فایل جزوه بتن پیش تنیده

كاربرد بتن پيش تنيده معمولاً در عضوهايي است كه تحت تاثير خمش مي باشد مانند : تيرها ، دال ها ، ديوارهاي حائل و ستون ها . ولي مي توان از بتن پيش تنيده در عضوهايي كه تحت تاثير كشش هستند مانند : لوله ها ، مخازن آب و غيره نيز به نحو مطلوب استفاده نمود .

مزاياي بتن پيش تنيده :

1 ) نداشتن تركهاي دائمي

 يكي از مهمترين خواص سازه هاي بتن پيش تنيده نداشتن ترك هاي دائمي مي باشد . اين موضوع باعث دوام بيشتر اين نوع سازه ها نسبت به سازه هاي بتني و بتن آرمه مي شود . اين امر به خصوص در محيط هايي با گازها و زمين هاي خورنده و همچنين سازه هاي دريايي بسيار حائز اهميت مي باشد . برتري بتن پيش تنيده نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانكرهاي آب و مخازن به جهت نداشتن ترك واضح است .

2 ) وزن كمتر سازه

وزن سازه هاي بتن پيش تنيده به مراتب از وزن سازه هاي بتن آرمه معادل كمتر است . اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده مي شود ، ميزان بتن لازم كمتر است . ثانياً چون فولاد مصرفي داراي مقاومت زيادتري است ، معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی معادل می گردد .

3 ) نداشتن خيز به سمت پايين

خیز به طرف پایین ( deflection ) تیرهای بتنی پیش تنیده تحت اثر بارهای سرویس معمولاً بسیار کم می باشد . زیرا قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است ، که از شدت خیز به طرف پایین می کاهد .

4 ) تست سازه قبل از بارگذاري

در سازه هاي بتن پيش تنيده قبل از وارد آمدن بارهاي سرويس ، سازه به وسيله نيروي پيش تنيدگي به شدت بارگذاري شده و بتن و فولاد تحت اثر تنش هاي زيادي قرار مي گيرد ، و اين خود يك نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد مي باشد .

5 ) قابليت انعطاف پذيري

با تغيير مقداري نيروي پيش تنيدگي مي توان سازه را صلب و يا انعطاف پذير كرد ، بدون اينكه مقاومت نهايي آن تغييري بكند .

6 ) اقتصادي بودن سازه

سازه هاي بتن پيش تنيده معمولاً براي دهانه هاي بزرگ و بارهاي سنگين اقتصادي تر از سازه هاي بتن آرمه مي باشد .

7 ) انعطاف پذيري در معماري

سازه های بتن پیش تنیده به دلیل حذف بعضی از ستون ها و پایه ها ، امکان اجرای سازه با دهانه های بزرگتر را امکان پذیر ساخته و قابلیت سازه از نظر معماری را افزایش می دهد .

به عنوان مثال سطح هيپربولوئيد ( كه از دوران هذلولي به وجود مي آيد ) پيش تنيده براي پوشش سقف ساختمان هاي صنعتي با دهانه هاي 10 تا 18 متر ، سازه هاي فضايي و ... از نظر اقتصادي بسيار مقرون به صرفه و از نظر آرشيتكتي بسيار زيبا مي باشد .

انواع پیش تنیدگی:

اعمال نیروی پیش تنیدگی به دو روش پیش کشیده یا پس کشیده صورت  میگیرد.

بدین معنی که عملیات کشش کابلها می تواند پیش از بتن ریزی یا پس از  بتن ریزی انجام شود.

بتن پیش تنیده پیش کشیده:

دراین روش ابتدا کابلها روی بسترپیش ساخته  در حد فاصل دو انتها  کشیده می شوند. بعد از بتن ریزی و کسب      مقاومت لازم با بریدن کابلها نیروی کششی موجود به صورت فشاری به بتن منتقل می گردد. این روش در کارگاهها یاکارخانه های تولید قطعات بتنی مورد استفاده قرار گرفته و معمولا محصولات تولید شده بصورت پیش ساخته می باشد.                                                                                                                                            

بتن پیش تنیده پس کشیده:

در این روش کابلها (که داخل غلافهای محافظتی هستند)در قطعه مورد  نظرقرار می گیرند سپس عملیات بتن ریزی انجام شده و پس از اینکه بتن به مقاومت فشاری مورد نیاز رسید کابها کشیده و مهار می شوند.این روش هم در ساخت قطعات پیش شاخته وهم برای اجرای در محل مورد استفاده  قرار می گیرد.پس کشیدگی به دو صورت چسبیده و نچسبیده قابل اجراست.                                                                     

مشخصات مصالح مصرفی در بتن پیش تنیده:

مصالح مصرفی در سازه های بتن پیش تنیده باید از کیفیت عالی برخوردار بوده و با دقت نیز مورد استفاده قرار گیرند با توجه به این که بتن در سن کم که مقاومت نسبتاً ضعیفی داشته و قابل تغییر شکل نیز می باشد تحت فشار فوق العاده زیادی قرار می گیرد باید کیفیت آن به مراتب از کیفیت بتن مصرفی در سازه های بتن مسلح بالاتر باشد همچنین فولاد نیز با توجه به اینکه تحت کشش فوق العاده زیادی قرار می گیرد(100تا 180 کیلو گرم بر میلی متر مربع ) باید مقاومت مناسبی داشته باشد بنابر این در زمان اجرای سازه مصالح مصرفی در بتن پیش تنیده تحت تنش های فوق العاده مهمی قرار می گیرند که عمل تنیدن آزمایش مناسبی برای کنترل کیفیت مصالح به کار رفته است.                                                                                                                                            

سیستم چسبیده(Bonded)

در این روش چند کابل داخل یک غلاف فلزی قرار گرفته و همگی به یک مهارانتهایی ختم می شوند. مهارهای انتهایی در محل مناسب روی قالب  نصب شده و پس از بتن ریزی وعملیات کشش مواد پرکننده(گروت)داخل غلافها تزریق میشود.عاجهای روی جداره غلاف طوری طراحی شده اند تا درگیری مناسب با بتن ایجاد کنند بدین ترتیب بین کابلها و بتن پیونقابل قبولی ایجاد می شود.                                                                                                      

روش چسبیده بیشتر در مواردی استفاده می شودکه نیاز به نیروی زیادی

برای پیش تنیده کردن اعضا وجود داشته باشد.

موارد زیر از کاربردهای مهم این سیستم است:

پلهای پیش تنیده-

تیرهای پیش تنده برای دهانه های بزرگ-

صفهات انتقال بار (Transfer plate)-

فنداسیونهای پیش تنیده-

سیستم نچسبیده: Unbonded

در این روش هر کابل داخل یک غلاف پلاستیکی قرار دارد(کابل قابلیت حرکت در داخل غلاف پلاستیکی را دارد)و مستقیما توسط یک مهار نگه داشته می شود.پس از بتن ریزی وکسب مقاومت فشاری مورد نیاز کابلها کشیده می شود. در این روش نیروی فشاری از طریق مهارهای انتهایی به بتن منتقل می شودو کابل در طول خود پیوندی با بتن ندارد.از انجایی که   نیازی به تامین چسبندگی بین کابل و بتن وجود ندارد عملیات تزریق گروت در این سیستم حذف می شود. روش نچسبیده بیشتر در مواردی استفاده می شود که اجزای بتن دارای ضخامت کمی هستندونصب مهارهای انتهایی بزرگتر امکانپذیر نباشد.                                                                                                

مقایسه سیستمهای چسبیده و نچسبیده:

سیستمهای نچسبیده:

- امکان ایجاد خروج از مرکزیت بیشتربرای کابلها

- افت کمتر در نیروی پیشتنیدگی

- عدم نیاز به تزریق گروت

- سرعت اجرای بالاتر

- هزینه کمتر

- میانگین مصرف کابل : ۳٫۷۵ کیلوگرم در هر متر مربع سقف

- میانگین مصرف ارماتور: ۶ کیلوگرم در هر متر مربع سقف

سیستمهای چسبیده:

- مقاومت بیشتر مقطع در حالت حدی نهایی

- مستقل بودن نیروی پیشتنیدگی از مهارانتهایی بعد از تزریق گروت

- میانگین مصرف کابل : ۴٫۵ کیلوگرم در هرمتر مربع

- میانگین مصرف ارماتور: ۹ کیلوگرم در هر متر مربع سقف