محاسبه و بررسی مقاومت کششی انواع میلگرد فولادی

2 ماه پیش10205بازدید0دیدگاه3.6امتیاز (63 رای)
محاسبه و بررسی مقاومت کششی انواع میلگرد فولادی

بتن به تنهایی در ساختمان مقاومتی نداشته و نمی‌تواند ضربه و لرزش‌ها را تحمل کند. برای افزایش مقاومت آن از میلگرد کمک می‌گیرند تا با قرار گرفتن در بتن، مقاومت کششی پایین آن جبران شود. میلگرد را می‌توان با کیفیت مختلف در بازار خریداری کرد که قیمت هر کدام با توجه به این موضوع متغییر است، مثلا قیمت میلگرد st52 با قیمت میلگرد ساده و آجدار کاملا متفاوت است.

بررسی مقاومت کششی میلگرد

میلگرد یا آرماتور، یکی از سازه‌های مهم در پروژه‌های عمرانی است که نقش مهم و کلیدی در ساخت و ساز دارد. مقاومت فشاری و مقاومت کششی دو مورد مهمی هستند که هنگام اجرای پروژه‌ها باید به آنها توجه کرد. بتن "بالاترین مقاومت فشاری" و "پایین‌ترین مقاومت کششی" را دارد اما مقاومت فشاری چیست؟ در حقیقت به بیشترین نیرو یا نیروهایی که به صورت مستقیم بر جسم وارد می‌شوند و جسم در برابر فشار آن مقاومت می‌کند مقاومت کششی می‌گویند. در این مقاله سعی می‌شود مقاومت کششی میلگرد را توضیح دهیم.

مشاهده نسخه pdf مقاله : محاسبه و بررسی مقاومت کششی انواع میلگرد فولادی

آزمایش میلگرد
میلگرد آجدار در حال آزمایش کشش

مشخصات میلگرد 

این محصول به دو صورت صاف و آجدار است. در دنیا با استانداردهای مختلف تولید می‌شود که در ایران هم به همین صورت است. این گروه‌بندی برای استانداردسازی در طبقه‌بندی مشخص و معینی قرار می‌گیرد که با خواص مکانیکی انواع فولاد مرتبط است. در ایران بیشتر میلگردها توسط کارخانه ذوب‌ آهن اصفهان تولید می‌شود که این کارخانه استاندارد میلگردش را منطبق بر کشور روسیه و استاندارد روسی می‌سازد. محصولات ساخته ذوب آهن تا قطر 40 میلی‌متر در بازار موجود است.

دو مشخصه قابل آزمایش میلگرد

به دو صورت این محصول آزمایش می‌شود تا مقاومت آن را بسنجند. قبل از توضیح این دو روش، لازم است که با دو مفهوم آشنا شوید. الاستیک و پلاستیک؛ اگر محصولی با فشار تغییر حالت پیدا کرد اما زمانیکه فشار از روی آن برداشته شد به حالت اولیه خود برگشت، «الاستیک» می‌گویند و در صورتی که برگشت ناپذیر بود به «پلاستیک» است.

  • مقاومت تسلیم: میزان و مقدار نیرویی که به میلگرد وارد می‌شود اما باعث تغییر شکل آن نمی‌شود. در صورتی که مقدار نیروی وارده بر میلگرد را افزایش دهیم برای همیشه باعث تغییر شکل می‌شود، مقاومت تسلیم می‌گویند. این مقاومت در طراحی ساختمان‌ها مهم است و عدد حاصل، ملاک انتخاب میلگرد می‌شود چرا که مقدار تنش تسلیم است. همین اهمیت است که مقدار تنش تسلیم را بر روی میلگرد حک می‌کنند و در نامگذاری این محصول تاثیر گذار است.
  • مقاومت کششی: بیشترین نیرویی که به میلگرد وارد می‌شود و باعث شکستن آن می‌شود. در واقع نیرو و فشار قبل از شکستن محصول اندازه‌گیری می‌شود و عدد به دست آمده، همان مقاومت کششی است.

مقاومت کششی چیست؟

علاوه بر اصطلاحاتی چون استحکام کششی، عبارت تاو کششی (Tensie strength) نیز برای این مفهوم استفاده می‌شود؛ به بیشترین نیروی کششی که به جسم تا قبل از شکستن وارد می‌شود مقاومت کششی می‌گویند. وقتی که در آزمون کشش و ازدیاد طول نسبی، میزان انعطاف‌پذیر بودن یا شکننده بودن میلگرد مشخص شود آن را براساس پوند بر اینچ‌مربع، حساب می‌کنند. این عدد از تقسیم بیشترین نیروی وارد بر سطح مقطع به دست می‌آید. خاصیت مقاومت کششی میلگردها را می‌توان با عملیاتی مانند آلیاژ کاری، سرد کاری یا عملیات حرارتی نام برد.

شکل ظاهرینوع میلگردرده سختیحداقل مقاوت کششحداقل مقاومت تسلیم
ساده A-1نرم 360240
آجدار مارپیچA-2نیمه سخت 500340
آجدار جناغیA-3سخت 500400

ضرورت تست کشش میلگرد چیست؟

همانطور که در بالا اشاره شد بتن به تنهایی نمی‌تواند در برابر ضربات و لرزش‌ها دوام بیاورد. حال اگر با سازه‌هایی مثل پل‌ها که بیشترین تحرکات لرزشی، دینامیکی و ضربه‌ای را دارند، سر و کار داشته باشیم، انجام این تست بسیار مهم است زیرا در صورتی که استحکام کششی و تسلیم فولاد بالا و مقاوم نباشد، ساختمان یا پل، فرو می‌ریزد.

مهندسان و مجریان پروژه، قبل استفاده از هرگونه فولاد در سازه مانند میلگرد، کابل، ورق و ... آنها را مورد آزمایش مقاومت کشش قرار می‌دهند و در صورت داشتن استاندارد، مطابق با طراحی سازه از آن محصول استفاده می‌کنند. این اقدام خود نوعی پیشگیری از حوادث و فجایع ساختمان سازی است به این خاطر که از صدمات و خرابی‌ها جلوگیری می‌کند.

نحوه اجرای آزمایش کشش

با دستگاه‌های مختلفی از جمله دستگاه ثبات و نیروسنج می‌توان این آزمایش را انجام داد و نتیجه را از نمودار استحکام نهایی یا UTS دریافت کرد. در این مقاله ما به طور نمونه انجام آزمایش با دستگاه تست کشش یونیورسال را شرح می‌دهیم.

قبل از راه اندازی دستگاه، قسمتی از میلگرد را نشانه گذاری می‌کنیم. فقط باید بدانید که فاصله میان نشانه‌ها باید 5 برابر قطر قطعه باشد و اگر قطر میلگرد 25 میلی متر است فاصله دو نشانه باید 125 میلی‌متر باشد. بعد از آن فاصله را به کمک کولیس که بین دو نشانه است اندازه و ثبت می‌کنیم.

پس از روشن کردن دستگاه و چک کردن آن؛ فشار هوا را بین 6 تا 8 بار تنظیم می‌کنیم. پس از آن میلگرد را در دستگاه محکم قرار داده و تست را انجام می‌دهیم. بعد از انجام آزمایش، مشاهده نمودار و شکستن میلگرد، می‌توانیم مقاومت کششی آنرا بدست آوریم.

شما می‌توانید با مطالعه مقاله نکات اندازه گیری با کولیس اطلاعات دقیقی راجع به این ابزار کاربردی کسب کنید.

فرمول مقاومت کششی میلگرد

این کار را می‌توانیم به صورت دستی نیز حساب کنیم. وقتی که فرآیند تست تمام شد، قطعه کار را از دستگاه جدا کرده و دو بخش مجزا شده را طوری بهم می‌چسبانیم که نشانه‌های قبل از انجام تست (از قبل روی محصول بوده) در یک راستا قرار بگیرند. فاصله بین L ها را اندازه گرفته و ثبت می‌کنیم. اعداد را در فرمول زیر قرار می‌دهیم تا عدد نهایی به دست بیاید. به طور مثال:

ԑ=((L-L0)/L0)*100

مقاومت کششی میلگرد
با فرمول مقاومت کششی میلگرد آشنا شوید

این فرمول از قانون هوک گرفته شده است. طبق این قانون میله به صورت خطی تغییر پیدا می‌کند. این علامت (φ) تنش است و تقسیم φ/ε=E که کرنش است بر تنش (ε) مقدار شیب خطی به دست می‌آید.

طبقه بندی میلگردها براساس مقاومت کششی

در حال حاضر تولید کنندگان زیادی این محصول را تولید می‌کنند که ذوب آهن اصفهان در صدر این تولیدکنندگان است. میلگردهای این کارخانه در سه گروه تولید می‌شوند:

گروه A1: این میلگرد سطح صافی دارد و مقاومت کششی و تسلیمی آن نسبت به سای ر گروه‌ها کمتر است. مقاومت تسلیمی آن 2400 و مقاومت کششی 3600 کیلوگرم بر سانتی‌متر است. تغییر شکل نسبی پلاستیکی این محصول 25 درصد به عنوان میلگرد نرم است که برای آهنگری و انجام عملیات جوش‌کاری مناسب است.

گروه A2: نوع آجدار است که مقاومت تسلیمی 3400 و مقاومت کششی 5 هزار کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع را دارد. این نوع محصول با تغییر شکل نسبی پلاستیکی در زمان گسیختگی که حدود 19 درصد است به عنوان میلگرد نیمه خشک و نیمه‌نرم شناخته شده است که عمدتا دارای آج فنری شکل است. این نوع میلگرد در صورت ضرورت باید جوش زد و برای عملیات جوش، چندان مناسب نیست اما برای عملیات خاموت زنی، گزینه مناسبی است.

گروه A3:  این گروه نیز آج دار است و بیشترین مقاومت تسلیمی و کششی را دارد. مقاومت تسلیم 4 هزار و مقاومت کششی 6 هزار کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است. گروه a3 از پرمصرف‌ترین‌های بازار است و یکی از دلایل آن همین سطح مقاومت بالاست. تغییر شکل نسبی پلاستیکی این میلگرد 14 درصد است به عنوان میلگرد خشک معروف است که عملیات سویل صنعتی و ساختمانی بوده و اصلا برای زوایای تند و تغییر شکل فراوان و جوشکاری مجاز نیست.

آج میلگرد
نمای انواع آج روی میلگرد a1 و a2 و a3

علاوه بر گریدهای ارائه شده در بالا، دسته‌ای از میلگردها نیز با نام میلگرد آلیاژی در بازار به فروش می‌رسند. این میلگردها هر کدام مصرف خاصی دارند. میلگرد st37، میلگرد ck45 و .... از جمله میلگردهای آلیاژی هستند. قیمت میلگرد st37 و دیگر میلگردهای آلیاژی در سایت مرکزآهن روزانه قابل بررسی است.

سوالات و نظرات کاربرانشما کاربران عزیز میتوانید نظرات و سوالات خود را در این بخش ثبت کنید
بارگذاری مجدد