پیش تنیدگی (Prestressing) یکی از تکنیک‌های پیشرفته در مهندسی عمران است که هدف آن افزایش استحکام بتن و کنترل ترک‌های احتمالی در سازه‌های بتنی می‌باشد. این روش با اعمال تنش‌های کنترل‌شده به میلگردها یا کابل‌های فولادی قبل یا بعد از بتن‌ریزی، موجب بهبود عملکرد سازه در برابر بارهای وارده می‌شود.
در واقع، پیش تنیدگی یعنی “ایجاد کشش در آرماتور یا کابل‌ها به منظور ایجاد فشار فشاری در بتن” تا مقاومت بتن نسبت به نیروهای کششی طبیعی بیشتر شود.
تاریخچه پیش تنیدگی
اولین بار، ایده‌ی پیش تنیدگی توسط “اوژن فرِیسینِه” (Eugène Freyssinet) مهندس فرانسوی در اوایل قرن بیستم مطرح شد. او دریافت که بتن، ماده‌ای عالی برای تحمل فشار است، اما در برابر کشش بسیار ضعیف عمل می‌کند. با ابداع پیش تنیدگی، این ضعف به میزان زیادی جبران شد و استفاده از بتن پیش تنیده در پروژه‌های بزرگ سراسر جهان گسترش پیدا کرد.
انواع پیش تنیدگی
- پیش تنیدگی قبل از بتن‌ریزی (پیش کششی – Pre-Tensioning):
در این روش کابل‌های فولادی ابتدا کشیده می‌شوند و سپس بتن دور آنها ریخته می‌شود. پس از گرفتن بتن، کابل‌ها رها شده و تنش ایجاد شده به بتن منتقل می‌شود. تیرچه‌های پیش تنیده نمونه‌ای رایج از این روش هستند. - پیش تنیدگی بعد از بتن‌ریزی (پس کششی – Post-Tensioning):
در این روش ابتدا بتن بدون کشش ریخته شده و پس از سخت شدن اولیه، کابل‌ها درون غلاف‌هایی کشیده شده و توسط جک مخصوص کشیده می‌شوند.
مزایای پیش تنیدگی
- افزایش مقاومت بتن در برابر بارهای کششی و خمشی
- بهینه‌سازی ابعاد سازه (کاهش ابعاد تیر و دال)
- کاهش وزن کلی سازه
- کنترل ترک خوردگی بتن
- افزایش طول دهانه بدون نیاز به ستون میانی
- افزایش عمر مفید ساختمان
کاربردهای بتن پیش تنیده
- پل‌های بتنی با دهانه‌های بلند
- سقف‌های پیش تنیده (مانند دال پیش تنیده و سقف هالوکور)
- پارکینگ‌های طبقاتی
- استادیوم‌ها و سالن‌های ورزشی بزرگ
- مخازن آب، سیلوها و برج‌های صنعتی
پیش تنیدگی در تیرچه‌ها و سقف‌های ساختمانی
امروزه تیرچه‌های پیش تنیده جایگزین مناسبی برای تیرچه‌های سنتی شده‌اند. تیرچه پیش تنیده با استفاده از کابل‌های فولادی پیش کشیده شده تولید می‌شود که علاوه بر افزایش مقاومت، وزن کمتری هم نسبت به تیرچه‌های خرپایی دارد و باعث سبک‌سازی سازه می‌شود.
همچنین سقف‌هایی مانند سقف هالوکور پیش تنیده، یکی از بهترین گزینه‌ها برای اجرای سریع و مقاوم سقف‌های ساختمان‌های تجاری و مسکونی به شمار می‌روند.
تفاوت بتن پیش تنیده با بتن معمولی
| ویژگی | بتن معمولی | بتن پیش تنیده |
| مقاومت کششی | بسیار کم | بسیار بالا |
| میزان ترک خوردگی | زیاد | بسیار کم یا بدون ترک |
| ابعاد سازه | بزرگ‌تر | کوچک‌تر و اقتصادی‌تر |
| طول دهانه بدون ستون | محدود | بلندتر و بازتر |
| هزینه اولیه | کمتر | کمی بیشتر ولی مقرون به صرفه در بلندمدت |
آیا استفاده از بتن پیش تنیده اقتصادی است؟
هرچند در ظاهر، هزینه ساخت اولیه‌ی بتن پیش تنیده بیشتر از بتن معمولی است، اما در بلندمدت این روش به شدت اقتصادی خواهد بود.
کاهش مصرف بتن و فولاد، کاهش تعداد ستون‌ها، افزایش طول دهانه‌ها، کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش طول عمر سازه، همگی باعث می‌شوند که پروژه‌های پیش تنیده در مقایسه با روش‌های سنتی بسیار به صرفه‌تر باشند.
نتیجه‌گیری
پیش تنیدگی یک تحول مهم در صنعت ساخت‌وساز است که با افزایش کیفیت، مقاومت و عمر مفید سازه‌ها، تحولی بنیادین ایجاد کرده است. امروزه به ویژه در پروژه‌های بزرگ و پروژه‌هایی که نیاز به دهانه‌های بلند یا سازه‌های سبک دارند، استفاده از تکنولوژی پیش تنیدگی به عنوان یک الزام شناخته می‌شود.
منابع : سایت رسمی کارخانه ایران تیرچه ، smtnews.ir ، terasmag.ir ، findplus.ir ، aminmasaleh.com
