آشنایی با کوپلر (وصله مکانیکی آرماتور) و مزایای آن

کوپلر

آشنایی با کوپلر (وصله مکانیکی آرماتور) و مزایای آن

کوپلر تبدیل :این گروه از کوپلرها قابلیت به هم پیوستن دو آرماتور با سایزهای مختلف را دارند در حالتی که کوپلر امکان چرخش داشته باشد. هر دو رزوه این نوع کوپلر راستگرد بوده و نحوه بستن آن همانند کوپلر استاندارد می‌باشد. در صورت‌نیاز مصرف‌کننده این نوع کوپلر با هر سایز مورد نیاز تولید می‌شود.

کوپلر جوشی :کوپلر جوشی روشی مناسب برای اتصال آرماتور به سطح یک بنای فلزی را فراهم می کند.یک طرف این نوع کوپلر دارای رزوه های باریک از یک سو می باشد که از کوپلرهای استاندارد کوچک‌تر است.انتهای دیگر این کوپلرها مستقیماً به سطح فلزی جوش خورده اند.این نوع کوپلرها برای سطوح فلزی مناسب
می‌باشند.

کوپلر انتهایی :مهاربندی آرماتورها با بخشی از بتن (اتصال تیر به ستون) بوسیله خم انتهای آرماتور ایجاد می گردد. این امر موجب بوجود آمدن مشکلات بسیاری در موقعیت آرماتور و افزایش تراکم می گردد. کوپلر انتهایی جایگزین خم انتهای آرماتور شده و متعاقباً موجب کاهش تراکم و آسان سازی موقعیت آرماتور می گردد.تحمل نیرو توسط این نوع کوپلرها بر مبنای تئوری مخروط برش در بتن صورت می گیرد.

کوپلر پیچی :کوپلر پیچی روشی مقرون به صرفه برای اتصال دو آرماتور می‌باشد. در استفاده از این نوع کوپلرها نیازی به ایجاد رزوه در انتهای آرماتور نبوده و همچنین نیاز به چرخاندن آرماتور داخل کوپلر نیز نمی‌باشد.

کوپلر 1

انتهای آرماتور در داخل کوپلر توسط دو حائل دندانه دار احاطه شده و پیچ‌های تعبیه شده بر روی کوپلر، روی آرماتور محکم می‌شوند و انتهای مخروطی پیچ‌ها روی آرماتور قرار می‌گیرند.

کوپلر موقعیت :این نوع از کوپلرها برای حالتی طراحی شده‌اند که دو آرماتور قادر به حرکت نبوده و در دو بخش از سازه بتنی مجزا از یکدیگرقرار گرفته‌اند.این کوپلرها از سه بخش قطعه نر، قطعه ماده و مهره قفل‌کننده تشکیل شده‌اند. قطعه نر ، دارای یک رزوه داخلی و یک رزوه خاجی موازی می‌باشد. قطعه ماده نیز داری رزوه داخلی موازی می باشد و مهره قفل کننده برای محکم نگه‌داشتن اتصال بین دو آرماتور هنگامی‌که درجه انطباق صحیح بدست آمده‌باشد استفاده می‌شود

وصله مکانیکی ( کوپلر )

وصله مکانیکی و کوپلر و اتصالات مکانیکی آرماتور و کوپلر استاندارد
با توجه به مشکلات عدیده اجرایی در سازه های سنگین به دلیل استفاده از میلگرد های قطور به کار گرفتن وصله مکانیکی راهگشا بوده و علاوه بر ایجاد اتصال مطمئن و مستحکم تر از ارماتور مصرفی سایر مشکلات جانبی در سازه های بتنی را نیز بر طرف می کند.در هر سازه بتنی در حدود ١۵ درصد ارماتور مصرفی به صورت اورلب در بتن دفن محدودیتهای ایین نامه ایبه ضایعات تبدیل میگردد.با استفاده از اتصالات مکانیکینتنها از دفن ارماتور به صورت پوششی ارماتور جلوگیری به عمل می اورد بلکه ضایعات ارماتور به حداقل کاهش مییابد.

مزایای استفاده از اتصالات مکانیکی نسبقت به اتصال اورلب به شرح ذیل بیان میشود:١-کاهش تراکم ارماتور٢-صرفه جویی در میلگرد مصرفی٣-کاهش هزینه های اماده سازی و نصب۴-قابل استفاده در قطرها و شکل ها و طول های مختلف ارماتور۵-استحکام کافی و تحمل نیروها به هنگام صدمه دیدن ارماتور۶-یکپارچه عمل نمودن ارماتور در محل اتصال٧-در امتداد هم قرار گرفتن محور ارماتورها در محل نصب٨-امکان استفاده از تمام طول شاخه ارماتور و نداشتن ضایعات

مزایای فنی و اقتصادی وصـله مکانیکی میلگرد

کوپلر

استفاده از تکنولوژی‌های جدید برای ارتقاء کیفیت سازه و کاهش هزینه‌های تولید در صنعت ساختمان علاوه بر یک نیاز، یک ضرورت انکار ناپذیر به شمار می‌آید. استفاده از وصله‌های مکانیکی برای وصله آرماتورها در سازه‌های بتنی یکی از راهکارهای بهبود کیفیت در صنعت ساختمان به شمار می‌آید. استفاده از وصله‌های مکانیکی در آیین‌نامه‌ها و استانداردهای بین‌المللی مانند ACI-318 و همچنین در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان توصیه گردیده است. با توجه به وجود مشکلات عدیده‌ی اجرایی در سازه‌های بتنی سنگین به دلیل استفاده از میل گردهای قطور،به کارگرفتن وصله‌های مکانیکی راه‌گشا بوده و علاوه بر ایجاد وصله مطمئن، سایر مشکلات جانبی مرتبط با تراکم آرماتور در سازه‌های بتنی را نیز برطرف می‌نماید.
در هر سازه بتنی در حدود ۱۵% آرماتور مصـرفی به صورت وصله پوششی در بتن باقی می‌ماند. با استفاده از اتصالات مکانیکی نه تنها از باقی ماندن آرماتور به صورت مهار پوششی آرماتور جلوگیری می‌گردد، بلکه ضایعات آرماتور نیز به حداقل کاهش می‌یابد.

وصله مکانیکی تقریباً در کلیه موارد به دلیل داشتن مزایای فنی و اقتصادی که در ادامه نیز به آن‌ها اشاره می‌گردد، می‌توانند جایگزین وصله‌های پوششی در اعضای بتنی گردند. با این حال موقعیت‌های زیادی نیز وجود دارند که استفاده از وصله پوششی در آن‌ها از نظر عملی امکان پذیر نیست و یا از نظر طراحی استفاده از وصله‌های پوششی مجاز نمی‌باشد. در این خصوص می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱) مطابق بند ۱۸-۴-۱-۲ آیین نامه بتن ایران (آبا) و همچنین بند ۹-۱۸-۴-۱-۲ مبحث نهم، وصله پوششی تنها در مورد میل گردهای با قطر کمتر از ۳۶ میلی‌متر مجاز می‌باشد و برای میل‌گرد با قطر ۳۶ میلی‌متر و بالاتر استفاده از وصله مکانیکی و یا جوشی الزامی است. همچنین مطابق بند ۱۲٫۱۴٫۲٫۱ آیین نامه ACI-318 نیز برای آرماتورهای با قطر بیشتر از ۳۶ میلی‌متر استفاده از وصله مکانیکی مورد نیاز می‌باشد و وصله پوششی قابل کاربرد نمی‌باشد.
۲) مطابق بند ۱۸-۴-۲-۳ آیین نامه بتن ایران، بند ۹-۱۸-۴-۲-۳ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و همچنین بند ۱۲٫۱۵٫۶ آیین نامه ACI-318 در قطعات کششی، وصله میل گردها باید تنها به وسیله وصله‌های جوشی و یا مکانیکی مجاز می‌باشد و فاصله وصله‌های در میل گردهای مجاور باید بیشتر از ۷۵۰ میلی‌متر در نظر گرفته شوند.
۳) قطعات کششی به قطعاتی اطلاق می‌گردند که مقدار نیروی کششی در آن‌ها به حدی است که در کل سطح مقطع آن‌ها در کشش قرار می‌گیرد؛ سطح تنش کششی در آرماتورها به حدی است که آرماتورها باید به صورت کامل موثر باشند و یا اینکه پوشش بتنی اندکی در تمامی وجود عضو وجود داشته باشد. برای مثال می‌توان به المان پای قوس‌ها، کش‌های آویزان منتقل کننده بار به سازه تکیه گاهی فوقانی و همچنین به اعضای کششی اصلی در خر پاها اشاره کرد.
۴) در صورتیکه فواصل آرماتورها به ترتیبی باشند که امکان استفاده از وصله پوششی وجود نداشته باشد، باید از وصله مکانیکی استفاده کرد. در این خصوص می‌توان به ستون‌های بتنی سنگین اشاره کرد که در آن‌ها مقدار زیادی آرماتور سایز بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۵) در نقاطی که درزهای اجرایی و یا روند گسترش ساخت در آینده موجب نیاز به پیوستگی کششی آرماتورها می‌شوند، استفاده از وصله مکانیکی بر بجا گذاشتن ریشه‌های بلند برای آرماتورها ترجیح دارند. با حداقل ۳۰ سانتی متر ریشه انتظار تقریباً هر نوع وصله مکانیکی قابل اجرا خواهد بود. در صورتیکه آرماتورها باید در محل وصله به صورت زیگزاگ وصله شوند، مقدار ۳۰ سانتی متر باید افزایش داده شود.
۶) در صورتیکه طول وصله پوششی بر اساس آیین نامه مقدار زیادی داشته باشد، استفاده از وصله مکانیکی بر وصله‌های پوششی ترجیح دارد. در این خصوص می‌توان به آرماتورهای با قطر بالاتر از ۲۸ میلی‌متر، آرماتورهای دارای پوشش اپوکسی و یا گروه میلگردهای ۲ تایی تا ۴ تایی اشاره نمود که در آنها طول مهاری بر اساس آرماتوری با قطر معادل آرماتورهای گروه محاسبه می شود.

مزایای فنی استفاده از وصله مکانیکی در اجزای بتنی

با استفاده از وصله مکانیکی، بر اساس عملکردهای ایجاد شده مزایای فنی زیر در عملکرد سازه و روند اجرایی اجزای بتنی قابل دست‌یابی خواهند بود:

۱) امکان وصله آرماتورهای با قطر بالا در سازه‌های بتنی سنگین.
۲) کوتاه‌تر شدن طول ناحیه وصله در عضو نسبت به وصله پوششی و عدم نیاز به آرماتور گذاری ویژه در ناحیه وصله و کاهش حجم آرماتورها و ایجاد سهولت در بتن ریزی.
۳) آرایش منظم و فاصله بیشتر میان آرماتورها در ناحیه وصله و در نتیجه ایجاد فضای مناسب برای بتن‌ریزی مطلوب.
۴) ایجاد وصله یکپارچه بین آرماتورها و در نتیجه یکپارچه عمل نمودن آرماتور در محل وصله به هنگام اعمال نیرو‌های رفت برگشتی ناشی از زمین لرزه.
۵) در امتداد هم قرار گرفتن آرماتورها و حذف عملیات خم یک به شش آرماتور در محل وصله (خم S شکل) و در نتیجه انتقال نیرو به طور مستقیم و بدون خروج از مرکزیت.
۶) عدم افزایش نسبت آرماتور در محل وصله و امکان استفاده از حداکثر نسبت آرماتور (۵/۴ درصد) در ظرفیت مقطع ستون بتن آرمه، کاهش بعد ستون و افزایش شکل پذیری مقطع در محل وصله.
۷) امکان وصله بدون محدودیت در هر موقعیتی در سازه بتنی مانند محل مفصل پلاستیک.
۸) در وصله پوششی عامل انتقال بار میان دو آرماتور، وجود بتن محصور کننده در اطراف آن‌ها است و در صورت صدمه دیدن بتن وصله پوششی عمل نخواهد نمود ولی در وصله مکانیکی انتقال بار وابسته به بتن نیست که این ویژگی باعث تأمین مقاومت وصله در تمامی شرایط باربری سازه خواهد شد.
مزایای اقتصادی استفاده از وصله مکانیکی در اجزای بتنی
با استفاده از وصله مکانیکی، بر اساس عملکردهای ایجاد شده مزایای اقتصادی زیر در ساخت اجزای بتنی قابل دست‌یابی خواهند بود:
۱) طول وصله پوششی در حدود ۳۰ درصد از طول مهاری آرماتور بیشتر است. به همین دلیل مخصوصاً در سایزهای بالای آرماتور نسبت وزن وصله پوششی نسبت به طول ۱۲ متری آرماتور مقدار نسبتاً زیادی است. به طور مثال برای آرماتور ۳۲ با اعمال ضرایب مربوطه، وزن وصله پوششی حدود ۱۳ کیلوگرم به دست می‌آید که هزینه آن در مقایسه با هزینه‌های وصله مکانیکی به مراتب بیشتر است.

۲) بر خلاف وصله پوششی که محدودیت استفاده در بعضی محل‌ها (بند ۲۰-۵-۱-۲-۶ آئین‌نامه بتن ایران و همین مطلب در بند ۹-۲۰-۴-۱-۲-۶ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان) از جمله اتصالات تیرها و ستون‌ها، در طول معادل دو برابر ارتفاع مقطع از بر تکیه‌گاه و در محل‌هایی که امکان تشکیل مفصل پلاستیک موجود باشد، را دارد وصله مکانیکی (با حفظ شرایطی) در همه این موقعیت‌ها قابل استفاده بوده و به همین دلیل امکان استفاده از آرماتور بدون ضایعات فراهم می‌گردد (معمولاً ۱۵% آرماتورهای خریداری شده در هر پروژه به ضایعات تبدیل می‌گردد).
۳) مطابق بند ۲۰-۵-۲-۲ آئین‌نامه بتن ایران، در ستون‌های بتنی در مناطق لرزه خیز نسبت آرماتور به بتن نباید بیشتر از ۵/۴% باشد و که این محدودیت در محل وصله‌ها نیز لازم‌الاجراست. بنابراین برای دست‌یابی به ظرفیت بالاتر باید ابعاد مقاطع بتنی را بزرگ‌تر در نظر گرفت که این امر هم از نظر اقتصادی و هم از نظر معماری مطلوب نیست. این در حالی است که با استفاده از وصله مکانیکی، درصد آرماتور در محل وصله افزایش نمی‌یابد و رعایت این محدودیت نیز مورد نیاز نمی‌باشد.
۴) مطابق بند ۲۰-۵-۲-۳-۴ آیین نامه بتن ایران، تعداد خاموت‌های مصرفی در محل وصله پوششی تقریباً به دو برابر افزایش می‌یابد که باعث افزایش هزینه میل‌گرد مصرفی خواهد شد ولی با استفاده از وصله مکانیکی که طول بسیار کوتاهی دارد نیاز به بارگیری خاموت بیشتر وجود ندارد و در نتیجه صرفه جویی در مصرف میل‌گرد خاموت را در پی خواهد داشت.
۵) در وصله پوششی برای در امتداد هم قرار دادن محور میل گردها بایستی با خم‌کاری و ایجاد فرم S این امکان فراهم گردد که با افزایش هزینه همراه است. ولی در وصله مکانیکی دو میل‌گرد در امتداد یکدیگر قرار می‌گیرند و نیازی به فرم دادن آرماتور نمی‌باشد.

منبع: نواندیشان

اشتراک گذاری این نوشته

نظر (1)

  • نازنین رحمتیان پاسخ به

    ممنون عالی بود

    بهمن ۸, ۱۳۹۳ در ۷:۵۱ ق.ظ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *