استحکام کششی میلگرد چگونه تعیین می شود؟

<h2 dir="rtl">استحکام کششی میلگرد چگونه تعیین می شود؟</h2> <p dir="rtl">میلگردها برای اینکه در هر سازه ای قرار بگیرند نیاز به آزمایش های کمّی دارند. تصور کنید که یک ساختمان با میلگرد بی کیفیت ساخته شود؟ از آنجاییکه سازه های بتنی در برابر بارهای کششی ضعیف هستند، میلگرد به عنوان عضو کششی به کمک ساختمان می آید و از ترک خوردن بتن جلوگیری می کند. از این رو، محاسبه مقاومت کششی میلگرد، امری بسیار مهم است که در محاسبات مهندسی لحاظ می شود.</p> <p dir="rtl">معمولا برای تعیین استحکام یا مقاومت کششی میلگرد، 5 نمونه میلگرد 1 متری را به آزمایشگاه می فرستند تا استحکام کششی آن تعیین شود.&nbsp;</p> <p dir="rtl">برویم ببینیم دقیقا در آزمایشگاه تست میلگرد چه اتفاقی می افتد.</p> <h2 dir="rtl">تست کشش میلگرد</h2> <p dir="rtl">برای این کار، ابتدا دو قسمت میلگرد را علامت گذاری می کنند. بعد از آن میلگرد را به&nbsp; دستگاهی با نام UTM یا دستگاه تست یونیورسال وصل می کنند. این دستگاه به کامپیوتر متصل بوده و روی میلگرد فشار کششی ایجاد می کند. این فشار تا زمانی ادامه پیدا می کند تا میلگرد نهایتا بشکند.&nbsp;</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXcal3QbUzh7AByra8LUM2HZ2Dyfz3J5t_gkgBkHGOBhhlhfL6h5c_6-QtIRnVsauQJbBL1nVwHLpKLMvlJ60HpAeS4uzKM325jA8cWblyt9zes6G3zgaylqWtUqvta_ryRGKqlpYCcfibGmvwfAJO2c0aMo?key=YUhlVrRdotZwDii35GLUSQ" width="624" height="468"></p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl">این دستگاه دارای دو فک ثابت و متحرک است. در نهایت، نتایج کششی به صورت یک نمودار تنش- کرنش ترسیم می شود و می توان با استفاده از آن&nbsp; مقاومت کششی میلگرد را به دست آورد.<strong><br></strong></p> <h2 dir="rtl">روش محاسبه استحکام کششی میلگرد</h2> <p dir="rtl">حالا یک منحنی به دست آمده است که می توان با استفاده از آن مقاومت کششی میلگرد را بدست آورد. همانطور که قبلا گفتیم، آزمایش کشش برای ارائه اطلاعاتی استفاده می شود که در محاسبات طراحی استفاده می شود یا نشان می دهد که یک ماده با الزامات مشخصات مناسب مطابقت دارد - بنابراین ممکن است یک آزمایش کمی یا کیفی باشد. در شکل زیر نحوه قرار گیری نمونه ها را به صورت شماتیک می بینید.</p> <p dir="rtl">طول نمونه های آزمایشگاهی دارای طول با علامت&nbsp; L0 مشخص می شوند. سطح مقطع اولیه را با A0 تعیین می شود که با عبارت L0 =k&radic;A0 نمایش داده می شود.&nbsp; ثابت k هم در استاندارد EN اروپا برابر با 5.65 و در آیین نامه ASME&nbsp; برابر با 5 است.</p> <p dir="rtl">در شکل زیر می توانید میزان بار (تنش) و کرنش ببینید که از نرم افزار متصل به دستگاه تست خمش بدست آمده است.&nbsp; از این منحنی می توانید مقاومت کششی را به این صورت بدست آوریم:</p> <p dir="rtl">عکس منحنی مقاومت کششی اینجا گذاشته شود</p> <p dir="rtl">استحکام کششی که به عنوان مقاومت کششی نهایی نیز شناخته می شود، از تقسیم بر سطح مقطع میلگرد و از معادله زیر بدست می آید.</p> <p dir="ltr">&sigma;max = Pmax /A0&nbsp;</p> <p dir="rtl">در این معادله، &sigma;max&nbsp; برابر با استحکام کششی&nbsp;</p> <p dir="rtl">Pmax برابر با بار ماکزیمم&nbsp;</p> <p dir="rtl">A0 برابر با سطح مقطع اصلی میلگرد</p> <p dir="rtl">در نظر گرفته می شود.&nbsp;</p> <p dir="rtl">با در نظر گرفتن نمونه میلگرد شکسته شده می&zwnj;توانیم درصد ازدیاد طول، El% میزان کشش قطعه آزمایش در هنگام شکست را اندازه&zwnj;گیری کنیم که از معادله زیر بدست می آید.</p> <p dir="rtl">&nbsp;El% = (Lf - L0 /Lo ) x100&nbsp;</p> <p dir="rtl">در این معادله Lf برابر با طول میلگرد در نقطه شکست</p> <p dir="rtl">L0 برابر با طول اصلی میلگرد می باشد.&nbsp;</p> <p dir="rtl">شیب بخش الاستیک منحنی، که اساساً یک خط مستقیم بوده و مدول الاستیسیته یانگ را نشان می&zwnj;دهد. مدول الاستیسیته یانگ برای اندازه گیری میزان تغییر شکل الاستیک سازه هنگام بارگذاری استفاده می شود.</p> <p dir="rtl">عدد پایین مدول الاستیک یعنی اینکه میلگرد معطف تر خواهد بود. در حالیکه هر چه عدد مدول بیشتر شود، میلگرد تُرد تر و در نتیجه شکننده خواهد بود.</p> <p dir="rtl">برای بدست آوردن دقیق منحنی تنش/کرنش، یک کشش سنج به نمونه نیز متصل می شود تا ازدیاد طول طول&nbsp; میلگرد اندازه&zwnj; گیری شود.&nbsp;</p> <h2 dir="rtl">الزامات تست مقاومت کششی میلگرد</h2> <p dir="rtl">میلگردها را بر اساس استانداردهای ملی شماره 1-8103 انجام می دهند با این حال از استاندارد انگلیسی BS 4449:2005 ASTM A370 آمریکا برای آزمایش کشش میلگرد نیز استفاده می شود. بر اساس استاندارد انگلیسی یک جدول طراحی شده است که الزامات و مشخصات برای تست کشش میلگرد آمده است که در زیر مشاهده می کنید.<strong><br></strong></p> <div dir="rtl" align="left"> <table style="border-collapse: collapse; border-width: 2px; margin-left: auto; margin-right: auto;" border="1"><colgroup><col width="77"><col width="63"><col width="66"><col width="58"><col width="71"><col width="77"><col width="60"><col width="152"></colgroup> <tbody> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">مشخصه</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">گرید</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">تنش %</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;" colspan="2"> <p dir="rtl">استحکام تسلیم MPa</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">استحکام کششی MPa</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">معیار</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">افزایش طول %</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">Min</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">Max</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">Min</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">Min</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">BS 4449</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">250</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.33</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">250</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">275</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">5 d</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">22</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">BS 4449</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">460</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.43</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">460</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">510</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">5 d</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">12</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">BS 4482</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">460</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.43</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">460</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">5.65&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">12</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">ASTM A 706M</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">400</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.34</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">400</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">540</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">550</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">200 mm</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">14 برای سایزهای 10، 15 و 20</p> <p dir="rtl">12 برای سایزهای 25، 30 و 35</p> <p dir="rtl">10 برای سایزهای 45 و 55</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">ASTM A 615M</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">300</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.5</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">300</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">500</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">200 mm</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">11 برای سایز 10</p> <p dir="rtl">12 برای سایز 15 و 20</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">ASTM A 615M</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">400</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.5</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">400</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">600</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">200 mm</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">9 برای سایز 10، 15 و 20</p> <p dir="rtl">8 برای سایز 25</p> <p dir="rtl">7 برای سایز 30، 35، 45 و 55</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">ASTM A 615M</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">500</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.35</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">500</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">700</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">200 mm</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">6 برای سایزهای 35، 45 و 55</p> </td> </tr> </tbody> </table> </div> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl">کلام آخر</p> <p dir="rtl">استحکام کششی یا مقاومت کششی میلگرد را با استفاده از دستگاه های تست مانند دستگاه UTM انجام می دهند. این دستگاه با استفاده از 2 فک میلگرد را تحت فشار قرار داده تا در نهایت بشکند. پس از شکست میلگرد، داده ها به یک نرم افزار متصل به دستگاه منتقل شده و به صورت یک نمودار تنش-کرنش بدست می آید. در نهایت، با استفاده از فرمول ها و محاسبات مهندسی، عدد مقاومت کششی میلگرد به دست می آید.</p> <p>&nbsp;</p>