تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت

تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت از جنبه های نیروی پیش تنیدگی، کنترل ترک، تحلیل سازه و جمع شدگی قابل بررسی است.

بتن پیش تنیده از مصالح مدرن در ساخت و سازها است که امتیازات استفاده از آن موجب شده است که استفاده از آن در ساخت و سازها متداول شود. احتمال اینکه بتن پیش تنیده در زمان اعمال بار از خود عملکرد متفاوتی در طی گذشت مدت زمان متفاوت نشان دهد، بسیار زیاد است که در این مطلب می خواهیم به صورت مفصل به آن بپردازیم.

چه مواردی در بارگذاری کوتاه مدت اثرگذار هستند؟

منظور از بارگذاری کوتاه مدت، بارهایی هستند که اثرات آنها در بازه زمانی کوتاه نمایان می شود. در چنین شرایطی چندین مورد دارای اهمیت بیشتری است:

• مقاومت لحظه ای بتن
• بارهای مرده و زنده اولیه
• میزان نیروی اولیه پیش تنیدگی
• ویژگی های فولاد پیش تنیدگی
• مدول الاستیسیته در بتن

تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت چشمگیر هستند و هر کدام روی مؤلفه ای خاص متمرکز هستند.

چه مواردی در بارگذاری طولانی مدت اثرگذار هستند؟

منظور از بارگذاری طولانی مدت، بارهایی هستند که بر اثر گذشت زمان موجب تغییر و تحولاتی می شوند. زمانی که از بارگذاری طولانی مدت صحبت می کنیم بیشتر به موارد زیر فوکوس داریم:

• جمع شدگی بتن
• میزان رطوبت موجود در هوا
• دما
• وادادگی فولاد پیش تنیده
• کاهش نسبی نیروی پیش تنیدگی
• تغییرات شرایط محیط

رفتار بتن پیش تنیده در زمان اعمال بار چگونه است؟

زمانی که بار برای اولین بار به بتن پیش تنیده اعمال می شود، بتن و فولاد با همکاری هم به مقابله با بار اعمال شده می پردازند.

پیش تنیدگی سبب شکل گیری تنش فشاری اولیه در بتن می شود. لذا زمانی که بارهای بهره برداری سبب ایجاد تنش کششی می شوند، قسمتی از این تنش نخست توسط فشار شکل گرفته از پیش تنیدگی حذف می شود.

بتن پیش تنیده در کوتاه مدت در اثر بار اعمال شده دچار تغییراتی مانند موارد زیر است:

• کنترل ترک ها به خوبی انجام می شود.
• به خوبی از ظرفیت مصالح استفاده می شود.
• خیز کمتری ایجاد می شود.
• دهانه های بزرگتر به خوبی پوشش داده می شوند.

افت نیروی پیش تنیدگی با مرور زمان به چه صورت است؟

یک تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت مربوط به افت نیروی پیش تنیدگی است. نخست تاندون ها با نیروی معین در معرض کشش قرار می گیرند ولی این نیرو به مرور کم می شود.

عمده ترین افت های طولانی مدت شامل موارد زیر است:

• افت ناشی از خزش بتن: تغییر شکل تدریجی بتن سبب پایین آمدن تنش موجود در این تاندون ها می گردد.
• افت ناشی از جمع شدگی: در صورت جمع شدگی بتن احتمالاً طول مؤثر فولاد کم می شود و این مسئله سبب کاهش تنش می شود.
• وادادگی فولاد پیش تنیدگی: اعمال تنش بزرگ موجب می شود که فولاد به تدریج، قسمتی از تنش خود را از دست بدهد.

 تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت به چه صورت است؟

رفتار بتن در اینجا را از چندین نظر بررسی می کنیم تا متوجه شویم که کدام رفتارها در کوتاه مدت و کدام رفتارها در طولانی مدت بیشتر دچار تغییرات می شوند.

چرا بررسی بلند مدت در طراحی ضروری است؟

یک سازه در روزهای نخست خود بعد از اجرا دارای عملکرد کاملاً قابل قبول است ولی این مسئله صرفاً نمی تواند تضمین کننده عملکرد بسیار خوب در سال های آینده باشد.

بنابراین مهندسان باید با در نظر داشتن تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت ، دید بلند مدت داشته باشند و حتماً موارد زیر را در ذهن خود داشته باشند:

• خیز نهایی سازه
• عملکرد سازه در طول مدت بهره برداری
• میزان نیروی اثرگذار باقی مانده در تاندون ها
• وضعیت تنش های بتن در سال های آینده
• وضعیت ترک های احتمالی در روزهای آینده

راهکارهای کنترل اثرات بلند مدت بارگذاری در عضو پیش تنیده چیست؟

• عمل آوری خوب بتن: عمل آوری باید به خوبی انجام شود تا قدرت بتن را افزایش دهد و میزان جمع آوری را به حداقل برساند. تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت در صورت عمل آوری خوب، کمتر است.
• استفاده از بتن پیش تنیده باکیفیت: هر چقدر که بتن پیش تنیده دارای کیفیت بالاتر باشد، احتمال تغییرات منفی آن با گذشت زمان کمتر است. بتن پیش تنیده تولیدی بتن پیش فشرده ایران bpico از کیفیت بسیار خوب برخوردار می باشد و کیفیت خود را با گذشت زمان حفظ می کند.
• محاسبه دقیق افت ها: طراح باید افت های کوتاه مدت و بلند مدت نیرو پیش تنیده را به خوبی پیش بینی کند.
• اجرای مهندسی: هر چقدر که به اصول اجرا بیشتر توجه شود، مسیر درست تاندون ها درنظر گرفته شود حتماً از بروز اثرات منفی جلوگیری می شود.
• انتخاب مناسب نیروی اولیه: نیروی اولیه تاندون باید به صورتی باشد که بعد از افت های در نظر گرفته شده، نیروی اثرگذار همچنان وجود داشته باشند.
• استفاده از مصالح تقویتی: اگر از مصالح تقویتی درجه یک استفاده شود می تواند به کنترل تنش ها کمک کند تا تغییرات کمتری ایجاد شود.

سخن پایانی

تفاوت رفتار بتن پیش تنیده در بارگذاری کوتاه مدت و بلند مدت نشان می دهد که طبیعتاً با گذشت زمان شاهد تغییرات ناخواسته ای در بتن هستیم که حتماً بر کیفیت سازه اثر می گذارند. اما با اقدامات مهندسی و هوشمندانه می توان از ایجاد این تغییرات جلوگیری کرد. حتماً استفاده از بتن پیش تنیده باکیفیت موجب افزایش طول عمر و حفظ کیفیت بتن پیش تنیده با گذشت زمان می شود.