مهمترین روش های اتصال میلگرد کدامند؟

در هنگام اجرای میلگرد در تیرها، ستون‌ها و فونداسیون، به دلیل طول زیاد المان‌ها و محدودیت طول میلگردها و همچنین نیاز به خم کردن آن‌ها، امکان استفاده از میلگردهای یکپارچه وجود ندارد. بنابراین، برای حفظ پیوستگی و انتقال مناسب نیروی فشاری و کششی، میلگردها باید به یکدیگر متصل شوند. روش‌های اتصال میلگرد که با نام وصله شناخته می‌شوند، هر کدام ویژگی‌ها و مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب نادرست در این روش‌ها می‌تواند باعث افزایش هزینه‌ها یا کاهش کارایی در انتقال تنش‌ها شده و در نهایت بر عملکرد سازه تاثیر منفی بگذارد. مهندس طراح با استفاده از آیین‌نامه‌ها و تحلیل‌های نرم‌افزاری، نوع این اتصالات را در نقشه‌های اجرایی مشخص می‌کند و اجرای صحیح آن‌ها مطابق با نقشه الزامی است. روش‌های اتصال میلگرد به طور کلی به چهار دسته وصله مکانیکی، وصله اتکایی، وصله پوششی و وصله جوشی تقسیم می‌شوند که در این بین، وصله پوششی پرکاربردترین روش محسوب می‌شود.

انواع اتصالات میلگرد

در این بخش از مقاله، مهم‌ترین انواع اتصالات میلگرد را بررسی می‌کنیم تا شما در نهایت با مقایسه اطلاعاتی که بدست می‌آورید، بهترین انتخاب را داشته باشید.

وصله اتکایی

زمانی که دو میلگرد فشاری با انتهای صاف و عمودی روی هم قرار می‌گیرند، وصله اتکایی شکل می‌گیرد. این نوع وصله تنها در میلگردهایی با قطر حداقل 25 میلی‌متر و در عناصر تحت فشار استفاده می‌شود. همچنین، استفاده از وصله اتکایی تنها در المان‌هایی با خاموت عرضی بسته یا مارپیچی مجاز است.

اتصال پوششی (اورلپ)

روش اورلپ، پرکاربردترین روش‌های اتصال میلگرد در کشور ما است. بر اساس آیین‌نامه‌ها، تنها میلگردهایی با قطر 36 میلی‌متر و کمتر مجاز به استفاده از این نوع اتصال هستند. اگرچه اورلپ در عین سادگی، مصرف میلگرد را افزایش می‌دهد که باعث بالاتر رفتن هزینه‌ها و وزن مرده سازه می‌شود. این روش تنها برای اتصال دو میلگرد به کار می‌رود و امکان اتصال گروهی میلگردها را ندارد. در این روش انتقال نیرو به گونه‌ای است که ابتدا نیرو به بتن منتقل می‌شود و سپس از بتن به میلگرد ثانویه و بعدی منتقل می‌گردد. هرگونه خطا در این روند می‌تواند موجب تمرکز تنش و تخریب بتن شود.

عوامل مؤثر بر پیوستگی بین میلگرد و بتن در اورلپ

عوامل متعددی در این پیوستگی دخیلند که در ادامه به 4 مورد از مهم‌ترین آنها اشاره شده است:

• چسبندگی شیمیایی بین آرماتور و بتن
• وجود اصطکاک بین سطوح
• وجود آج‌ها برای درگیری بهتر میلگرد و بتن
• استفاده از مهارهای کوپلیر، خم و سایر موارد

اگر میلگردها در روش اورلپ به هم نچسبند، باید میلگردهای عرضی در المان قرار گیرد. مطابق مقررات ملی ساختمان، فاصله بین میلگردها در اعضای خمشی نباید از یک‌پنجم طول پوشش یا 15 سانتی‌متر بیشتر شود. در دیگر اعضا، این فاصله به پنج برابر قطر میلگرد کوچکتر محدود می‌شود. در صورتی که برای پروژه‌های خود قصد تهیه میلگرد را دارید، حتما از قبل قیمت میلگرد درب کارخانه را بررسی کنید تا سودهای کلان به دلالان بازار ندهید.

معایب اورلپ

با وجودی که اورلپ پرکاربردترین سیستم اتصال میلگرد در کشورمان است، اما معایبی هم دارد که در ادامه به آنها اشاره شده است:

• عدم ایجاد هم‌راستایی کامل بین میلگردها که اجرای آرماتوربندی را دشوار می‌کند.
• امکان رعایت نکردن کامل نکات آیین‌نامه‌ای.
• محدودیت در طراحی و کاهش کیفیت اتصال.
• ایجاد تمرکز تنش در انتهای میلگردها که در صورت نصب نادرست، باعث تخریب بتن می‌شود.

اتصال مکانیکی میلگرد

با وجود اینکه روش وصله پوششی از پرکاربردترین روش‌ها برای اتصال میلگرد است، در سازه‌هایی که میلگردها قطر بالایی دارند، آیین‌نامه استفاده از این روش را محدود کرده است. در چنین شرایطی می‌توان از روش اتصال مکانیکی استفاده کرد.

اتصال جوشی میلگرد (فورجینگ)

اتصال جوشی از طریق جوش دادن میلگردها انجام می‌شود که نسبت به روش‌های دیگر به زمان و هزینه بیشتری نیاز دارد و مهارت بالای جوشکار نیز در آن ضروری است. همچنین، این روش در شرایط آب‌وهوایی مختلف محدودیت دارد، زیرا پیش از جوشکاری، سطح میلگردها باید گرم شود، و بارش می‌تواند جوش را خراب کند. در صورت اجرای درست، این نوع اتصال تنش‌ها را به خوبی منتقل می‌کند. آیین‌نامه ACI استفاده از جوش سر به سر مستقیم برای میلگردها را در گذشته توصیه می‌کرد، اما از سال 1995 این بند حذف شد و آیین‌نامهANSI نیز جوش سر به سر غیر مستقیم را مجاز دانسته است.

در اجرای این روش، انتهای میلگردها باید برش صاف داشته و بدون لغزش باشند و پس از قرارگیری در گیره، جوشکاری آغاز شود. ضوابط جوشکاری میلگرد بر اساس قوانین و مقررات خاصی انجام می­گیرد که جوشکاری حتما باید طبق این اصول صورت گیرد. تمام این قوانین در مقررات ملی 3132 بیان شده­اند.

وصله جوشی با روش جوش الکتریکی تماسی

اتصال نوک به نوک خمیری با جوش الکتریکی تماسی فقط در محیط کارخانه و تحت شرایط خاص مجاز است. برای این نوع اتصال، قطر میلگردها باید حداقل 10 میلی‌متر در فولادهای گرم نورد شده و 14 میلی‌متر در فولادهای سرد اصلاح شده باشد. همچنین، اختلاف سطح مقطع دو میلگرد متصل‌شونده نباید از یک پنجم تجاوز کند تا استحکام اتصال حفظ شود.

وصله جوشی با استفاده از قوس الکتریکی

اتصال جوشی ذوبی با الکترود تنها در صورتی مجاز است که نوع الکترود و روش جوشکاری مطابق ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان انتخاب شود. این نوع اتصال معمولا به یکی از سه روش زیر انجام می‌شود:

• اتصال پهلو به پهلو: این روش که با جوش از یک‌رو یا دو‌رو انجام می‌شود، تنها برای میلگردهای گرم نورد شده با قطر 6 تا 36 میلی‌متر مجاز است. طول نوار جوش در اتصال یک‌رو باید حداقل 10 برابر قطر میلگرد کوچکتر باشد، و در جوش دو‌رو این طول نباید کمتر از 5 برابر قطر میلگرد کوچکتر باشد.
• اتصال با وصله جانبی: در این روش، وصله یا وصله‌های جانبی با جوش از یک‌رو یا دو‌رو برای میلگردهای گرم نورد شده استفاده می‌شوند. حداقل طول نوار جوش برای هر میلگرد به وصله، مشابه اتصال پهلو به پهلو است.
• اتصال نوک به نوک با پشت‌بند: در این روش، طول پشت‌بند برای میلگردهای گرم نورد شده حداقل باید 3 برابر قطر میلگردها و برای میلگردهای سرد اصلاح شده 8 برابر قطر میلگردها باشد. فاصله بین دو سر میلگردها در حالت آماده‌سازی باید 3 میلی‌متر و در حالت بدون آماده‌سازی معادل نصف قطر میلگردها باشد.

انواع وصله جوشی بر اساس استاندارد بین‌المللی AWS

طبق استاندارد ANSI/AWS D1.4 که به تقویت‌کننده‌های سازه‌های فولادی اختصاص دارد، وصله‌های جوشی میلگرد در سه دسته اصلی قرار می‌گیرند: اتصال سر به سر مستقیم، اتصال سر به سر غیرمستقیم، و اتصال پوششی جوش‌شده.

اتصال سر به سر مستقیم

یکی از متداول‌ترین روش‌های وصله جوشی است که در آن دو میلگرد به صورت مستقیم به یکدیگر متصل می‌شوند. این روش تنها برای میلگردهایی با قطر بیشتر از 19 میلی‌متر قابل استفاده است. برای اتصالات افقی، از جوش‌های شیاری با ظاهر V شکل یک‌طرفه یا دو‌طرفه استفاده می‌شود. در اتصالات قائم، جوش‌های شیاری اریب یک‌طرفه یا دو‌طرفه به کار می‌روند.

اگر میلگردهای افقی قطر برابر داشته باشند، می‌توان از جوش‌های شیاری V شکل یک‌طرفه همراه با پشت‌بند لوله‌ای بهره گرفت. در مورد میلگردهای قائم با قطر برابر نیز از جوش‌های شیاری اریب یک‌طرفه با پشت‌بند لوله‌ای استفاده می‌شود.

اتصال سر به سر غیرمستقیم

این نوع اتصال زمانی استفاده می‌شود که نیاز به تقویت بتن اطراف اتصال با فولادهای عرضی باشد تا از آسیب ناشی از بارگذاری غیرمحوری جلوگیری شود. این نوع اتصال معمولا با استفاده از صفحه و نبشی وصله انجام می‌شود و در آن جوش شیاری اریب ذوبی دو‌طرفه به کار می‌رود. در مواردی که از میلگردهای وصله استفاده می‌شود، جوش‌های شیاری با ظاهر V شکل برای این نوع اتصال مناسب هستند.

اتصال پوششی جوش‌شده

گزینه‌ای مناسب به جای روش اورلب (هم‌پوشانی) است که در آن میلگردها با جوش به یکدیگر متصل می‌شوند. این اتصال به دو صورت اجرا می‌شود: پوششی مستقیم، که در آن میلگردها در تماس با یکدیگر هستند، و پوششی غیرمستقیم، که میلگردها از هم جدا هستند. در اتصال پوششی مستقیم، جوش شیاری V شکل دو‌طرفه ذوبی به کار می‌رود.

در صورتی که دسترسی به اتصال فقط از یک‌طرف ممکن باشد، می‌توان با تأیید مهندس ناظر از جوش شیاری یک‌طرفه استفاده کرد. اتصال پوششی غیرمستقیم نیز با میلگردهای جدا و جوش شیاری اریب ذوبی یک‌طرفه اجرا می‌شود. ذکر این نکته خالی از لطف نیست که بدانید قیمت میلگرد سلفچگان معمولا بصورت رقابتی است و واسطه ها در عرضه این نوع میلگرد به بازار نقشی ندارند.

سخن پایانی

روش‌های اتصال میلگرد بصورت متداول شامل چهار نوع است که شامل وصله پوششی (اورلپ)، وصله مکانیکی، اتصال جوشی و وصله اتکایی است. هر یک از این روش‌ها کاربرد خاص خود را دارد و انتخاب آن به عوامل مختلفی مانند قطر میلگرد، نوع سازه و شرایط اجرای پروژه بستگی دارد. به عنوان مثال، وصله پوششی تنها برای میلگردهایی با قطر کمتر از 36 میلی‌متر قابل استفاده است و به دلیل سادگی و صرفه‌جویی در هزینه، بیشترین کاربرد را در پروژه‌های ساختمانی دارد. با این حال، در شرایطی که امکان اجرای وصله پوششی وجود ندارد یا طول میلگرد کافی نیست، می‌توان از روش‌های دیگری مانند اتصال مکانیکی، وصله جوشی یا وصله اتکایی بهره گرفت تا اتصالی مقاوم و ایمن فراهم شود.