بتن پیش‌تنیده که به انگلیسی به آن: Prestressed concret هم می‌گویند روشی است که سازندگان برای برطرف کردن ضعف بتن در برابر کشش استفاده می‌کنند، در این روش معمولا از تاندون‌های پیش‌تنیده که اغلب کابل‌های فولادی کششی هستند برای ایجاد بارهای مقاوم استفاده می‌شود . این بارهای مقاوم، با ایجاد تنش فشاری ، سبب به وجود آمدن تعادل با تنش کششی می‌گردند که این تنش‌های کششی نیز به نوبه خود، در هنگام وارد آمدن بار خمشی در یک عضو فشاری بتنی ظاهر می‌شوند. این کار توسط رشته های فولادی، غلاف و … انجام می‌شود و نیاز به ابزارهای خاصی دارد . انواع روشهای پیش تنیدگی بتن شامل پیش تنیدگی به روش پیش کشیده و پیش تنیدگی به روش پس کشیده انجام می‌شود. معمولا در بتن‌های مسلح عادی، از میلگردهای فولادی در داخل بتن استفاده می‌شود .
سقف‌های بتنی پیش تنیده :
ایجاد یک تنش ثابت و دائمی (Prestress) در یک عضو بتنی به نحو دلخواه و به اندازه لازم را بیش تنیدگی می‌نامند، البته در اثر این تنش، مقداری از تنش‌های ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو خنثی شده و در نتیجه مقاومت باربری آن افزایش پیدا می‌کند . هدف اصلی ، محدود کردن تنش‌های کششی و ترکهای ناشی از لنگر خمشی ، تحت تاثیر بارهای وارده در آن عضو می‌باشد . بتن جسمی است مقاوم در مقابل فشار ، ولیکن مقاومت آن در مقابل کشش بسیار کم می‌باشد، بنابراین می‌شود با وارد کردن فشار به بتن ، کشش ایجاد شده در اثر بار مرده و زنده را در عضو بتنی ساختمان کم کرده و در نتیجه مقاومت آن را افزایش داد .
عملکرد بتن پیش تنیده :
در این نوع سقف‌ها به دلیل افزایش سطح مقطع مؤثر فشاری بتن، ضخامت دال کاهش یافته و علاوه بر کاهش وزن سقف، امکان اجرای دهانههای بلند هم فراهم می‌شود. همچنین با تغییر مقطع و کاهش یا حذف عمق ناحیه کششی بتن ، ترک خوردگی و توسعهٔ آن در مقطع بتنی ، کاهش یا حذف شده و در نتیجه دوام مجموعه و مقاومت آن در محیط‌های خورنده افزایش می‌یابد . در این سیستم به دلیل کاهش ضخامت سقف ، علاوه بر کنترل تنش‌های خمشی و برشی و تغییر شکل‌ها ، کنترل برش پانچ در محل اتصال دال به ستون نیز قابل توجه است.
مزایا سقف‌های بتنی پیش تنیده :
۱- نداشتن ترکهای دائمی یکی از مهمترین خواص سازه‌های این نوع بتن نداشتن ترکهای دائمی می‌باشد . این موضوع باعث دوام بیشتر این نوع سازه‌ها نسبت به سازه‌های بتنی و بتن آرمه می‌شود . این امر به خصوص در محیط‌هایی با گازها و زمین‌های خورنده و همچنین سازه‌های دریایی بسیار حائز اهمیت می‌باشد . برتری این نوع بتن نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانکرهای آب و مخازن به جهت نداشتن ترک واضح است .
۲- وزن کمتر سازه وزن سازه‌های به مراتب از وزن سازه‌های بتن آرمه معادل کمتر است . اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می‌شود ، میزان بتن لازم کمتر است . ثانیاً چون فولاد مصرفی دارای مقاومت زیادتری است ، معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی معادل می‌گردد .
۳- نداشتن خیز به سمت پایین خیز به طرف پایین (deflection) تیرهای بتنی تحت اثر بارهای سرویس معمولاً بسیار کم می‌باشد . زیرا قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، تحت تاثیر نیروهای مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است ، که از شدت خیز به طرف پایین می‌کاهد .
۴- تست سازه قبل از بارگذاری در سازه‌های بتن قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، سازه به وسیله نیروی آن به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت اثر تنش‌های زیادی قرار می‌گیرد ، و این خود یک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد می‌باشد .
۵- قابلیت انعطاف‌پذیری با تغییر مقداری نیروی آن می‌توانسازه را صلب یا انعطاف‌پذیر کرد ، بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییری بکند .
۶- اقتصادی بودن سازه سازه‌های معمولاً برای دهانههای بزرگ و بارهای سنگین اقتصادی تر از سازه‌های بتن آرمه می‌باشد .
۷- انعطاف‌پذیری در معماری سازه‌های به دلیل حذف بعضی از ستون‌ها و پایه‌ها ، امکان اجرای سازه با دهانههای بزرگتر را امکان‌پذیر ساخته و قابلیت سازه از نظر معماری را افزایش می‌دهد .
به عنوان مثال سطح هیپربولوئید (که از دوران هذلولی به وجود می‌آید) آن برای پوشش سقف ساختمان‌های صنعتی با دهانههای ۱۰ تا ۱۸ متر، سازه‌های فضایی و … از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه و از نظر آرشیتکتی بسیار زیبا می‌باشد .
معایب سقف‌های بتنی پیش تنیده :
تخریب این سیستم سقف به دلیل وجود میلگردهای آن بسیار پر خطر بوده و باید با روشهای خاص توسط تیم فنی آموزش دیده ، صورت گیرد .
از نکات حائز اهمیت در اعضای آن پس کشیده ، مسئله افت و وادادگی کابل‌ها به دلایلی نظیر ، کاهش اصطکاک بین کابل و غلاف ، لغزش مهار انتهایی و فرورفتن گوه گیرداری در ابتدا و انتهای کابل ، کهولت کرنش (relaxation) و شل شدگی فولاد ، جمع شدگی بتن یا خزش و انقباض و آب رفتگی بتن به مرور زمان می‌باشد که لازم است به دقت محاسبه شده و مورد توجه قرار گیرد .
کاربرد بتن پیش تنیده :
نمودن مقاطع از دیرباز از پل‌ها و اسکله‌ها کاربرد داشته و در سال‌ها ی اخیر استفاده از آن در سقف‌های دال تخت ، با دهانههای بلند و خصوصاً در سقف پارکینگ‌های طبقاتی و عموماً اعضایی که تحت اثر خمش می‌باشند ، توسعه یافته است .
از بتن پیش‌تنیده می‌توان برای ساخت تیرها ، کف طبقات یا پل‌هایی با طول دهنه‌های زیاد که در عمل با بتن مسلح معمولی قابل ساخت نیستند ، بهره برد.
منبع: وبلاگ پادیر گستر
