در پیش تنیدگی، طول سیم، کابل یا طناب فولادی را در قالب خالی گذاشته و سپس کشیده و لنگر میاندازند. آرماتور همان مفتول فولادی است، اما مفتول ها روی یک قاب ثابت تحت کشش قرار می گیرند (کشیده می شوند)، دور سیم های محکم قالب بندی می شود و بتن در آن ریخته می شود.
پیش تنیدگی چه کاربردی دارد؟
پیش تنیدگی بتن (روش های پیش تنیدگی بتن) یکی از جدیدترین متدهایی است که به تازگی وارد کشور ما شده است و تحولی نو در عرصه ساختمان سازی در جهان به راه انداخته است. از این راهکار جدید برای ایجاد ایمنی در ساختمانها و سازه های غول پیکر نظیر پلها و سدها، و یا برجهای بلند مرتبه در مقابل حوادث طبیعی و غیرطبیعی همچون سیل، زلزله، و آتش سوزی استفاده های گسترده ای بعمل می آورند.
بتن پیش تنیده در طیف وسیعی از ساختمانها و سازههای عمرانی شهری و روستایی استفاده میشود که عملکرد بهبود یافته آن می تواند منجر به ایجاد دهانههای طولانی تر، کاهش ضخامت سازه و صرفه جویی در مصالح در مقایسه با بتن مسلح ساده شود.
خوب است بدانیم که از اوایل دهه 1950، بتن پیش تنیده در کارگاه های مجهز ساختمانی مورد آزمایش و ساخت قرار گرفت و در سازه های بتنی ساختمانی بصورت وسیعی بکار گرفته شد. همانطور که قبلاً هم گفتیم، استفاده از بتن پیش تنیده مزایای زیادی دارد که از جمله ی آن باید به ایجاد دهانه بزرگتر و اندازه عناصر نازکتر در مقایسه با بتن مسلح معمولی اشاره کرد. در همین راستا، با کاربرد گسترده بتن و تیرچه پیش تنیده، تعمیر سازه های بتنی پیش تنیده زمانی که تاندون های موجود در آنها آسیب ببینند (به عنوان مثال ایجاد خوردگی، بریده شدن یا شکستگی…) ضروری و گاه حیاتی به نظر می رسد. تمرکز ما در این نوشتار بر ترمیم تیرچه های بتنی پیش تنیده ی آسیب دیده با استفاده از تکنیک پارچه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن (CFRP) و کشف یک تکنیک جدید برای تقویت با اتصال عناصر ساختاری با استفاده از رشتههای پس کششی خارجی است. این کار به منظور بررسی مناسب بودن چنین تکنیک هایی از طریق تحقیقات آزمایشگاهی و از طریق آزمایش و سنجش تیرچه های پیش تنیده ساده تحت بار خَمِشی به انجام می رسد. تیرچه های تعمیر شده برای ارزیابی با تیرهای سالم کنترلی باید مورد مقایسه قرار بگیرند. سیستم های تعمیر تیرچه های پیش تنیده باید به صورت ترکیبی عمل کنند، با یک سازه موجود برای موثر بودن و به اشتراک گذاشتن بارهای اعمال شده بر روی آن.
استحکام بخشی بتن و تیرچه پیش تنیده با استفاده از تکنیک CFRP، یکی از آن روشهایی است که معمولاً مورد استفاده ی گسترده ی مهندسان عرصه ی عمران و راه و ساختمان قرار می گیرد. جهت افزایش دوام تیرچه های پیش تنیده، قابلیت سرویس دهی دوباره ی آنها و افزایش ظرفیت خمشی تیرچه های آسیب دیده، لازم است که انتشار ترک های بوجود آمده را کنترل کرده و انحرافات را در صورت اعمال بارِ بعدی کاهش دهید.
یک آزمایش برای تعمیر تیرچه پیش تنیده :
مجموعه ای از سه تیرچه را که با استفاده از بتن مخلوط آماده و با میانگین چیزی حدود 28 روز ساخته شد، تحت مقاومت فشاری 45 مگاپاسکال و بر اساس سیلندر استاندارد قرار گرفتند. یک پیش تنیدگی با استراحت کم ASTMA4167 رشته وایرهای با استحکام کششی 1860 مگاپاسکال و قطر 12.7 میلی متر درتقویت هر تیرچه پیش تنیده بکار گرفته شد. تیرچه ها نیز با بکارگیری دو میله در بالا و پایین به قطر 10 میلی متر و رکاب به قطر 10 میلی متر با فاصله 200 میلی متر تقویت شدند.
خواص پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن (CFRP):
ماده CFRP با استفاده از نیروی مقاومت بالایی به تیرچه بتن پیش تنیده آسیب دیده جهت اِپوکسی استحکام و برای جبران افت استحکام ناشی از آسیب وارده چسبانده شد. CFRP مورد استفاده در این تحقیق کامپوزیت تایفو اِس CH-41 است که از مواد تقویت کننده ی اِپوکسی تایفواِس و تایفو اِس CH-41 تشکیل شده است.ماده ی تایفو اِس CH-41، یک ماده ی کربنی سفارشی و یک طرفه است که جهت گیری آن در جهت صفر درجه موازی با تیرچه ی N.A می باشد. اِپوکسی تایفو اِس از دو عنصر ماتریس اِپوکسی تشکیل شده است.
تعمیر و نگهداری تیرچه های نگهداری در ایران
از ورود تیرچه های پیش تنیده به کشور ما عمر چندانی نمی گذرد. با اینحال برای تعمیر و نگهداری و ترمیم این تیرچه های پیش تنیده باید فکری کرد. از نظر اصول مهندسی مهمترین کارهایی که باید در این راستا به انجام رسد کنترل طراحی دال بتنی است که آنهم می بایست به کمک نرم افزارهای استاندارد مخصوص پیش تنیدگی صورت بگیرد. بعلاوه، این کار حتماً لازم است که با شناخت کافی و کامل از مصالح بکار رفته در پیش تنیدگی و همینطور موادی که سبب ایجاد خرابی در تیرچه پیش تنیده شده اند صورت بگیرد. در صورتی که دال بتن پیش تنیده بد طراحی شده باشد و یا خرابی در طی مراحل اجرای سقف پیش تنیده بوجود آمده باشد که این ها از مهمترین عوامل در خراب شدن تیرچه پیش تنیده به حساب می آیند. بکار بردن مصالح پیش تنیدگی غیر استاندارد و کاربرد غیر اصولی آنها هم می تواند از دیگر علل بوجود آمدن خرابی در تیرچه پیش تنیده باشد. پس، مهم شناخت علتهای بوجود آمدن خرابی است که با کمک آنها مهندسین متخصص بتوانند اقدام به تعمیر، ترمیم و نگهداری و بازسازی سقفها و تیرچه های پیش تنیده کنند.
برای ترمیم بتن پیش تنیده متخصصان این حوزه از انواع ملاتهای آماده استفاده می کنند که ملاتهای پلیمری، نیمه پلیمری، چسب های اِپوکسی، رزین های تزریقی و چسب های لاتکس نمونه هایی از این ترمیم کننده های خرابی های بوجود آمده در تیرچه های پیش تنیده بشمار می آیند. در نهایت لازم به تذکر است که کاربرد این مواد بستگی به ابعاد منطقه ی آسیب دیده ، ضخامت ترمیم، مقدار بار وارد شده به نقطه ی آسیب دیده و همینطور میزان مقاومت شیمیایی بخش تخریب شده دارد.