بتن پیش تنیده چیست؟

بتن پیش تنیده

پیش تنیدگی

ایجاد یک تنش ثابت و دائمی در یک عضو بتنی به طور دلخواه و به اندازه لازم را پیش تنیدگی در بتن گویند. در اثر ایجاد تنش، مقداری از تنش‌های ناشی از بارهای مرده و زنده در عضو بتنی خنثی شده و در نتیجه، مقاومت باربری افزایش پیدا می‌کند.

هدف اصلی از ایجاد پیش تنیدگی در یک عضو بتنی، محدود کردن تنش‌های کششی و ترک‌های ناشی از لنگر خمشی، تحت تاثیر بارهای وارد بر عضو بتنی است؛ بتن در مقابل فشار، بسیار مقاوم ولی در مقابلِ کشش، دارای مقاومت بسیار کمی است. برای افزایش مقاومت بتن در برابر کشش، با وارد کردن فشار به بتن، میتوان کشش ایجاد شده در اثر بارهای مرده و زنده را در عضو بتنی کاهش داد و در نتیجه، مقاومت بتن افزایش پیدا می‌کند.

معرفی بیشتر بتن پیش تنیده

در سازه­‌های بتن مسلح معمولی، اعضای بتنی از قبیل تیر و ستون و دال سقف، شامل بتن و آرماتور هستند. در این اعضا، بخشی از بتن، تحت نیروهای فشاری و بخش دیگر آن به همراه آرماتور، تحت نیروهای کششی قرار می­گیرند. در ناحیه فشاری، بتن به خوبی نیروها را تحمل می­‌کند، اما در ناحیه کششی، ترک می‌­خورد و عملاً کارایی خود را از دست می‌­دهد و آرماتور به تنهایی نیروهای کششی را تحمل می­‌کند. در این حالت، بتن تنها نگهدارنده آرماتور است و بدون باربری، به وزن سازه می­‌افزاید.

در سازه‌­های پیش­‌تنیده، اعضای سازه­ شامل بتن، آرماتور و کابل‌های پیش­تنیدگی است، در این اعضا، آرماتورها برای جلوگیری از ایجاد ترک‌های بزرگ در بتن (که عملاً موجب شکست می­‌شوند) و تأمین الزاماتی که آیین‌نامه بتن ایران (آبا) برای سازه­‌های بتنی مقرر کرده، استفاده می‌­شوند و معمولاً به عنوان قطعات باربر مورد استفاده قرار نمی‌­گیرند. بتن در این اعضا همچنان نقش باربری فشاری را عهده‌دار است، با این تفاوت که در کل ناحیه تحت فشار قرار می‌­گیرد و عملاً تمام مصالح بتن بدون ایجاد ترک، نیروهای فشاری را تحمل می‌­کند؛ دلیل این امر، استفاده از کابل‌های پیش تنیدگی می­‌باشد.

کابل‌های پیش‌تنیدگی، با ایجاد نیروی فشاریِ اولیه (در زمان ساخت و قبل از بهره‌برداری از سازه) موجب می‌­شوند که بعد از تحمیل بارهای مرده و زنده، در زمان بهره‌برداری از سازه، ناحیه کششیِ بتن ترک برندارد و کارایی بن از بین نرود. به این ترتیب، از حداکثر ظرفیت باربری بتن استفاده می‌­شود و ابعاد و اندازه اعضا کاهش پیدا می‌کند.

روش های پیش تنیدگی

1- روش پیش­‌کشیدگی: کابل‌های فولادی در قالب جایگذاری، کشیده و مهار می‌­شوند، سپس بتن‌ریزی انجام می‌­شود؛ این روش در ساخت قطعات پیش‌ساخته(precast)  به‌­کار می‌­رود.

2- روش پس‌­کشیدگی: کابل‌های فولادی، از لوله‌­هایی که با پروفیل طولی خاصی که قبلا طراحی شده و در قالب جایگذاری شده‌اند عبور داده می‌­شوند، پس از بتن‌ریزی و گیرش کافی مقاومت بتن، کابل‌­ها به وسیله جک کشیده و با مهاربند، مهار می‌­شوند. روش پس‌کشیدگی به دو حالت انجام می‌­شود؛ چنانچه اطراف کابل در لوله‌­ها پس از کشیدن کابل گروت تزریق شود، روش پس‌­کشیده، چسبنده و در غیر این صورت غیرچسبنده نامیده می‌­شود. ویژگی‌های غیر چسبنده: بازوی لنگر بزرگتر، تلفات اصطکاکی کمتر، کابل‌گذاری آسان، بی‌نیازی از گروت‌ریزی، سرعت اجرای بالا و قیمت ارزان است. سیستم چسبنده اما،مقاومت خمشی بالاتر و توانایی ممانعت از گسترش ترک است.

 

مراحل اجرای دال پیش­‌تنیده

مراحل اجرا و نکات اجرایی دال پیش‌­تنیده پس‌کشیده ( بتن پیش تنیده )به شرح زیر است:

  1. قالب‌­بندی: در این سیستم، قالب‌­بندی سقف، مشابه دال بتنی معمولی(بتن آرمه) است. به منظور سهولت درنصب مهارهای انتهایی برای قالب­‌های کنار دال، از مصالح مناسب مانند چوب استفاده می‌­شود.

  2. آرماتور بندی: آرماتورهای مورد نیاز، شامل کلاف­‌های کناری آرماتورهای تقویتی روی ستون‌ها و دیوارها، آرماتورهای مربوط به برش پانچ، آرماتورهای اطراف بازشوها و… در این مرحله روی سقف نصب می‌­شوند. حجم آرماتوربندی در این روش، در مقایسه با دال بتن آرمه، بسیارکمتر است و عملا آرماتوربندی، به صورت شبکه­ فوقانی و تحتانی وجود ندارد.

  3. نصب کابل­‌ها و مهارهای انتهایی: با توجه به نقشه­های اجرایی، کابل‌­ها روی قالب قرار می‌­گیرند و مهارهای انتهایی، به لبه­‌ی قالب متصل می‌­شوند. معمولا کابل‌­ها در دو جهت عمود برهم بر روی دال قرار می‌گیرند و درحالت معمولی، در یکی از جهات کابل‌­ها به ­صورت متمرکز روی نوارهای ستونی و درجهت دیگر، با فاصله‌­های یکنواخت، حدود 5/1 متری قرار می‌گیرند.

  4. نصبChair ها و تامین پروفیل کابل‌­ها: برای استفاده­ بهینه از نیروی پیش­‌تنیدگی، موقعیت کابل نسبت به تار خنثی درطول دال تغییر می­‌کند. معمولا روی نقاط تکیه‌­گاهی کابل‌­ها به تار فوقانی و در وسط دهانه به تار تحتانی نزدیک می‌­شوند. به این انحنا، اصطلاحا پروفیل (Profile) می­‌گویند. جهت تامین پروفیل مناسب، Chair هایی دراندازه‌­های متفاوت با فاصله‌­های مشخص قرار داده شده و کابل روی آنها قرار می‌­گیرد.

  5. بتن‌ریزی: پس از بستن آرماتورها و قرارگیری کابل‌­ها بر روی سقف، بتن­‌ریزی انجام می‌­شود. در این مرحله، باید در مورد ویبره زدن اطراف مهارهای انتهایی دقت کافی به خرج داد.

  6. عملیات کشش: بعد از اینکه بتن به مقاومت فشاری مورد نیاز رسید، می‌­توان عملیات کشش کابل­‌ها را آغاز کرد، هر کابل، از یک طرف یا از هر دوطرف (در صورت نیاز) کشیده می‌­شود. میزان افزایش طول هرکابل، با توجه به طول و پروفیل آن محاسبه شده و پس از کشش نیز اندازه‌گیری می­‌شوند؛ بدین ترتیب، صحت اجرای عملیات کنترل می‌­شود.

  7. گروت­‌ریزی: در روش پس‌کشیده­‌ی چسبنده، پس از انجام عملیات کشش و گیرش نسبی بتن، گروت­‌ریزی انجام می‌­شود.

مزایای بتن پیش تنیده

• حذف ترک‌های دائمی: یکی از مهمترین خواص و مزایای سازه‌های بتن پیش تنیده حذف ترک‌های دائمی از سازه است؛ این مزیت، دوام سازه را افزایش می‌دهد.
• وزن کمتر سازه: چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می‌شود، میزان بتن لازم کمتر است، همچنین فولاد مصرفی، دارای مقاومت بالایی است و معمولاً وزن فولاد لازم، به یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی کاهش پیدا میکند.
• قابلیت انعطاف پذیری: با تغییر مقداری نیروی پیش تنیدگی، بدون تغییر مقاومت نهایی، میتوان سازه را انعطاف پذیر کرد.
• اقتصادی بودن سازه: سازه‌های بتن پیش تنیده، از سازه‌های بتن آرمه، اقتصادی‌تر هستند و معمولا برای دهانه‌های بزرگ و بارهای سنگین، از بتن پیش تنیده استفاده می‌شود.

 

برای مقایسه سقف یوبوت با سقف پیش تنیده می‌توانید به مقاله موجود در بخش مقالات سایت مراجعه کنید.

دانلود مطلب بصورت PDF 

اشتراک گذاری
Share

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *