چرا میگرد را وصله می کنند؟
میلگردها از اجرای بسیار مهم در ساخت ساختمان های بتنی هستند و از آن ها برای تقویت بتن استفاده می شود. بتن با وجود آنکه استحکام فشاری بسیار بالایی دارد و به خوبی نیروهای فشاری را تحمل می کند اما در برابر نیروهای کششی و خمشی ضعیف است و به سرعت دچار ترک می شود. مهندسان برای رفع این عیب از فولاد کمک می گیرند. فولاد ماده ای با استحکام کششی بسیار بالاست و با استفاده از آن درون بتن می تواند تحمل بتن در برابر نیروهای کششی را تا حد قابل قبولی افزایش داد.
امروزه کارخانه های بسیار زیادی در سرتاسر ایران در زمینه تولید میلگرد مشغول به فعالیت هستند و انواع میلگرد در گریدهای مختلف را تولید می کنند که در صنعت ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرد. اما همانطور که می‌دانید میلگردها در کارخانه با طول ۱۲ متر در تولید می شوند. این کار به دلیل کاهش هزینه های تولید و حمل نقل است. میلگردهای سفارش داده شده با طول ۱۲ متر از کارخانه به محل پروژه منتقل شده و سپس به طول مورد نیاز برش داده می شود. حال فرض کنید که قصد داریم از میلگرد به صورت طولی برای ساختمانی با ارتفاع بلند استفاده کنیم یا طول یک میلگرد برش خورده را افزایش دهیم. در این موارد لازم است تا دو میلگرد به یکدیگر متصل گردند. اینجاست که نیاز به وصله کردن میلگردها پیش می آید.
اتصال مقطع میلگردها به یکدیگر و یا به اصطلاح وصله کردن آن ها از مسائلی ست که در زمان آرماتور بندی ساختمان بسیار باید به آن دقت کرد چرا که میلگردها در محل اتصال باید از استحکام کافی برخوردار باشند و گرنه در اثر نیروهای وارد شده دچار شکست شده و یا از هم جدا می شوند و ساختمان و ساکنان آن را در معرض خطر جدی قرار می دهند. بنابراین لازم است تا وصله کردن میلگرد با توجه به استانداردها و روش های مهندسی تدوین شده صورت گیرد.
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
- انواع روش های وصله کردن میلگرد
- وصله کردن میلگردها به روش اورلپ
- وصله کردن میلگردها به روش کوپلینگ
- اتصال میلگرد به روش فورجینگ
- وصله کردن میلگرد به روش وصله اتکایی
انواع روش های وصله کردن میلگرد
امروزه از روش های مختلفی برای وصله کردن میلگردها استفاده می شود. در گذشته تنها روشی که برای این کار استفاده می شد این بود که دو میلگرد را روی هم قرار می دادند و به کمک سیم مفتولی که به دور آن ها پیچیده می شد میلگردها را به یکدیگر متصل می کردند. هر چند این روش همچنان استفاده می شود اما امروزه روش های جدیدتری نیز برای وصله کردن میلگردها به کار گرفته می شود که از نظر مشخصات فنی نسبت به روش اورلپ یا هم پوشانی برتری دارند. شاید شما بدون آنکه اطلاعی از این موضوع داشته باشید بتوانید برخی از روش های وصله کردن حدس بزنید.
از روش های وصله کردن میلگرد می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- هم پوشانی یا اورلپ
- فورچینگ یا جوشکاری
- اتصال به وسیله کوپلر یا روش های مکانیکی
- اتصال اتکایی
در ادامه درخصوص هر کدام از این روش ها و مزایا و معایب و کاربرد هرکدام بیشتر توضیح خواهیم داد.
بیشتر مطالعه کنید: انواع وصله میلگرد آجدار در بتن
وصله کردن میلگردها به روش اورلپ
اتصال میلگردها به روش هم پوشانی یا اورلپ (Overlap) یکی از متداول ترین و قدیمی ترین روش هایی ست که برای این کار مورد استفاده قرار می گیرد. اصول کار نیز به این صورت است که دو میلگرد با طولی معین روی هم قرار داده شده و به وسیله یک سیم مفتولی که دور آن پیچیده می شود محکم به هم متصل می شوند. اما باید توجه داشت که استفاده از این روش تنها برای میلگردهایی که قطر آن ها از ۳۶ میلیمتر کمتر است مجاز است و برای میلگردهای بزرگتر نمی توان روش اورلپ را به کار برد.
از جمله نکاتی که در زمان اورلپ کردن میلگردها بسیار اهمیت دارد طولی از دو میلگرد است که روی هم قرار داده می شود. این طول با عوامل مختلفی بستگی دارد از جلمه اینکه میلگردها تحت نیروهای کششی قرار دارند یا فشاری، محل قرارگیری میلگردها، نوع میلگردها، سایز میلگردها و ...
طول پوشش میلگردها در آیین نامه و استانداردهایی که به صورت ملی برای این منظور تدوین شده مشخص گردیده است.
در زمان اورلپ کردن میلگردها می توان آن ها را به هم مماس کردن و یا فاصله از هم قرار داد. در صورتی که میلگردها با هم تماس نداشته باشند فاصله آن ها از یکدیگر نیز باید مقدار مشخصی باشد که توسط استاندارد تعیین می گردد. به عنوان نمونه در استاندارد ACI318 آمده است که فاصله دو میلگرد پوششی نباید از یک پنجم طول پوشش بیشتر باشد و حداقل فاصله نیز ۵ سانتیمتر تعیین شده است.
تصویر شماره ۲ - وصله ی اورلپ و کوپلینگ
معایب اورلپ کردن میلگردها
از مهمترین معایت وصله ی پوششی قابل اعتماد نبودن این وصله در مواجهه با بارهای تناوبی ست. در اثر این بارها در محدوده الاستیک نمی توان به اتصال دو میلگرد اعتماد کرد و با رفتن سایز میلگرد این عدم اطمینان بیشتر نیز می شود.
اتصال میلگردها از طریق اورلپ کردن نیاز به محاسبات زیادی دارد که زمان زیادی را از تیم محاسب میگیرد.
قرار دادن طول های زیاد میلگرد روی یکدیگر از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه نیست و هزینه ها را افزایش می دهد.
با افزایش قطر میلگرد و یا کم شدن مقاومت بتن باید از اورلپ با طول های بیشتری استفاده کرد که طبیعتا هزینه ا را افزایش می دهد.
اتصال اورلپ به خودی خود استحکامی ندارد و آنچه به آن دوام می بخشد بتنی ست که آن را احاطه می کند. بنابراین اگر پوشش بتن در اطراف اتصال استحام کافی نداشته باشد و یا کاور بتن از بین برود احتمال شکست اتصال اورلپ افزایش می یابد.
بدون وجود بتن در اطراف اتصال، این نوع از وصله کردن ارزشی ندارد و به سرعت بی اثر شده و در مسیر انتقال بار می شکند.
وصله کردن میلگردها به روش کوپلینگ
همانطور که در قسمت قبل اشاره شد روش اورلپ با محدودیتها و مشکلاتی همراه است. برای رفع این مشکلات از روش های دیگری برای وصله کردن میلگردها به یکدیگر استفاده می شود که یکی از کوپلینگ است. در این روش برای اتصال میلگردها به هم از یک سری قطعات متصل کننده که به آن ها کوپلر گفته می شود استفاده می شود. کوپلرها درون خود رزوه دارند. برای استفاده از کوپلر سر میلگردهایی که میخواهند بهم متصل شوند نیز باید رزوه شود. عمل رزوه کردن میلگردها می تواند در کارخانه و یا در محیط کارگاه انجام پذیرد.
تصویر شماره ۳ - کوپلینگ میلگرد
انواع کوپلر
انواع مختلفی از کوپلرها وجود دارد که پر کاربردترین آن ها کوپلر استاندارد، کوپلر تدبیل، کوپلر پیچی، کوپلر انتایی و کوپلر جوشی ست.
از کوپلر استاندارد برای اتصال میلگردهای با سایز یکسان استفاده می شود اما اگر بخواهیم دو میلگرد با قطرهای متفاوت را به یکدیگر کوپل کنیم باید از کوپلرهای تبدیل استفاده کنیم. این کوپلرها در دو طرف خود دارای دو سایز گوناگون هستند.
کوپلرهای پیچی درون خود رزوه ندارند بلکه میلگردها درون ها وارد شده و سپس به کمک پیچ هایی که روی آن قرار دارد در جای خود محکم می شود.
کوپلر انتهایی نوعی کوپلر است که به جای خم انتهای میلگرد به کار برده می شود.
میلگردهای گرید A3 به دلیل درصد کربن بالایی که دارند از قابلیت جوشکاری خوبی برخودار نیستند بنابراین اگر لازم باشد که این نوع میلگردها را جوش داد از نوعی کوپلر به عنوان واسط استفاده می شود. کوپلرهای جوشی درون خود رزه دارند و میلگرد درون آن ها پیچ شده و سپس عملیات جوش روی کوپلر انجام می شود. به این ترتیب می توان از عملیات جوشکاری روی انتهای میلرد به راحتی استفاده نمود.
تصویر شماره ۴ - میلگرد رزوه شده برای استفاده در کوپلر
اتصال میلگرد به روش فورجینگ
از مهمترین روش هایی که برای وصله کردن میلگرد استفاده می شود جوشکاری فورجینگ است. این روش نخستین بار در دهه ی ۳۰ میلادی در کانادا مورد استفاده قرار گرفت و بعدها به سرعت توسعه یافت. در روش فورجینگ دو قطعه ابتدا تا دمای بالایی حرارت داده می شوند و سپس با اعمال فشار و یا چکش کاری در هم ادغام یا به اصطلاح فورج می شوند. از مهمترین کاربردهای فورجینگ اتصال سر به سر میلگردها به یکدیگر است.
روش فورجینگ با وجود مزایایی که دارد اجرای آن نیازمند رعایت نکات زیادی ست و می بایست با دقت و تحت نظارت کامل انجام شود.
تصویر شماره ۵ - فورجینگ میلگرد
وصله کردن میلگرد به روش وصله اتکایی
این روش در مواردی که میگلرد تحت فشار باشد کاربرد دارد و استفاده از آن برای میلگردهای تحت کشش مجاز نیست.