روش های وصله آرماتورها | کوپلینگ ، فورجینگ ، اورلپ و اتکایی

وصله آرماتورها در اجرای اسکلت‌های بتنی همواره از موارد با اهمیت به شمار می‌رود. در اجرای اسکلت بتنی قسمت‌هایی وجود دارند که طول میلگرد تمام شده و یا نیاز به تطویل میلگرد بریده شده است.

در این موارد باید میلگردهای جدید به میلگردهای قدیم وصله شوند. وصله آرماتورها به یکدیگر به چهار طریق اورلپ، فورجینگ، کوپلینگ به وسیله کوپلر یا وصله اتکایی میلگرد انجام می‌شود که در این مقاله به شرح هر یک پرداخته‌ایم.

انواع وصله آرماتورها

ابتدا پیشنهاد می‌کنیم قبل از مطالعه این مقاله، دیدن فیلم زیر را که جهت رفع یک مشکل، انواع وصله آرماتورها معرفی شده و بهترین آن انتخاب می‌شود، از دست ندهید.

اورلب یا وصله پوششی 

اورلپ در ستون‌ها با کنار هم قرار دادن دو میلگرد در قسمتی از طولشان اجرا می‌شود. به طولی که دو میلگرد باید در کنار هم قرار داده شوند طول پوشش می گویند. اورلپ تنها برای میلگردهای با قطر کمتر از 36 میلیمتر مجاز است.

اگرچه کلمه اورلپ (overlap) به معنای هم پوشانی صحیح است اما اورلب نیز در میان اهل فن رایج است.

اورلب برای گروه میلگردها (تعدادی میلگرد در کنار هم به عنوان یک مجموعه میلگرد) مجاز نیست اما هریک از میلگردها را می‌توان جداگانه با اورلب بهم متصل کرد.

در این حالت نواحی وصله میلگردهای مختلف نباید با هم تداخل داشته باشد و طول پوشش لازم برای وصله پوششی هر دو میلگرد باید بر اساس طول پوشش لازم برای هریک از میلگردها تعیین شود. 

یکی دیگر از نکات مهم در اورلب میلگردها فاصله محور تا محور دو میلگرد است. در صورتی که دو میلگرد در تماس با یکدیگر نباشند در محل وصله غیر تماسی باید با میلگردهای عرضی عمود بر میلگردهای وصله شونده محصور شوند.

طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان این فاصله در اعضای خمشی نباید بیشتر از یک پنجم طول پوشش لازم و یا بیشتر از 150 میلیمتر باشد. در سایر اعضا این مقدار به 5 برابر قطر میلگرد کوچکتر محدود می‌شود. 

چرا اتصالات اورلب جهت وصله آرماتورها مناسب نیستند؟

آرماتورها به طور کامل، هم راستا نخواهند شد.

عمل آرماتور بندی به دلیل آنکه میلگردها دقیقا هم راستا نیستند به سختی انجام خواهد گرفت.

رعایت تمامی پارامترهای قانونی توسط اتصالات اورلب امری دشوار است.

محدودیت در طراحی و عدم اطمینان از اتصالات

در مقاطع با تراکم آرماتور بالا به جای استفاده از وصله پوششی (اورلب) می‌توان از وصله مکانیکی (کوپلینگ) یا وصله جوشی (فورجینگ) استفاده کرد.

این کار موجب کاهش تراکم آرماتورها، در امتداد هم قرار گرفتن محور آن‌ها، استحکام کافی و شکل پذیری مناسب، جلوگیری از کرمو شدن بتن، صرفه جویی در میلگرد و کاهش هزینه‌ها می‌شود.

وصله جوشی در وصله آرماتورها

وصله جوشی جهت وصله آرماتورها با جوش دادن دو میلگرد به یکدیگر به دو طریق زیر انجام می‌شود:

فورجینگ

اتصال جوشی نوک به نوک خمیری که به آن جوش الکتریکی تماسی گفته می‌شود و به عملیات فورجینگ معروف است. در صورت اجرای صحیح فورجینگ نقطه گسیختگی در تست کشش، خارج از ناحیه وصله واقع می‌شود.

اتصال فورجینگ فقط در صورتی مجاز است که قطر میلگردها برای فولادهای گرم نورد شده از 10 میلیمتر و برای فولادهای سرد اصلاح شده از 14 میلیمتر کمتر نباشد.

هم چنین قطر دو میلگرد اتصال نیز باید با یکدیگر متناسب باشد و نسبت سطح مقطع دو میلگرد وصله شونده از 1.5 تجاوز نکند.

در روش فورجینگ دو سر آرماتور به وسیله شعله حاصل از گاز اکسیژن و استیلن تا حرارت حدود 1200 تا 1300 درجه سیلیسیوس سرخ شده و به حالت خمیری در می‌آیند.

سپس دو آرماتور توسط جک هیدرولیکی با فشار مناسب به هم آمیخته می‌شوند. مقدار فشار پمپ باید به گونه‌ای باشد که قطر محل جوش به اندازه حدود 1.4 برابر قطر اولیه آرماتور برسد.

در مقاله ” فورجینگ چیست “ می‌توانید با مراحل اجرای آن آشنا شوید.

نکات مهم جوش فورجینگ در وصله آرماتورها

برای اجرای صحیح فورجینگ باید دوسر میلگردها به صورت کاملا صاف و عمود بر محور طولی بریده شده و به گونه‌ای در گیره قرار بگیرند که نلغزند. هنگام قرارگیری آرماتورها درون گیره، نوک پیچ نباید روی آج آن بسته شود.

نوک پیچ باید بین دو آج میلگرد بسته شود تا در صورت وارد آمدن فشار، میلگردها نلغزند و جوش از حالت استاندارد خارج نشود.

برای ایجاد حرارت یکنواخت، شعله باید کاملا عمود بر آرماتورها باشد و میلگردها در مرکز شعله به هم وصله شوند. این حرارت دادن تا زمانی که محل اتصال و اطراف آن به حالت خمیری درآیند و سرخ شوند ادامه می‌یابد.

ریختن آب روی محل جوش فورجینگ موجب ایجاد ترک و تردی فولاد می‌شود لذا از انجام این کار اجتناب کنید.

با توجه به اینکه امکان انجام آزمایش‌های غیرمخرب مانند اولتراسونیک بر روی اتصال فورجینگ وجود ندارد، لازم است تا تمامی وصله‌ها به صورت چشمی بازرسی شوند.

از بخش درز جوش که قطورترین قسمت است تا قطر اصلی میلگرد باید شیب ملایم و یکنواختی داشته باشد. عدم وجود شیب یکنواخت می‌تواند به دلیل تنظیم نبودن فشار پمپ و یا حرارت بیش از حد مشعل باشد.

بهتر است پیش از انجام جوش آرماتورهای اصلی، چند نمونه تهیه شده و تست خمش توسط خم هیدرولیک انجام گیرد.

نمونه‌ها توسط جک از محل جوش تا 90 درجه خم می‌شوند، عدم بروز ترک یا شکستگی در محل جوش فورجینگ بیانگر صحت اتصال است.

برای اینکه در مورد خم آرماتور بیشتر بدانید به مقاله ” طول خم میلگرد “ مراجعه کنید.

جهت اطمینان بیشتر نیز می‌توان چند نمونه را برای تست کشش به آزمایشگاه فرستاد. محل گسیختگی در آزمایش کشش باید خارج از محل جوشکاری شده باشد.

برای آشنایی با پیمانکار فورجینگ و مجریان آن در تهران به مقاله ” فورجینگ کار “ سر بزنید.

اتصال جوشی ذوبی با الکترود (جوش با قوس الکتریکی)

این نوع اتصال فقط برای المان‌های غیر سازه‌ای مانند اتصال آرماتورهای همبندی زمانی که از آرماتور به جای سیم مسی استفاده شود یا اتصال رامکاهای ستون به هم کاربرد دارد. برای این که اتصال به نحو درستی انجام شود برای هر نوع فولاد از الکترود و روش جوشکاری مناسب آن استفاده گردد. اتصال جوشی ذوبی با الکترود به طور معمول به یکی از روش‌های زیر انجام می‌شود:

•  اتصال جوشی پهلو به پهلو با جوش از یک رو یا دو رو

فقط برای میلگردهای گرم نورد شده با قطر 6 تا 36 میلی‌متر مجاز است. در این روش طول نوار جوش یک رو نباید از 10 برابر قطر میلگرد کوچکتر باشد و طول نوار جوش دو رو نباید از 5 برابر قطر میلگرد کوچکتر کمتر انتخاب شود.

• اتصال جوشی با وصله یا وصله‌های جانبی اضافه با جوش از یک رو یا دو رو

این نوع اتصال فقط برای میلگردهای گرم نورد شده مجاز است. حداقل طول نوار جوش نیز مانند اتصال جوشی پهلو به پهلو است.

•  اتصال جوشی نوک به نوک با پشت بند 

طول پشت بند نباید کمتر از 3 برابر قطر میلگردها برای فولادهای گرم نورد شده یا 8 برابر قطر میلگردها برای فولادهای سرد اصلاح شده انتخاب شود.

وصله مکانیکی میلگرد ( وصله‌ های مکانیکی کوپلر )

ابتدا با مشاهده فیلم زیر با انواع کوپلر آشنا شده و ادامه مقاله را با دید بهتری بخوانید.

یکی دیگر از روش‌های وصله آرماتورها کوپلینگ است که این امر با بکارگیری وسایل مکانیکی خاص نظیر کوپلر انجام می‌شود.

با توجه به اینکه کنترل کیفیت اتصالات کوپلینگ در کارخانه انجام می‌شود در صورت استفاده از اجناس با کیفیت و اجرای صحیح می‌توان از عملکرد صحیح و وقوع شکست خارج از محدوده کوپلینگ‌ها اطمینان حاصل کرد.

میلگردها بعد از برش در اندازه مورد نظر جهت رزوه شدن به کارخانه فرستاده می‌شوند. در صورت زیاد بودن تعداد میلگردها اجاره دستگاه رزوه زن مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.

کوپلرها درانواع مختلف کوپلر استاندارد، کوپلر تبدیل، کوپلر جوشی، کوپلر انتهایی، کوپلر پیچی و کوپلر موقعیت جهت اجرای اتصال کوپلینگ تولید می‌شوند.

 کوپلر استاندارد

یکی دیگر از روش‌های وصله آرماتورها استفاده از کوپلر استاندارد است. کوپلر استاندارد از متداول‌ترین انواع کوپلرها جهت اتصال کوپلینگ آرماتورهای با قطر یکسان است.

در حالتی که حداقل یکی از آرماتورها امکان چرخش داشته باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. رزوه‌های داخلی هر  دو طرف این نوع کوپلر راست گردند و با چرخش کاملاً سفت می‌شود.

کوپلر تبدیل

این نوع کوپلر جهت اتصال دو آرماتور با قطرهای متفاوت استفاده می‌شود. برای اتصال هر دو سایز آرماتور باید از کوپلر خاص همان سایزها استفاده کرد.

کوپلر انتهایی

این نوع کوپلر برای مواردی که امکان تامین طول مهاری در بتن از طریق ایجاد خم انتهایی وجود ندارد به عنوان روش جایگزین مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

کوپلر پیچی

در جاهایی که امکان ایجاد رزوه وجود ندارد مانند کوتاه شدن ریشه آرماتورها در ستون‌ها و دیوارهای برشی از این نوع کوپلر استفاده می‌شود. در این نوع کوپلر انتهای آرماتور در داخل کوپلر قرار گرفته و پیچ‌ها روی آرماتور سفت می‌شوند.

کوپلر جوشی

با توجه به این که آرماتورهای AIII جوش پذیر نیستند برای اتصال این آرماتورها به یک صفحه فلزی از این نوع کوپلرها استفاده می‌شود. برای این کار ابتدا سر آرماتور رزوه شده و درون کوپلر پیچ می‌شود. سپس کوپلر به قسمت فلزی مورد نظر جوش داده می‌شود.

کوپلر موقعیت

این نوع آرماتورها به صورت نر و ماده برای حالتی که هیچ یک از دو آرماتور قادر به حرکت نباشند  و در دو قسمت مجزا از یکدیگر قرار داشته باشند طراحی شده است. قطعه نر دارای یک رزوه داخلی و یک رزوه خارجی موازی آن است. قطعه ماده نیز دارای رزوه داخلی بوده و مهره قفل کننده برای محکم کردن اتصال به کار می‌رود.

وصله اتکایی میلگرد

وصله اتکایی میلگرد با روی هم قرار دادن دو انتهای میلگردهای فشاری عملی می‌شود. وصله اتکایی فقط برای میلگردهای تحت فشار با قطر 25 میلی متر و بیشتر مجاز است.

در این نوع وصله باید سطوح انتهای میلگردها کاملاً گونیا بریده شوند و تماس دو انتها تا حد امکان کامل باشد. زاویه سطح انتهایی هر میلگرد نسبت به سطح عمود بر محور میلگرد نباید بیشتر از 1.5 درجه انحراف داشته باشد.

این نوع وصله تنها در قطعاتی که دارای خاموت عرضی بسته یا مارپیچ هستند مجاز است.

محل وصله آرماتور ستون

محل وصله ستون باید در یک سوم ارتفاع ستون باشد چرا که در آن نقاط کمترین میزان اندرکش خمش و برش را داریم.

همانطور که می‌دانید ابتدا و انتهای ستون در نزدیک چشمه اتصال محل تشکیل مفصل پلاستیک بوده و بهتر است در این قسمت‌ها آرمارتورها یکسره باشند.

اما مجموع لنگر ابتدا و انتهای ستون تقسیم بر طول آن میزان برشی را نشان می‌دهد که به وسط ستون وارد می‌شود.

به همین خاطر بهتر است محل وصله در یک سوم ابتدا یا انتهای ستون باشد. به طور مثال اگر ستونی 3 متر است، در فاصله 1 متری از کف و فاصله 2 متری از کف محل وصله آرماتور ستون قرار می‌گیرد.

شاید با خود بگویید این موضوع برای وصله به روش کوپلینگ و فورجینگ عملی است چون در یک تراز با کمی اختلاف نسبت به هم اجرا می‌شوند اما در وصله به روش اورلب ما در یک طول این همپشانی و انتقال نیرو را داریم. و به همین خاطر است که که دو روش دیگر نسبت به اولب ارجحیت دارند.

در انتها توصیه می‎‌کنیم برای دانستن ریز به ریز نکات اجرای ساختمان حتما به دوره اجرای ساختمان سر بزنید.