انقلاب در روش کاربرد بتن

بتن ماد ه ای است که شکل قالب را به خود میگیرد و علاوه بر این، مصالحی بادوام، مقاوم در برابر آتش سوزی،اقتصادی ، قوی و شکل پذیر در فشار است.معذالک همین ماده ساختمانی در کشش ضعیف و ترد است. مهندسین برای غلبه بر این ضعف ترکیبی از فولاد مسلح کننده و بتن که امکان مقاومت در برابر نیروهای کششی و فشاری را ایجاد میکند به کار گرفته اند . در آغاز برای مسلح کردن بتن از آرماتور استفاده شد ( بتن آرمه ) و در ادامه استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی ، بتن را به یکی از کاربردیترین مصالح سازه ای تبدیل نمود . معیار اساسی طراحی بتن آرمه چه برای نوع پیش تنیده و چه برای غیر پیش تنیده، عبارت از این است که در مواضعی که در اثر بارگذاری خارجی کشش ایجاد خواهد شد، آرماتور فولادی قرار گیرد. در بتن پیش تنیده آرماتور با مقاومت بالا بکار می رود و این آرماتور قبل از اعمال بار خارجی کشیده میشود. این کشیدگی اولیه آرماتور، بتن مجاور خود را پیش فشرده میکند و باعث میشود که این بتن بتواند بار بیشتری را قبل از ترک خوردگی تحمل نماید. ایده پیش تنیدگی در دهه اول قرن بیستم میلادی مطرح شد و تحقیقات مختلفی بین سال های 1930 تا 1940 روی آن انجام گرفت. یوجین فریسینه در سال 1936 اظهار داشت که موفق به ساخت یک ماده ساختمانی کاملاً نوین شده است. این ماده ساختمانی، تحت عنوان بتن پیش تنیده، نوعی از بتن آرمه است که در آن آرماتور فولادی با تکیه بربتن، کشیده شده است.حاصل این عمل کشش، یک سیستم تنش داخلی خود متعادل است. تنش های کششی در فولاد و تنش های فشاری در بتن که باعث بهبود عملکرد بتن در مقابل بارهای وارده میشود. در سال 1936فریسینه در لندن، فشار داخلی برابر 14 مگا پاسکال را به یک لوله بتنی پیش تنیده پر از آب وارد کرد که لوله مورد نظر، قبل از هر نشستی توانست فشاری معادل 10 برابر فشاری که همان لوله از جنس بهترین بتن سرمه و با همان ابعاد میتوانست تحمل کند را تحمل نماید که فریسینه آن را انقلاب در روش کاربرد بتن نامید. حدود 55 سال است که در دنیا به صورت گسترده ای از بتن پیش تنیده استفاده میشود، ولی در ایران از پیش تنیدگی علیالخصوص در بخش ساختمان به درستی استفاده نشده و ساختمان های زیادی استفاده از پیش تنیدگی میتوانست بهترین راه حل (هم از لحاظ سازه ای و هم از لحاظ اقتصادی) برای آنها باشد، به صورت غیر پیش تنیده اجراشده اند. تعریف پیش تنیدگی در بتن در یک تیر بتنی معمولی (غیر پیش تنیده) که تحت بار ثقلی قرار دارد، به واسطه خمش ایجادشده در آن، پائین مقطع (زیر تار خنثی) به کشش افتاده و در بالا فشار ایجاد میشود لذا ازآنجاکه بتن در کشش ضعیف است، پس از ترک خوردن بتن در مقابل تنش های کششی، فولاد موجود در زیر تار خنثی به کشش میافتد. پیش تنیدگی در بتن عبارت است از ایجاد یک تنش ثابت و دائمی در یک عضو بتنی به نحو دلخواه و به اندازه لازم، به طوری که در اثر این تنش، مقداری از تنش های ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو خنثیشده و در نتیجه مقاومت باربری آن افزایش پیدا میکند؛ به عبارت دیگر بتن پیش تنیده عبارت است از بتن سازه ای (ساختمانی) که برای کاهش تنش های کششی بالقوه حاصل از بارها، در آن تنش های داخلی ایجاد شده است. مقایسه رفتار تیر های بتن آرمه و پیش تنیده نکاتی در مورد بتن پیش تنیده و بتن آرمه سقف های بتنی یکی از قسمت های اصلی انواع ساختمان ها سقف های بتنی هستند که نقش اساسی آنها انتقال نیروهای قائم و افقی ناشی از وزن مرده سقف و سربارها و نیروهای حاصل از زلزله و باد به تیرها و ستون ها و دیوارهای باربر است. همچنین با توجه به اینکه سقف ها بخش نسبتاً زیادی از قیمت تمام شده ساختمان ها را تشکیل میدهند، طراحان روش های مختلفی را برای اقتصادی تر کردن آن و صرفه جویی در فولاد و بتن و جلوگیری از قالب بندی به وجود آورده اند از جمله تیرچه و بلوک. برای صرفه جویی در مصرف بتن و سبک تر کردن وزن سقف قسمتی از مقطع سقف که در منطقه کششی قرار میگیرد حذف شده و فقط آن مقدار از سطح مقطع بتن که برای جایگذاری آرماتورهای عرضی و کششی لازم است باقی گذاشته میشود. این روش برای کاهش وزن مرده سقف و ساختمان دارای اهمیت خاصی است.فاصله محل های باقیمانده به حد کافی نزدیک به هم انتخاب میشوند تا مناطق فشاری و کششی مقطع بتنی سقف به طور یکپارچه عمل کند و سقف حالت اولیه خودش را از دست ندهد.این طرح باعث ایجاد طرح دال های مجوف، با پشت بند، لانه زنبوری و ... شده است. ضعف عمده بتن پایین بودن مقاومت کششی در آن است که حدود 10تا 20برابر مقاومت فشاری آن است و به علت وجود این ضعف جز در موارد خاص همانند شالوده های حجیم و دیواره های حائل وزنی، بتن به تنهایی قابل استفاده نیست.در قطعات خمشی صفحات پایین تر از صفحه خنثی کشیده شده و صفحات بالاتر فشرده میشوند. اگر در ساخت این قطعات تنها از بتن استفاده شود توان باربری بسیارکمی خواهند داشت زیرا توان باربری آنها با تاب کششی بسیار ناچیز بتن محدود خواهد شد درصورتیکه مقدار زیادی از این تاب فشاری بتن بدون استفاده میماند. برای رفع این ضعف بتن ( کمبود تاب کششی ) به دو روش عمل میشود: 1-مسلح کردن بتن برای تحمل تنش های کششی.2. ایجاد پیش تنیدگی در بتن برای جبران تنش های کششی که در مراحل اجرا و بهره برداری در آن ایجاد خواهد شد. در هر دو روش از فولاد که چسبندگی خوبی با بتن دارد و ضریب انبساط حرارتی آن با ضریب انبساط حرارتی بتن تقریباً برابر است، استفاده میشود. ارائه دهنده مقاله: صنایع فلزی خوانسار آگهی شرکت در صفحه 68