کوپلر

در این مقاله ، شرکت آرمان سازه پدیده ، می خواهید سه روش اتصال میلگرد را با هم مقایسه کند و آنهارا نسبت به کارشان اولویت بندی کند.

 

اورلپ (همپوشانی) میله گرد

این نوع اتصال ، از کنار هم قراردادن دو آرماتور به موازات یکدیگر تشکیل شده که انهارا توسط قطعات سیم به یکدیگر وصل می کنند.

 

 

نکات آیین نامه ای همپوشانی میلگرد

لازم است به ذکر می باشد که چند بند آیین نامه ای در اینجا گفته شود:

•  طبق بند 9-18-4-1-2 مبحث نهم، وصله پوششی ، تنها در میلگردهای با قطر کمتر از 36 میلی متر مجاز می‌باشد.
• همچنین طبق بند 9-18-4-2-1 مبحث نهم، کمترین طول پوشش در وصله‌‌های پوششی میلگردهای کششی، برابر است با:1?3*طول مهاری میلگرد مستقیم در کشش
• با در نظر گرفتن فرضیات زیر مقدار طول مهاری میلگرد مستقیم در کشش و همچنین حداقل طول پوشش در وصله‌‌های پوششی میلگردهای کششی در دو جدول زیر آمده است:
  الف FY=400 MPa (و  fc=21 MPa.
  ب)بتن معمولی است (نه سبک).
  پ)آرماتور بدون اندود اپوکسی است.
• حداقل فاصله مرکز به مرکز آرماتورها 10 سانتی‌متر بوده و حداقل پوشش بتنی روی آرماتورها 5 سانتی‌متر می باشد.

دلیل خداحافظی از اتصال اورلپ ؟

اورلپ (وصله پوششی ) برای رسیدن به استحکام ، به بتن اطراف خود وابسته می باشد. بنابرین عدم یکنواختی و پیوستگی ساختاری کاملا در این اتصال مشهود می باشد.

طبق آیین نامه  ACI، اتصال اولپ در مقابله با بارهای پریودیک قابل اطمینان نبوده و از محدوده  الاستیک خود خارج می شود .طی سالیان متمادی و برای اطمینان بیشتر در قابلیت وکارآیی اتصال اورلپ ، طول اتصال پوششی افزایش یافته  و همچنین استفاده از اورلپ در بعضی نقاط ساختمان کاملا ممنوع می باشد.

 

اتصال مکانیکی توسط کوپلر

در این نوع اتصال توسط کوپلر ، به دو سر میلگرد رزوه شده قابل انجام است.

 

1. اتصالات مکانیکی نوعی از قطعات مکانیکی می باشند که بین دو قطعه آرماتور قرار گرفته و باعث می شوند که آرماتور درمحل اتصال ، رفتاری مثل یک آرماتور یکپارچه داشته باشد .
2. آرماتورها در اتصال مکانیکی ، به صورت سر به سر به یکدیگر وصل می شوند. این اتصال بسیاری از مزایای یک آرماتور یکپارچه را تامین می کند . 
3. تراکم آرماتور را کاهش می دهد و امکان بتن ریزی مطلوب را فراهم می کند.
4. بر اساس آیین نامه بتن ایران ، یک اتصال مکانیکی بسیار قوی تر و مستحکم تر از اتصال اورلپ است چرا که میزان استحکام مورد نیاز برای یک اتصال مکانیکی حداقل 25 درصد بیشتر از استحکام طراحی برای اتصال اورلپ در نظر گرفته می شود. 

مقایسه تراکم میلگردها در اتصال اورلپ و مکانیکی

 

 

اتصال فورجینگ ( جوش سر به سر)

اتصال فورجینگ ، به وسیله حرارت دادن دو سر میلگرد و اتصال آنها با فشار به یکدیگر می باشد.

 

 

مقایسه سه روش اتصال میلگرد اورلپ (همپوشانی)، وصله مکانیکی(کوپلر) و جوش فورجینگ

الف)مقایسه هزینه(قیمت تمام شده)سه روش

1. هزینه اتصال کوپلینگ

الف)در اتصال کوپلینگ به یک عدد کوپلر(عموما ساده ی راستگرد) و رزوه  هر سر میلگرد نیاز می باشد ؛ در این روش دسترسی به آرماتورها مشکل شده و هزینه ها افزایش می یابد.

ب)در اتصال کوپلینگ هزینه و قیمت  کوپلر 47000 ریال و هزینه و قیمت  رزوه دو سر میلگرد 25 ،24000 ریال در نظر گرفته شده است.

1. هزینه اتصال فورجینگ
   در اتصال فورجینگ به کپسول اکسیژن و استیلن و یک کارگر ماهر و دو کارگر ساده نیاز می باشد.
2. هزینه اتصال اورلپ
   اتصال اورلپ با چشم پوشی از سیم های مصرفی برای اتصال ، دارای هزینه ای نمی باشد.
   در اتصال فورجینگ برای میلگرد 70،25 جوش را می توان به ازای مصرف یک عدد کپسول استیلن 12 پوندی (به قیمت  400000 ریال) و نصف کپسول گاز اکسیژن 20 پوندی   (به قیمت  80000 ریال) انجام داد که دراین صورت:
   6286=440000/70   قیمت گاز مصرفی به ازاء هر سر جوش میلگرد 

قیمت و هزینه یک کارگر ماهر روزمزد 500000 ریال و دو کارگر ساده هر کدام 350000 ریال در نظر گرفته شده و با احتساب روز کاری 8 ساعته و بازده 30  درصدی کارگران:

144 = تعداد جوش در یک روز=60/(0.3*60*60*8)

8333=144/  (500000+700000)  =قیمت و هزینه کارگر برای هر سر جوش میلگرد

که در نهایت قیمت و هزینه کل هر سر جوش در روش فورجینگ برابر است با :                                                                                         ریال       14619   = 6286+8333

ب)زمان مصرفیسه روش

1. زمان مصرفی اتصال کوپلینگ
   در اتصال کوپلینگ به طور متوسط 120 ثانیه برای رزوه ی دو سر میلگرد و 30 ثانیه بستن توسط کوپلر نیاز می باشد که در مجموع 150 ثانیه زمان صرف خواهد کرد.
2. زمان مصرفی اتصال فورجینگ
   در اتصال فورجینگ زمان اجرای هر اتصال 60 ثانیه در نظر گرفته شده است.
3. زمان مصرفی اتصال اورلپ
   در اتصال اورلپ، زمان اجرا برابر 15 ثانیه است.

پ)طول اتصال

توجه کنید که این مقدار، ثابت نبوده و هر بار تغییر می کند

1. در روش کوپلینگ حداقل 100 میلی متر 
2. در روش فورجینگ حداقل 50 میلی متر
3. در روش اورلپ حداقل 1000 میلی متر می باشد

اگر در پروژه ای فقط زمان اجرای پروژه مهم باشد ، (مدت زمان کمتر) ، روش های اتصال به ترتیب زیر انجام می شوند:

1. اورلپ
2.  فورجینگ 
3. کوپلینگ

اگر در پروژه ای دولتی که هزینه برای کارفرما چندان مهم نباشد ، روش های اتصال به ترتیب زیر انجام می شوند:

1.  فورجینگ
2.  کوپلینگ
3. اورلپ

با آرمان سازه پدیده همراه باشید.

اتصال مکانیکی آرمان سازه پدیده ، در این مقاله به بررسی مشکلات اتصال اورلپ می پردازد.

تکنولوژی های جدید که برای ارتقاء کیفیت سازه و کاهش هزینه های تولید در صنعت ساختمان سازی استفاده می شوند ، علاوه بر نیاز ، یک ضرورت انکار ناپذیر نیز به شمار می آید.
بهبود یافتن کیفیت سازه ، باعث طولانی شدن عمر ان می شود و علاوه بر آن ، خسارات های وارد بر سازه را در هنگام وقوع حوادث طبیعی مانند زمین لرزه کاهش می دهد. استفاده کردن از وصله های مکانیکی برای متصل کردن آرماتورها در سازه های بتنی ، یکی از راهکارهای بهبود کیفیت در صنعت ساختمان به حساب می آید. استفاده از وصله های مکانیکی در آئین نامه ها و استانداردهای بین المللی ازجمله آئین نامه بتن ایران در فصل 18 توصیه شده است.

با توجه به وجود مشکلات متعدد اجرایی در سازه های سنگین ، به علت استفاده از میلگردهای قطور ، به کار گرفتن وصله های مکانیکی راهگشا هستند و علاوه بر ایجاد اتصال مطمئن  و حتی مستحکم تر از آرماتور مصرفی سایر مشکلات جانبی در سازه های بتنی را نیز برطرف می کند.

 

 

در هر سازه بتنی ، معادل 15% آرماتور مصرفی به صورت اتصال اورلپ در بتن دفن محدودیت های آئین نامه ای تبدیل به ضایعات می شود. با استفاده از اتصالات مکانیکی ، نه تنها از دفن آرماتور به صورت مهار پوششی آرماتور جلوگیری می گردد ، بلکه ضایعات آرماتور نیز به حداقل کاهش پیدا میکند.

مهندسین ساختمان و متخصصین در سازه‌های بتنی ، معایب و ایراداتی در روش قدیمی و سنتی وصله میلگرد در ساختمان بتنی و یا به زبان دیگر ، وصله اورلپ مشاهده کردند. با انجام دادن تعداد بسیار زیادی آزمایش ، به همراه استفاده از تجربه ی مهندسان و متخصصان ، مقایسه انواع روش وصله میلگرد، وصله مکانیکی یا کوپلر به عنوان راهکاری ارائه شد که می‌تواند مشکلات اتصال اورلپ را در به طور همیشه بر طرف کند. سهولت استفاده ، قابلیت اطمینان ، تمامیت ساختاری ، و حداقل ازدحام میلگرد مزایای استفاده از سیستم اتصال مکانیکی می باشند.

سیستم وصله مکانیکی نیازهای مخاطبین خود را تحت کشش ، فشرده سازی و بارگذاری های چرخه ای را برطرف می نماید.

اتصال مکانیکی بهینه‌ترین نوع ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اتصال میلگرد می باشد و تمامی ضوابط و مقررات آیین نامه های ملی و بین المللی را ارضا می‌ کند.

 

 

در همه جای دنیا ، انواع مختلف این وصله‌ها استفاده می‌شوند که عبارتند از:

کوپلر استاندارد با رزوه راستگرد
کوپلر با رزوه چپ و راست
کوپلر تبدیل
کوپلر پیچی قفل شونده
کوپلر انتهایی
کوپلر گروتی
کوپلر جوشی میلگرد و سازه
کوپلر موقعیت
کوپلر برای آرماتورهای فشاری

با آرمان سازه پدیده همراه باشید.

معایب سازه بتنی

در اسکلت‌های بتنی مصرف فولاد کمتر از اسکلت فولادی است و درنتیجه  هزینه ساخت سازه بسیار ارزان‌تر است. از سوی دیگر ساخت به روش بتنی معایبی با وجود هزینه کمتر معایبی نسبت به اسکلت فلزی دارد که سازندگان را به ساخت با اسکلت فولادی ترقیب می‌کند. از عمده‌ترین این معایب می‌توان به سرعت کم اجرا به علت طی کردن مراحل زیادی  مث (مانند آرماتوربندی، قالب بندی، بتن ریزی و بازکردن قالب ها )ااشاره کرد. از طرف دیگر ابعاد ستون ها در سازه بتنی بزرگتر از اجرای سازه با اسکلت فولادی است، و این امر موجب بروز ایراداتی از جنبه معماری در سازه می شود. حال اگر این مشکلات به نحوی قابل حل باشد، بهترین روش برای ساخت اسکلت بتنی می‌باشد.

 

 

راه حل چیست؟

وصله مکانیکی

همانطور که ذکر شد عمده ترین مشکل  سازه‌های بتنی، سرعت پایین اجرای ساختمان بتنی و ابعاد ستون‌ها ست. یکی از ابزارهایی که با استفاده از آن هر دو مشکل به طور هم‌زمان حل می‌شود، وصله مکانیکی یا کوپلر است که در عامه به آن کوپلینگ هم گفته می شود. طبق بند 20-5-2-2 آیین‌نامه ACI 318 در صورت استفاده از وصله‌مکانیکی مساحت آرماتور می‌تواند به جای 3 درصد مساحت مقطع، 5/4 درصد آن را تشکیل دهد. به عنوان مثال اگر در طراحی یک ستون ابعاد ستون 100 سانتی‌متر در 100 سانتی‌متر محاسبه شود، با در نظر گرفتن وصله مکانیکی در طراحی ابعاد به 80 سانتی‌متر کاهش پیده می‌کند. به عبارت دیگر در طراحی با در نظر گرفتن کوپلر ابعاد ستون‌ها 20 درصد و مساحت آنها 36 درصد کاهش پیدا می‌کند.

کوپلر چگونه به ساخت سازه بتنی کمک می کند؟

با استفاده  از کوپلر در مرحله آرماتوربندی سرعت اجرا بسیار افزایش پیدا می‌کند. از آنجا که با استفاده از وصله مکانیکی شبکه آرماتور از بتن مستقل می‌باشد مراحل قالب بندی و آرماتوربندی بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. کوپلر این اجازه را نیز به مجری می‌دهد تا مقاطع تیر و ستون را به صورت پیش‌ساخته در کارگاه ساخته و به صورت درجا در محل پروژه بتن‌ریزی کند. در این روش مراحل رزوه‌ زنی و بستن شبکه‌ آرماتور تیر و ستون به وسیله دستگاههای CNC در کارگاه دقیقا مطابق با نقشه اجرایی سازه ساخته شده و به محل پروژه حمل می‌شود. در محل این مقاطع به وسیله جرثقیل در محل خود قرار می‌گیرد و به وسیله وصله مکانیکی به هم بسته شده و بتن ریزی به سرعت انجام می‌شود. در این روش مدت زمان مورد نیاز برای آرماتوربندی تقریبا حذف می‌شود. خوشبختانه زیرساحت های این روش که به سازه بتنی پیش ساخته معروف است، اخیرا در کشور توسط صنایع ساختمان سپهر فراهم شده است که می‌تواند تحول عظیمی در صنعت ساختمان کشور ایجاد نماید.

گروه صنعتی آرمان سازه پدیده ، با مقاله ای در مورد معایب جوش سر به سر آرماتور در خدمت شما می باشد.

 اتصال جوشی معرفی شده در کشور ایران که  به عنوان یک روش برای وصله آرماتورها معرفی می شود ، به نام روش gas pressure welding  در  ژاپن شناخته می شود. تکنولوژی اتصال جوشی مربوط به دهه 1960 می باشد. این تکنولوژی ، نه تنها در کشورهای صاحب تکنولوژی به عنوان یک روش متداول و جایگزین اتصال مکانیکی کاربرد ندارد، حتی در کشور تولید کننده فیکسچرهای جوشکاری نیز پس از وقوع زلزله kobe در ژاپن و بررسی نتایج نا مطلوب حاصل از رفتار این اتصال، استفاده از آن بارعایت ضوابط و دستورالعمل های بسیار دقیق مجاز می باشد.

 

در این روش ، با توجه به عدم امکان اندازه گیری پارامترهای فیزیکی و مکانیکی و دخالت کردن عوامل متعدد در انجام جوشکاری و همچنین تجمیع خطاهای متعدد انسانی ، محیطی و ماشین آلات ، اعتماد به این روش در صنعت ساختمان سازی به شدت کاهش می یابد. عوامل موثر در کاهش قابلیت اطمینان به شرح زیر می باشند :

1 – مهارت اپراتور جوشکاری    

2 – دستورالعمل های WPS،PQR اجرا نمی شوند و یا ناقص اجرا می شوند.
 
3 – امکان کنترل حرارت حاصل از شعله اکسی استیلن دارا نمی باشد.

4 – زمان حرارت دهی به آرماتور بطور تقریبی بوده و اپراتور با توجه به تجربه شخصی عمل می کند.

5 – طول حرارت دادن آرماتوربصورت تقریبی و مطابق با تجربه اپراتور است و ابزاری برای کنترل آن وجود ندارد.

6 – امکان کنترل درجه حرارت آرماتور در حین حرارت دادن وجود نداشته و این درحالی می باشد که رسیدن به درجه حرارت مطلوب یک پارامتر بسیار اصلی و موثر در امتزاج دو آرماتور در فصل مشترک اتصال آنها به یکدیگر میباشد.

7 – دمای محیط در سرد شدن محل جوش تاثیر داشته که در نتیجه آن ، به شکننده شدن می انجامد.

8 – میزان فشار سیستم هیدرولیک برای فشرده نمودن دو آرماتور و ایجاد امتزاج بین آنها ارتباط مستقیم با میزان درجه حرارت محل اتصال دارد و این به معنای آن می باشد که در صورت متغییر بودن دمای محل اتصال که به صورت تقریبی و تجربی توسط اپراتور تعیین می شود و اعمال فشار یکسان توسط سیستم هیدرولیک اتصالات حاصله به هیچ وجه یکسان نبوده و از نظر کیفی یکنواخت نمی باشد.

9 – به دلیل تنوع و عدم یکنواختی پروسه تولید آرماتورها و همچنین رفتار متفاوت در برابر حرارت دهی ، امکان رسیدن به نتیجه مطلوب بسیار کم می شود.

 

 

در این روش با توجه به عوامل موثر در کاهش کیفیت جوش ، قابلیت اعتماد به این روش حداقل تا 50% کاهش می یابد. این بدان معنی می باشد که از هر 100 عدد جوش انجام گرفته شده تعداد 50 عدد قابل قبول نخواهند بود . تنها راه حاصل کردن اطمینان از کیفیت جوش ، انجام تست اولتراسونیک (UT) می باشد که با توجه به هزینه های سنگین انجام آن و همچنین دست یابی به الزامات مورد نظر مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی که برای این روش تدوین گردیده است ، بسیار دشوار و پر هزینه خواهد بود.

با آرمان سازه پدیده همراه باشید.

کوپلرها که به آن ها کوپلینگ های میله یا کوپلر میلگرد نیز می گویند، ابزارهایی مستحکم و مقاوم در مقابل نیروهای مختلف وارد شده به سازه  بوده که از آن ها برای اتصالات مختلف میلگردها استفاده می گردد. دستگاه کوپلر میلگرد مستقل از شرایط و وجود بتن، به دلیل ساختار تقویت شده دنباله دار، اطمینان مناسبی را در تحمل بار برای آرماتورها ایجاد می نماید.