هدف اصلی از پیش تنیده کردن یک عضو بتنی ، محدود کردن تنش های کششی و ترک های ناشی از لنگر خمشی می باشد .
بتن مصالحی است مقاوم در مقابل فشار ولی مقاومت آن در تنش های کششی بسیار کم می باشد که معمولا در محاسبات از آن صرفنظر میگردد. بنابراین میتوان با وارد کردن نیروی فشاری به بتن ، کشش ایجاد شده در اثر بارگذاری را در عضو بتنی تقلیل و در نتیجه مقاومت آن را افزایش داد.
هدف اصلی از پیش تنیده کردن یک عضو بتنی ، محدود کردن تنش های کششی و ترک های ناشی از لنگر خمشی ، تحت تاثیر بارهای وارده در آن عضو می باشد . یکی از برتری های بتن پیشتنیده بر بتن آرمه این است که برای یک دهانه و بارگذاری مشخص، باید مقطع کوچکتری برای بتن پبش تنیده در نظر گرفت. این صرفه جویی در سازه های با دهانه بزرگ بخش بزرگی از بار را کاهش میدهد.
کاربرد بتن پیش تنیده معمولاً در عضوهایی است که تحت تاثیر خمش می باشد مانند : تیرها ، دال ها ، دیوارهای حائل و ستون ها . ولی می توان از بتن پیش تنیده در عضوهایی که تحت تاثیر کشش هستند مانند : لوله ها ، مخازن آب و غیره نیز به نحو مطلوب استفاده نمود.
روش های پیش تنیدگی
با پیش تنیدگی یک تنش ثابت و دائمی در یک عضو بتنی به نحو مطلوب و به میزان مورد نیاز بر بتن وارد میکنیم، به طوریکه در اثر این تنش ، مقداری از تنش های کششی ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو خنثی شده و در نتیجه مقاومت باربری آن افزایش پیدا می کند. نیروی فشاری در بتن، توسط کشش کابل‌هایی که از درون مقاطع بتنی عبور میکند، ایجاد می‌شود.
با توجه به مراحل بتن ریزی ، پیش تنیدگی بتن پیش تنیده می تواند به عنوان پیش تنیدگی و پس تنیدگی دسته بندی شود. پیش تنیدگی ، کابل های فولادی را پیش از بتن ریزی تحت کشش قرار می دهد و هنگامی که بتن به اندازه کافی سخت شد گیره های انتهایی آزاد و در نتیجه نیروی پیش تنیدگی در اثر پیوستگی موجود بین فولاد و بتن, به بتن منتقل میگردد. در تکنیک پس تنیدگی فولاد مسلح یا تاندون پس از بتن ریزی و بدست آوردن مقاومت مناسب کشیده می شود . در پس تنیدگی تاندون های فولادی در بتن با مقاومت مناسب در حفره های محفوظ قرار داده می شوند.
مزایای پیش تندیدگی
• به حداقل رساندن اثر ترک در مقاطع بتن
• کاهش وزن سازه با کاهش مقطع بتنی و اعضای بتنی سبکتر
• انعطاف پذیری در معماری؛ با پیش تنیدگی میتوان عمق تیر را کاهش داد و همچنین امکان اجرای دهانه های بزرگتر و افزایش فاصله بین ستون ها وجود دارد
• توانایی کنترل تغییر شکل در تیرها و سقف های پیش تنیده و کاهش خیز به سمت پایین
• پیش تنیدگی اجازه استفاده از کارآمد تر از فولاد و امکان استفاده اقتصادی از فولادهای کششی بالا و بتن با مقاومت بالا.
• اعضای کارآمد بیشتر (به عنوان مثال، اعضای کوچکتر به حمل بارهای همان)
• اقتصادی بودن سازه در بارگذاری های سنگین و دهانه های بزرگ
معایب پیش تنیدگی
• هزینه بر بودن در مصالح و ساخت و حمل و نقل
• نیاز به جرثقیل بزرگ برای جابه جایی قطعات
• نیاز به دقت بالا در ساخت
• طراحی پیچیده تر
• نیاز به دانش فنی بالاتر برای ساخت و تولید
• تخریب این نوع سقف به دلیل پتانسیل موجود در کابل های کشیده شده پرخطر است.