Thursday ,21 September 2017 / پنج شنبه ,۳۰ شهریور ۱۳۹۶
خانه / کارشناسی / با انواع بتن پیش تنیده و مزایا آنها آشنا شوید
نسخه چاپی    کد مطلب : 3011

با انواع بتن پیش تنیده و مزایا آنها آشنا شوید

در این پست ابتدا به تعریف بتن پیش تنیده می پردازیم.

سپس در ادامه تاریخچه بتن پیش تنیده، روش های اعمال نیروی پیش تنیدگی، انواع بتن پیش تنیده، مقایسه بتن پیش تنیده با بتن آرمه و مزایا معماری و سازه ای بتن پیش تنیده می پردازیم.

در پایان نیز به مقایسه بتن پیش تنیده و پس کشیده می پردازیم بنابراین با ما همراه باشید.

تعریف بتن پیش تنیده

پیش تنیدگی عبارت است از ایجاد یک تنش ثابت و دائمی در یک عضو بتنی به نحوه دلخواه و به اندازه لازم.

در صورتی پیش تنیدگی، کامل نامیده می شود که تحت تأثیر بارهای بهره برداری در هیچ نقطه ای تنش کششی وجود نداشته باشد.

در پیش تنیدگی محدود ایجاد تنش های کششی در منطقه کششی بتن را میتوان مجاز دانست به شرطی که از فولاد های آجدار معمولی هم استفاده شود.

بتن پیش تنیده

تاریخچه بتن پیش تنیده

در سال ۱۸۸۶ برای اولین بار بتن پیش تنیده در ایالات متحده امریکا توسط جکسون به ثبت رسید.

دو سال بعد در آلمان اولین دال بتنی پیش تنیده توسط دوهرینگ ساخته شد.

در سال ۱۹۲۸ بود که Freyssinet توانست با استفاده از فولادهای پر مقاومت درصد از دست رفتن تنش ناشی از خزش و انقباض بتن به تنش اولیه پیش تنیدگی را کاهش دهد و پس از آن پیش تنیدگی رواج پیدا کرد.

روش های اعمال نیروی پیش تنیدگی

بر حسب نوع اعمال نیروی پیش تنیدگی، دو نوع تیر پیش تنیده خواهیم داشت:

  • تیر پیش کشیده
  • تیر پس کشیده

بتن پیش کشیده

در تیر پیش کشیده ابتدا مفتول های پیش تنیدگی در محل خود در قالب تیر مستقر شده و در دو انتها توسط مهارهای مخصوصی نگهداری شده و کشیده می شود.

سپس عمل بتن ریزی در قالب صورت میگیرد.

بتن پس کشیده

در تیرهای پس کشیده، غلافی تو خالی در بتن تعبیه می شود و عملیات بتن ریزی تیر انجام میشود.

در دو انتهای تیر غالباً دو ورق سر (یا هر وسیله مهاری مناسب دیگر) قبل از بتن ریزی جاگذاری می شود.

بعد از اینکه بتن به مقدار کافی مقاومت کسب کرد فولادهای پیش تنیدگی (که از داخل غلاف فولادی عبور داده می شوند یا همراه غلاف تعبیه شده اند) توسط جک هایی که به ورق های سر تکیه مینمایند، کشیده میشوند.

بتن پیش تنیده

وسایل پس کشیدگی

وسایل مورد نیاز برای پس کشیدگی به شرح زیر می باشند :

  • غلاف که باید قبل از بتن ریزی در مسیر مشخص شده در نقشه قرار گیرد
  • گیره های مخصوص مهار کابل در انتها
  • جک مخصوص کشیدن کابل های سازگار با گیره مورد استفاده
  • پمپ هیدرولیک برای ایجاد نیرو در جک
  • پمپ فشار قوی برای تزریق دوغاب سیمان به منظور پر کردن فضای داخلی غلاف

مقایسه بتن پیش تنیده با بتن آرمه

به علت فشار وارده از طرف کابل های پیش تنیده به بتن، مقاومت فشاری بتن مورد استفاده در یک عضو پیش تنیده به مراتب بالاتر از مقاومت فشاری بتن مورد استفاده در یک عضو بتن آرمه است.

فولادهای نرم که معمولاً در ساختمانهای بتن آرمه به کار می روند برای ساختمان های بتن پیش تنیده مناسب نمی باشند.

زیرا امکان کشیدن آنها تا حدی که بتواند اتلاف تنش های پیش تنیدگی را جبران کند، وجود ندارد.

بتن پیش تنیده یک جسم همگن و الاستیک است و بیشتر خاصیتی شبیه به فولاد دارد تا یک جسم غیر همگن مانند بتن آرمه.

یک ساختمان بتن پیش تنیده کامل تحتت أثیر بارهای بهره برداری، ترک نخواهد خورد حتی اگر در اثر بارهای فوقال عاده ترک بخورد بعد از عبور بار، ترکها بسته خواهند شد.

مزایا بتن پیش تنیده

مزایای معماری

استفاده از سیستم بتن پیش تنیده در اجرای ساختمان ها باعث سهولت در طراحی پلان و نما، ایجاد فضای مناسب جهت پارکینگ ها، شرایط مناسب پارتیشن بندی فضا، قابلیت بیشتر عبور لوله ها و ادوات تاسیساتی، امکان تغییرات آینده در طرح معماری می شود و به طور کلی باعث انعطاف در طراحی معماری می گردد.

علاوه بر موارد ذکر شده از جمله مزایا معماری بتن پیش تنیده می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • امکان ایجاد دهانه های بلندتر و تعداد ستون کمتر
  • حذف آویز تیرها و امکان استفاده از سقفی کاملا مسطح
  • امکان ایجاد کنسول های بلندتر
  • امکان ایجاد بازشوهای بزرگتر در سقف
  • کاهش ارتفاع طبقات و کل ساختمان
  • قابلیت استفاده در پلان های نامنظم و منحنی

مزایا سازه ای :

به دلیل استفاده از کابل های با مقاومت بالای پیش تنیدگی و اعمال نیروی فشاری به بتن قبل از اعمال بارها به سازه، مزیت های زیر را در سازه های پیش تنیده خواهیم داشت :

  • دوام بسیار بالا
  • کنترل تغییر شکل و کنترل ترک
  • کاهش نیروی زلزله و مقاومت بیشتر در مقابل زلزله
  • کاهش ارتعاش ناشی از بارهای ضربه ای و دینامیکی
  • کاهش ضخامت دال ها یا تیرهای بتنی
  • کاهش وزن مرده ساختمان و مصالح مصرفی
  • باربری بیشتر عضو نسبت به بتن مسلح معمولی

علاوه بر تمامی موارد ذکر شده می توان موارد زیر را هم از مزایا بتن پیش تنیده دانست :

  • مهمترین خاصیت بتن پیش تنیده نداشتن ترکهای دائمی میباشد.
  • وزن سازه های بتن پیش تنیده به مراتب از وزن سازه های بتن آرمه معادل کمتر است.
  • خیز اعضای بتن پیش تنیده تحت اثر بارهای بهره برداری معمولاً بسیار کم است.
  • با توجه به بارگذاری پیش از بهره برداری در تیرهای پیش تنیده (بار پیش تنیدگی) مصالح به نوعی امتحان میشوند.
  • سازه های بتن پیش تنیده معمولا برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین اقتصادی تر از سازه های بتن آرمه میباشد.
  • با تغییر جزئی در نیروی پیشتنیدگی می توان سازه را صلب یا انعطاف پذیر کرد.
  • سازه های بتنی پیش تنیده، مقاومت خستگی زیادی دارند.

بتن پیش کشیده و بتن پس کشیده

مقایسه سیستم های پیش کشیدگی و پس کشیدگی

  • با سیستم پس کشیده میتوان قطعات پیش تنیده را یا در پای کار و یا در کارخانه ساخت بدون اینکه مثل سیستم پیش کشیده احتیاجی به سرمایه گذاری جهت تهیه ملزومات کارگاه پیش کشیدگی باشد.
  • کابل های مربوط به یک سازه پس کشیده را میتوان روی هر مسیر منحنی دلخواه به کار گرفت، در حالی که در سیستم های پیش کشیده چنین کاری احتیاج به وسایل مخصوصی دارد و اغلب مسیرهای خطی قابل اجرا هستند.
  • در کارهای پس کشیده هنگام کشیدن کابلها، مقداری نیرو در اثر اصطکاک از بین میرود، در حالی که در کارهای پیش کشیده چنین اتلافی در نیروی پیش کشیدگی نداریم.
  • کشیدن کابلها در سیستم پس کشیده بسیار پرکار و وقتگیر است و برای مهار کابلها در انتها احتیاج به گیره های به خصوصی است که در مجموع باعث افزایش هزینه نسبت به کارهای پیش کشیده میشود.
  • غالب وسایل پس کشیدگی در انحصار کارخانه های معدودی در دنیا است که در صورت نیاز باید از آنها خریداری شود.
  • با سیستم پس کشیده، عضو را میتوان به قطعات کوچکتر تقسیم کرد و پس از نصب، با کشیدن کابل ها آنها را به صورت یکپارچه درآورد.

گرداوری : مهندس حسین معز (عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت)

ویرایش و انتشار : پرتال جامع مهندسی عمران – ucivil.ir

درباره‌ی محمد حسن دانشور

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش ژئوتکنیک دانشگاه شیراز هستم امیدوارم بتوانم آموخته های 7 سال تحصیل و پژوهش خود را در دانشگاه شیراز با شما دانشجویان و مهندسین عمران به اشتراک بگذارم

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

*