مقالات بهين اتصال صدرا
 

مقالات بهين اتصال صدرا ->مزایای فنی و اقتصادی وصـله مکانیکی میلگرد [ جستجو ]

مزایای فنی و اقتصادی وصـله مکانیکی میلگرد

مزایای فنی و اقتصادی وصـله مکانیکی میلگرد

 استفاده از تكنولوژي‌هاي جديد براي ارتقاء كيفيت سازه و كاهش هزينه‌هاي توليد در صنعت ساختمان علاوه بر يك نياز، يك ضرورت انكار ناپذير به شمار مي‌آيد. استفاده از وصله‌هاي مكانيكي براي وصله آرماتورها در سازه‌هاي بتني يكي از راهكارهاي بهبود كيفيت در صنعت ساختمان به شمار مي‌آيد. استفاده از وصله‌هاي مكانيكي در آيين‌نامه‌ها و استانداردهاي بين‌المللي مانند ACI-318 و همچنين در مبحث نهم مقررات ملي ساختمان توصيه گرديده است. با توجه به وجود مشكلات عديده‌ی اجرايي در سازه‌هاي بتني سنگين به دليل استفاده از میل گردهای قطور،به كارگرفتن وصله‌هاي مكانيكي راه‌گشا بوده و علاوه بر ايجاد وصله مطمئن، ساير مشكلات جانبي مرتبط با تراکم آرماتور در سازه‌هاي بتني را نيز برطرف مي‌نمايد.
در هر سازه بتني در حدود 15% آرماتور مصـرفي به صورت وصله پوششي در بتن باقي می‌ماند. با استفاده از اتصالات مكانيكي نه تنها از باقي ماندن آرماتور به صورت مهار پوششي آرماتور جلوگيري مي‌گردد، بلكه ضايعات آرماتور نيز به حداقل كاهش مي‌يابد.

وصله مکانيکي تقريباً در کليه موارد به دليل داشتن مزاياي فني و اقتصادي که در ادامه نيز به آن‌ها اشاره می‌گردد، می‌توانند جايگزين وصله‌های پوششي در اعضاي بتني گردند. با اين حال موقعیت‌های زيادي نيز وجود دارند که استفاده از وصله پوششي در آن‌ها از نظر عملي امکان پذير نيست و يا از نظر طراحي استفاده از وصله‌های پوششي مجاز نمی‌باشد. در اين خصوص می‌توان به موارد زير اشاره کرد:
1) مطابق بند 18-4-1-2 آيين نامه بتن ايران (آبا) و همچنين بند 9-18-4-1-2 مبحث نهم، وصله پوششي تنها در مورد میل گردهای با قطر کمتر از 36 میلی‌متر مجاز می‌باشد و براي میل‌گرد با قطر 36 میلی‌متر و بالاتر استفاده از وصله مکانيکي و يا جوشي الزامي است. همچنين مطابق بند 12.14.2.1 آيين نامه ACI-318 نيز براي آرماتورهاي با قطر بيشتر از 36 میلی‌متر استفاده از وصله مکانيکي مورد نياز می‌باشد و وصله پوششي قابل کاربرد نمی‌باشد.
2) مطابق بند 18-4-2-3 آيين نامه بتن ايران، بند 9-18-4-2-3 مبحث نهم مقررات ملي ساختمان و همچنين بند 12.15.6 آيين نامه ACI-318 در قطعات کششي، وصله میل گردها بايد تنها به وسيله وصله‌های جوشي و يا مکانيکي مجاز می‌باشد و فاصله وصله‌های در میل گردهای مجاور بايد بيشتر از 750 میلی‌متر در نظر گرفته شوند.
3) قطعات کششي به قطعاتي اطلاق می‌گردند که مقدار نيروي کششي در آن‌ها به حدي است که در کل سطح مقطع آن‌ها در کشش قرار می‌گیرد؛ سطح تنش کششي در آرماتورها به حدي است که آرماتورها بايد به صورت کامل موثر باشند و يا اينکه پوشش بتني اندکي در تمامي وجود عضو وجود داشته باشد. براي مثال می‌توان به المان پاي قوس‌ها، کش‌های آويزان منتقل کننده بار به سازه تکيه گاهي فوقاني و همچنين به اعضاي کششي اصلي در خر پاها اشاره کرد.
4) در صورتيکه فواصل آرماتورها به ترتيبي باشند که امکان استفاده از وصله پوششي وجود نداشته باشد، بايد از وصله مکانيکي استفاده کرد. در اين خصوص می‌توان به ستون‌های بتني سنگين اشاره کرد که در آن‌ها مقدار زيادي آرماتور سايز بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5) در نقاطي که درزهاي اجرايي و يا روند گسترش ساخت در آينده موجب نياز به پيوستگي کششي آرماتورها می‌شوند، استفاده از وصله مکانيکي بر بجا گذاشتن ریشه‌های بلند براي آرماتورها ترجيح دارند. با حداقل 30 سانتي متر ريشه انتظار تقريباً هر نوع وصله مکانيکي قابل اجرا خواهد بود. در صورتيکه آرماتورها بايد در محل وصله به صورت زیگزاگ وصله شوند، مقدار 30 سانتي متر بايد افزايش داده شود.
6) در صورتيکه طول وصله پوششي بر اساس آيين نامه مقدار زيادي داشته باشد، استفاده از وصله مکانيکي بر وصله‌های پوششي ترجيح دارد. در اين خصوص می‌توان به آرماتورهای با قطر بالاتر از 28 میلی‌متر، آرماتورهاي داراي پوشش اپوکسي و یا گروه میلگردهای 2 تایی تا 4 تایی اشاره نمود که در آنها طول مهاری بر اساس آرماتوری با قطر معادل آرماتورهای گروه محاسبه می شود.

مزاياي فني استفاده از وصله مکانيکي در اجزاي بتني
با استفاده از وصله مکانيکي، بر اساس عملکردهاي ايجاد شده مزاياي فني زير در عملکرد سازه و روند اجرايي اجزاي بتني قابل دست‌یابی خواهند بود:


شکل1: استفاده از وصله مکانیکی آرماتور باعث عدم افزايش نسبت آرماتور در محل وصله و امکان استفاده از حداکثر نسبت آرماتور و همچنین ایجاد فضای بیشتر برای بتن‌ریزی مناسبتر می‌گردد.

1) امکان وصله آرماتورهاي با قطر بالا در سازه‌های بتني سنگين.
2) کوتاه‌تر شدن طول ناحيه وصله در عضو نسبت به وصله پوششي و عدم نياز به آرماتور گذاری ویژه در ناحیه وصله و کاهش حجم آرماتورها و ايجاد سهولت در بتن ريزي.
3) آرايش منظم و فاصلة بيشتر ميان آرماتورها در ناحيه وصله و در نتيجه ايجاد فضاي مناسب براي بتن‌ريزي مطلوب.

4) ايجاد وصله يكپارچه بين آرماتورها و در نتيجه يكپارچه عمل نمودن آرماتور در محل وصله به هنگام اعمال نيرو‌هاي رفت برگشتي ناشي از زمين لرزه.
5) در امتداد هم قرار گرفتن آرماتورها و حذف عمليات خم يک به شش آرماتور در محل وصله (خم S شکل) و در نتيجه انتقال نيرو به طور مستقيم و بدون خروج از مرکزيت.
6) عدم افزايش نسبت آرماتور در محل وصله و امکان استفاده از حداکثر نسبت آرماتور (5/4 درصد) در ظرفيت مقطع ستون بتن آرمه، کاهش بعد ستون و افزايش شکل پذيري مقطع در محل وصله.
7) امكان وصله بدون محدوديت در هر موقعیتی در سازه بتني مانند محل مفصل پلاستيک.
8) در وصله پوششي عامل انتقال بار ميان دو آرماتور، وجود بتن محصور کننده در اطراف آن‌ها است و در صورت صدمه ديدن بتن وصله پوششي عمل نخواهد نمود ولي در وصله مكانيكي انتقال بار وابسته به بتن نیست که اين ويژگي باعث تأمين مقاومت وصله در تمامي شرايط باربري سازه خواهد شد.
 

مزاياي اقتصادي استفاده از وصله مکانيکي در اجزاي بتني

با استفاده از وصله مکانيکي، بر اساس عملکردهاي ايجاد شده مزاياي اقتصادي زير در ساخت اجزاي بتني قابل دست‌یابی خواهند بود:
1) طول وصله پوششي در حدود 30 درصد از طول مهاري آرماتور بيشتر است. به همين دليل مخصوصاً در سايزهاي بالاي آرماتور نسبت وزن وصله پوششي نسبت به طول 12 متري آرماتور مقدار نسبتاً زيادي است. به طور مثال براي آرماتور 32 با اعمال ضرایب مربوطه، وزن وصلة پوششي حدود 13 كيلوگرم به دست می‌آید که هزينه آن در مقايسه با هزینه‌های وصله مکانيکي به مراتب بيشتر است.


شکل 2: اکثر مهندسین وصله مکانیکی را به انواع دیگر وصله‌ها همانند همپوشانی و جوشی ترجیح می‌دهند، زیرا وصله مکانیکی هم دارای ثبات بیشتر است و هم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر می‌باشد.

2) بر خلاف وصلة پوششي كه محدوديت استفاده در بعضي محل‌ها (بند 20-5-1-2-6 آئين‌نامه بتن ايران و همين مطلب در بند 9-20-4-1-2-6 مبحث نهم مقررات ملي ساختمان) از جمله اتصالات تيرها و ستون‌ها، در طول معادل دو برابر ارتفاع مقطع از بر تكيه‌گاه و در محل‌هايي كه امكان تشكيل مفصل پلاستيك موجود باشد، را دارد وصلة مكانيكي (با حفظ شرايطي) در همه اين موقعيت‌ها قابل استفاده بوده و به همين دليل امكان استفاده از آرماتور بدون ضايعات فراهم می‌گردد (معمولاً 15% آرماتورهاي خريداري شده در هر پروژه به ضايعات تبديل مي‌گردد).
3) مطابق بند 20-5-2-2 آئين‌نامه بتن ايران، در ستون‌های بتني در مناطق لرزه خيز نسبت آرماتور به بتن نبايد بيشتر از 5/4% باشد و که اين محدوديت در محل وصله‌ها نيز لازم‌الاجراست. بنابراين براي دست‌یابی به ظرفيت بالاتر بايد ابعاد مقاطع بتني را بزرگ‌تر در نظر گرفت که این امر هم از نظر اقتصادی و هم از نظر معماری مطلوب نيست. اين در حالي است که با استفاده از وصله مکانيکي، درصد آرماتور در محل وصله افزايش نمی‌یابد و رعايت اين محدوديت نيز مورد نياز نمي‌باشد.
4) مطابق بند 20-5-2-3-4 آيين نامه بتن ايران، تعداد خاموت‌هاي مصرفي در محل وصلة پوششي تقريباً به دو برابر افزايش مي‌يابد كه باعث افزايش هزينه میل‌گرد مصرفي خواهد شد ولي با استفاده از وصلة مكانيكي كه طول بسيار كوتاهي دارد نياز به بارگیری خاموت بيشتر وجود ندارد و در نتيجه صرفه جويي در مصرف میل‌گرد خاموت را در پي خواهد داشت.
5) در وصله پوششي براي در امتداد هم قرار دادن محور میل گردها بايستي با خم‌کاری و ايجاد فرم S اين امكان فراهم گردد که با افزايش هزينه همراه است. ولي در وصله مكانيكي دو میل‌گرد در امتداد يكديگر قرار می‌گیرند و نيازي به فرم دادن آرماتور نمی‌باشد.

دریافت فایل PDF