پاورپوینت،فراوری بتن پیش تنیده

این پاورپوینت در مورد فراوری بتن پیش تنیده در 52اسلاید و شاملفراوری بتن پیش تنیده،بتن، بتن پیش تنیده،انواع بتن،بتن پس تنیده،بتن آرمه،بتن ریزی، روش ساخت بتن، و منابع می باشد...

پيش تنيدگي عبارت از ايجاد تنش داخلي در يک جسم است تا تنش را که به علت تاثير نيروهاي خارجي بوجود مي‌آيد به مقدار مورد نياز خنثي کند يا به عبارت ديگر پيش تنيدگي به معناي ايجاد تنش هاي دائمي مخالف با تنش‌هايي مي‌باشد که دراثر بارهاي خدمت در سازه ايجاد خواهند شد. عمده ترين کاربرد پيش تنيدگي در بتن پيش تنيده است .

بتن که يکي از ارزانترين و عملي ترين مصالح ساختماني است,مقاومت خوبي در برابر فشار دارد و تاب کششي کمي از خود نشان مي دهد.بنابراين در ناحيه اي از بتن که بعد از بارگذاري تحت کشش قرار مي گيرد, قبلا ايجاد فشار مي کنند. اين عمل, به اصطلاح«پيش تنيدن بتن» ناميده مي شود.

بر اساس «آيين نامه ACI318- 95 » بتن پيش تنيده عبارت است از بتن سازه‌اي (ساختماني) که جهت کاهش تنش هاي کششي بالقوه حاصل  از بارها, در آن تنش هاي داخلي ايجاد شده است.

هدف اصلي از پيش تنيده کردن يک عضو بتني محدود کردن تنش هاي کششي و ترکهاي ناشي از لنگر خمشي تحت تاثيري بارهاي وارده درآن عضو مي‌باشد.

پيش تنيدگي اصلي عمومي است که در موارد ديگر نيز مورد استفاده قرارمي گيرد. يک چرخ دو چرخ يک مثال از پيش تنيدگي را نشان مي دهد: لاستيک چرخ دوچرخه بسيار نرم است و سيمهاي داخل آن بسيار بلندتر است, به طوري که تحت نيروي فشار امکان کمانش آنها وجود دارد. ولي هم لاستيک و هم سيمها در مقابل کشش مقاوم اند, پس لاستيک چرخ را پراز باد مي کنند و در سيمها کشش قبلي ايجاد مي کنند.

 تاريخچه

مصريها در 5000 سال پيش, در ساختن قايقهايشان از خاصيت پيش تنيدگي استفاده مي کردند. بدين ترتيب که, براي اتصال چوبهاي بدنه قايق, تيغهاي آهني گرم به کار مي‌بردند تا بعد از سرد شدن و انقباض آنها قطعات چوبي به هم فشرده شوند.

اولين کسي که ظاهراً توانست با ايجاد تنش فشاري در بتن مقاومت آن را تحت تاثير لنگر خمشي افزايش دهد يک نفر آمريکايي به نام جکسون بود که اختراع خود را در سال 1886 به ثبت رسانيد. دوسال بعد, در سال1888, دوهرينگ, مهندس آلماني, با قرار دادن يک ميله فولادي کشيده شده در داخل دال بتني توانست اولين دال بتني پيش تنيده را ايجاد کند. در سال 1896, مندل مهندسي اتريش اصل پيش تنيدگي را در تير بتن پيش تنيده از فولاد معمولي با تنش اوليه 120 نيوتن بر ميليمتر مربع استفاده کرد و از افت ناشي از نشست و وارفتگي آگاهي نداشت, فولاد به زودي کشش اوليه خود را از دست داد و تير تبديل به بتن آرمه معمولي شد.

در سال 1939, امپرگر, مهندس اطريشي استفاده از بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي را پيش تنيده مي شود, داراي آرماتورمعمولي (که در بتن مورد استفاده قرار مي‌گيرد) باشد و قطعه در موقع بار سرويس نيز بار کششي تحمل بکند را مورد استفاده قرار داد.

در سال 1948, پروفسر آبلس انگليسي اولين ساره بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي را در لندن بنا کرد.

در سال 1953, فدراسيون بين المللي پيش تنيدگي اولين کنگره خود را در لندن تشکيل داد. در چهارمين کنگره فدراسيون, که در سال 1962 دررم تشکيل شد قدمهاي نويني براي استفاده از بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي برداشته شد و کميته مختلطي از فدراسيون بين المللي پيش تنيدگي (F. I. P) وکميته اروپايي بتن (C. E. B) به وجود آمد که درآن چهارنوع سازه از بتن آرمه تا پيش تنيده شدن کامل تعيين شده است. اين چهار نوع اساساً با مقدار ازدياد طول نسبي دورترين تارکششي بتن و ترک خوردگي بتن کشش از هم متمايز مي شوند.

نوع اول بتن پيش تنيده کامل که بتن تا بار سرويس نبايد تنش کششي تحمل کند.

نوع دوم بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي است. تحت بار سرويس بتن مي تواند تنش کششي داشته باشد- بشرطي که ترک نخورد- تحت بارهاي دائم بتن نبايستي کشيده شود.

نوع سوم بتن آرمه پيش تنيده است. در نوع ترک خوردن بتن تحت بار سرويس امري عادي است, ولي عرض ترکها از1/. تا 3/. ميليمتر محدود شده اند. محدوديت آنها بر حسب آب و هوايي که قطعه  در آنجا مورد استفاده قرار مي گيرد و جنس فولاد به کار رفته است.

نوع چهارم بتن آرمه کلاسيک است.

استفاده از بتن پيش تنيده در ايجاد پلها و ساختمان ها و تمام سازه ها از حدود 50 سال پيش تا کنون در سطح وسيع متداول شده است. با توجه به عيوب مختلف فولاد( نا پايداري الاستيک نيمرخ هاي فلزي، خوردگي و زنگ زدگي، فزوني بهاي توليد...) امروزه اغلب پلهاي بزرگ از بتن پيش تنيده ساخته مي شوند، اما برخلاف حالت بتن مسلح مصالح مصرفي جهت اين پلها بايد از کيفيت بسيار خوبي برخوردار باشند در بتن پيش تنيده نيز مانند بتن مسلح از بتن که داراي مقاومت بسيار خوب فشاري است و فولاد استفاد مي شود اما بتن مسلح ترکيبي از بتن و فولاد است که در آن بتن در مقابل فشار و فولاد در مقابل کشش مقاومت مي کند در حالي که در بتن پيش تنيده با انجام يک عمل مکانيکي بتن به تنهايي تنشهاي کششي و فشاري ايجاد شده را تحمل مي نمايد.

براي طرح محاسبه قطعات پيش تنيده روش و ترتيب اجراي سازه بايد دقيقا مشخص باشد زيرا مقادير تنش هاي ايجاد شده در قطعات در حين اجراي سازه بسيار مهم و گاهي تعيين کننده مي باشند. همچنين برخلاف حالت بتن مسلح بعد از بررسي پايداري سازه تغيير شکلهاي کوتاه مدت و دراز مدت بتن و فولاد نيز بايد به دقت مورد مطالعه قرار گيرند.

مصالح مصرفي در سازه هاي بتن پيش تنيده بايد از کيفيت عالي برخوردار بوده و با دقت نيز مورد استفاده قرار گيرند با توجه به اين که بتن در سن کم که مقاومت نسبتاً ضعيفي داشته و قابل تغيير شکل نيز مي باشد تحت فشار فوق العاده زيادي قرار مي گيرد بايد کيفيت آن به مراتب از کيفيت بتن مصرفي در سازه هاي بتن مسلح بالاتر باشد همچنين فولاد نيز با توجه به اينکه تحت کشش فوق العاده زيادي قرار مي گيرد (100تا 180 کيلو گرم بر ميلي متر مربع ) بايد مقاومت مناسبي داشته باشد بنابر اين در زمان اجراي سازه مصالح مصرفي در بتن پيش تنيده تحت تنش هاي فوق العاده مهمي قرار مي گيرند که عمل تنيدن آزمايش مناسبي براي کنترل کيفيت مصالح به کار رفته است.

مقاومت بتن در برابر فشار بالاست ولی در مقابل كشش ضعیف است. ایجاد پیش فشردگی در بتن با كابل‌های فولادی باعث مي‌گردد بتن همواره در تنش فشاری باقی بماند و در نتیجه میزان باربری آن افزایش خواهد یافت. چون كابلها در حالت فشرده قرار دارند و نیروی کششی را به نیروی فشاری تبدیل مي‌كنند و هیچ ضعفی در مقطع بتن ایجاد نمي‌كنند و بتن فقط تحت بارهای بسیار زیاد به كشش مي‌افتد و ترك نمي‌خورد.

مقايسه بتن پيش تنيده شده با بتن آرمه

به علت اينکه فشار وارده از طرف کابلهاي پيش تنيده به بتن بسيار زياد است لازم است که مقاومت فشاري بتن مورد استفاده در يک ساختمان بتن پيش تنيده به مراتب بالاتر از مقاومت فشاري بتن مورد استفاده دريک ساختمان بتن آرمه باشد.

فولاد هاي نرم که معمولا در ساختمان‌هاي بتن آرمه به کار مي‌رود براي ساختمانهاي بتن پيش تنيده مناسب نمي‌باشد زيرا امکان کشيدن آن به حدي که بتواند جبران اتلاف تنش هاي پيش تنيدگي ناشي از انقباض و خزش بتن را بکند وجود ندارد.

بتن پيش تنيده يک جسم همگن و الاستيک مي‌باشد و قبل از ترک خوردن بيشتر خاصيتي شبيه به فولاد را دارد تا يک جسم غير همگن مانند بتن آرمه.

يک ساختمان بتن پيش تنيده کامل تحت تاثير بارهاي سرويس ترک نخواهد خورد در صورتيکه در يک ساختمان بتن آرمه از همان ابتداي بارگذاري ترکهايي در زير تار خنثي بوجود مي‌آيد حتي اگر در اثر بارهاي بيش از حد پيش بيني شده ساختمان بتن پيش تنيده ترک نخورد بعد از اينکه بارها از روي ساختمان برداشته شود ترکها بسته خواهد شد.