بتن پیش تنیده، به جهت کنترل تنش های کششی و لنگر خمشی که بر اثر بارهای وارد شده به آن ایجاد می شوند، تولید می گردند.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
ویژگی های بتن پیش تنیده:
همانطور که در بالا اشاره شد، ساخت بتن پیش تنیده به منظور کنترل تنش های کششی و ترک های ناشی از لنگر خمشی بر اثر بار های وارد شده انجام می شود. به بیان دیگر می توان گفت که پیش تنیدگی در بتن عبارت است از ایجاد یک تنش دائمی و ثابت. به اندازه ی لازم در این عضو بتنی به شیوه‌ای که در اثر این تنش های ناشی از بارهای زنده و مرده در عضو مورد نظر خنثی شده و مقاومت باربری آن افزایش می یابد. در نتیجه می توان گفت بتن پیش تنیده جهت رفع ضعف بتن در برابر کشش تولید مورد استفاده قرار خواهد گرفت. آن چه در ساخت بتن بیشترین اهمیت را دارد، استفاده از مصالح با کیفیت است. از آن جایی که بتن و فولاد در معرض تنش های بسیار زیادی قرار می گیرند و همچنین بر اثر اتلافات پیش تنیدگی که می تواند موجب کاهش نیروی پیش تنیدگی گردند، باید از مصالح مقاوم استفاده شود. میزان دوام ایمنی بیشتری به طرح و اجرای آن وابسته است و نمی توان به طور قطع درباره ی آن نظر داد. از این رو به جهت بالابردن دوام بتن، پیش از استفاده آن و وارد شدن بار با توجه به شدت بارگذاری بتن و فولاد تحت تنش قرار گرفته تا میزان ایمنی و دوام آن ها بررسی شود.
وزن ساختمان هایی که در آن ها از پیش تنیده استفاده شده کمتر از ساختمان هایی بوده که از بتن مسلح در ساخت آن ها استفاده شده است. در استفاده از گزینه های بیشتر از مقاومت تمام صفحه بتن استفاده شده و به همین امر نیاز به بتن را کمتر خواهد کرد. همچنین فولاد هایی که در بتن بیشتر استفاده شده است؛ دارای مقاومت زیادی بوده و همین علت سبب شده تا میزان فولاد مصرفی را کم نموده که خود بر پایین آمدن وزن ساختمان نیز تاثیر زیادی می گذارد. آن ها جزئی و کامل هستند. بتن های پیش تنیده کامل به سازه هایی می گویند که در هیچ نقطه ای از آن ها تنش کششی وجود ندارد؛ در مقابل سازه بتنی پیش تنیده جزئی به سازه ترک خورده تحت بار های بهره برداری می گویند.
بیشتر بخوانید:
اجرای بتن پیش تنیده به دو صورت کلی انجام می شود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت:
اول، بتن پیش کشیده:
تیر های بتن های پیش کشیده ابتدا فولاد های تکمیلی و برشی در مقطع درجه خود قرار می گیرند و سپس از فولاد های بیشتر در قالب مستقر خواهد شد. سپس در دو قسمت انتهایی و استفاده از مهارت های مخصوص کشیده شده و نگهداری و سپس عملیات قالب بندی صورت می گیرد.
دوم، بتن پس کشیده:
تیر های بتنی پس کشیده به دو دسته ی غیر چسبنده و چسبنده طبقه بندی می شوند. در بتن های پس کشیده ی غیرچسبنده از غلاف های توخالی در مسیر عبور فولاد ها بیشترین کاربرد را داشته و پس از آن در دو انتهای تیر از یک وسیله مهاری دیگر پیش از بزرگ ریزی بهره گرفته و جایگذاری می شوند. سپس پس از رسیدن به مقاومت مورد نظر فولاد پیش تنیدگی از داخل غلاف عبور داده شده و با استفاده از چک هایی که به ورق سرد تکیه می کنند، کشیده خواهد شد. پس از عبور فولاد های پیش تنیده به جهت محافظت از آن ها و به منظور ایجاد چسبندگی از دوغاب سیمان استفاده خواهد شد که به آن بتن پس کشیده چسبنده گفته می شود.
مزیت های بتن پیش تنیده:
- اول، انعطاف‌پذیری.
- دوم، عدم وجود ترک های بتنی و خیز.
- سوم، کاهش وزن.
- چهارم، سرعت اجرایی بالا.
- پنجم، امکان تست سازه پیش از بارگذاری.
- ششم، اقتصادی و به صرفه بودن.
- هفتم، بهبود عملکرد لرزه ای.
معایب بتن پیش تنیده:
- اول، احتمال تخریب سیستم سقف به علت وجود کابل های کشیده شده.
- دوم، احتمال افت و وادادگی کابل ها به دلایلی همچون کاهش اصطکاک بین غلاف و کابل و فرو رفتن گوه گیرداری در ابتدا و انتهای کابل جمع شدگی بتن و کهولت کرنش.
قسمت های تشکیل دهنده ی سازه های پیش تنیده را بشناسید:
- اول، بتن:
بتن در سازه های پیش تنیده بیشترین استفاده را داشته و باید مقاومتی بیش از آن چه در سازه های بتن مسلح استفاده می شود، داشته باشد. از آنجا که این بتن ها تحت تاثیر نیروهای بزرگتری قرار می گیرد باید کیفیت لازم را داشته باشند و به همین علت از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر هستند. استفاده از بتن با مقاومت بالا می تواند ابعاد مقطع و وزن آن را کم کند.
- دوم، فولاد پیش تنیده:
فولاد های پیش تنیده فولاد هایی هستند که از مقاومت کششی زیادی برخوردارند. علت این امر، وجود تنش های زیاد در فولاد می باشد. این فولاد ها از خاصیت خمیری و ارتجاعی در تنش های بسیار بالا برخوردارند. این فولاد ها نسبت به زنگ زدگی مقاومت زیادی از خود نشان می دهند. قطر کم آن ها و سطح تماس خارجی به جهت بالا بردن خاصیت چسبندگی با بتن از دیگر ویژگی های آن ها می باشد. ساخت فولاد های پیش تنیده به شکل سیم مفتول، رشته کابل و میله صورت می گیرد.
- سوم مفتول های پیش تنیده:
این مفتول ها دارای قطر ۴ تا ۸ میلیمتر بوده که هم در بتن های پیش کشیده و هم در بتن پس کشیده مورد استفاده قرار می گیرند. به جهت ساخت محصولات ابتدا باید شمش فولاد را به شکل گره، نورد کرده و پس از آن که میلگرد سرد شد؛ میله ها کشیده می شوند تا مقاومت آن ها بالا تر برود. پس از این مرحله، مفتول ها را در زمان معینی به صورت یکنواخت حرارت می دهند تا تنش های آن آزاد گردد. این فولاد دارای سستی معمولی می باشند. سستی فولاد یعنی به جهت کاهش تنش فولاد، آن را تحت بار معینی در درجه حرارت و اصول ثابت قرار داد. در صورتی که پس از عملیات کشش سرد و همزمان با اعمال حرارت به جهت بهتر شدن خواص الاستیک فولاد و کم شدن سستی آن به فولاد یک تنش کششی حدود ۶۵ درصد مقاومت نهایی وارد می شود و به این محصول فولاد با سستی کم می گویند.
بیشتر بخوانید:
- چهارم، کابل های پیش تنیده:
از یافته شدن تعدادی مفتول به دور یکدیگر کابل پیش تنیده تولید می شود. آن ها معمولاً به صورت هفت یا نوزده تسمه تولید شده که نوع اول آن کاربرد بیشتری دارد. همانند مقتول ها، به صورت سستی معمولی و سستی کم ساخته می شوند و تنش جاری شدن آن ها مانند مفتول ها اندازه گیری خواهد شد.
- پنجم، میله های فولادی:
میله‌های فولادی با اضافه کردن آلیاژ های مخصوص در زمان تولید فولاد و سپس اصلاح سرد، میله هایی تهیه می گردند و در مرحله آخر عملیات آزادسازی تنش بر روی آن ها صورت می گیرد.
وسایل و ابزار مورد نیاز پیش تنیدگی:
اول، پیش کشیده:
- اول، تکیه گاه ها بستر مخصوص کارهای پیش کشیده.
- دوم، قالب های مخصوص به جهت ساخت قطعه ی مورد نظر.
- سوم، جک مخصوص و پمپ هیدرولیک به جهت اعمال نیرو.
- چهارم، ویبراتور های متصل به قالب جهت لرزاندن آن ها.
دوم، پس کشیده:
- اول، غلاف هایی که پیش از بتن ریزی در محل مربوطه قرار خواهند گرفت.
- دوم، جک مخصوص و پمپ هیدرولیک به جهت ایجاد نیرو در جک.
- سوم، پمپ فشار قوی به جهت تزریق دوغاب سیمان در داخل غلاف.
کاربرد بتن پیش تنیده:
- اول، ساخت تیرها.
- دوم، کف طبقات.
- سوم، پل هایی که دهانه های آن ها از تولید زیادی برخوردارند.
- چهارم، اسکله ها.
- پنجم، سقف های دال تخت.
- پنجم، پارکینگ های طبقاتی.
نحوه ی عملکرد بتن پیش تنیده:
در سقف هایی که با بتن پیش تنیده ساخته می شوند، نیروی اضافی فشاری در بتن به وجود آمده که قسمتی از تنش های کششی آن آزاد خواهد شد و در نتیجه موجب افزایش مقطع فشاری بتن می شود. در این سقف ها نیروی بتن به کمک کشش کابل ها پس از ریختن بتن و رسیدن به استحکام مورد نیاز ایجاد خواهد شد. این روش به صورت کارخانه ای و کارگاهی انجام می گیرد. در اجرای سقف های پیش تنیده در ابتدا غلاف فلزی جایگزاری خواهد شد. سپس کابل، درون غلاف قرار گرفته و پس از بتن ریزی و ایجاد مقاومت لازم در بتن کشیده خواهد شد و در آخرین مرحله جهت محافظت از کابل ها در برابر عواملی همچون خوردگی، زنگ زدگی، دغاب سیمان و یا مواد پلیمر را به داخل غلاف تزریق خواهند کرد.