بتن پیش‌تنیده

بتن پیش‌تنیده (به انگلیسی: Prestressed concrete) روشی است برای برطرف کردن ضعف بتن در برابر کشش. از بتن پیش‌تنیده می‌توان برای ساخت تیرها، کف طبقات یا پل‌هایی با طول دهنه‌های زیاد که در عمل با بتن مسلح معمولی قابل ساخت نیستند، بهره برد. از تاندون‌های پیش‌تنیده (عموماً کابل‌های فولادی کششی)، برای ایجاد بارهای مقاوم استفاده می‌شود. این بارهای مقاوم، با ایجاد تنش فشاری، سبب به وجود آمدن تعادل با تنش کششی شده که این تنش‌های کششی نیز در هنگام وارد آمدن بار خمشی در یک عضو فشاری بتنی ظاهر می‌شوند. این فرایند به وسیلهٔ رشته‌های فولادی، غلاف و … انجام شده و نیاز به ابزاری خاص دارد. روشهای پیش تنیدگی بتن شامل پیش تنیدگی به روش پیش کشیده و پیش تنیدگی به روش پس کشیده انجام می‌شوند. در بتن‌های مسلح معمولی، از میل‌گردهای فولادی در داخل بتن استفاده می‌شود.

بیش تنیدگی عبارت است از ایجاد یک تنش ثابت و دائمی (Prestress) در یک عضو بتنی به نحو دلخواه و به اندازه لازم، به طوریکه در اثر این تنش، مقداری از تنش‌های ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو خنثی شده و در نتیجه مقاومت باربری آن افزایش پیدا می‌کند. هدف اصلی، محدود کردن تنش‌های کششی و ترک‌های ناشی از لنگر خمشی، تحت تأثیر بارهای وارده در آن عضو می‌باشد. بتن جسمی است مقاوم در مقابل فشار، ولیکن مقاومت آن در مقابل کشش بسیار کم می‌باشد، بنابراین می‌توان با وارد کردن فشار به بتن، کشش ایجاد شده در اثر بار مرده و زنده را در عضو بتنی تقلیل و در نتیجه مقاومت آن را افزایش داد.

روشهای پیش تنیدگی:

۱- بتن پیش تنیده پیش کشیده (Pre-tensioned concrete)
بتن پیش کشیده بتنی است که کابل‌های پیش تنیدگی آن قبل از ریختن بتن کشیده شده باشند. در بتن پیش کشیده کابل‌های داخل بتن به بتن چسبیده‌اند و در واقع کابل بدون غلاف داخل بتن جای می‌گیرد و بعد از اینکه بتن به مقاومت مشخصه رسید، کابل‌ها را از تکیه گاه‌های دو طرف آزاد کرده و قسمت اضافی بیرون مانده از بتن را قطع می‌نمایند. تمام نیروی پیش تنیدگی به‌طور کامل در طولی از کابل به بتن منتقل می‌شود که این طول انتقال، بستگی به نوع سطح فولاد، شکل مقطع و قطر آن دارد. همچنین مقاومت بتن نیز در آن مؤثر می‌باشد همانند تولید شمع‌ها و تیرهای پیش ساخته. برای جلوگیری از وارد شدن ضربه به بتن در موقع انتقال نیروی پیش تنیدگی، باید این نیرو به‌طور آرام و تدریجی به بتن منتقل شود. همچنین قطعه بتنی باید بتواند به راحتی در روی بستر خود بلغزد تا جلوی به وجود آمدن نیروهای داخلی در اثر اصطکاک گرفته شود. یکی از خاصیت‌های مهم بتن پیش کشیده این است که می‌توان چندین عضو یک شکل را در آن واحد بین دو تکیه گاه ریخته و پس از گرفتن بتن با قطع کردن کابل‌های مشترک، آنها را از هم جدا کرد. این کار از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می‌باشد، زیرا عمل کشیدن کابل‌ها برای تمام عضوها فقط یکبار انجام می‌شود همانند تولید قطعات پیش ساخته Hallow-core که مراحل تولید به شکل زیر می‌باشد.

۲- بتن پیش تنیده پس کشیده (Post-tensioned concrete)
اگر فولاد پیش تنیدگی را بعد از گرفتن و سفت شدن بتن بکشند، بتن را اصطلاحاً بتن پس کشیده می‌نامند. نیروی پیش تنیدگی توسط گیره‌های (anchorages) دو انتهای سازه از کابل به بتن منتقل می‌گردد. فولاد پیش تنیدگی نباید قبل از کشیدن به بتن چسبیده باشد، در غیر این صورت امکان کشیدن آن وجود نخواهد داشت. فولادهای پیش تنیدگی را باید در داخل غلاف‌ها یا مجراهایی که در داخل بتن یا خارج از آن تعبیه شده‌است، قرار داد.

کابل‌های پیش تنیدگی را می‌توان قبل یا بعد از بتن ریزی در داخل غلاف‌ها کار گذاشت. کابل‌ها به صورت یکی یکی به وسیله دستگاه کابل ردکن (strand pusher) یا به‌طور دسته ای بوسیله نیروی انسانی در داخل غلاف کار گذاشته می‌شود.

بتن پیش تنیده پس کشیده، به دو روش مختلف بشرح زیر اجرایی می گردد:
الف: با روش چسبنده (Bonded)
بعد از پایان عملیات کشش کابل‌ها، برای جلوگیری از زنگ زدن کابل‌ها، دوغاب سیمان به داخل غلاف‌ها تزریق می‌شود تا فاصله بین کابل و غلاف را پر کند. در این حالت چون کابل توسط دوغاب به غلاف و در نتیجه به بتن می‌چسبد، اصطلاحاً این روش را چسبنده (Bonded) می‌نامند.

ب: با روش غیر چسبنده (Unbonded)
گاهی اوقات به دلائل خاصی از جمله ایجاد انعطاف‌پذیری بیشتر سازه جهت مقاومت بهتر در مقابل زلزله، ممکن است دوغاب به داخل غلاف تزریق نکنند. در چنین حالاتی چون هیچ نوع چسبندگی بین کابل و غلاف وجود ندارد، این روش را غیر چسبنده (unbonded) می‌نامند. در چنین مواقعی برای جلوگیری از زنگ زدن کابل، داخل غلاف و دور کابل را پر از گیریس می‌کنند. بعضی از کارخانه‌های کابل سازی، کابل‌هایی تولید می‌کنند که در داخل لوله‌های پلاستیک پر از گریس قرار دارد. این نوع کابل‌های فاقد چسبندگی را می‌توان مستقیماً در داخل بتن کار گذاشت و بعد از کسب مقاومت از بتن، کابل‌ها را کشید که گریس مانع از چسبیدن کابل به غلاف پلاستیکی و در نتیجه به بتن می‌شود. در روش غیر چسبنده اگر به دلائلی کابل از داخل گیره‌ها در برود یا از هر نقطه پاره شود، نیروی پیش تنیدگی در آن مقطع از بین می‌رود. اصولاً مقاومت نهایی بتن پس کشیده چسبنده خیلی بیشتر از مقاومت نهایی بتن پس کشیده غیر چسبنده مشابه می‌باشد.

« بازگشت به دانشنامه

ارسال تیکت به پشتیبانی

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

اخبار کنفرانس

مجوزهای دیجیتال

logo-samandehi