وصله مکانیکی میلگرد (وصله با کوپلر)

اتصالات مکانیکی آرماتور جایگزین اتصال اورلپ

استفاده از تکنولوژیهای جدید برای ارتقاء کیفیت سازه و کاهش هزینه های تولید در صنعت ساختمان علاوه بر یک نیاز یک ضرورت انکار ناپذیر به شمار می آید.
بهبود کیفیت سازه باعث عمر طولانی آن می گردد وعلاوه بر آن خسارات وارده به سازه را در مقابل حوادث طبیعی مثل زمین لرزه کاهش خواهد داد. استفاده از وصله های مکانیکی برای اتصال آرماتورها در سازه های بتنی یکی از راهکارهای بهبود کیفیت در صنعت ساختمان به شمار می آید. استفاده از وصله های مکانیکی در آئین نامه ها و استانداردهای بین المللی ازجمله آئین نامه بتن ایران در فصل ۱۸ توصیه گردیده است.
با توجه به وجود مشکلات عدیده اجرایی در سازه های سنگین به دلیل استفاده از میلگردهای قطور، به کار گرفتن وصله های مکانیکی راهگشا بوده و علاوه بر ایجاد اتصال مطمئن وحتی مستحکم تر از آرماتور مصرفی سایر مشکلات جانبی در سازه های بتنی را نیز برطرف می نماید.
در هر سازه بتنی در حدود ۱۵% آرماتور مصرفی به صورت اتصال اورلپ در بتن دفن محدودیتهای آئین نامه ای به ضایعات تبدیل می گردد. 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 می یابد.

حدود کاربرد اتصالات مکانیکی

تکنولوژی اتصالات مکانیکی در تمامی سازه های بتنی از جمله هتل ها، بیمارستان ها، سدها، فرودگاه ها، و پروژه های مسکونی قابلیت استفاده دارد.

مزایای فنی اتصال مکانیکی نسبت به اتصال اورلپ

۱٫ سبکتر شدن سازه به دلیل وزن ناچیز اتصال مکانیکی نسبت به اتصال اورلپ (۶ به ۱۰۰).

۲٫ کوتاهتر شدن طول اتصال مکانیکی نسبت به اتصال اورلپ (۴ به ۱۰۰).

۳٫ امکان طراحی بهینه به دلیل کاهش وزن سازه و در نتیجه کاهش سطح مقاطع بتنی.
۴٫ آرایش منظم آرماتورها و در نتیجه ایجاد فضای مناسب برای بتن ریزی مطلوب.
۵٫ ایجاد اتصال یکپارچه بتن آرماتورها و در نتیجه یکپارچه عمل نمودن آرماتور در محل اتصال به هنگام اعمال نیرو های ناشی از زمین لرزه.
۶٫ در امتداد هم قرار گرفتن آرماتورها و در نتیجه انتقال نیرو به طور مستقیم.
۷٫ افزایش نسبت بتن به آرماتور و امکان طراحی بهینه مقاطع بتونی.
۸٫ صرفه جویی در مواد اولیه (آرماتور) به دلیل کاهش ضایعات.
۹٫ امکان استفاده بدون محدودیت در هر پوزیشن در سازه بتونی.
۱۰٫ در اتصال اورلپ عامل ایجاد پایداری اتصال، وجود بتن است و در صورت صدمه دیدن بتن اتصال اورلپ از هم خواهد پاشید ولی در اتصال مکانیکی پایداری اتصال وابستگی به بتن ندارد که این ویژگی باعث پایداری بیشتر سازه به هنگام صدمه دیدن بتن در سوانح طبیعی خواهد شد.

در جدول زیر به صورت خلاصه اتصال اولپ و اتصال مکانیکی با یکدیگر مقایسه شده اند:

اتصال مکانیکی	اتصال اور لپ	نوع اتصال/شرایط ویژه
دارد	ندارد	امکان استفاده در سایز های بالاتر از ۳۶
دارد	ندارد	امکان استفاده در هر پوزیشن سازه بتنی
ندارد	از ۵% تا ۱۵%	ضایعات آرماتور
ندارد	دارد	هزینه برش آرماتور
به دلیل آرایش منظم آرماتورها به سهولت انجام می گیرد	به دلیل تراکم آرماتور امکانپذیر نیست	امکان بتن ریزی مطلوب
بدون عملیات اضافی در امتداد هم قرار می گیرند	فقط با ایجاد فرم s امکانپذیر است	در امتداد هم قرار گرفتن آرماتورها در محل اتصال
در حد استاندارد (بدلیل کوتاهتر شدن طول اتصال)	حداقل ۱/۵ برابر تعداداستاندارد	تعداد خاموت های مصرفی در محل اتصال
۰/۰۶ (سبکتر شدن هر اتصال به میزان ۹۴% وزن آرماتور همپوشانی)		نسبت وزن کوپلر به وزن آرماتور همپوشانی در اتصال اورلپ
۰/۰۵ (کوتاه تر شدن طول اتصال به میزان ۹۵% طول آرماتور همپوشانی)		نسبت طول کوپلر به طول آرماتور همپوشانی

علاوه بر مزایای فنی فوق ، استفاده از اتصال مکانیکی با در نظر گرفتن موارد ذیل توجیه اقتصادی نیز دارد:
۱٫ بر خلاف اتصال پوششی که محدودیت استفاده در بعضی محلها را دارد ( بند ۲۰-۵-۱-۲-۶ آئین نامه آئین نامه بتن ایران)    از جمله:
الف  اتصالات تیرها و ستون ها.
ب  در طول معادل دو برابر ارتفاع مقطع از بر تکیه گاه.
پ  در محلهایی که امکان تشکیل مفصل پلاستیکی موجود باشد.
اتصال مکانیکی در هر موقعیت قابل استفاده بوده و به همین دلیل امکان استفاده از آرماتور بدون ضایعات فراهم میگردد (معمولآ ۱۵ % آرماتورها ی خریداری شده در هر پروژه به ضایعات تبدیل می گردد).
۲٫ با توجه به ضرائب اعمالی در مبحث ۹ طول اتصال پوششی با اعمال این ضرائب افزایش می یابد و به همین دلیل نسبت وزن اتصال اورلپ افزایش خواهد داشت بطور مثال برای آرماتور ۳۲ با ضرائب مربوطه وزن اتصال اورلپ حدود ۱۳ کیلوگرم میباشد.

۳٫ با توجه به سبکی وزن اتصال مکانیکی (نسبت وزن اتصال مکانیکی به اتصال اورلپ ۶ به ۱۰۰ می باشد) وزن سازه بطور محسوسی کاهش خواهد یافت که در نتیجه امکان طراحی بهینه در مقاطع به وجود می آید (۱۳ کیلوگرم وزن اتصال اورلپ در مقابل ۶۰۰ گرم وزن اتصال مکانیکی برای آرماتور ۳۲) که در نتیجه کاهش هزینه را در پی خواهد داشت.
۴٫ طبق بند ۲۰-۵-۲-۲ آئین نامه بتن نسبت آرماتور به بتن نبایستی بیشتر از ۶% باشد این محدودیت در محل وصله ها نیز بایستی رعایت گردد ولی در راستای رسیدن به این منظور ناچارا“ بایستی ابعاد مقاطع بتنی را بزرگتر در نظر گرفت (افزایش هزینه بتن).
۵٫ مطابق بند ۲۰-۵-۲-۲-۳ آئین نامه در محل اتصال اورلپ طول اتصال را بایستی برابر ۱/۳ طول وصله های کششی در نظر گرفت که افزایش هزینه مواد اولیه را در پی دارد.
۶٫ مطابق بند ۲۰-۵-۲-۳-۴ تعداد خاموتهای مصرفی در محل اتصال اورلپ تقریبآ به دو برابر افزایش می یابد که باعث افزایش هزینه میلگرد مصرفی خواهد شد ولی با استفاده از اتصال مکانیکی که طول بسیار کوتاهی دارد (نسبت طول اتصال مکانیکی به طول اتصال اورلپ برابر ۴ به ۱۰۰ است و بطور مثال اتصال مکانیکی برای قطر ۳۲ برابر ۷/۵ سانتی متر است) نیاز به مصرف خاموت بیشتر وجود ندارد زیرا طول اتصال مکانیکی کمتر از فاصله دو خاموت متوالی است و در نتیجه صرفه جویی در مصرف میلگرد را در پی خواهد داشت .
۷٫ در اتصال اورلپ برای در امتداد هم قرار دادن محور میلگردها بایستی با خمکاری و ایجاد فرم s این امکان فراهم گردد (افزایش هزینه) ولی در اتصال مکانیکی دو میلگرد در امتداد یکدیگر قرار می گیرند.
روش اتصال اورلپ دارای اشکالات فراوانی است که بر متخصصین این رشته پوشیده نیست.

پاره ای از اشکالات روش اورلپ:

۱) آسیب دیدن بتن در محل اورلپ باعث از هم پاچیدن شبکه آرماتور شده و در نتیجه ویرانی این سازه را در پی خواهد داشت.
۲) تراکم آرماتورها در روش اورلپ باعث افرایش سطح مقطع تیرها و ستونها می گردد و علاوه بر آن دفن نمودن سرمایه های ملی در بتن توجیه اقتصادی و منطقی ندارد.

۳) سنگین تر شدن سازه در روش اورلپ مخصوصاً در سازه های بلند و سنگین باعث می گردد طراحی سازه با ضریب اطمینان بالاتری صورت گیرد که در نتیجه مصرف بیشتر مصالح را در پی خواهد داشت.
اتصالات مکانیکی آرماتورها:

• اتصالات مکانیکی برای آرماتورهای از شماره ۱۴ تا شماره ۵۰ قابل اجرا می باشد.

• استفاده از این روش علاوه بر صرفه جویی در مصرف آرماتور ، سهولت اجرا و عدم محدودیت در طول آرماتور و نهایتاً موجب افزایش استحکام سازه می گردد.

مراحل اجرای وصله مکانیکی:
انجام رزوه کاری از میل گرد Φ۱۴ تاΦ۵۰ قابل اجراست، ولی عملا در اجرا عمدتا از میل گرد  Φ۲۲ به بالا رزوه می شود. در حال حاضر دو روش برای اتصال میلگردها به صورت مکانیکی ارائه می شود ۱- روش رزوه کاری و ۲- روش بصورت پرسی (فورج)  رزوه کاری در روش اول به این  شکل است که آرماتور را مستقیما“ رزوه می کنند ودر روش دوم ابتدا محل رزوه کاری میل گرد را با استفاده ازدستگاه مخصوص  upset کرده و سپس آن محل را رزوه می کنند. در روش اول قطر محل رزوه شده در حدود ۰/۵ میلیمتر بیشتر از قطر رسمی آرماتور و در روش دوم قطر محل رزوه شده حدودا ۲ میلی متر از اندازه اسمی آرماتوربزرگتر است. روش پرسی (فورج) عمدتا در موقعیت هایی که امکان اتصال اورلپ و امکان رزوه کاری برای استفاده از اتصالات پیچی وجود ندارد مورد استفاده قرار می گیرد، بطور مثال طول میل گرد  انتظار برای استفاده از روش اورلپ کافی نیست و ما در اینجا  از کوپلر پرسی برای ادامه کار استفاده می کنیم. جنس کوپلرها فولادی است و در طی پروسه تولید هیچگونه عملیات سخت کاری بر روی کوپلرها انجام نمی گیرد.

در این قسمت انجام این مراحل به صورت جداگانه همراه با عکس توضیح داده شده است :
۱) نمونه برداری از آرماتورهای مورد نظر و تعیین رده آرماتور پس از تست کشش.
۲) تعیین قطر آرماتور و تهیه کردن ابزار آلات مورد نیاز متناسب با آن.

 

 

۳) برش آرماتورها به طول مشخص مورد سفارش مشتریان.

 

۴) رزوه کاری آرماتورها که در محل پروژه انجام می شود.

 

• مرحله رزوه کاری از جمله مهم ترین مراحل این روش می باشد ، که در نهایت دقت انجام می پذیرد.

• بستن آرماتورها به یکدیگر با کوپلر های مکانیکی انجام شده و نیاز به ابزار آلات خاص ندارد.

• اتصالات ذکر شده در نهایت با آچار محکم می گردند و این روش در تمامی مقاطع ساختمان قابل استفاده است.

 ساخت کوپلر:

 

کوپلر:

تولید کوپلر با ماشین آلات CNC انجام میپذیرد.

 

• انجام تست های کنترول کیفی مطابق با استانداردهای جهانی مرتباً صورت می پذیرد.

 

لازم به ذکر است که رزوه کاری یا حدیده انواع آرماتور تا طول ۳۱ سانتی متر و تا قطر ۱۱ با دستگاه های داخلی قابل تولید می باشند.

روشهای مختلف رزوه کاری در اتصال مکانیکی:

در این قسمت روش های رزوه کاری که در قسمت های قبل توضیح داده شد با عکس شرح داده می شود.

۱) روش مستقیم:

در این روش محل رزوه کاری مستقیماً توسط دستگاه براده بردای شده و رزوه کاری در محل مربوطه صورت می گیرد و در محل رزوه شده با استفاده از گیج های کنترولی و توسط اپراتور کنترول می گردد.

مراحل اجرایی:

الف) محل مورد نظر توسط دستگاه مخصوص OVER SIZE می گردد.
ب) با دستگاه دیگری براده برداری و رزوه شده .
پ) آماده برای استفاده است.

۲) روش END UPSETING

به دلیل استحکام فوق العاده زیاد ، در پروژه های ویژه مانند انرژیاتمی و سدها و پروژه های مشابه ارجهیت دارد.

 

کوپلر:

کوپلر یا وصله یا رابط مکانیکی درواقع یک مهره بلند است که به جای اورلب کردن آرماتور استفاده شده و دو میلگرد را در راستای یکدیگر به هم متصل میکند بدون اینکه از مقاومت کششی آنها کاسته شود.

برچسب ها : انواع کوپلر, روش رزوه کاری در اتصال مکانیکی, کوپلر استاندارد, کوپلر انتهایی, کوپلر پیچی, کوپلر تبدیل, کوپلر جوشی, کوپلر موقعیت, مراحل اجرای وصله مکانیکی, وصله مکانیکی میلگرد