پیش تنیدگی به معنا ایجاد تنش های فشاری در عضو حتی در غیاب جود بارهای مرده و زنده می باشد.این روش برای افزایش ظرفیت باربری مقطع و حذف ناحیه کشش در فاز بهره برداری به کاربرده می شود.
تعریف پیش تنیدگی:
به منظور افزایش ظرفیت باربری سازه علاوه بر بارهایی که سازه مطابق آن طراحی شده است نیروهایی را نیز به سازه اعمال کنیم. از دیدگاه کلی پیش تنیدگی به معنای ایجاد تنش های دائمی مخالف با تنش هایی می باشد که در اثر بارهای خدمت در سازه ایجاد خواهند شد.
دلیل استفاده از روش پیش تنیدگی:
به دلیل کم بودن مقاومت کششی بتن در مقایسه با مقاومت فشاری آن با پیش فشرده کردن یک عضو بتنی عضو پس از خمش نیز کلا تحت فشار باقی مانده و طراحی مناسب تر خواهد شد.
در یک تیر بتنی معمولی (غیر پیش تنیده) که تحت بار ثقلی قرار دارد به واسطه خمش ایجاد شده در آن، پائین مقطع (زیر تار خنثی) به کشش افتاده و در بالا فشار ایجاد می گردد. لذا از آنجا که بتن در کشش ضعیف می باشد پس از ترک خوردن بتن در مقابل تنش های کششی، فولاد موجود در زیر تار خنثی به کشش می افتد .این امر ممکن است حتی تحت اثر وزن خود تیر نیز اتفاق بیافتد.
در سیستم پیش تنیده بجای آرماتورهای معمولی از یکسری کابل (تاندون) های با مقاومت کششی بالا استفاده می شود. که این کابل ها تحت کشش زیادی قرار گرفته و در دو انتهای تیر توسط گره های مخصوص تثبیت می گردند. بدین ترتیب کابل های پیش کشیده پس از رها شدن از کشش تمایل به جمع شدن و رسیدن به حالت اولیه داشته و لذا یک نیروی فشاری زیادی در قسمت زیرین تار خنثی در بتن ایجاد میگردد که به تبع این نیرو در مقابل نیروی کششی که بواسطه بارهای ثقلی در بتن ایجاد می گردد قرار می گیرد. بنا براین این کابل ها مقداری از نیروهای ناشی از بارهای ثقلی را خنثی نموده و مقطع قابلیت پذیرش بارهای بیشتری را خواهد داشت.
انواع سیستم پیش تنیده بر حسب نوع اعمال نیرو:
بر حسب نوع اعمال نیرو پیش تنیدگی دو نوع سیستم پیش تنیده خواهیم داشت:
- الف) پیش کشیده
- ب) پس کشیده
الف) سیستم پیش تنیده پیش کشیده:
در این سیستم در مرحله اول فولادها تحت کشش قرارگرفته ودر دو انتهای عضو توسط گیره های مخصوص کاملا گیر داده می شوند. در مرحله دوم عضو مورد نظر بتن ریزی می شود و سپس بتن عمل آورده می شود و به مقاومت کافی می رسد و در مرحله سوم فولاد های پیش تنیدگی در دو انتهای تیر، بریده شده و نیروی پیش تنیدگی بصورت یک نیروی فشاری بر عضو اعمال میشود. فولاد های پیش تنیدگی به دو صورت فولاد با مسیر مستقیم یا فولاد با مسیر شکسته می باشد. اجرای مسیر با منحنی پیوسته برای کارهای پیش کشیده تقریبا امکان پذیر نیست.
ب) سیستم پیش تنیده پس کشیده:
در این سیستم در مسیر عبور فولادهای پیش تنیدگی ، غلافی تو خالی در بتن تعبیه می گردد سپس کابل ها از درون غلاف ها عبور داده شده بطوریکه دو سر آن از غلاف بیرون بوده و عملیات بتن ریزی انجام می شود وغالبا قبل از بتن ریزی دو ورق صفحه فشار جایگذاری می شود. بعد از اینکه بتن به مقاومت مورد نظر رسید فولادهای پیش تنیدگی توسط جک هایی که به صفحه فشار تکیه می نمایند کشیده می شوند.
مزایا سیستم پیش تنیده پس کشیده
- کاهش ارتفاع سیستم سقف سازه
وجود دال پس کشیده در سقف ها باعث کوتاه شدن و یا حذف تیرها شده و در نتیجه سبب کاهش ارتفاع طبقه و پیروی آن کاهش کل ارتفاع سازه می گردد. - افزایش طول دهانه ها
امکان فضاهای بدون ستون و انعطاف بیشتری در معماری فراهم می کند. - کاهش وزن سقف و مصالح مصرفی و سازه سبک تر
ابعاد ستون ها ، دیوارها و فونداسیون در این سیستم کاهش یافته و سازه سبکتری خواهیم داشت. - انعطاف پذیری در مسیر عبور تاسیسات
حذف تیرها یا تیرچه ها در سقف های پس کشیده انعطاف پذیری را جهت عبور تاسیسات بیشتر می نماید. - قابلیت ساخت بهتر
مصالح مصرفی کمتر، جزئیات ساده تر، نبودن تیرها و در نتیجه قالب بندی وآرماتور بندی آن ها،تراکم کمتر آرماتورها همگی قابلیت ساخت بهتر را ایجاد می کنند. - کنترل ترک ها وکاهش تغییر شکل ها
به دلیل اثربالانس کابل ها (تاندون ها) سقف پس کشیده تحت تاثیر وزن خود تغییر شکل نداده وترک خوردگی وتغییر شکل تقریبا به طور اختصاصی بواسطه بار زنده ایجاد می شود. - سرعت بالای ساخت
به لحاظ اینکه در دال های پس کشیده معمولا تیرهای میانی حذف و یک دال تخت گسترده داریم لذا یکباره می توان سطوح گسترده ای را قالب بندی ، اجرا و قالب برداری نمود
ترک خوردگی در اعضای پیش تنیده بر اثر اعمال بار:
- بتن در ناحیه کشش ترک نمی خورد:
تنش های پیش تنیدگی> تنش های کششی حاصل از بار وارده - ترک خوردگی ایجاد می شود:
تنش های پیش تنیدگی<تنش های کششی حاصل از بار وارده
مراحل پیش تنیدگی:
- قرارگیری بتن پیرامون کابل های از قبل تنیده
- آزاد سازی کابل ها پس از کسب مقاومت بتن
ابزار لازم برای پیش تنیدگی:
- کارگاه با کف تحت و تنظیم شده شاسی های ویژه بلوک های مهاری
- قالب مخصوص برای تولید قطعه مورد نظر
- جک و مکانیزم های ویژه کشیدن و آزاد کردن مفتول های پیش تنیدگی
- ویبراتور داخلی یا خارجی متصل به قالب به منظور لرزاندن بتن
- وسایل مورد نیاز خم کردن در مفتول های پیش تنیدگی
- کوپلر برای وصله فولاد پیش تنیدگی
آخرین ویرایش: 1399/04/31
شماره ویرایش: دوم
