تحقیق در مورد بتن پیش تنیده

بتن پیش تنیده

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.

اگر در يک ساختمان بتن پيش تنيده تنش پيش تنيدگي در اثر بار وارده خنثي شود بتن پيش تنيده خاصيتي بسيار شيبه به بتن معمولي پيدا خواهد کرد.

در بتن پيش تنيده لنگر مقاوم به چند برابر افزايش مي يابد اثر نيروي برشي 10/1 تا 5/1 تقليل مي يابد خمشي يعني تغيير شکل به 3/1 مي رسد .

در بتن پيش تنيده صرفه جوئي در فولاد به ميزان 15 تا 20 درصد و در بتن به ميزان 30 تا 50 درصد مي‌باشد.

مزايا و معايب بتن پيش تنيده

مزايا:

يکي از مهمترين خواص ساختمانهاي بتن پيش تنيده نداشتن ترکهاي دائمي مي‌باشد. اين موضوع باعث تداوم بيشتر اين امرخصوصاً در محيط هايي با گاز و زمين هاي مشکل ساز و هميچنين ساختمانهاي دريايي بسيار حائز اهميت مي‌باشد. برتري بتن پيش تنيده نسبت به بتن آرمه جهت نداشتن ترک واضح است.

وزن ساختمانهاي بتن پيش تنيده به مراتب از وزن ساختمانهاي بتن آرمه معادل کمتر است زيرا اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده مي شود ميزان بتن لازم کمتر است, ثانياً چون فولاد مصرفي داراي مقاومت زيادتري است معمولاً وزن فولاد لازم بين 5/1 تا 3/1 وزن فولاد معمولي معادل مي گردد.

- خيز به طرف پايين تيرهاي بتن پيش تنيده تحت اثز بارهاي سرويس معمولاً بسيار کم مي‌باشد.زيرا قبل از وارد آمدن بارهاي سرويس تحت تاثير نيروهاي پيش تنيدگي مقداري خيز به طرف بالا در تير به وجود آمده است که از شدت خيز به طرف پايين مي کاهد.

- در ساختمانهايي بتن پيش تنيده قبل از وارد آمدن بارهاي سرويس ساختمان بوسيله نيروي پيش تنيدگي به شدت بارگذاري شده و بتن و فولاد تحت اثر تنشهاي زيادي قراي مي گيرد و اين خود يک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد مي‌باشد اگر چنانچه دراين مرحله, ساختمان از خود حالت غير عادي نشان ندهد مي توان مطمئن شد که تحت تاثير بارهاي سرويس نيز عيبي نخواهد کرد.

با تغييرات مقداري نيروي پيش تنيدگي مي توان سازه را صلب و يا انعطاف پذير کرد بدون اينکه مقاومت نهايي آن تغييري پيدا بکند.

واضح است که يک سازه انعطاف پذير بيشتر خاصيت فنري و ارتجاعي داشته و مي تواند قبل از اينکه در اثر ضربه گسيخته گردد مقدار قابل توجهي انرژي را جذب کند به همين ترتيب چنين سازه هايي تحت تاثير بارهاي زلزله و ديناميکي رفتاربهتري نشان مي دهند. يک نمونه از چنين سازه هايي شمع هاي ضربه گير اسکله ها مي‌باشد, از همين طرف ديگر يک سازه بسيار صلب بهتر مي تواند لرزش ها و نوسانات بسيارسنگين را تحمل کند.(براي مثال , فونداسيون موتورهاي توربيني).

معايب :

- غالباً براي مهار کابل هاي پيش تنيدگي در دو انتها, احتياج به وسايل مخصوصي مي‌باشد.

- اجراي بتن پيش تنيده به نظارت و مهارت بيشتري احتياج دارد که باعث بالا رفتن هزينه واحد عمليات خواهد شد.

- استفاده از اعضاي پيش تنيده وقتي مقرون به صرفه است که امکان توليد سري و انبوه وجود داشته باشد.

- درشرايطي فعلي, با توجه به محدوديت هاي ارزي, امکان توليد سري و انبوه امکان پذير نيست.

- در شرايط فعلي, با توجه به محدوديت هاي ارزي, امکان وارد کردن وسايل پيش تنيدگي به سادگي امکان پذير نيست.

بتن مورد استفاده دربتن پيش تنيده داراي مقاومت بالاتر نسبت به بتن مصرفي در بتن تحت تاثير تنش هاي فشاري بيشتري قرار مي گيرد و افزايش سطح مقطع به منظور کم کردن تنش ها باعث افزايش وزن سازه و در نتيجه غير اقتصادي بودن طرح مي شود.

سيمان مصرفي نبايد به هيچ وجه کلر داشته باشد, زيرا کلر ماده زنگ زننده بسيار خطرناکي براي فولاد کابلهاست. از سيماني که مقاومت اوليه زياد باشد(نوع 3) در موارد الزامي استفاده مي کنند. سيمان نوع 3 به سرعت خود را ميگيرد. وقتي ما ناچاريم پيش تنيدگي را در سن پايين تري انجام دهيم, از اين نوع سيمان استفاده ميکنيم.

فولاد:

فولاد هاي پيش تنيدگي به سه صورت مفتول, رشته يا کابل و ميلگيرد هاي آلياژ دار توليد مي شوند. مشخصه مهم فولاد هاي پيش تنيدگي در مقايسه با ميلگيردهاي معمولي, نقطعه گسيختگي بسيار بالاي آنها مي‌باشد.

مفتول ها:

مفتول در کارها پس کشيده و پيش کشيده مورد استفاده قرار مي گيرند. مفتول از نورد کم فولاد بليت بصورت ميلگيرد و سپس کشيدن سرد ميلگيرد که با کاهش قطرآن همراه است, ساخته مي شوند. در آمريکا مفتول ها طبق ASTM- A421 توليد و استاندارد مي شوند.

کابل ها:

کابل ها از تابيده شدن تعدادي مفتول در دور يکديگر ساخته مي شوند که درزبان فارسي به آن مفتول بافته شده گفته مي شود. معمول ترين نوع کابل 7 مفتوله مي‌باشد که قطر اسمي آن در حدود 3 برابر قطر مفتول تشکيل دهنده آن است. کابل 7 مفتوله از تابيده شده 6 مفتول مياني ساخته شده و طبقASTM- A416 استاندارد مي شود.

ميلگيردهاي آلياژ دار: با اضافه کردن آلياژهاي مخصوص در هنگام توليد فولاد و سپس اصلاح سرد ميلگيرد توليد مي شود. در آمريکا ميلگيردهاي آلياژ طبق ASTM-A722 استاندارد مي شوند.

خوردگي فولاد بتن پيش تنيده

خوردگي فولادي که تحت تنش کششي زياد قرار دارد با خوردگي يا زنگ زدگي معمولي فولاد متفاوت است. زنگ زدگي معمولي در اثر اکسيده شدن فولاد حاصله مي شود که به طور تدريجي سطح مقطع مقاوم را کاهش مي دهد, در نتيجه تنش افزايش مي يابد تابه مقدار تنش گسيختگي مي رسد. اين عمل به تدريج صورت مي گيرد و قابل پيش بيني است. بر عکس« خوردگي تحت کشش» پديده اي ناگهاني است و گسيخته و شکننده درپي دارد. مقطع گسيخته شده تقريباً مسطح بوده و يک هلال خاکستري رنگ در مقطع ديده مي شود. اگر تنش کششي فولاد کمتر از 4/. تنش نهايي باشد, خوردگي تحت کشش پيش نمي‌آيد. در بتن تنيده تنش فولاد تزرگتر از 4/. تنش نهايي است.براي جلوگيري از خوردگي پيش تنيده بايد آن را بخوبي محافظت کرد. در قطعات چسبنده, کابل بايد بخوبي در داخل بتن قرار گرفته و اطرافش ملات ماسه و سيمان( که محيط قليايي است) تزريق شده باشد و در قطعات غير چسبنده, از کابل گالوانيزه مخصوص استفاده نمود.

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.
برای پیش فشرده یا پیش تنیده كردن بتن دو سیستم متفاوت وجود دارد.

پیش كشیدن و پس كشید:.

الف- پیش كشیدن :
تعداد زیادی از قطعات بتن پیش فشرده، از جمله دال های كف با این روش تولید مي‌شوند. كابل‌ها را به صورت آزاد در داخل قالب قرار مي‌دهند و با دستگاه مخصوص كشش لازم را وارد مي‌كند. بتن‌ریزی را انجام مي‌دهند و به كمك لرزاندن، هوای آن را تخلیه مي‌كند و شرایط لازم برای انجام خودگیری سریع‌تر را فراهم مي‌كنند. طول اضافی كابلها را كه در دو انتها ثابت شده‌اند مي‌برند و بتن را تحت فشار رها مي‌سازند. مانند بتن مسلح پیش ساخته مقطع و محل قرارگیری كابل‌ها براساس بارهای محاسبه شده مشخص و رعایت مي‌شود.

ب‌- پس كشیدن:
در روش پس كشیدن، كابل‌ها را در قالب كار،‌ داخل غلاف‌هایی قرار مي‌دهند، بتن‌ریزی را انجام مي‌دهند. وقتی به اندازه كافی خود را گرفت دو سر كابل‌ها را به طرف بیرون مي‌كشند. این كار به وسیله گره‌های مخصوص كه به دو سر سیم‌ها بسته مي‌شوند و پس از قطع شدن كشش محكم مي‌شوند، انجام مي‌گیرد. مزیت پس كشیدن بر پیش كشیدن این است كه مي‌توان آنها را خمیده كرد تا در مسیر تنش قرار گیرند. به این ترتیب مي‌توان بتن را به شكلی ریخت كه كمترین حجم ممكن را داشته باشد.

سقف های پیش تنیده به روش پس کشیده:

در این نوع از سقف ها که به صورت دال بتنی اجرا می شود به جای تیر ها و میلگرد های دال از کابلهای فولادی در داخل غلاف های مخصوص استفاده می کنند . کابلها را طبق محاسبه در فواصل معین شده قرار داده و سپس شروع به بتن ریزی سقف می نمایند بعد از 28 روز که بتن به مقاومت نهایی خود رسید کابلها را توسط وسیله ای مکانیکی می کشند تا در جای خود ثابت گردند سپس مواد مخصوصی را در داخل غلاف ها تزریق می نمایند تا کابلها به صورت ثابت در جای خود باقی بماند . اما نکته جالب این روش اجرای دهانه هایی با طول های 5/5 الی 12 متر می باشد.
تیرهای حمال پل:

فاصله و شکل تیرهای حمال طولی بستگی به شیوه اجرای پل دارد. در حالت استفاده از تیرهای پیش ساخته فاصله تیرهای حمال بین 5/2 تا 5/3 متر و در حالت استفاده از تیرهای در جا فاصله ذکر شده بین 3تا 5 متر می باشد. ضخامت دال پل (از بتن مسلح یا پیش تنیده) نیز متناسب با فاصله تیرهای حمال بین 16 تا 25 سانتی متر تغییر می کند در حالت ساخت درجا باید حتی المقدور در سادگی شکل تیرها کوشید لذا مقاطع Tشکل با ضخامت ثابت متداولاً مورد استفاده قرارمی گیرند در این حالت حداقل ضخامت جان با توجه به شرایط اجرائی برابر 25 سانتی متر می باشد گاهی نیز برای کاهش سطح مقطع و در نتیجه صرفه جوئی در مصرف بتن، مقطع جان را در جهت قائم متغیر ساخته و بدین ترتیب ضخامت ماکزیمم در قسمت تحتانی (برای قراردادن کابلها) در نظر گرفته می شود.

مقاطع جعبه ای :

این مقاطع از بتن مسلح ، بتن پیش تنیده فلزی بوده و شامل یک یا چند جعبه می باشد .
مقاومت پیچشی این مقاطع بسیار مطلوب بوده و در پلهای بزرگ یکسره ، با توجه به ممانهای خمشی منفی ایجاد شده به میزان وسیع مورد استفاده قرار می گیرند .

مقاطع مشبک :

در حالتی که ارتفاع تیرهای حمال جانبی پلها به علت اهمیت طول دهانه ، زیاد شود ، وبه منظور کاهش وزن مصالح مورد استفاده از تیرهای مشبک که غالباً فلزی بوده ، استفاده می شود .

مقاطع با تیرهای حمال IوT شکل فلزی ، بتن مسلح و بتن پیش تنیده .
مقاطع صفحه ای تو پر یا توخالی.
مقاطع با ارتفاع ثابت یا متغیر.

استفاده در یک پروژعه خاص(برج میلاد):

از آنجایی که پی برج چند منظوره تهران می بایست تحمل کلیه فشارهای ثقلی وارده و بارهای جانبی آن را داشته باشد و باتوجه به عدم امکان اعمال نیروهای کششی مهم به فولاد معمولی و تغییر شکل ناشی از انقباض و خزش بتن ، بتن مسلح پی برج مخابراتی تهران به تنهایی نمی توانست جوابگوی بارهای نیروی کششی کل مجموعه به علت ازدیاد بار مرده و ایجاد ترک در مقاطع بتنی باشد . برای رفع این معایب و صرفه جویی در مصرف مصالح (فولاد و بتن) و با در نظر گرفتن هزینه بیشتر فولاد نسبت به بتن و در حقیقت ، تبدیل نیروهای کششی بسیار زیاد به نیروهای فشاری و انتقال آن به بتن با ایجاد کمربندی در محیط خارجی پی برج (از شعاع 28 متر تا شعاع 33 متر ) ، از کابلهای پس کشیده استفاده شد. این کابلها در سه مجموعه در ارتفاعهای مختلف در نظر گرفته شد و دور تا دور پی را در بر گرفت .

مهمترین ویژگی سیستم کابل بندی فونداسیون برج مخابراتی تهران ، استفاده از کابل منحنی در این پروژه است. به عبارت دیگر ، مسیر کابلها در سیستمهای متداول پس کشیده ، انحنای بسیار کمی دارد ولی در این مورد هر رشته کابل ، انحنای بسیار زیادی دارد .

مفاهیم پایه بتن پیش ساخته:

بتن به علت ریخته شدن در اشکال هندسی متنوع قابلیت پیش ساختگی زیادی دارد . پیش ساختگی در بتن امکان صنعتی کردن ساختمان را به وجود می آورد . که در آن طراحی . تولید ونصب به صورت مهندسی در می آید

پیش ساختگی اجزای ساختمان قالبا به دو صورت انجام میگیرد :

1- پیش ساختگی در کارگاه نظیر خوابیده سازی و دال بالا رونده

2- پیش ساختگی در کارخانه که در آن برای تولید قطعات از تکنیکی نظیر خط تولید استفاده میشود

تاریخچه :

تاریخچه صنایع پیش ساخته سازی ساختمان در دوران قبل از آثار باستانی گذشته نظیر اهرام مصر و معابد روم و یونان و کاخ های ساسانیان و هخامنشیان . به تعدادی قطعات سنگ که قبلا آماده شده مورد استفاده قرار گرفته اند . در سال 1869 میلادی رایموند گوانیه موفق به قالب گیری بتن و تولید قطعات بتنی سنگین گردید و به این وسیله اولین سیستم تولید قطعات پیش ساخته را به وجود آورد پس از این تحولات تا پایان آخرین جنگ جهانی سیستم های دیگری نیز به وجود آمدند. پس از خاتمه جنگ جهانی احتیاج شدید به ساکن کردن مردم جنگ زده باعث شد صنایع در پیش ساخته سازی ساختمان به وجود آید

بررسی قابلیت جذب بازار و قیمت فروش عوامل متعددی در تایین قیمت فراورده های مختلف صنعتی که مهمترین آنها :

1- میزان عرضه وتقاضا 2-معیار های کیفیت بالا 3- سیاست های اقتصادی کشور 4- معیار های رقابت نزدیک تولید کنندگان و فرو شندگان 5- گستره ی کاربرد و نوع کانون های مصرف کننده محصولات

برای دستیابی کامل به منافع ذکر شده فوق در نتیجه استفاده از مصالح به صورت کاملا اقتصادی رعایت اصول زیر پیشنهاد میشود :

1- کاربرد موفق درنزد طرح سازه ای موثر واتصالات مناسب

2- اندازه و شکل قطعات با توجه به چگونگی تولید و نحوه اجرا تعیین میگردد

3- پانل های پیش ساخته نما دار میتوانند به عنوان پوشش وهم به عنوان اعضای باربر در سازه به کار رود

4- تاثیرات تعقیرات حجمی بتن ناشی از خزش و افت و تعقیرات درجه حرارت باید در همه سازها مد نظر قرار گیرد و بیشترین تاثیر دراقتصاد را تکرار قطعات پیش ساخته دارد بنابر این تا آنجا که میشود باید از قطعات تکراری و پیش ساخته استفاده شود

بتن جسمی فشرده و دارای جرم است و این خصوصیت جهت مقابله با نیرو های باد ومقاومت در برابر آتش سوزی و تعقیرات دمایی و بهبود خواص آکوستیکی مناسب است و همچنین جهت تعیین نیرو های مقاوم در مقابل واژگونی مناسب است

با توجه به طیف گسترده موارد استفاده و تطابق قطعات پیشنهادی با اهداف گوناگون و با قیمتی مناسب و قابل رقابت با جانشین های آن تولیدات میتواند ازحجم مصرف بسیار مطلوبی برخوردار شود به ویژه قطعات خاص که موارد مسکونی -اداری-بهداشتی -صنعتی وکشاورزی را شامل میشود

فصل دوم از کتاب یتن پیش ساخته وپیش تنیده (بهزاد حری):

محصولات متداول بتن پیش ساخته :

1- تیر های با مقطع I شکل 2- تیر های جعبه ای 3- تیر های T شکل حبابی 4- تیر های مقطع T وارونه 5- تیر های L شکل 6- تیر های با مقطع ذوزنقه 7- دال های با مقطع مستطیل 8- ستون با مقطع مستطیل شکل یا مربع شکل

کاربرد ها :

1- پل ها 2- سازه ساختمان ها 3- ساختمان های اداری 4- سازه های پارکینگ 5- ساختمان های مسکونی 6- قطعات پیش ساخته نما 7- ساختمان های صنعتی وانبار 8- دیوار های بتنی وپیش ساخته 9- استادیوم ها ومیادین ورزشی 10- ساختمان ها با کاربری دیگر 11- سازه های زیر زمینی مانند تونل و مترو 12- سازه هایی مانند سازه های برق 13- تراورس های راه آهن و مخازن

خصوصیات واصول کلی سازه های پیش ساخته :

1- اجرای سریع 2- قابل اجرا در هر آب وهوایی 3- خواص حرارتی وصوتی قابل کنترل 4- مقاومت در برابر آتش وبهره مندی از دوام بالا 5- کیفیت قابل کنترل در قطعات تولید شده کارخانه ای 6- سطح جذاب ومتنوع (اشکال زیبا و و رنگ ها وسطح تمام شده مطلوب در قطعات پبش ساخته نما ) با پیش تنیده سازی نسبت های بالای دهانه با عمق کم وکارای موثر و صرفه جویی در استفاده از مصالح

رعایت اصول اجرایی :

1- تکرار قطعات 2- اتصالات دقیق 3- طراحی کارامد ومنطبق با سازه

مزایای عمده روش های پیش ساخته سازی:

1- افزایش عمر ساختمان 2- امکان تولید به صورت انبوه 3-کاهش زمان اجرای کار ساختمان 4- کاهش قیمت تمام شده به دلیل تولید انبوه 5- تعقیرات شرایط جوی مانند گرما و سرما تاثیری در تولید مصالح وقطعات پیش ساخته در محل کارخانه تولیدی ندارد 6- امکان کنترل کیفی و آزمایشات مد نظر 7- حمل مصالح پیش ساخته شده به محل ساختمان نه تنها باعث افزایش هزینه نمیگردد بلکه در اغلب موارد به صورت مجزا به طریقه ای سنتی نیز ارزان تر تمام میشود

نقش استاندارد در تولید قطعات پیش ساخته :
لازم به ذکر است که به دلیل متنوع بودن نوع قطعات استاندارد خاصی در خصوص قطعات پیش ساخته وجود ندارد تنها منابع استاندارد موجود در ایران آیین نامه شماره 185 طرح و محاسبه ساختمان های بتن آرمه و همچنین آیین نامه 519 بارگذاری میباشد که مورد استفاده قرار میگیرد استاندارد های بین المللی آن ASTMوRCI میباشد . ضمنا نشریه شماره 130 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تحت عنوان بتن واجرای آن نیز موجود است

قالب قطعات پیش ساخته:

این نوع قالب ها از نوع قالب های خاص میباشند و بر اساس طرح و نقشه قطعه طراحی وساخته میشوند

خصوصیات ویژه بتن مصرفی در قطعات پیش ساخته :

در روش پیش ساخته سازی بتن با اسلامپ صفر درون قالب ریخته میشود و مجموعه تحت ضربات وتکان های قائم با فرکانس کم قرار میگیرد تا جایی که بتن متراکم شود . سرعت ارتعاش در حدود 250 ضربه در دقیقه است . یتن حاصل از این روش با مقاومت بالا متراکم وبا خاصیت جذب رطوبت بسیار کم است

بتن پیش تنیده

سازه های بتن پیش تنیده به علت حذف بعضی از ستون ها و پایه ها ، امکان اجرای سازه با دهانه های وسیع

تر را

امکان پذیر ساخته و قابلیت سازه از نظر معماری را بالا می برد. به طور مثال سطح هیپربولوئید بتن پیش تنیده که

برای

پوشش سقف ساختمان های صنعتی با دهانه های 10 تا 18 متر ، سازه های فضایی و ... به کار می رود از نظر

اقتصادی بسیار مقرون به صرفه و از نظر معماری زیبا است.

کاربرد بتن پیش تنیده: بتن پیش تنیده برای غلبه بر مشکل ترک خوردن در بتن آرمه است به کار

می رود.

بتن پیش تنیده برای اولین بار درسان فرانسیسکو در سال 1886به ثبت رسید. زمانی که یک قسمتی ساختمانی

پیش از حمل بار خدمات، متراکم شود پیش تنیدگی به وجود می آید برای جبران این گونه خسارتها از بتن پیش تنیده

استفاده میشود . بتن پیش تنیده به عنوان نسل سوم بتن معرف است. بتن پیش تنیده توسط فولاد مسلح کشیده

شده در یک جزء ساختمان به وجود میاید. مراحل بتن ریزی ، پیش تنیدگی می تواند به عنوان پیش تنیدگی بتن

و پس تنیدگی بتن تقسیم بندی شود. پیش تنیدگی بتن ، فولاد مسلح را پیش از بتن ریزی تحت کشش قرار می دهد

و پیش تنیدگی بتن نیز به پیوند ساخته شده بین فولاد مسلح کشیده می شوده و بتن سفت شده اعمال می شود.

در تکنیک پس تنیدگی فولاد مسلح یا تاندون بعد از بتن ریزی و بدست آوردن مقاومت مناسب کشیده می شود .

در پس تنیدگی تاندون های فولادی در بتن با مقاومت درست در حفره های محفوظ قرار داده می شود.

در اروپا به دلیل فقر فولاد ، بتن پیش تنیده به عنوان یک ماده سازنده مجاز بعد از جنگ جهانی دوم شناخته شده

است.

اولین ساختار بتن پیش تنیده در آمریکای شمالی،برای ساخت پل خاطره انگیز ، در سال 1951به پایان رسید.

این روزها با توسعه بتن پیش تنیده پل ها با دهانه های طویل ، ساختمان های بلند وبرجها ، . . . ساخته می شود.

پلهای ساخته شده بوسیله بتن پیش تنیده در اسپانیا در حال حاضر با دهانه اصلی 440 متر ساخته می شود.

برجهایی در کانادا تورنتو که با بتن پیش تنیده ساخته شده به ارتفاع 553 متر است.

انواع بتن پیش تنیده: بتن پیش فشرده. بتن پیش تنیده. در یک تیرچه بتن آرمه کمتر از نیمی از

بتن تحت فشار قرار

می گیرد و ترک ها در کف تیرچه تحت بارگذاری کامل ایجاد میشود. زمانی که یک تیرچه بتن پیش تنیده می شود،

تمامی بتن متراکم می شود. مکان های خارج از مرکز فولاد مسلح در تیرچه ، خمیدگی به وجود می آورد. تیرچه

بتن پیش تنیده در اثر بارگذاری هموارتر می شود ، اما باز هم تمامی بتن متراکم نمی باشد و هیچ گونه ترکی بوجود

نمی آید. اضافه بر فقدان ترک ها ، عمل ساختاری در تیرچه های بتن پیش تنیده بسیار موثرتر از تیرچه های مسلح

معمولی هستند و همچنین از مواد کمتری نیز استفاده می کنند. اولین مرحله در پیش تنیدگی به این صورت

هست که رشته های پیش تنیده فولاد در عرض کف قالب بسط داده می شود. در مرحله بعد بتن در اطراف

رشته های کشیده شده و ریخته می شود و بتنها به رشته ها می چسبند. زمانی که رشته ها قطع می شوند،

بتن ها متراکم شده و تیرچه خمیده می شود.

انواع بتن: بتن پس تنیده بتن پاششی بتن پیش تنیده بتن خود تراز بتن خود تراکم بتن با مقاومت

بالا بتن نفوذ ناپذیر

در پس تنیدگی طی عمل آوری بتن، بتن مجاز نمی باشد که به رشته های فولاد بچسبد. بعد از عمل آوری بتن ، رشته

ها به وسیله یک جک هیدرولیک ، تنیده شده و به انتهای تیرچه متصل می شود.

مزایای بتن پیش تنیده : نداشتن ترکهای دائمی در بتن پیش تنیده : یکی از مهمترین خاصیت سازه های

بتن پیش تنیده نداشتن ترک های دائمی است. این موضوع موجب دوام بیشتر این نوع سازه ها نسبت به سازه های

بتنی و بتن آرمه میبا شد . این امر به خصوص در مکانهاهایی با گازها و زمین های خورنده و همچنین سازه های

دریایی بسیار مورد اهمیت است. استفاده از بتن پیش تنیده بهتربودن نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانکرهای آب

و مخازن به منظوره نداشتن ترک است .

وزن کمتر سازه بتن پیش تنیده: وزن سازه های بتن پیش تنیده به مراتب از وزن سازه های بتن

آرمه معادل

وکمتر است . به این دلیل که از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود ، میزان بتن مورده نیاز کمتر است .

مورد بعد چون فولاد مصرفی دارای مقاومت بیشتری است ، معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد

معمولی معادل است.

نداشتن خیز به سمت پایین در بتن پیش تنیده: نداشتن خیز به طرف پایین تیرهای بتنی پیش تنیده

تحت

تاثیره بارهای معمولاً کم تر است. چون قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری

خیز به سمت بالا و در تیر نیز به وجود می آید، که از شدت خیز به سمت پایین کم می کند.

آزمایش سازه قبل از بارگذاری در بتن پیش تنیده: در سازه های بتن پیش تنیده قبل از وارد آوردن بارهای

سرویس ، سازه به وسیله نیروی پیش تنیده به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت تاثیره قرار می گیرد ،

این یک نوع عرضیابی از نظر اطمینان داشتن به بتن و فولاد است.

قابلیت انعطاف پذیری در بتن پیش تنیده: با عوض کردن مقداری نیروی پیش تنیدگی می توان سازه را آسان و یا

انعطاف پذیر کرد ، بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییرکند.

اقتصادی بودن سازه بتن پیش تنیده: سازه های بتن پیش تنیده معمولاً برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین

بتن آرمه اقتصادی تر استفاده میشود.

تحقیق در مورد بتن پیش تنیده

مطالب مشابه :

تحقیق در مورد شرکت ایران خودرو

حل المسایل طراحی اجزای ماشین شیگلی به زبان فارسی

موضوعات تحقیق در رشته کامپیوتر

تحقیق در مورد بتن پیش تنیده

تحقیق در مورد شناخت گچ

کتاب

نسل های کامپیوتر

تحقیق در مورد شرکت ایران خودرو