میلگردهای فولادی یکی از مهم‌ترین اجزای سازه‌ها هستند که به منظور بهبود کارکرد فشاری و کششی آن به یکدیگر متصل می‌شوند. روش‌های اتصال مختلفی مخصوص میلگردها وجود دارد که هر یک از آنها دارای مزایا و معایبی هستند. شما در ابتدا باید با انواع روش‌های اتصال میلگرد به صورت کامل آشنا شوید. سپس، بهترین انتخاب را با توجه به نوع سازه موردنظر داشته باشید. چنانچه روش اشتباهی را انتخاب کنید، قطعا کارایی لازم را نخواهد داشت و هزینه بیشتری را به شما تحمیل می‌کند. در این مطلب، با تمام روش‌های وصله کردن میلگردها آشنا خواهید شد.
اهمیت وصله کردن میلگرد
وصله کردن میلگرد یکی از مراحل اصلی ساخت‌وساز است که بایستی طبق ضوابط و اصول این حوزه انجام بگیرد تا ایمنی کار حفظ شود. ضمن اینکه اتصالات با قرارگیری میلگردها و سیم‌پیچی آنها به یکدیگر و لایه‌گذاری دوباره بتن صورت می‌گیرد. هدف از این مراحل، اتصالات مستحکم و همین‌طور، هدایت بارها و فشارهای مختلف از میلگردی به دیگری است. برهمین‌اساس، متخصصان صنعت ساخت‌وساز توجه ویژه‌ای به وصله کردن میلگردها دارند و آن را با یکی از چهار روش استاندارد تاییدشده انجام می‌دهند.
انواع روش های اتصال میلگرد
انواع روش‌های اتصال میلگرد موردتایید متخصصان به شرح زیر است:
1. وصله پوششی (اورلپ)
وصله پوششی پرکاربردترین نوع اتصال در سازه‌های بتنی و آرماتوربندی فونداسیون است. در این مدل، دو میلگرد در نزدیکی یکدیگر و در یک طول مشخص متصل می‌شوند؛ از این طول مشخص با نام طول پوشش یاد می‌کنند. شایان ذکر است، روش اتصال پوششی برای میلگردهایی با قطر کمتر از 36 میلی‌متر کارایی دارد و برای سایر میلگردها نیز بایستی از روش‌های دیگر اقدام کرد. ضمنا، در وصله پوششی مقدار اورلپ یا همپوشانی میلگردها بسیار مهم است و حدود آن بایستی طبق قوانین آیین‌نامه ملی ایران لحاظ شود.
بعلاوه از انواع وصله پوششی میلگرد می‌توان به مدل تماسی و غیر تماسی اشاره کرد. مقاطع در وصله پوششی تماسی همان‌طور که از نامش پیداست با یکدیگر در تماس هستند و آنها را با کمک مفتول آهنی می‌بندند. در مدل غیر تماسی نیز جهت پیشگیری از ایجاد حفره در وصله از بتن بهره می‌گیرند. همچنین، طول پوشش با توجه به ناحیه قرارگیری، مدل و کارکرد مقاطع با یکدیگر فرق دارد. درضمن، ناحیه وصله غیر تماسی می‌بایست با مقاطع عرضی عمود بر میلگردها وصله شونده محصور شود.
2. وصله مکانیکی (کوپلینگیا کوپلر)
این وصله با تجهیزات خاص مکانیکی اجرا می‌شود. چنانچه امکان استفاده از وصله پوششی به دلیل فواصل میلگردها وجود نداشت بایستی از روش وصله مکانیکی اقدام کرد. به‌عنوان‌مثال، گاهی اوقات از میلگردهای زیادی با سایز بیش از 36 میلی‌متر در ستون‌های بتنی استفاده می‌شود که این شرایط مناسب بکارگیری روش وصله پوششی نیست و بایستی از طریق وصله مکانیکی اقدام کرد. اتصال مکانیکی به سه گروه وصله مکانیکی فقط کششی، وصله مکانیکی فقط فشاری و همین‌طور، وصله مکانیکی کششی و فشاری تقسیم می‌شود.
وصله مکانیکی فقط کششی می‌بایست استقامت لازم را در برابر بار کششی داشته باشد. در وصله مکانیکی فقط فشاری نیز انتظار می‌رود، تنش فشاری از آرماتوری به دیگری در یک جهت و متکی به هم هدایت شود. وصله مکانیکی کششی و فشاری نیز همان‌طور که از نامش مشخص است بایستی توانایی تحمل در برابر بارهای کششی و فشاری را داشته باشد. ضمن اینکه باید نکات و ضوابط اتصال مکانیکی میلگرد رعایت شود تا نتیجه مطلوبی به دست آید. براساس این نکات، استفاده از روش مکانیکی در زمان کم بودن فاصله میلگردها یا قطر بالای آنها مجاز است.
3. وصله اتکایی
در وصله اتکایی، انتهای میلگردهای فشاری بر روی یکدیگر قرار می‌گیرد و همین‌طور، قطر میلگردهای مورداستفاده در این روش بایستی 25 میلی‌متر و بیشتر از آن باشند. همچنین، براساس آیین‌نامه اجرایی نباید زاویه سطح انتهایی هر آرماتور در مقایسه با سطح عمود بر محور بیش از 1.5 درجه منحرف باشد. بعلاوه سطح تماس دو آرماتور نیز نباید بیش از 3 درجه از اتکای کامل انحراف داشته باشد. نکته اخر اینکه وصله اتکایی باید در قطعاتی بکار برود که خاموت عرضی بسته یا مارپیچ دارند. لازم به ذکر است، خاموت نوعی میلگرد عرضی بوده که معمولا در مجاورت میلگردهای طولی و ستون تعبیه می‌شود.
4. وصله جوشی (فورجینگ)
فورجینگ میلگرد به وصله جوشی معروف است. برای جوش میلگردها به یکدیگر، از تکنیک‌های مختلفی بهره گرفته می‌شود. این وصله براساس آیین‌نامه ملی ایران به دو روش جوش الکتریکی تماسی و جوش با قوس الکتریکی انجام می‌گیرد. در جوش الکتریکی تماسی، اتصال جوشی نوک به نوک خمیری تنها در وضعیت کارخانه‌ای و همین‌طور، در مواردی که قطر میلگردها برای مقاطع فولادی گرم نوردشده از 10 میلی‌متر و برای مقاطع سرد از 14 میلی‌متر کمتر نباشد، استفاده می‌شود. بعلاوه سطح مقطع دو آرماتور نباید از یک پنجم بیشتر باشد. در مدل جوش با قوس الکتریکی هم بایستی تکنیک جوشکاری هر فولادی مناسب آن باشد.
انواع وصله جوشی بر اساس استاندارد بین المللی AWS
وصله جوشی بر مبنای استاندارد بین‌المللی ANSI/AWS D1.4 موارد زیر را دربرمی‌گیرد:
- اتصال سر به سر مستقیم
اتصال سر به سر مستقیم یکی از متدهای وصله جوشی است که برای استفاده از آن شرایط خاصی وجود دارد. اول اینکه برای میلگردهایی با قطر بیش از 19 میلی‌متر کارایی دارد. همچنین، جوش‌های شیاری V شکل یک و دو طرفه مخصوص اتصال میلگردها به شکل افقی است و جوش‌های شیاری اریب هم به صورت قائم مورداستفاده قرار می‌گیرد. بعلاوه جوش‌های شیاری V شکل یک طرفه با لوله پشت‌بندی جهت وصله افقی دو آرماتوری بکار می‌رود که قطر برابری داشته باشند. جوش‌های اریب یک طرفه با لوله پشت‌بند نیز جهت اتصال قائم دو آرماتوری استفاده می‌شوند که قطر برابری دارند.
- اتصال سر به سر غیر مستقیم
در اتصال سر به سر غیر مستقیم باید بتن حوالی اتصال در سازه تکمیل‌شده توسط فولادهای عرضی استوار شود تا نهایتا از شکاف ناشی از بارگذاری غیر محوری پیشگیری کرد. این مدل از اتصال جوشی به وسیله صفحه و نبشی وصله صورت می‌گیرد و در جریان آن، جوش شیاری بکار می‌رود که ظاهرش اریب ذوبی دو طرفه باشد. علاوه بر این، اتصال سر به سر غیر مستقیم با مقاطع وصله هم صورت گرفته و همین‌طور، از جوش شیاری V شکل استفاده می‌شود.
- اتصال پوششی جوشکاری شده
اتصال پوششی جوشکاری شده مواقعی بکار می‌رود که قصد استفاده از جوش میلگرد به جای اتصال پوششی آن را داشته باشیم. این اتصال قابل‌اجرا به دو حالت پوششی مستقیم با میلگردهای در تماس و همین‌طور، پوششی غیر مستقیم با میلگردهای جدا است. برای هر دو مدل اتصال ضوابطی تعریف کرده‌اند ازجمله اینکه با جوش شیاری V شکل ذوبی دو طرفه صورت می‌گیرند. البته امکان استفاده از جوش شیاری ذوبی یک طرفه در صورت تایید مهندس ناظر وجود دارد. بعلاوه اتصال پوششی در مدل غیر مستقیم با میلگردهای جدا توسط جوش شیاری اریب ذوبی یک طرفه عملیاتی می‌شود.
چرا از روش های مختلف برای اتصال میلگرد استفاده می کنیم؟
شرایط نقشه‌های اجرایی با یکدیگر تفاوت دارد؛ به همین دلیل، مهندسان طراح با توجه به آیین‌نامه‌های تعریف‌شده در این حوزه یک یا چند مدل روش اتصال برای آنها انتخاب می‌کنند. روش‌های اتصال نیز همان‌طور که گفته شد شامل چهار گروه اصلی پوششی، مکانیکی، اتکایی و جوشی می‌شود. بنابراین، بهره‌گیری از این روش‌ها وابسته به فاکتورهای مختلفی است. به عبارتی، نمی‌توان از یک روش برای تمام پروژه‌ها با شرایط متفاوت استفاده کرد و هر روش اتصال برای موقعیت خاصی کارایی دارد.
انتخاب روش اتصال میلگرد چگونه انجام می‌شود؟
انتخاب روش اتصال میلگرد به دلیل تاثیر آن بر استحکام سازه اهمیت ویژه‌ای دارد. در زمان انتخاب روش‌های اتصال بایستی به عملکرد آنها در مقابل نیروهای کششی و فشاری و درکل، قابلیت‌هایشان در برابر نیروهای وارده توجه کرد. درحال‌حاضر، وصله پوششی پرکاربردترین نوع اتصال میلگرد در کشور ما است و در سایر کشورها نیز مدل‌های جوشی و مکانیکی را بهترین نوع اتصال میلگرد می‌دانند و از آن در اتصالات خود استفاده می‌کنند. به‌طورکلی، پاسخ این پرسش که بهترین روش اتصال میلگرد در ساختمان چیست به نقشه اجرایی و توانایی نیروهای شما بستگی دارد.
تاثیر روش های اتصال میلگرد بر هزینه ساخت و ساز
بکارگیری روش‌های اتصال میلگرد و مدل وصله منتخب شما ممکن است به دستگاه‌ها و تکنولوژی‌های مختلفی احتیاج داشته باشد که این موضوع، تاثیر قابل‌توجهی بر هزینه ساخت‌وساز می‌گذارد. گرید میلگرد موردنیاز پروژه نیز از دیگر عوامل موثر بر هزینه نهایی است. همان‌طور که می‌دانید، قیمت میلگرد بر مبنای گرید و مشخصات فنی آن تعیین می‌شود و هر مدلش نرخ متفاوتی در بازار مصرف دارد. بنابراین، در زمان تخمین ارزش کلی پروژه‌های اجرایی بایستی به این موارد دقت داشته باشید.
نکات کلی اتصالات میلگرد
- نکات مهم و کلی اتصالات میلگرد شامل موارد زیر می‌شود:
- میلگردها باید به صورت یکپارچه متصل شوند.
- کلیه جزئیات مرتبط با اتصال میلگردها باید در نقشه‌های اجرایی آورده شود.
- طول وصله در میلگردهای ساده بایستی دو برابر طول وصله در مدل‌های آجدار باشد.
- اجرای میلگردها باید در مقاطعی باشد که نیروهای وارد بر میلگرد در کمترین حالت ممکن باشند و از مرکزیت وصله‌ها در یک مقطع جلوگیری شود.