دانشجویان عمران اسرار

پیش تنیدگی یک روش تسلیح بتن با فولاد با مقاومت بالا می باشد که باعث مقاومت بیشتر اعضای بتنی در مقابل بارهای وارده می شود.
پیش تنیدگی در احداث ساختمان های اداری و آپارتمانی ، پارکینگ ، S-O-G ، استادیوم های ورزشی ، تکیه گاه های خاک و مهار سنگی و همچنین در پل سازی، ساخت مخازن بتنی و سازه های ویژه نظیر اسکله ها و کاربردهای فراوانی دارد.
هر چند سیستم های پیش تنیدگی نیازمند دانش و نظرات فنی خاصی برای ساخت و نصب کردن می باشد ، اما توضیح دادن مفهوم آن آسان است.

•کاربرد پیش تنیدگی به 440 سال قبل از میلاد بر می گردد. زمانی که یونانی ها کشش و تنشهای خمشی در بدنه کشتی های جنگی خود را با پیش تنیدگی ساختار بدنه به وسیله طنابهای کشیده شده کاهش می دادن.

•یک مثال دیگر که نشانگر سادگی پیش تنیدگی می باشد، بشکه های چوبی قدیمی است که کشش ایجاد شده در حلقه های فلزی به طور موثری قطعات چوبی را به یکدیگر می فشارد تا مقاومت و پایداری آن را افزایش دهد.



•یکی از ساده ترین مثال های پیش تنیدگی تلاش برای بلند کردن یک ردیف کتاب می باشد . ابتدا لازم است به دریف کتاب ها، از دو طرف فشاری اعمال کنیم تا باعث افزایش مقاومت در مقابل لغزش بین کتابها شده به طوریکه بلند کردن آنها را ممکن سازد . این



•مثال همچنین نشانگر یکی از اصول متداول در بیشتر کاربردهای پیش تنیدگی است.



•با توجه به مثال های فوق می توان پیش تنیدگی را به سادگی تعریف نمود:



•«اعمال نیروهایی به سازه ، علاوه بر بارهایی که سازه برای تحمل آنها طراحی می شود، به منظور افزایش ظرفیت باربری سازه.»

•بتن دارای مقاومت کششی کمی است ولی در برابر فشار بسیار مقاوم است ، با پیش فشرده کردن یک عضو بتنی ، پس از خمش در اثر اعمال بار نیز کلا تحت فشار باقی می ماند و بدین دلیل طراحی کارآمدتری را فراهم می آورد . اصول اولیه بتن پیش تنیده در شکل مجاور نشان داده شده است.

•یک تیر بتنی پیش تنیده هنگامیکه تحت اعمال بار قرار می گیرد خم می شود و تنشهای فشاری داخلی کاهش می یابد، هنگامی که بار برداشته می شود ، نیروی پیش تنیدگی باعث می شود که تیر به حالت اولیه خود برگردد که نشان دهنده خاصیت ارتجاعی بتن پیش تنیده است . به علاوه آزمایش ها نشان داده اند که تعداد بسیار زیادی بارگذاری متناوب می تواند به تیر اثر کند بدون آنکه روی قابلیت تیر برای تحمل بارهای سرویس یا ظرفیت نهائی آن تاثیری بگذارد . به عبارت دیگر پیش تنیدگی به تیر امکان مقاومت بسیار بالایی در برابر خستگی می دهد.



•اگر به هنگام اعمال بار، تنش های کششی حاصل از بار وارده از تنش های پیش تنیدگی فراتر نرود، بتن در ناحیه کشش ترک نمی خورد ، اما اگر نیروی اعمال شده زیاد شده و تنش های کششی بر پیش تنیدگی غلبه کند، ترک اتفاق خواهد افتاد. با وجود بارگذاری بیشتر تیر تا حد ظرفیت نهایی آن، در صورت برداشتن بار، ترکها کاملا بسته شده و تحت بارهای سرویس دوباره نمایان نمی شوند.


دو روش برای اعمال پیش تنیدگی در یک عضو بتنی وجود دارد:
الف) روش پیش تنیدگی
در این روش ، بتن پیرامون کابل های از قبل تنیده شده قرار می گیرد . با کسب مقاومت گرفتن و گرفتن بتن ، به تدریج کابلهای تنیده شده با بتن درگیر شده و هنگامیکه بتن مقاومت لازم را کسب کرد، کابل ها آزاد می شوند و بدین ترتیب انتقال نیروها به بتن انجام می گیرد. برای ایجاد تنش در کابل ها نیروی قابل توجهی لازم است ، بنابراین پیش کشیدگی اصولا در بتن پیش ساخته مورد استفاده قرار می گیرد که در آن نیروها توسط بست های ثابتی که در دو انتهای بستر پیش کشیدگی قرار دارد و یا توسط قالبهای مخصوص و محکمی در کابلها مهار می شوند.
ب)روش پس کشیدگی
این روش بتن به دور غلاف محتوی کابل های کشیده نشده ریخته می شود در زمانی که بتن به مقاومت کافی رسید کابل ها کشیده شده وتوسط گیره های مخصوص قفل میشوند در این سیستم تمام نیروی کابل ها مستقیما به بتن منتقل می شوند واز آنجایی که هیچ تنشی به قالب اعمال نمی شود استفاده از هر نوع قالب عادی ممکن می باشد .

توسعه روش پس کشیدگی
نو آوری بتن پیش تنیده منسوب به Eugene freyssinetمیباشد که اولین بار سیستم پس کشیدگی را بطور عملی در سال 1939بکار برد اکثر موارد کاربرد اولیه در طرح واجرای سازه های پل انجامگرفت این سیستم با استفاده از کابل های چند رشته ای در غلا فهای بزرگی که در مقطع بتن تعبیه ودر هر دو انتها ثابت می شد توسعه یافت کابل ها توسط جک از یک یا هر دو طرف کشی ده شده وسپس داخل غلا فها دوغاب ریزی می شد در این سیستم که به سیستم چسبیده (bonded)معروف است دوغاب در تمام طول مقطع به کابل می چسبد ماهیت چسبندگی در اینجا شبیه به حالتی است که در آن میلگردها در داخل بتن مسلح به بتن می چسبد پس از تکمیل تزریق دوغاب برای انتقال فشار به مقطع مهارتهای انتها ئی کارایی خود را از دست می دهند موارد کاربرد متداول دیگر در ساخت قطعه ای می باشد که در آن قطعات پل بتنی پیش ساخته بوسیله کابل ها ی فولادی یا میل گرد به یکدیگر پیش تنیده می شوند که در این مورد توسعه همان ایده ساده فشردن کتا بها می باشد.
بیشتر سیستم پیش تنیدگی به دلیل اندازه بزرگ غلافها وگیره های انتها یی در ساختمان سازی فقط طراحی تیرهایی با دها نه بزرگ که بار های سنگینی را تحمل می کنند مورد استفاده قرار می گرفت اما از سال 1970میلادی شرکتهای معتبر پیش تنیدگی در دنیا اقدام به طراحی وتولید ادوات پس کشیدگی مطابق با استاندارد ساختمان سازی نموده
وتا به امروز میلیون ها متر مربع از این نوع ساختمان ها با کاربری های متفا وت اجرا
شده است .




3-سیستم های چسبیده وغیر چسبیده
پیشر فتهای اخیر پس کشیدگی خصوصادر زمینه اجرای دال کف درجا منجر به استفاده از دو روش ساخت شده است :الف)سیستم چسبیده ب)سیستم غیر چسبیده
الف) سیستم چسبیده
با این روش کابلهای پیش تنیده از میان غلاف های تخت ، ممتد و کوچک عبور می کند که داخل غلافها بعد از کشیده شدن کابلها با دوغاب پر می شود . این سیستم برای کاربردهای تخصصی استفاده می شود.
خصوصیات عمده سیستم چسبیده به شرح زیر می باشد:
- موثرترین طراحی پیش تنیدگی وقتی حاصل می شود که کابلهای پیش تنیدگی با خروج از مرکزیت نسبت به مقطع بتنی و نه در یک خط مستقیم بلکه در یک مسیر منحنی و یا خطوط شکسته قرار داده می شود.
- اندازه غلاف استفاده شده در این سیستم و حداقل پوششی که بایستی فراهم شود. میزان حداکثر خروج از مرکزیتی که می توان به آن دست یافت را محدود می کند.
- غلاف ها از نوارهای فلزی گالوانیزه که به شکل مارپیچی خم شده اند. درست می شود.
- میزان انحناء و یا مسیر کابلهای پیش تنیدگی به قابلیت انعطاف غلاف ها بستگی دارد.
- غلافها پس از کشیدگی کابلها ، باید با دوغاب پر شود که این عمل فعالیت دیگری را به فرآیند ساخت اضافه می کند.
- چسبندگی در سراسر طول کابلها توسط ملات سیمانی به نام دوغاب به دست می آید.
- نیروی پس کشیدگی کابلها تابعی از تغییر شکل بتن می باشد.

درباره سازه های چادری
سازه های غشایی در سال 1960 توسط فرانک اوتو رواج دوباره ای گرفت. دو طرح پیشنهادی او عبارتند از:
شبکه سیمی آویخته که در نمایشگاه مونترال و همچنین ورزشگاه المپیک مونیخ استفاده شد که هر دو، جزءعظیم ترین و پیچیده ترین سازه های غشایی هستند.
امروزه با پیشرفت فناوری ها سازه های غشایی به کلی دگرگون و متحول شده اند،هر چند بهبود مصالح موجب بهبودعمکرد پوشش های غشایی شده است، ولی روش های نوین طراحی عامل اصلی بهره وری این سازه ها می باشد .

ویژگی های این سازه ها:
1- ریشه در سنت کهن چادر سازی دارند.
2- به لحاظ ارزانی مصالح، سهولت اجراو سرعت برپایی بسیار جذاب می باشند.

از اولین کاربرد های این نوع چادر ها در سالن های نمایشی و سیرک ها و چادر های ارتش می باشد پیشرفت فن آوری های امروز باعث شده است تا:
1) دوام و طول عمر مصالح بیشتر شود.
2) مقاومت در برابر آتش سوزی بیشتر شود.
3) گسترش حریق و دودهای ساطعه کاهش می یابد.
4) انرژی کمتری برای تنظیم شرایط محیط حاصل می شود.

مثلا در مناطق گرمسیر با استفاده از این غشاء ها می توان مقدار زیادی از نور خورشید را منعکس کرده و دمای ساختمان را با صرف انرژی کمتری تنظیم نمود و در مناطق سردسیر با بهره گیری از لایه های عایق حرارتی که منعطف و مات می شوند با انژری کمتری شرایط مطبوع حاصل می شود.