کوپلر میلگرد، همه چیز درباره آن

یکی از روشهای اتصال دو آرماتور بە همدیگر در سازه های بتن آرمه توسط کوپلر میلگرد انجام میگیرد، در این روش برای اتصال دو میلگرد از یک قطعه فولادی بسیار محکم استفاده می شود که به این قطعه کوپلر میلگرد گفتە میشود.  در این مقالە برای آشنایی و یک خرید عالی اطلاعات جامع در مورد کوپلر بیان میگردد

کوپلر میلگرد چیست؟

 کوپلر میلگرد یک مهره فولادی بلند در حدود 5 تا 7 سانتی متر است که جایگزین همپوشانی یا پوشش (اورلپ) شده است،

دو آرماتور را در امتداد یکدیگر به وسیلە کوپلر میلگرد میتوان وصل کرده و باعث یکپارچگی دو آرماتور در محل اتصال شویم، که دو آرماتور در محل اتصال رفتاری شبیه به یک آرماتور یکپارچه داشته باشد.

با توجه به مشکلات فراوان اجرایی در سازه های سنگین به دلیل استفاده از میلگرد های سایز بالا و اورلپ نمودن سخت این میلگردها بە هم به کار گرفتن انواع کوپلر میلگرد چارە ساز این مسئلە می باشد علاوه بر ایجاد اتصال مطمئن و مستحکم، سایر مشکلات جانبی در سازه های بتنی را نیز بر طرف می سازد.

در اجرای هر سازه بتنی حدود ۱۵ درصد آرماتور مصرفی با توجە بە رعایت آیین نامەها بخاطر طول اورلپ در بتن قرار دادە می شود،با استفاده از وصله مکانیکی نه تنها از دفن میلگرد اضافە پوششی در سازه جلوگیری شده بلکه ضایعات میلگرد را به حداقل می رساند.

این اتصالات به صورت سر به سر به هم وصل شده، تراکم آرماتورها را در محل اتصال و ناحیە بحرانی کاهش داده و امکان بتن ریزی مطلوب را در این قسمتها فراهم میکند.

بر اساس آیین نامه بین المللی ACI و بتن ایران (آبا) یک تست کوپلر میلگرد، بسیار قویتر و مستحکم تر از اتصال پوششی (اورلپ) می باشد چرا که میزان استحکام مورد نیاز برای یک اتصال مکانیکی حداقل ۲۵ درصد بیشتر از استحکام طراحی برای اتصال پوششی در نظر گرفته می شود.

استفاده از انواع کوپلر میلگرد در سازه های بتنی یکی از بهترین روش استفادە برای بهبود کیفیت در صنعت ساختمان سازی می باشد.

کوپلرهای میلگرد در انواع مختلف نسبت به سایز میلگرد مصرفی و همچنین موقعیت قرار گیری اتصال در سازها تولید و استفادە می گردند.

انواع کوپلر میلگرد

کوپلر میلگرد استاندارد

وصلە مکانیکی تبدیلی

کوپلر انتهایی

کوپلر میلگرد پیچی

وصلە میلگرد چپ و راست

کوپلر جوشی سازه

کوپلر میلگرد استاندارد

یکی از پر کاربرد ترین و متداول ترین نوع کوپلر، کوپلر استاندارد است. این نوع کوپلر برای استفاده از آرماتورهای با قطر یکسان تولید می شود،

کوپلر تبدیلی

اتصال دو میلگرد با قطر متفاوت از کوپلر تبدیلی استفاده می شود.

کوپلر انتهایی

برای از بین بردن تراکم میلگرد در خم ها

وصلە اتکایی میلگرد

این نوع وصله‌ها برای انتقال تنش در میلگردهایی که فقط تحت‌فشار هستند، کاربرد دارد. بنابراین استفاده از این نوع وصله‌ها فقط در دور پیچ‌ها یا اعضایی با خاموت بسته کاربرد دارد.

کوپلر پیچی

در مواقعی که طول آرماتور انتظار به دلایلی کوتاه بوده و امکان اتصال مکانیکی از طریق رزوه وجود ندارد از کوپلر پیچی استفاده می شود. کوپلر میلگرد پیچی مشکلات ادامه آرماتور بندی را در توسعه سازههای، انجام تعمیرات و بازسازی سازەهای قدیمی، جبران اشتباهات اجرایی را مرتفع نمودە است.کوپلرهای پیچی در دو نوع تولید می شوند نوع اول: آرماتورها داخل کوپلر توسط پیچهای مخصوص در تمام طول کوپلر مهار می گردند.

نوع دوم: آرماتور انتظار توسط تعدادی پیچ مخصوص در کوپلر مهار شده و طرف دوم کوپلر مطابق با کوپلر استاندارد رزوه کاری می شود.

کوپلر پیچشی یکسر سادە ویکسر کوپلر

 کوپلر جوشی سازە

برای اتصال سازە فلزی بە میلگرد استفادە از کوپلرمیلگرد جوشی سازه مناسبترین راە وبی دردسر ترین راە برای اتصال آرماتورها میباشد.

در این روش یک طرف کوپلرها مانند کوپلر استاندارد دارای رزوه بوده که آرماتور داخل آن بسته میشود وانتهای طرف دیگر مستقیما به سطح فلزی جوش می شود.

کوپلر چپ و راست

معمولا در گوشە های سازە و کنج ها در دیوار حائل محلهایی که امکان چرخاندن آرماتورها در دو طرف وجود ندارد از کوپلر میلگرد چپ و راست استفاده می شود.رزوه داخلی این کوپلرها از یک طرف چپگرد و از طرف دیگر راستگرد می باشد.

تقسیم بندی انواع کوپلر از نظر استحکام

در نوع اول کوپلر باید در کشش و فشار دارای مقاومت حداقل ۱.۲۵باشد. (استحکام استاندارد فولاد ۵۰۰مگا پاسکال)

در نوع دوم کوپلر نه تنها باید مقاومت ۱.۲۵باشد بلکه باید استحکام مشخصه فولاد را نیز تحمل نماید. (استحکام استاندارد فولاد ۶۰۰ مگا پاسکال)

نوع اول نسبت به نوع دوم دارای محدودیتهای بیشتری از نظر محل اتصال هستند مثلا استفاده از وصله های مکانیکی نوع اول در فاصله دو برابر عمق مقطع از وجه ستون یا تیر در قاب های خمشی در بتن آرمه مجاز نمی باشد ولی کوپلر میلگرد نوع دوم در هر موقعیتی قابل استفاده است.

مزیتهای استفاده از کوپلر (وصلە مکانیکی)

استفاده از کوپلر یا وصله مکانیکی دارای دو مزیت اصلی می باشد.

مزایای فنی:

سبک تر شدن وزن سازه به دلیل وزن ناچیز کوپلر نسبت به اتصال اورلپ

 کوتاه شدن طول اتصال مکانیکی میلگرد نسبت به طول اتصال پوششی

این مورد بە ما امکان طراحی بهینه سازی شدە به دلیل کاهش وزن سازه و در نتیجه کاهش سطح مقاطع بتنی و

 کاهش تراکم و آرایش منظم آرماتورها در نتیجه ایجاد فضای مناسب برای بتن ریزی مطلوب

مزایای استفادە از کوپلر

ایجاد اتصال یکپارچه بین آرماتورها دراستفادە کوپلر میلگرد در نتیجه یکپارچه عمل نمودن آرماتور در محل اتصال هنگام اعمال نیروهای کششی و نیروهای ناشی از زلزله

در امتداد هم قرار گرفتن میلگردها در طول هم و در نتیجه انتقال نیرو به طور مستقیم افزایش نسبت بتن به آرماتور به علت کاهش تراکم

استفادە از کوپلر و صرفه جویی در میلگرد به علت کاهش ضایعات

امکان استفاده بدون محدودیت در هر موقعیت و اندازە آرماتور مصرفی در سازه بتنی

کوپلر میلگرد در ستون

وصلە مکانیکی (کوپلر میلگرد در ستون)

سرعت اجرا و نصب آرماتورها را به خصوص در سبد های بافته شده تیر و ستون به حداکثر می رساند، لذا نیروی کارگری در نصب آرماتورها کاهش می یابد.

کاهش میزان میلگرد مصرفی به علت کوتاه شدن طول اتصال مکانیکی نسبت به طول اتصالات اورلپ

امکان وصله آرماتورهای با قطر بالا در کوپلر میلگرد در سازه های سنگین بتنی باعث

کوتاه تر شدن طول ناحیه وصله در نتیجه عدم نیاز به آرماتور گذاری ویژه در ناحیه اتصال

کاهش نقش عوامل انسانی کوپلر میلگرد در استفاده از اتصالات،و اطمینان خاطر در پروژه های حساس را بالا می برد.

امکان استفاده از کوپلر در جاهایی که اتصال پوششی غیر ممکن است (میلگردهای انتظار کوتاه)

امکان استفاده از کوپلر جوشی سازه برای مقاطع بتنی-فولادی برای اتصال اجزا سازه به هم

حذف محدودیت طول دهانه اجزای بتنی به علت عدم پیوستگی آرماتورها

استفاده از میلگرد سایز بالاتر و بتن ریزی مطلوب

کاهش مدت زمان انجام وصله (حذف خم اس شکل در محل اتصال در اتصال اورلپی)

امکان اندازه گیری و کنترل تمامی پارامترهای فیزیکی و مکانیکی

تست کشش و آنالیز مواد

مزایا اقتصادی کوپلر میلگرد

با استفاده از کوپلر میلگرد، بر اساس عملکردهای ایجاد شده مزایای اقتصادی زیادی در ساخت اجزای بتنی قابل دست‌یابی خواهند بود.

1. 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 انواع کوپلر میلگرد به مراتب بیشتر است.

2. بر خلاف وصله پوششی که محدودیت استفاده در بعضی محل‌ها مانند اتصالات تیرها و ستون‌ها کە با (بند ۲۰-۵-۱-۲-۶ آئین‌نامه بتن ایران و در بند ۹-۲۰-۴-۱-۲-۶ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان) موجود میباشد  انواع کوپلر میلگرد با شرایط مساوی در همه موقعیت‌ها تیر وستون قابل استفاده بوده و به همین دلیل امکان استفاده از آرماتور بدون ضایعات فراهم می‌گردد در جریان باشید کە معمولاً ۱۵% میلگرد خریداری شده در پروژه با پوشش اورلپ به ضایعات تبدیل می شود.

3. در وصله پوششی برای در امتداد هم قرار دادن محور میلگردها بایستی با خم‌کاری و ایجاد فرم این امکان فراهم گردد که با افزایش هزینه همراه است. ولی در انواع کوپلر میلگرد، دو میلگرد در امتداد یکدیگر قرار می‌گیرند و نیازی به فرم دادن آرماتور نمی ‌باشد.

4. سبکی وزن کوپلر میلگرد کە شش درصد وزن اورلپ میلگرد است بە همین خاطر وزن سازه بطور محسوسی کاهش می یابد.

5. کا‌هش هزینە بتن طبق بند ۲۰-۵-۲-۲ آئین نامه بتن نسبت آرماتور به بتن نبایستی بیشتر از هشت درصد کل مقطع باشد این محدودیت در محل وصله ها اورلپ نیز بایستی رعایت گردد بخاطر همین امر بایستی ابعاد مقاطع بتنی را بزرگتر در نظر گرفت. پس افزایش هزینه بتن را در مقاطع اورلپ بە همراە دارد.

6. مطابق بند ۲۰-۵-۲-۲-۳ مبحث ٩ مقررات ملی در محل اتصال اورلپ طول اتصال را بایستی برابر ۱.۳ طول وصله های کششی در نظر گرفت که افزایش هزینه میلگرد مصرفی را در پی دارد. در حالی در کوپلر میلگرد این مسئلە حل شدە است.

7. مطابق بند ۲۰-۵-۲-۳-۴ مقررات ملی تعداد خاموتهای مصرفی در محل اتصال اورلپ تقریبا به دو برابر افزایش می یابد که باعث افزایش هزینه میلگرد مصرفی خواهد شد ولی با استفاده ازکوپلر میلگرد که طول بسیار کوتاهی دارد کە نسبت طول کوپلرمیلگرد به طول اتصال اورلپ برابر ۴ به ۱۰۰ است نیاز به مصرف خاموت بیشتر وجود ندارد و در نتیجه صرفه جویی در مصرف میلگرد را در پی خواهد داشت.

دستور العمل کوپلرهای میلگرد:

پس از تعیین سایز کوپلر میلگرد مصرفی در سازه، میلگردها در محل پروژه یا درکارخانە رزوه می شوند.رزوه به دو روش میباشد:

روشهای رزوە کوپلر میلگرد

روش اول کوپلر میلگرد: ایجاد رزوه به صورت براده برداری از روی میلگرداست. به علت کاهش قطر میلگرد در محل رزوه مقاوت آن کاهش یافته و میلگرد در هنگام تست کشش در ناحیه رزوه دچار شکست می گردد.

 روش دوم کوپلر میلگرد: رزوه به صورت نورد سرد انجام می شود، این عمل طی فرآیند خاص، توسط دستگاه رولینگ رزوه زنی بر روی میلگردها انجام می شود.

در این روش قرقره هایی کە بە آن کوپلینگ میگویند کە با گام کوپلر میلگرد طراحی شده است، فشار این قرقره ها در حالت چرخش سبب ایجاد رزوه روی میلگرد می شود. پس از دنده کردن میلگردها، با استفادە از درپوش روی میلگرد کوپلر شدە را محافظت می کنیم.

 برای تعیین میزان نیروی اعمال شده بر کوپلر و آچار کوپلر میلگرد از ابزار بنام ترکمتر یا Torque Wrench کە گشتاور اعمالی را می سنجد، استفاده می شود. معمولا نیروی گشتاور اعمال شده در سایزهای مختلف میلگرد از ۶۰ n/m الی ۳۰۰ نیوتن بر متر می باشد.

فرآیند تولید انواع کوپلر میلگرد

در تولید انواع کوپلر میلگرد همانند همە تولیدات قطعات صنعتی همیشە باید چندین پارامتر مختلف را نظر داشت.

پارامترهای تولید کوپلر میلگرد

برای تولید کوپلر میلگرد مانند هر تولید متریال دیگر پارمترهای برای تولید نیاز میباشد کە پارمترهای کوپلر میلگرد متشکل ازموارد زیر می باشد.

1. جنس کوپلر میلگرد

یکی از فولادهای پر کاربرد در صنعت ساختمان و تولید و ساخت کوپلر متریال ck45 به شماره فولاد ۱.۱۱۹۱ می باشد. عالیجناب کوپلر برای تولید کوپلر میلگرد از این نوع جنس فولاد استفاده می کند

2. طراحی کوپلر میلگرد

در طراحی کوپلر میلگرد مهمترین نکتە قرار گیری درست کوپلر میلگرد در جایگاە درست میباشد با در نظر گرفتن این ملاحظات کوپلر در چندمدل طراحی میشود تا بتواند نیازهای یک سازه را بدون محدودیت بر طرف نماید.

اصل دوم شناخت انواع گرید میلگردهای تولیدی کارخانەها و موارد مصرف آنها و آشنایی کامل با مقاومت کشش و تنش تسلیم میلگردها در سازەهای مختلف، لذا ابعاد کوپلر باید به گونەای طراحی شود که در آزمایشات کشش حداقل نیروی ۴۰۰ تا ۶۰۰ مگا پاسکال را پاس نماید.

3. روش تولید انواع کوپلر میلگرد

در تولید انواع کوپلر میلگرد از ماشین آلات بە روز دنیا کە در استانداردهای مهم جهانی می باشند، استفاده میگردد. پس از اطمینان از درستی جنس فولاد خریداری شدە در اصطلاح، مواد اولیە میلگردها وارد خط تولید می گردند.

خط یک برش مواد اولیە کوپلر :

مواد اولیە کوپلر توسط ماشینهای برش طبق نقشه به اندازه های مختلف دادە شدە برش می شوند.

خط دوم سوراخ کاری تولید کوپلر میلگردد:

انجام سوراخکاری کوپلر میلگرد طبق نقشه مصوب انواع کوپلر توسط ماشین آلات سوراخکاری شرکت انجام می پزیرد

خط سوم کنترل کوپلر میلگرد:

برای بالا بردن کیفیت محصولات کوپلر میلگردشرکت عالیجناب کوپلر، کلیە کنتلهای مانند:

رزوە داخل و بیرون آن و دقیق بودن قطر سوراخ ایجاد شده در کوپلر داخل سوراخ کوپلرها توسط دستگاە ماشین تراش اندازه شده سپس قطر روی کوپلر میلگرد (بیرونی) به اندازه قطر میلگرد حکاکی میشود

خط چهار رزوە کوپلر میلگرد تولید:

در این مرحله داخل انواع میلگرد کوپلر به اندازه یک میلیمتر بزرگتر از قطر اسمی میلگردها رزوه می شود

مرحلە پنجم بستەبندی کوپلر :

در این مرحله پس از کنترل کیفیت محصول، کوپلرهای میلگرد جهت بستە بندی در کارتن های محکم با ارم شرکت و با پوشش مناسب بستە بندی سودە و از خط تولید بە انبار شرکت انتقال مییابد

4. کنترل کوپلر در تولید

مهمترین کار هر شرکت بزرگ در تمام مراحل کار از خرید مواد اولیە تا رسیدن کالا بە مصرف کنندە، کنترل و نظارت مستمر بر این روند توسط کارسناسان خبرە میباشد

شرکت عالیجناب کوپلر با بهرە گیری از این کارشناسان تمامی مراحل از مواد اولیە، تولیدکوپلر، بستە بندی، حمل ونقل زیر نظر و ریز بیبانە چک میکنند.

طول و قطر کوپلر توسط کولیس و رزوه داخلی توسط گیجهای طراحی شده در هر زمانی کنترل می شوند.

تست پارامترهای کوپلر

یکی دیگر از آیتم های کنترلی کوپلر میلگرد تست کشش است.

لذا در فواصل زمانی منظم یا بە صورت راندوم بر روی تولید انواع کوپلر میلگردها تست کشش انجام می شود.

واحد کنترل کیفیت این پروسه تولید را بررسی قرار میدهد و با مشاهده هر گونه عدم انطباق تولید متوقف می شود و آن تولید مورد تایید نمیباشد و از چرخە تولید حذف میگردد.