مقالات


مفهوم پیش تنیدگی

پیش تنیدگی به معنای ایجاد یک تنش ثابت و دائمی (Prestressing) در یک عضو بتنی به نحو دلخواه  و اندازه لازم می باشد، در اثر این تنش ، مقداری از تنش های ناشی از بارهای مرده و زنده در این  عضو خنثی شده و در نتیجه مقاومت باربری آن افزایش می یابد.

بتن مقاومت فشاری بسیار بالایی داشته ولی در کشش ضعیف می باشد.در یک تیر که تحت تأثیر لنگر خمشی ناشی از بار مرده و زنده قرار دارد،در پایین تیر کشش وجود دارد که برای مقابله با کشش و جلوگیری از گسترش ترک ها ، منطقه تحت کشش مسلح می گردد.

اگر مقطع یک تیر بتن آرمۀ معمولی را در نظر بگیریم قسمت بالای مقطع تحت فشار بوده و از باربری قسمت پایینی مقطع با توجه به ترک های به وجود آمده در  آن صرف نظر شده و این قسمت در واقع تنها آرماتورها را در جای خود نگه داشته است.حال اگر توسط اعمال پیش تنیدگی نیروی فشاری مشخصی را از دو طرف مقطع وارد آوریم، می توان تنش کششی را در پایین تیر کاهش داده و یا اینکه آنرا به کلی از بین برده و تبدیل به تنش فشاری کرد. بدین ترتیب از تمامی ظرفیت مقطع بتنی و نیز کابل های پیش تنیدگی استفاده نمود.

استفاده از تکنولوژی پیش تنیده حدود 50 سال است که در دنیا بصورت گسترده ای استفاده می شود ولی در ایران از پیش تنیدگی علی الخصوص در بخش ساختمان به درستی استفاده نشده است و بسیاری از سازه ها که پیش تنیدگی می توانست بهترین راه حل (هم  از لحاظ سازه ای و هم از لحاظ اقتصادی ) برای آنهاباشد،به دلیل عدم آگاهی دست اندرکاران این پروژه ها بصورت غیر پیش تنیده اجرا شده اند.

لازم به ذکر است که با افزایش آگاهی کارفرمایان ، سرمایه گذاران ، مهندسین مشاور معماری و سازه و نیز پیمانکاران ،دامنه کاربرد صنعت پیش تنیدگی در دنیا طی 20 سال اخیر به بیش از  5 برابر افزایش یافته است که این روند صعودی (علی الخصوص در چند سال اخیر به دلیل افزایش قیمت فولاد)همچنان ادامه دارد.

سیستم چسبیده (Bonded) و غیر چسبیده (Un Bonded) چیست؟

در سیستم چسبیده Bonded ابتدا غلاف های فلزی عبور تاندن ها جایگذاری می شود.سپس تاندن ها درون غلاف قرار می گیرند و بتن ریزی انجام می گیرد.پس از رسیدن بتن به مقاومت لازم، کشیدن کابل ها انجام می گیرد.پس از انجام عمل کشیدگی ،داخل غلاف ها با گروت مخصوص پر می شوند.

در سیستم غیر چسبیده Un Bonded تاندن ها دارای روکش پلی اتیلن مخصوص بوده و نیازی به غلاف گذاری ندارند در نتیجه پس از کارگذاری تاندن ها،بتن ریزی صورت گرفته و سپس تاندنها کشیده می شوند.این سیستم نیازی به گروت ریزی ندارد.

مزایای سیستم غیرچسبیده عبارتند از:
  • امکان یجاد حداکثر خروج از مرکزیت بخاطر حذف غلاف
  • عدم ایجاد خوردگی در تاندن ها بدلیل وجود روکش مناسب
  • کم تر شدن مقدار افت های اصطکاکی
  • قابلیت مناسب تعمیر و جایگزینی تاندن ها
مزایای سیستم نچسبیده:
  • ممان نهایی بیشتر
  • شکست منطقه ای تاندن ها مشکل کمی ایجاد می کند.
در آمریکا بیشتر از سیستم غیرچسبیده استفاده می شود در حالی که در استرالیا از سیستم چسبیده استفاده می شود.

انتقال نیرو به بتن در سیستم غیر چسبیده (از کابل ها به بتن) تنها از طریق انکوریجهای انتهایی به صورت نیروی فشاری می باشد، اما در سیستم چسبیده علاوه بر انتقال نیرو از طریق انکوریجها، از طریق نیروی تماسی (چسبندگی) نیز این انتقال صورت می گیرد.

استاندارد مصالح بکار رفته در سیستم پیش تنیدگی و بتن استاندارد های ASTM A416  و BS AMD  5896:1980 مورد استفاده قرار می گیرند.آیین نامه طرح و محاسبه قطعات بتن پیش تنیده بخش الحاقی آبا نیز مورد استفاده می باشد.

مقایسه قیمت سیستم پیش تنیده

یافته ها نشان می دهد که در صورت استفاده از این سیستم، علاوه بر برتری های معماری و زیبایی در طرح به برتری قیمتی در مقایسه با سیستم بتن مسلح معمولی می رسیم.
بطور کلی در چه سازه هایی می توان این روش را بکار برد؟

این روش در همه سازه ها اعم از ساختمان های بلند مرتبه مسکونی، پارکینگ ها، مخازن آب و گاز و فاضلاب کروی و غیر کروی ، پل ها ، اسکله ها، پی ها و کف های صنعتی ،مسلح کردن خاک، پارکینگ های طبقاتی،تونل و سد کاربرد دارد.در مورد استفاده از این سیستم در اسکلت های فلزی هنوز راه حل مناسبی یافت نشده است ولی تحقیقات در این زمینه ادامه دارد.مهم ترین مشکل در استفاده از دال پس کشیده همراه با اسکلت فلزی،مساله چگونگی اتصال این دال به ستون هاست.
 

این سیستم در طول دوره بهره برداری از چه مزایایی نسبت به دال های بتن مسلح برخوردار است؟

به علت ایجاد فشار در بتن از ایجاد ترک های معمول جلوگیری نموده  باعث عدم ایجاد خوردگی در بتن می گردد.این پدیده یعنی از بین رفتن ترک ها خود باعث کارکرد کیفیت بهتر سیستم در حالت بهره برداری می شود. در نتیجه هزینه های نگهداری این نوع دال مخصوصاً در پارکینگ ها پایین می آید.