صرفه جویی در مصرف میلگرد با بهترین روش ها

انواع اتصالات میلگرد کدام اند؟

متداول‌ترین روش اتصال میلگرد در گذشته استفاده از روش اورلپ (قرار دادن میلگردها روی هم) بوده است. یکی از بزرگ‌ترین معایب این روش افزایش مصرف میلگرد است چرا که برای بیشترین کردن اتصال مقداری از اندازه میلگردها دارای هم‌پوشانی می‌شوند. وصله جوشی یا فورجینگ یا جوش سربه‌سر روشی بود که پس از اورلپ مورد استفاده قرار می‌گرفت و در دهه 60 میلادی در کشورهایی نظر ژاپن بسیار متداول شده بود. هرچند این روش به طور چشمگیری باعث کاهش مصرف میلگرد می‌شود اما در طول زمان مهندسان متوجه شدند که به دلیل غیرقابل‌کنترل بودن جوشکاری این روش دارای خطرها و ریسک‌های ایمنی بالایی است. بنابراین روش دیگری برای اتصال میلگردها طراحی شد که وصله مکانیکی یا کوپلینگ نام دارد که از روش مکانیکی و رزوه‌ها برای اتصال میلگردها استفاده می‌کنند. در این روش اتصال میلگردها راحت، بدون تخصص کم و هزینه اجرایی کمتری انجام می‌شود. هرچند در این مقاله روش فورجینگ و وصله کوپلر در کنار هم آمده‌اند اما باید تأکید کنیم که روش کوپلینگ ایمن‌ترین و بهینه‌ترین اتصال بین میلگردها را ایجاد می‌کند.

از چه روش‌هایی برای وصله میلگرد استفاده می‌شود؟

به دلیل ارزان‌تر بودن ساختمان‌های بتنی و دسترسی ساده به انواع آن می‌توان عنوان کرد میلگرد آجدار و به ویژه میلگرد 14 و میلگرد 16 و میلگرد 18 آجدار از پرمصرف‌ترین آهن‌آلات مورد استفاده در ساخت‌وساز به شمار می‌رود. هرچند از میلگرد ساده در ساختمان بتنی استفاده نمی‌شود ولی قیمت میلگرد ساده گران‌تر از میلگرد آجدار است. از این نظر بهینه کردن میزان مصرف میلگرد آجدار مستقیماً باعث کاهش هزینه ساختمان خواهد شد. در اجرای اسکلت بتنی و برای طول‌های بیشتر از 12 متر، میلگردها را به دلیل محدود بودن طول هر شاخه به یکدیگر وصله می‌کنند که روش اورلپ سنتی‌ترین روش اتصال میلگردها به شمار می‌رود. روش‌های جایگزین اتصال میلگرد اورلپ نظیر فورجینگ میلگرد و مخصوصاً کوپلر علاوه بر اینکه با صرفه‌جویی در زمان و کاهش حجم میلگرد مصرفی تا ۳۰ درصد باعث کاهش هزینه ساخت‌وساز می‌شوند، از طرفی افزایش استحکام اتصالات و سازه را بیشتر می‌کنند. به‌طورکلی اتصال آرماتورها به یکدیگر به چهار روش اورلپ، فورجینگ، کوپلینگ به وسیله کوپلر یا وصله اتکایی میلگرد اجرا می‌شود.

• اورلپ (وصله پوششی)

در این روش برای ایجاد اتصال، دو میلگرد را به موازات هم قرار داده و توسط سیم به هم می‌بندند.

• جوش فورجینگ یا جوش سربه‌سر (وصله جوشی)

در این روش برای ایجاد اتصال، دو سر میلگرد را به وسیله گاز استیلن، اکسیژن و گیره نگه‌دارنده هیدرولیکی و حرارت ناشی از آن به هم جوش می‌دهند.

• کوپلینگ یا کوپلر (وصله مکانیکی)

در این روش برای ایجاد اتصال، دو سر میلگرد را به کمک رزوه به هم متصل می‌کنند. وصله مکانیکی بهترین و مطمئن‌ترین روش برای اتصال میلگردها به شمار می‌رود.

• وصله اتکایی

در این روش برای ایجاد اتصال، سطوح انتهای میلگردها کاملاً گونیا بریده شوند و دو انتهای میلگردهای فشاری روی هم قرار می‌گیرند. این نوع وصله تنها برای میلگردهای تحت‌فشار با قطر 25 میلی‌متر و در قطعاتی که دارای خاموت عرضی بسته یا مارپیچ هستند مجاز است.

روش اتصال اورلپ که روشی منسوخ است به دلیل نیاز به همپوشانی به میلگرد مصرفی بیشتری نیاز دارد. هم‌چنین استفاده از سیم برای اتصال باعث کاهش استحکام در نقاط اتصال می‌شود. در ادامه به بررسی مزایا و معایب سایر روش‌های وصله میلگرد می‌پردازیم.

1. جوش فورجینگ یا جوش سربه‌سر (وصله جوشی)

مزایای استفاده از فورجینگ

• کاهش هزینه‌های مصرفی با کاهش پرتی و صرفه‌جویی در مصرف میلگرد
• امکان اتصال میلگرد در طول و قطرهای مختلف
• کاهش وزن سازه به دلیل عدم استفاده از اورلپ
• افزایش نسبت فولاد به بتن در طراحی مقطع

معایب استفاده از فورجینگ

• نیاز به تخصص و ابزار مناسب برای فرایند اجرای جوش
• عدم کنترل میزان حرارت
• امکان کیفیت جوشکاری پایین‌تر و شکنندگی بالا در دماهای سرد
• افزایش امکان خطای انسانی و تضعیف اتصال در نقطه جوش
• تغییر ساختار و مقاومت میلگردها براثر حرارت

2. کوپلینگ یا کوپلر (وصله مکانیکی)

مزایای کوپلر میلگرد

• کاهش هزینه‌های مصرفی با کاهش پرتی و صرفه‌جویی در مصرف میلگرد
• کاهش هزینه اجرایی با افزایش سرعت اجرا و سهولت بتن‌ریزی
• کاهش وزن سازه به دلیل عدم استفاده از اورلپ و بهینه شدن ابعاد مقاطع
• عدم نیاز به تخصص و ابزار حرفه‌ای و کاهش امکان خطای انسانی
• کاهش هزینه نیروی انسانی متخصص
• اتصال محکم با مقاومت کششی بالا
• افزایش مقاومت کششی و امکان استفاده در تمامی نقاط سازه
• افزایش نسبت فولاد به بتن در طراحی مقطع
• امکان استفاده از دو میلگرد با قطر متفاوت

تأثیر نوع میلگرد در کاهش مصرف میلگرد

انتخاب نوع میلگرد نیز می‌تواند با کاهش وزن میلگرد مورد نیاز باعث صرفه‌جویی در مصرف میلگرد شود. به عنوان نمونه با انتخاب میلگرد گرید A4 به دلیل استحکام بیشتر به تعداد کمتری از این میلگرد نیاز است. بنابراین مثلاً هرچند وزن میلگرد 16 گرید A3 با گرید A4یکی است اما استحکام بیشتر گرید A4 باعث می‌شود که به تعداد کمتری از میلگرد 16 نیاز داشته باشیم و حتی با توجه به گران‌تر بودن A4 انتخاب آن به‌صرفه‌تر شود. علاوه بر موارد فوق قیمت میلگرد برای هر کارخانه تولید کننده متفاوت است. لازم است قبل از خرید میلگردهای ارزان و گران بازار را بشناسید.

سخن پایانی

همان‌طور که عنوان کردیم از مهم‌ترین دلایل کنار گذاشتن روش اتصال اورلپ و استفاده از فورجینگ و به ویژه استفاده از کوپلر کاهش هزینه‌های اجرایی از طریق کاهش مصرف و هدر رفت میلگرد و افزایش مقاومت کششی و استحکام سازه است. کاهش مصرف میلگرد در این روش‌های نوین در حدود 20 الی 30 درصد محاسبه می‌شود. این کاهش مصرف به دلیل حذف هم‌پوشانی و کاهش تعداد خاموت در نقطه اتصال به وجود می‌آید. در پایان باید اضافه کنیم که روش فورجینگ به دلیل نیاز به تخصص جوشکاری امکان خطای انسانی دارد و به همین دلیل روش کوپلر ایمن‌تر بوده و بیشتر توصیه می‌شود. استفاده از کوپلر بدون نیاز به نیروی متخصص باعث کاهش هزینه‌های اجرایی، کاهش مصرف میلگرد و مقاومت بالاتر سازه‌های ساختمانی خواهد شد.