هرهفته شنبه ها - سال سیزدهم

پرتیراژترین نشریه صنعت ساختمان

نشریه شماره   175   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

انقلاب در روش كاربرد بتن

بتن ماد ه اي است كه شكل قالب را به خود می‌گیرد و علاوه بر اين، مصالحي بادوام، مقاوم در برابر آتش‌سوزی،اقتصادي ، قوي و شکل‌پذیر در فشار است.معذالك همين ماده ساختماني در كشش ضعيف و ترد است. مهندسين برای غلبه بر اين ضعف ترکيبی از فولاد مسلح کننده و بتن که امکان مقاومت در برابر نيروهای کششی و فشاری را ايجاد می‌کند به‌کار گرفته‌اند . در آغاز برای مسلح کردن بتن از آرماتور استفاده شد ( بتن‌آرمه ) و در ادامه استفاده از تکنولوژی پيش تنيدگی ، بتن را به يکی از کاربردی‌ترین مصالح سازه‌ای تبديل نمود .

معيار اساسي طراحي بتن‌آرمه چه براي نوع پیش‌تنیده و چه براي غير پیش‌تنیده، عبارت از اين است كه در مواضعی كه در اثر بارگذاري خارجي كشش ايجاد خواهد شد، آرماتور فولادي قرار گيرد. در بتن پیش‌تنیده آرماتور با مقاومت بالا بكار مي رود و اين آرماتور قبل از اعمال بار خارجي كشيده می‌شود. اين كشيدگي اولیه آرماتور، بتن مجاور خود را پيش فشرده می‌کند و باعث می‌شود كه اين بتن بتواند بار بيشتري را قبل از ترک‌خوردگی تحمل نمايد.

ايده پيش تنيدگی در دهه اول قرن بيستم ميلادی مطرح شد و تحقيقات مختلفی بين سال‌های 1930 تا 1940 روی آن انجام گرفت.

يوجين فريسينه در سال ١٩٣٦ اظهار داشت كه موفق به ساخت يك ماده ساختماني کاملاً نوين شده است. اين ماده ساختماني، تحت عنوان بتن پیش‌تنیده، نوعي از بتن آرمه است كه در آن آرماتور فولادي با تكيه بربتن، كشيده شده است.حاصل اين عمل كشش، يك سيستم تنش داخلي خود متعادل است. تنش‌های كششي در فولاد و تنش‌های فشاري در بتن كه باعث بهبود عملكرد بتن در مقابل بارهاي وارده می‌شود.

در سال 1936فريسينه در لندن، فشار داخلي برابر 14 مگا پاسکال را به يک لوله بتني پیش‌تنیده پر از آب وارد کرد که لوله مورد نظر، قبل از هر نشستی توانست فشاري معادل 10 برابر فشاری که همان لوله از جنس بهترين بتن سرمه و با همان ابعاد می‌توانست تحمل کند را تحمل نمايد که فريسينه آن را انقلاب در روش كاربرد بتن ناميد.

حدود 55 سال است که در دنیا به‌صورت گسترده‌ای از بتن پیش‌تنیده استفاده می‌شود، ولی در ایران از پيش تنيدگی علی‌الخصوص در بخش ساختمان به‌درستی استفاده‌نشده و ساختمان‌های زيادی استفاده از پيش تنيدگی می‌توانست بهترين راه حل (هم از لحاظ سازه‌ای و هم از لحاظ اقتصادی) برای آنها باشد، به‌صورت غير پیش‌تنیده اجراشده‌اند.

تعريف پيش تنيدگي در بتن

در يك تير بتني معمولي (غير پیش‌تنیده) كه تحت بار ثقلي قرار دارد، به‌واسطه خمش ایجادشده در آن، پائين مقطع (زير تار خنثي) به كشش افتاده و در بالا فشار ايجاد می‌شود لذا ازآنجاکه بتن در كشش ضعيف است، پس از ترك خوردن بتن در مقابل تنش هاي كششي، فولاد موجود در زير تار خنثي به كشش می‌افتد.

پيش تنيدگي در بتن عبارت است از ايجاد يك تنش ثابت و دائمي در يك عضو بتني به نحو دلخواه و به‌اندازه لازم، به‌طوری كه در اثر اين تنش، مقداري از تنش هاي ناشي از بارهاي مرده و زنده در اين عضو خنثی‌شده و در نتيجه مقاومت باربري آن افزايش پيدا می‌کند؛ به‌عبارت‌دیگر بتن پیش‌تنیده عبارت است از بتن سازه‌اي (ساختماني) که برای کاهش تنش هاي کششي بالقوه حاصل از بارها، در آن تنش هاي داخلي ايجاد شده است.

مقايسه رفتار تير هاي بتن آرمه و پیش‌تنیده

نکاتی در مورد بتن پیش‌تنیده و بتن آرمه سقف‌های بتنی

يکی از قسمت‌های اصلی انواع ساختمان‌ها سقف های بتنی هستند که نقش اساسی آنها انتقال نيروهای قائم و افقی ناشی از وزن مرده سقف و سربارها و نيروهای حاصل از زلزله و باد به تيرها و ستون‌ها و ديوارهای باربر است. همچنين با توجه به اينکه سقف‌ها بخش نسبتاً زيادی از قيمت تمام‌شده ساختمان‌ها را تشکيل می‌دهند، طراحان روش‌های مختلفی را برای اقتصادی تر کردن آن و صرفه‌جویی در فولاد و بتن و جلوگيری از قالب‌بندی به وجود آورده‌اند از جمله تيرچه و بلوک. برای صرفه‌جویی در مصرف بتن و سبک تر کردن وزن سقف قسمتی از مقطع سقف که در منطقه کششی قرار می‌گیرد حذف‌شده و فقط آن مقدار از سطح مقطع بتن که برای جايگذاری آرماتورهای عرضی و کششی لازم است باقی گذاشته می‌شود. اين روش برای کاهش وزن مرده سقف و ساختمان دارای اهميت خاصی است.فاصله محل‌های باقيمانده به حد کافی نزديک به هم انتخاب می‌شوند تا مناطق فشاری و کششی مقطع بتنی سقف به طور يکپارچه عمل کند و سقف حالت اوليه خودش را از دست ندهد.اين طرح باعث ايجاد طرح دال‌های مجوف، با پشت‌بند، لانه‌زنبوری و ... شده است. ضعف عمده بتن پايين بودن مقاومت کششی در آن است که حدود 10تا 20برابر مقاومت فشاری آن است و به علت وجود اين ضعف جز در موارد خاص همانند شالوده‌های حجيم و دیواره‌های حائل وزنی، بتن به تنهايی قابل‌استفاده نیست.در قطعات خمشی صفحات پايين تر از صفحه خنثی کشيده شده و صفحات بالاتر فشرده می‌شوند. اگر در ساخت اين قطعات تنها از بتن استفاده شود توان باربری بسیارکمی خواهند داشت زيرا توان باربری آنها با تاب کششی بسيار ناچيز بتن محدود خواهد شد درصورتی‌که مقدار زيادی از اين تاب فشاری بتن بدون استفاده می‌ماند. برای رفع اين ضعف بتن ( کمبود تاب کششی ) به دو روش عمل می‌شود: 1-مسلح کردن بتن برای تحمل تنش های کششی.2. ايجاد پيش تنيدگی در بتن برای جبران تنش های کششی که در مراحل اجرا و بهره‌برداری در آن ايجاد خواهد شد. در هر دو روش از فولاد که چسبندگی خوبی با بتن دارد و ضريب انبساط حرارتی آن با ضريب انبساط حرارتی بتن تقریباً برابر است، استفاده می‌شود.

ارائه دهنده مقاله: صنایع فلزی خوانسار

آگهی شرکت در صفحه 68