سوالات رایج (قسمت اول)

 در چندین سال گذشته فعالیت شرکت صنایع ساختمان سپهردر زمینه طراحی، تولید و اجرای وصله مکانیکی، طی صحبت هایی که به صورت تلفنی و حضوری با کارفرمایان، مهندسین و محققین محترم داشتیم به سوالاتی تقریبا یکسان بر می خوردیم که تصمیم گرفتیم آنها را برای رفاه حال دوستان و مشتریان گرامی در چند قسمت منتشر کنیم. اگر سوال شما در سوالات زیر نمی باشد کارشناسان شرکت همواره آماده پاسخگویی به سوالات شما می باشند.

آیا استفاده از کوپلر برای اتصال میلگرد در هزینه های ساخت سازه بتنی تاثیر گذار است؟

بارزترین تفاوت در هزینه ساخت در این دو روش به تفاوت هزینه وصله میلگرد بر میگردد. استفاده از اتصال مکانیکی در سازه بتنی با توجه به حذف وصله پوششی می تواند هزینه اورلب را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. البته هزینه اجرای رزوه و خرید کوپلر جایگزین هزینه وصله پوششی می گردد که در سایزهای کوچک میلگرد این هزینه از مبلغ مورد نیاز برای اورلب کردن میلگردها بیشتر می شود. به طور کلی می توان گفت هزینه اتصال مکانیکی برای میلگردهای سایز کوچک (تا میلگرد سایز 20 با توجه به  قیمت روز آهن در روز نوشتن مقاله) از هزینه وصله اورلپ بیشتر می شود اما از میلگرد سایز 22 به بالا استفاده از وصله مکانیکی آرماتور برای جایگزینی وصله پوششی توجیح اقتصادی دارد.

آیا علاوه بر تفاوت در هزینه اتصال میلگرد استفاده از کوپلر تفاوت دیگری نیز در هزینه ساخت ایجاد می کند؟

استفاده از اتصال مکانیکی در صورتی که توسط مهندس طراح در هنگام طراحی سازه لحاظ شود می تواند از چندین راه دیگر هزینه ساخت را کاهش دهد. در آیین نامه ACI -318 و یا آیین نامه بتن ایران مساحت میلگرد در مقطع نباید از 8 درصد مساحت مقطع بیشتر باشد. با توجه به این بند از آیین نامه و در زمان اتصال اورلپ طراح می بایست به جای محاسبه این نسبت نصف این عدد را رعایت کند زیرا در مکان وصله آرماتور، دو میلگرد در کنار یکدیگر قرار می گیرند که نسبت را به 8 درصد می رساند. بنابراین با ساتفاده از وصله مکانیکی این نسبت می تواند در کل مقطع در بیشترین حالت خود لحاظ شود که باعث می شود مقطع ستونها به مراتب کوچک گردند. (در صورتی که فاصله بین میلگردها کنترل کننده نباشد مقطع ستون تا 30 درصد قابل کاهش است.) این کاهش سطح مقطع صرفه جویی در هزینه بتن ریزی، قالب بندی و دستمزد را در پی خواهد داشت. علاوه بر این کاهش ابعاد ستون در طبقات پایینی مخصوصا پارکینگ ها می تواند بسیاری از مشکلات معماری سازه را حل نماید.

علاوه بر موضوع معماری استفاده از وصله مکانیکی می تواند با کوچکتر کردن مقاطع سازه و حجم بتن ریزی می تواند وزن سازه را کاهش دهد که می تواند موجب کاهش هزینه ها و وزن آهن در واحد متر مربع در سازه شود.

آیا وصله مکانیکی علاوه بر توجیح اقتصادی از نظر مهندسی هم مناسب است؟

طبق آینن نامه های مختلف بتن، اتصال مکانیکی می بایست حداقل مقاومت 1.25 برایر تنش تسلیم میلگرد را در کشش از خود نشان دهد این در حالی است که در طراحی سازه بر مقاومتی حدود 0.85 تنش تسلیم میلگرد در سازه حساب می شود. بر اساس تحقیقات جدید انجام شده در دانشگاههای کشور همانند دانشگاه شیراز، سمنان و رشت رفتار میلگرد وصله شده با وصله مکانیکی بسیار مشابه با میلگرد یکپارچه رفتار می کند.  بنا براین استفاده از این اتصال علاوه بر توجیح بسیار خوب اقتصادی از نظر مهندسی نیز بسیار مناسب می باشد. علاوه بر کیفیت وصله میلگرد در این نوع وصله، در محل اتصالات تیر و ستون و یا در فونداسیون سازه به دلیل حجم بسیار زیاد میلگرد و تراکم بسیار زیاد آرماتور معمولا بتن ریخته شده از کیفیت مناسبی یرخوردار نیست. حتی ممکن است که سطح بتن ایرادی را در بتن ریزی نشان ندهد اما به دلیل عدم امکان عبور بتن از میان میلگردها به هیچ عنوان کیفیت اتصال مطلوب نبوده و سازه از ضعف شدیدی برخوردار خواهد شد. این در حالی است که استفاده از وصله مکانیکی که خود انواع مختلفی دارد می تواند با حذف تمامی خمها در آرماتوربندی تراکم میلگرد را بسیار کاهش دهد و کیفیت بسیار مناسب بتن را تضمین نماید.

آیا استفاده از وصله مکانیکی با طول بسیار کوتاه می تواند مقاومتی را که وصله اورلپ با طولی بسیار بلند ایجاد می کند تامین نماید؟

بر طبق آیین نامه های بتن مقاومت اتصال مکانیکی می بایست حداقل برابر با 1.25 برابر مقاومت تنش تسلیم میلگرد باشد. بنابراین اتصالات طراحی شده می بایست بتوانند این مقاومت را تامین نماید. این در حالیست که در هنگام طراحی بر مقاومت 0.85 تنش تسلیم میلگرد اتکا می شود. بنابراین این اتصالات برای این مقاومت طراحی و ساخته می شوند و طی تست های بسیار زیاد برای این نیرو بهینه شده اند بنابراین از نظر مقاومت هیچ گونه نگرانی وجود ندارد و این اتصالات به نسبت اتصال پوششی از مقاومتی بسیار بالاتر برخوردار هستند.

بر اساس آیین نامه وصله مکانیکی باید چه مقاومتی را تحمل کند و برای تعیین استاندارد بودن کوپلر چه تست هایی باید انجام شود؟

به طور کلی در آیین نامه های بتنی وصله های مکانیکی از نظر مقاومت به دو دسته کلی تقسیم می شوند: کوپلر تیپ یک و کوپلر تیپ دو.

• در وصله های مکانیکی تیپ اول اتصال مکانیکی می بایست حداقل نیرویی برایر 1.25 تنش تسلیم میلگرد پایه را تحمل نماید (اتصال مکانیکی شامل مجموعه دو میلگرد و کوپلر در میان آنها می باشد) این تیپ از کوپلر که مهم ترین و رایج ترین دسته وصله های مکانیکی در سازه های بتنی هستند تمامی محدودیت های وصله های پوششی را دارند. برای مثال از آنها نمی توان در محل اتصال استفده کرد و محل قرار گیری آنها می بایست در یک سوم میانی ستون قرار گیرند . همچنین در دو میلگرد مجاور محل قرارگیری اتصالات مکانیکی باید با فاصله از یکدیگر قرار بگیرند. 
• وصله های مکانیکی تیپ دو می بایست دارای مقاومتی حداقل برابر با 1.5 برابر تنش تسلیم میلگرد یا برابر با تنش نهایی میلگرد از خود نشان دهد. البته تست های این تیپ از کوپلرها می بایست تخت بار رفت و برگشتی و دینامیکی صورت گیرد. استفاده از این وصله ها طبق آیین نامه های بتن هیچ محدودیتی ندارد و می تواند در تمامی نقاط حتی در محل چشمه اتصال استفاده شوند. 

تذکر: مهم ترین تفاوت در اجرای وصله های تیپ یک و دو، نحوه اجرای رزوه بر روی میلگرد می باشد. جنس و طراحی این دو نوع کوپلر بسیار به یکدیگر شبیه هستند. بعضی از شرکتهای تولید کننده وصله مکانیکی ادعای تولید و ارائه وصله های مکانیکی تیپ دو را دارند. این در حالی است که رزوه ارائه شده توسط آنها همان رزوه های رولینگ معمول برای وصله های مکانیکی تیپ یک است. 

تذکر2: در تقریبا تمامی تست های انجام شده از محصولات شرکت صنایع ساختمان سپهر محصولات شرکت الزامات لازم کوپلرهای تیپ دو را ارضا می نماید اما با توجه به اینکه این تست ها توسط تکنسین های آموزش دیده شرکت بسته و محکم شده اند این شرکت به هیج عنوان ادعایی مبنی بر تیپ دو بودن محصولات خود ندارد و توصیه می شود در استفاده از کوپلرهای شرکتهایی که ادعایی مبنی بر تیپ دو بودن وصله های خود دارند نهایت احتیاط در نظر گرفته شود

تذکر3: استفاده از وصله های مکانیکی تیپ دو در سازه هایی نظیر راکتورهای اتمی و یا سنگرها که در بازگذاری آنها می بایست بارهایی نظیر انفجار در نظر گرفته شود توصیه می گردد. در سازه های تجاری اداری و مسکونی و حتی بیمارستانها با توجه به اینکه بارگذاری آنها بر مبنای زلزله هست به هیچ عنوان ضروری نیست و با توجه به هزینه بسیار بالای رزوه به روش آبست توجیح اقتصادی ندارد.

نحوه صحیح بستن وصله مکانیکی چگونه است و کنترل صحیح بسته شدن آن چگونه است؟

طول رزوه میلگرد می بایست حدود یک تا دو میلیمتر ازنصف طول کوپلر کوتاهتر باشد. باید توجه داشت که کوپلر باید به طور کامل بر روی رزوه بسته شود. در هنگام رزوه میلگرد برای اجرای وصله مکانیکی همیشه یک یا دو دنده ناقص در انتهای طول رزوه ایجاد می گردد. بسته شدن کوپلر بر روی این رزوه ها با دست امکان پذیر نیست برای انجام عملیات کوپلینگ و بستن کوپلر می بایست حتما از آچار کوپلر و یا آچار لوله گیر استفاده کرد تا کوپلر بر روی این رزوه های ناقص بسته شود. برای کنترل بسته شدن کامل کوپلر می توان به صورت چشمی با کنترل همین رزوه های ناقص از محکم شدن وصله های میلگرد اطمینان حاصل کرد. و استفاده از وسایلی مانند تورک متر ضروری نمی باشد.