آمریکایی موفق به اجرای سقف پیش‌تنیده شد. هرچند او توانست این روش را اختراع کند، اما حدود ۵۰ سال طول کشید تا مهندسان و سازندگان بتوانند از سقف‌های پیش‌تنیده در صنعت ساختمان‌سازی بهره‌مند شوند.
پس از پایان جنگ جهانی دوم، استفاده از سقف‌های پیش‌تنیده در صنعت ساخت‌و‌ساز به شدت افزایش یافت. در واقع، برای ساخت بتن مقاوم نیاز به استفاده از فولاد بود و پس از جنگ جهانی دوم، تولید فولاد به شدت افزایش یافت و بتن‌ها و انواع سقف پیش تنیده، بیشتر از قبل، مورد توجه و محبوبیت قرار گرفتند.
سقف Prestressed از اجزای مختلفی تشکیل می‌شود که در ادامه آنها را ذکر می‌کنیم:
کابل‌ها در انواع مختلف با ۱ یا ۵۰ رشته و با روکش یا بدون روکش تولید می‌شوند. به طور معمول، سازنده‌ها از کابل‌های ۷ رشته‌ای در سیستم‌های پیش‌تنیده استفاده می‌کنند.
گوه‌ها باعث افزایش نیروی کششی کابل‌ها می‌شوند و دارای شکل مخروطی هستند. این گوه‌ها به صورت ۲ یا ۳ تکه تولید می‌شوند و از بازگشت کابل‌ها به حالت اولیه جلوگیری می‌کنند.
صفحه‌های مهاری به صورت مستطیلی یا گرد تولید می‌شوند و انواع مختلف با تعداد ۱ تا ۳۲ سوراخ دارند.
قطعات شیپوری به‌عنوان تکیه‌گاه جک در زمان کشش استفاده می‌شوند.
غلاف‌های گالوانیزه از خوردگی استرندها جلوگیری کرده و به محافظت از آنها کمک می‌کنند.
سقف پیش تنیده در انواع مختلفی طراحی شده است در ادامه، انواع مختلف این سقف‌ها را معرفی می‌نماییم و توضیحاتی درباره هرکدام ارائه می‌دهیم:
در سقف‌های پیش‌تنیده پیش‌کشیده، سازنده ابتدا موقعیت کابل‌ها را تعیین کرده و سپس آنها را با استفاده از جک هیدرولیکی به سمت خود کشانده و فشار می‌دهد. همچنین، طول اضافه کابل‌ها بریده می‌شود و سپس آنها با استفاده از صفحه‌های مهاری به هم متصل می‌شوند.
سقف‌های پیش‌تنیده پس‌کشیده به دو شکل مختلف اجرا می‌شوند که توضیح آنها به شرح زیر است:
در روش چسبنده، کابل‌ها از وسط قالب‌های گالوانیزه عبور می‌کنند. پس از فرآیند بتن‌ریزی، معمولاً فاصله و بخش‌های خالی بین بتن ایجاد می‌شوند که سازندگان با استفاده از دوغاب این بخش‌های باقی‌مانده را پر می‌کنند.
در روش غیر چسبنده، عملیات بتن‌ریزی در ابتدا انجام می‌شود و سپس سازنده عملیات کابل‌کشی را انجام می‌دهد. در این روش، برای انجام عملیات کابل‌کشی، ابتدا مقاومت فشاری بتن بررسی می‌شود. همچنین، در مقایسه با روش چسبنده، در این روش نیازی به استفاده از دوغاب برای پر کردن فضاهای خالی وجود ندارد.
در این نوع سقف‌ها، ابتدا سازنده سقف را قالب‌بندی می‌کند و سپس عملیات شمع‌گذاری را اجرا می‌کند. پس از انجام مراحل طراحی شبکه مش تحتانی، عملیات کابل‌کشی به صورت طولی و عرضی با الگوی سینوسی آغاز می‌شود.
در سقف‌های پیش‌تنیده با روش درجا، سازنده‌ها به‌طور اصلی در بخش پایینی دال‌ها فقط و با استفاده از حداقل مقدار فولاد مش‌بندی انجام می‌دهند. همچنین، برای تنظیم موقعیت کابل‌ها از اسپیسرها استفاده می‌شود.
در این روش، عملیات آرماتورگذاری تقویتی نیز با استفاده از آرماتورهای فنری یا خاموت‌ها صورت می‌پذیرد. مجری سقف همچنین شیپورها و صفحه‌های مهاری را در موقعیت مناسب نصب کرده و عملیات بتن‌ریزی را انجام می‌دهد.
پس از اطمینان از اینکه بتن به مقاومت کافی رسیده است، قالب‌ها باز می‌شوند و فوم‌های محافظ شیپورها سوزانده می‌شوند.
سقف‌های Prestressed در صنعت ساختمان‌سازی به کاربردهای متنوعی پاسخ می‌دهند. در زیر به مهمترین کاربردهای آن اشاره می‌شود:
در این مرحله، سازنده از مصالح مشابه بتن‌های معمولی برای قالب‌بندی استفاده می‌کند. همچنین، برای مهارکردن آنها در بخش کناره‌ها از چوب استفاده می‌شود.
در آرماتوربندی، سازنده از آرماتورهای تقویتی استفاده می‌کند و با قرار دادن کابل‌ها به صورت متمرکز و مهار آنها در بخش انتهایی، مرحله آرماتوربندی را به‌پایان می‌رساند.
عملیات بتن‌ریزی باعث محکم‌تر شدن کناره‌های مهار انتهایی می‌شود. سازنده در این مرحله با استفاده از کشش کابل‌ها، سقف‌های پیش تنیده را در پروژه مورد نظر اجرا می‌کند. او برای انجام این کار باید استاندارد بودن پروژه را به‌طور کامل بررسی کند.
بتن‌های پیش تنیده تحت فشار قرار گرفته و مقطع آنها نسبت به بتن‌های غیر پیش تنیده بیشتر است، که موجب کاهش تا ۳۰٪ ضخامت سقف‌های پیش تنیده می‌شود.
کاهش ضخامت سقف منجر به کاهش وزن سازه می‌شود و در صورت وقوع زلزله، ساختمان کمتر آسیب می‌بیند.
سقف‌های Prestressed بدون هیچگونه درزی و به‌طور کاملا یکپارچه در طول ۶۰ متر اجرا می‌شوند.
کاهش ضخامت دال بتنی در سقف‌های پیش تنیده موجب افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله می‌شود.
سقف‌های پیش تنیده باعث کاهش ارتفاع سازه و افزایش مقاومت در برابر زلزله می‌شوند.
به‌دلیل وجود تنش‌های فشاری در دو جهت، احتمال ایجاد ترک در سقف‌های پیش تنیده کمتر است و از آب‌بندی بهتری برخوردارند.
با حذف ستون‌های اضافه و کاهش ابعاد بخش‌های مختلف، فضای طبقه‌ها بیشتر می‌شود.
سازنده‌ها با استفاده از بتن‌های Prestressed، حجم بتن مصرفی را در پروژه‌ها به حداقل می‌رسانند. استفاده از فولاد در این بتن‌ها نیز نیاز به آرماتور را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
در سقف‌های پیش تنیده، قالب‌بندی‌ها به سرعت باز می‌شوند. حذف آویز تیرها نیز باعث سهولت در قالب‌بندی می‌شود و زمان اجرای پروژه را کاهش می‌دهد.
استفاده بهینه از بتن در این روش، موجب کاهش حجم مصالح مصرفی می‌شود. این کاهش در سطوح قالب‌بندی نیز تاثیر بسزایی بر زمان اجرای پروژه دارد و در نتیجه، هزینه‌ها نیز کاهش می‌یابد.
با استفاده از انواع سقف پیش تنیده، می‌توان پلان‌های منحنی و پیچیده را به راحتی اجرا کرد. این امکان انعطاف پذیری در طراحی، سازنده‌ها را قادر به حذف المان‌های اضافه و بهره‌گیری بهینه از فضا می‌کند.
سقف‌های پیش تنیده با استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی، در صنعت ساختمان سازی به عنوان یک راهکار متنوع و کارآمد مورد توجه قرار گرفته‌اند. این نوع سقف‌ها با مجموعه‌ای از مزایا و ویژگی‌های منحصر به فرد شناخته می‌شوند.
استفاده از بتن‌های پیش تنیده منجر به کاهش ضخامت سقف، کاهش وزن سازه، اجرای یکپارچه‌تر سقف و افزایش دوام سازه می‌شود. این سقف‌ها علاوه بر کاهش مصالح مصرفی، زمان اجرای پروژه را نیز بهبود می‌بخشند. انعطاف‌پذیری در پلان‌ها و امکان اجرای پروژه‌های پیچیده نیز از دیگر مزایای این تکنولوژی است.
با تمام این مزایا، سقف پیش تنیده به عنوان یک گزینه جذاب برای پروژه‌های مختلف ساختمانی مطرح است و بهبودهای چشمگیری در کارایی و کاربرد آنها انتظار می‌رود.
