در 08 بهمن 92
همه چیزدر موردپیش تنیده
مفهوم پيش تنيدگي :پيش تنيدگي عبارت است از ايجاد يک تنش ثابت و دائمي ( Prestress ) در يک عضو بتني به نحو دلخواه و به اندازه لازم ، به طوريکه در اثر اين تنش ، مقداري از تنش هاي ناشي از بارهاي مرده و زنده در اين عضو خنثي شده و در نتيجه مقاومت باربري آن افزايش پيدا مي کند .
هدف اصلي از پيش تنيده کردن يک عضو بتني ، محدود کردن تنش هاي کششي و ترک هاي ناشي از لنگر خمشي ، تحت تاثير بارهاي وارده در آن عضو مي باشد .
بتن جسمي است مقاوم در مقابل فشار ، وليکن مقاومت آن در مقابل کشش بسيار کم مي باشد ، بنابراين مي توان با وارد کردن فشار به بتن ، کشش ايجاد شده در اثر بار مرده و زنده را در عضو بتني تقليل و در نتيجه مقاومت آن را افزايش داد .
کاربرد بتن پيش تنيده معمولاً در عضوهايي است که تحت تاثير خمش مي باشد مانند : تيرها ، دال ها ، ديوارهاي حائل و ستون ها . ولي مي توان از بتن پيش تنيده در عضوهايي که تحت تاثير کشش هستند مانند : لوله ها ، مخازن آب و غيره نيز به نحو مطلوب استفاده نمود .
مزاياي بتن پيش تنيده :
? ) نداشتن ترکهاي دائمي
يکي از مهمترين خواص سازه هاي بتن پيش تنيده نداشتن ترک هاي دائمي مي باشد . اين موضوع باعث دوام بيشتر اين نوع سازه ها نسبت به سازه هاي بتني و بتن آرمه مي شود . اين امر به خصوص در محيط هايي با گازها و زمين هاي خورنده و همچنين سازه هاي دريايي بسيار حائز اهميت مي باشد . برتري بتن پيش تنيده نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانکرهاي آب و مخازن به جهت نداشتن ترک واضح است .
? ) وزن کمتر سازه
وزن سازه هاي بتن پيش تنيده به مراتب از وزن سازه هاي بتن آرمه معادل کمتر است . اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده مي شود ، ميزان بتن لازم کمتر است . ثانياً چون فولاد مصرفي داراي مقاومت زيادتري است ، معمولاً وزن فولاد لازم بين يک سوم تا يک پنجم وزن فولاد معمولي معادل مي گردد .
? ) نداشتن خيز به سمت پايين
خيز به طرف پايين ( deflection ) تيرهاي بتني پيش تنيده تحت اثر بارهاي سرويس معمولاً بسيار کم مي باشد . زيرا قبل از وارد آمدن بارهاي سرويس ، تحت تاثير نيروهاي پيش تنيدگي مقداري خيز به طرف بالا در تير به وجود آمده است ، که از شدت خيز به طرف پايين مي کاهد .
? ) تست سازه قبل از بارگذاري
در سازه هاي بتن پيش تنيده قبل از وارد آمدن بارهاي سرويس ، سازه به وسيله نيروي پيش تنيدگي به شدت بارگذاري شده و بتن و فولاد تحت اثر تنش هاي زيادي قرار مي گيرد ، و اين خود يک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد مي باشد .
? ) قابليت انعطاف پذيري
با تغيير مقداري نيروي پيش تنيدگي مي توان سازه را صلب و يا انعطاف پذير کرد ، بدون اينکه مقاومت نهايي آن تغييري بکند .
? ) اقتصادي بودن سازه
سازه هاي بتن پيش تنيده معمولاً براي دهانه هاي بزرگ و بارهاي سنگين اقتصادي تر از سازه هاي بتن آرمه مي باشد .
? ) انعطاف پذيري در معماري
سازه هاي بتن پيش تنيده به دليل حذف بعضي از ستون ها و پايه ها ، امکان اجراي سازه با دهانه هاي بزرگتر را امکان پذير ساخته و قابليت سازه از نظر معماري را افزايش مي دهد .
به عنوان مثال سطح هيپربولوئيد ( که از دوران هذلولي به وجود مي آيد ) پيش تنيده براي پوشش سقف ساختمان هاي صنعتي با دهانه هاي ?? تا ?? متر ، سازه هاي فضايي و … از نظر اقتصادي بسيار مقرون به صرفه و از نظر آرشيتکتي بسيار زيبا مي باشد .
روشهاي پيش تنيدگي:
?- بتن پيش تنيده پيش کشيده (Pre-tensioned concrete ) :
بتن پيش کشيده بتني است که کابل هاي پيش تنيدگي آن قبل از ريختن بتن کشيده شده باشند . در بتن پيش کشيده کابل هاي داخل بتن به بتن چسبيده اند و در واقع کابل بدون غلاف داخل بتن جاي مي گيرد و بعد از اينکه بتن به مقاومت مشخصه رسيد ، کابل ها را از تکيه گاههاي دو طرف آزاد کرده و قسمت اضافي بيرون مانده از بتن را قطع مي نمايند . تمام نيروي پيش تنيدگي به طور کامل در طولي از کابل به بتن منتقل مي شود که اين طول انتقال ، بستگي به نوع سطح فولاد ، شکل مقطع و قطر آن دارد . همچنين مقاومت بتن نيز در آن موثر مي باشد همانند توليد شمع ها و تيرهاي پيش ساخته .
براي جلوگيري از وارد شدن ضربه به بتن در موقع انتقال نيروي پيش تنيدگي ، بايد اين نيرو به طور آرام و تدريجي به بتن منتقل شود . همچنين قطعه بتني بايد بتواند به راحتي در روي بستر خود بلغزد تا جلوي به وجود آمدن نيروهاي داخلي در اثر اصطکاک گرفته شود .
يکي از خاصيت هاي مهم بتن پيش کشيده اين است که مي توان چندين عضو يک شکل را در آن واحد بين دو تکيه گاه ريخته و پس از گرفتن بتن با قطع کردن کابل هاي مشترک ، آنها را از هم جدا کرد . اين کار از نظر اقتصادي بسيار مقرون به صرفه مي باشد ، زيرا عمل کشيدن کابل ها براي تمام عضوها فقط يکبار انجام مي شود همانند توليد قطعات پيش ساخته Hallow-core که مراحل توليد به شکل زير مي باشد .
?- بتن پيش تنيده پس کشيده (Post-tensioned concrete ) :
اگر فولاد پيش تنيدگي را بعد از گرفتن و سفت شدن بتن بکشند ، بتن را اصطلاحاً بتن پس کشيده مي نامند . نيروي پيش تنيدگي توسط گيره هاي ( anchorages ) دو انتهاي سازه از کابل به بتن منتقل مي گردد . فولاد پيش تنيدگي نبايد قبل از کشيدن به بتن چسبيده باشد ، در غير اين صورت امکان کشيدن آن وجود نخواهد داشت . فولادهاي پيش تنيدگي را بايد در داخل غلاف ها يا مجراهايي که در داخل بتن يا خارج از آن تعبيه شده است ، قرار داد .
کابل هاي پيش تنيدگي را مي توان قبل و يا بعد از بتن ريزي در داخل غلاف ها کار گذاشت . کابل ها به صورت يکي يکي به وسيله دستگاه کابل ردکن ( strand pusher ) و يا به طور دسته اي بوسيله نيروي انساني در داخل غلاف کار گذاشته مي شود .
انواع بتن پيش تنيده پس کشيده
?) با روش چسبنده ( Bonded )
بعد از پايان عمليات کشش کابل ها ، براي جلوگيري از زنگ زدن کابل ها ، دوغاب سيمان به داخل غلاف ها تزريق مي شود تا فاصله بين کابل و غلاف را پر کند . در اين حالت چون کابل توسط دوغاب به غلاف و در نتيجه به بتن مي چسبد ، اصطلاحاً اين روش را چسبنده ( Bonded ) مي نامند .
.
پل صندوقه اي به وسيله دستگاه شاريو
.
.
پل صندوقه اي درجا ريز
.
تير پس کشيده
.
سقف ساختمان پس کشيده
.
.
گروت تزريق شده داخل گيره
?) با روش غير چسبنده ( Unbonded )
گاهي اوقات به دلائل خاصي از جمله ايجاد انعطاف پذيري بيشتر سازه جهت مقاومت بهتر در مقابل زلزله ، ممکن است دوغاب به داخل غلاف تزريق نکنند . در چنين حالاتي چون هيچ نوع چسبندگي بين کابل و غلاف وجود ندارد ، اين روش را غير چسبنده ( unbonded ) مي نامند . در چنين مواقعي براي جلوگيري از زنگ زدن کابل ، داخل غلاف و دور کابل را پر از گيريس مي کنند . بعضي از کارخانه هاي کابل سازي ، کابل هايي توليد مي کنند که در داخل لوله هاي پلاستيک پر از گريس قرار دارد . اين نوع کابل هاي فاقد چسبندگي را مي توان مستقيماً در داخل بتن کار گذاشت و بعد از کسب مقاومت از بتن ، کابل ها را کشيد که گريس مانع از چسبيدن کابل به غلاف پلاستيکي و در نتيجه به بتن مي شود .
در روش غير چسبنده اگر به دلائلي کابل از داخل گيره ها در برود و يا از هر نقطه پاره شود ، نيروي پيش تنيدگي در آن مقطع از بين مي رود .
اصولاً مقاومت نهايي بتن پس کشيده چسبنده خيلي بيشتر از مقاومت نهايي بتن پس کشيده غير چسبنده مشابه مي باشد .
