سازه پیش تنیده سازه ای است که مصالح اصلی آن که برای تحمل نیروها و انتقال آنها به کار میرود از ترکیبات بتن با انواع آرماتورها است.مزیت های سازه پیش تنیده در افزایش کارایی سازه هاپیش تنیدگی روشی است برای مقاوم سازی بتن یا مواد دیگر که توسط رشتههای فولادی با مقاومت بالا و یا میلگردها انجام میشود و بطور کلی به آن Tendon یا همان فولادهای پس تنیدگی با جك گفته میشود.
کاربرد سازه پیش تنیده
کاربردها تقریبا در تمام انواع سازهها سیستم سازه پیش تنیده کاربرد دارد.در سازه ساختمان ها، سازه پیش تنیده اجازه ایجاد دهانه آزاد بیشتر بین تکیه گاهها میدهد. ضمنا ضخامت دالهای بتنی نیز کمتر، تعداد تیرها کمتر و لاغرتر و امکان ساخت اعضا سازهای چشمگیر و نمایشی از مزایای سازه پیش تنیده است. دال نازکتر به معنای استفاده کمتر از بتن میباشد به علاوه این که ارتفاع کلی ساختمان برای ارتقای کف تا کف یکسان نیست به ساختمانی که از سیستم سازه پیش تنیده استفاده نشده کمتر میباشد.بنابراین سیستم سازه پیش تنیده باعث میشود وزن سازه پیش تنیده به طور قابل توجهی نسبت به ساختمان بتنی معمولی با همان تعداد طبقات کاهش یابد. این موضوع باعث کاهش بار فندانسیون میشود و میتوان مزیت اصلی سازه پیش تنیده برای نواحی لرزه خیز باشد.
کاربرد سازه پیش تنیده در سازههای پارکینگ ها، ساختمان(آپارتمانها) و در دفاتر کار، دالهای بتنی روی زمین، پلها و ورزشگاه ها، حفاری های سنگ و خاک، تانکهای ذخیره آب و مواد شیمیایی و … میباشد. در بیشتر حالت ها سیستم سازه پیش تنیده به عملیات اجرایی ساخت پروژه این امکان را میدهد در مواقع غیر ممکن ملزومات معماری طرح رعایت و محدودیت های موجود برطرف گردد. اگر چه سیستم سازه پیش تنیده در مراحل ساخت، سرهم کردن قطعات(مونتاژ)، برپاسازی و نصب در موقعیت به معلومات و دانش تخصصی و فنی نیاز دارد، مفهوم کلی کار به صورت زیر توضیح داده میشود :
اگر تعدادی بلوک چوبی که درون آنها سوراخی اجرا شده است و از میان سوراخ نوار لاستیکی عبور داده شود و دو طرف انتهای نوار لاستیکی را نگاه داریم، بلوک ها از قسمت پایین از هم جدا میشوند.در این شرایط سازه پیش تنیده توسط قرار دادن یک جفت مهره در دو انتهای نوار لاستیکی قابل شرح است بطوری که با پیچاندن مهرهها کم کم بلوکها در قسمت پایین به هم نزدیک شده و نهایتا سازه پیش تنیده به طور محکم به هم فشار خواهند آورد.در این حالت اگر از دو قسمت انتهایی مجموعه را بلند کنیم این بار مجموعه بلوک ها از هم جدا نمیشود و به وسیله سازه پیش تنیده بطور مستقیم و در کنار هم موقعیت خود را حفظ میکنند.
این نوار لاستیکی محکم شده در واقع همان Tendon (فولادهای پس تنیدگی) در مقیاس واقعی میباشند که توسط وسایل مهاری گوهای شکل در محل انتهایی بسته میشوند.
مزایای سازه پیش تنیده
برای درک بهتر مزایای سازه پیش تنیده دانستن اطلاعاتی از خواص بتن مفید خواهد بود. بتن در برابر فشار بسیار مقاوم است اما در برابر کشش ضعیف است. به عنوان مثال وقتی نیرویی کششی در مقطع آن عمل کند، ترک میخورد. به طور متداول در سازههای بتنی وقتی باری شبیه به خودرو در یک پارکینگ بر روی دال بتنی و یا تیرها قرار گیرد، تیر تمایل به انحنا و خم شدن دارد. این تغییر شکل خمیدگی باعث میشود پایین تیر اندکی دچار کشیدگی و ازدیاد طول شود.معمولا همین مقدار اندک کشیدگی برای ایجاد ترک در بتن کافی است. میل گردهای تقویتیفولادی به صورت مدفون در بتن به عنوان تقویت کشش برای محدود کردن عرض ترک قرار داده میشود. میلگردها در این حالت وقتی فقط به صورت مدفون در بتن قرار داده میشود به صورت نیروهای Pssive عمل میکند و تا زمانی که خیز در بتن به مرحله قبل از ایجاد ترک نرسیده است نیرویی را تحمل نمیکند.اما همان فولادهای پیش تنیدگی به صورت نیروهای Active در سیستم عمل میکنند. در سیستم سازه پیش تنیده به عنوان عامل مقاوم و موثر عمل میکند. به طوری که امکان بوجود آمدن ترک در بتن وجود نخواهد داشت.سازههای پیش تنیده حتی اگر تحت بارگذاری کامل قرار گیرند، میتوانند طوری سازه پیش تنیده طراحی شود که کمترین خیز و ترک در سازه ایجاد شود.