تاریخچه پیش‌تنیدگی

پل لوزانسی در فرانسه، اولین سازه پیش تنیده در جهان

مصری‌ها در 5000 سال پیش، در ساختن قایقهایشان از خاصیت پیش‌تنیدگی استفاده می‌کردند. بدین ترتیب که، برای اتصال چوب‌های بدنه قایق، تیغ‌های آهنی گرم به کار می‌بردند تا بعد از سردشدن و انقباض آن‌ها قطعات چوبی به هم فشرده شوند.
اولین کسی که ظاهراً توانست با ایجاد تنش فشاری در بتن مقاومت آن را تحت تاثیر لنگر خمشی افزایش دهد یک نفر آمریکایی به نام جکسون بود که اختراع خود را در سال 1886 به ثبت رسانید. دوسال بعد در سال1888 دوهرینگ مهندس آلمانی با قرار دادن یک میله فولادی کشیده شده در داخل دال بتنی توانست اولین دال بتنی پیش تنیده را ایجاد کند. در سال 1896 مدل مهندسی اتریش اصل پیش تنیدگی را در تیر بتن پیش تنیده از فولاد معمولی با تنش اولیه 120 نیوتن بر میلیمتر مربع استفاده کرد و از افت ناشی از نشست و وارفتگی آگاهی نداشت, فولاد به زودی کشش اولیه خود را از دست داد و تیر تبدیل به بتن آرمه معمولی شد. در سال 1939 امپرگر مهندس اتریشی استفاده از بتن آرمه که با پیش تنیدگی جزئی پیش تنیده شده و دارای آرماتورمعمولی (که در بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد) باشد و قطعه در موقع بار سرویس نیز بار کششی تحمل کند را مورد استفاده قرار داد.
در سال 1948 پروفسر آبلس انگلیسی اولین سازه بتن آرمه با پیش تنیدگی جزئی را در لندن بنا کرد.
در سال 1953 فدراسیون بین المللی پیش تنیدگی اولین کنگره خود را در لندن تشکیل داد. در چهارمین کنگره فدراسیون که در سال 1962 در رم تشکیل شد قدم‌های نوینی برای استفاده از بتن آرمه با پیش تنیدگی جزئی برداشته شد و کمیته مختلطی از فدراسیون بین المللی پیش تنیدگی F. I. P) ) و کمیته اروپایی بتن (C. E. B) به وجود آمد که درآن چهارنوع سازه از بتن آرمه تا پیش تنیده شدن کامل تعیین شده است. این چهار نوع اساساً با مقدار ازدیاد طول نسبی دورترین تارکششی بتن و ترک خوردگی بتن کشش از هم متمایز می شوند.

 

تئوری پیش تنیدگی:

پیش تنیده کردن عبارت است از اعمال تنش فشاری دائمی, قبل از اعمال بارهای بهره برداری, به منظور کاهش و یا از بین بردن تنش های کششی. قرار دادن کابل کشیده شده فولادی و مهار کردن آن در دو طرف عضو, باعث ایجاد تنش فشاری دائمی در مقطع بتنی خواهد شد. در طول اعضای خمشی, هم تار تحتانی در کشش قرار می گیرد (وسط دهانه) و هم تار فوقانی ( روی تکیه گاه). در مقاطع پیش تنیده, با جابجا کردن موقعیت کابل, مقدار و توزیع تنش فشاری قابل کنترل است

 

ضعف بتن در کشش:

بتن یکی از ارزانترین و عملی‌ترین مصالح ساختمانی بوده که مقاومت خوبی در برابر فشار دارد و تاب کششی کمی از خود نشان می‌دهد. در یک تیر که تحت تأثیر لنگر خمشی ناشی از بار مرده و زنده قرار دارد، در پایین تیر کشش وجود دارد که برای مقابله با کشش و جلوگیری از گسترش ترک ها، منطقة تحت کشش مسلح می‌گردد. اگر مقطع یک تیر بتن آرمة معمولی را در نظر بگیریم. قسمت بالای مقطع تحت فشار بوده و از باربری قسمت پایینی مقطع با توجه به ترکهای به وجود آمده در آن صرف نظر شده و این قسمت در واقع تنها آرماتورها را در جای خود نگه داشته است.