اهمیت مقاومت کششی میلگرد

به منظور اندازه‌گیری مقاومت کششی میلگرد، باید از تست کششی مخصوص میلگرد در آزمایشگاه استفاده شود. تست کششی میلگرد در پروژه‌های ساختمانی که از میلگرد برای مقاوم‌سازی و تقویت سازه استفاده می‌شود، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. زیرا به مهندسین طراح کمک می‌کند تا از میلگردهای تقویتی و یا میلگردهای حرارتی برای تقویت بتن استفاده کنند. محاسبۀ مقاومت کششی میلگرد از این جهات برای ما اهمیت دارد:

میلگرد برای تقویت بتن از یک نقش حیاتی برخوردار است. مقاومت میلگرد به صورت‌ مقاومت کششی تسلیم، مقاومت کششی نهایی و تنش گسیختگی محاسبه می‌شود. گاهی اوقات میلگرد در برابر نیروهای واردۀ کششی تغییر شکل می‌دهد. اگر در این حالت میلگرد در قسمت سقف یا دیوارهای بتنی استفاده شده باشد، این تغییر شکل بسیار خطرناک خواهد بود. 

شکستن میلگرد در برابر تنش کششی مثل زمانی اتفاق می‌افتد که زلزله اتفاق افتاده باشد. به همین دلیل آگاهی از مقاومت میلگرد در برابر نیروهای طبیعی از جمله زلزله از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا محاسبه مقاومت کششی میلگرد به ما بیان می‌کند که میلگرد در برابر چه میزان نیرو دچار شکست خواهد شد. 

به منظور اندازه‌گیری مقاومت کششی میلگرد، باید از تست کششی مخصوص میلگرد در آزمایشگاه استفاده شود. تست کششی میلگرد در پروژه‌های ساختمانی که از میلگرد برای مقاوم‌سازی و تقویت سازه استفاده می‌شود، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. زیرا به مهندسین طراح کمک می‌کند تا از میلگردهای تقویتی و یا میلگردهای حرارتی برای تقویت بتن استفاده کنند. محاسبۀ مقاومت کششی میلگرد از این جهات برای ما اهمیت دارد:

میلگرد برای تقویت بتن از یک نقش حیاتی برخوردار است. مقاومت میلگرد به صورت‌ مقاومت کششی تسلیم، مقاومت کششی نهایی و تنش گسیختگی محاسبه می‌شود. گاهی اوقات میلگرد در برابر نیروهای واردۀ کششی تغییر شکل می‌دهد. اگر در این حالت میلگرد در قسمت سقف یا دیوارهای بتنی استفاده شده باشد، این تغییر شکل بسیار خطرناک خواهد بود. 

شکستن میلگرد در برابر تنش کششی مثل زمانی اتفاق می‌افتد که زلزله اتفاق افتاده باشد. به همین دلیل آگاهی از مقاومت میلگرد در برابر نیروهای طبیعی از جمله زلزله از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا محاسبه مقاومت کششی میلگرد به ما بیان می‌کند که میلگرد در برابر چه میزان نیرو دچار شکست خواهد شد. 

مقاومت کششی چیست؟

تمام مواد همواره در معرض نیروهای طبیعی قرار دارند که از جملۀ این نیروها می‌توان به نیروی گرانش و یا نیروی اصطکاک اشاره کرد که کم و بیش به تمامی اجسام حتی اجسامی که در حال سکون هستند وارد می‌شود. نیروهای وارد بر اجسام می‌توانند آنها را وادار به حرکت، شکست یا تغییر شکل کنند. به میزان تحمل یک ماده در برابر نیروهای وارد بر خود نیروی مقاومت گفته می‌شود. نیروی مقاومت یک ماده برابر است با میزان تحمل یک ماده در برابر نیروهای وارد بر آن بدون آن که جسم دچار حرکت، شکستگی یا تغییر شکل شود. 

زمانی که یک ماده در معرض نیرو قرار می‌گیرد، نیروهای القایی در آن شکل می‌گیرند به اندازۀ این نیروهای القایی که بر سطح جسم وارد می‌شوند، تنش گفته می‌شود. تنش وارد بر یک جسم باعث شکسته شدن آن می‌شود. یکی از تنش‌های وارد شده بر جسم، تنش کششی (Tensile Stress) نام دارد که در اصطلاح به آن مقاومت کششی گفته می‌شود. 

محاسبه مقاومت کششی انواع میلگرد

در کشور ما تولید میلگرد بر اساس استاندارد روسی تعریف شده است که در این استاندارد میلگرد دارای مشخصات زیر است:

تست پیچ و مهره

پیچ و مهره از پرکاربردترین قطعات در مهندسی به حساب می‌آیند که آزمون های مکانیکی گوناگون از جمله آزمون کششی، آزمون بار گواه، آزمون سختی سنجی، آزمون ضربه و ... بر روی آنها انجام می‌شود تا خواص و میزان مطابقت آنها با استانداردها مشخص شود. 

تست های مکانیکی پیچ ها

• تست مکانیکی پیچ مشتمل بر این موارد است:
• تست کشش پیچ با مقطع کامل Full-size
• تست کشش دمبلی
• تست کشش گوه ای (کلگی)Wedge Test
• آزمون بار گواهProof Load Test
• تست ضربهImpact Test
• تست سختی سنجی نقاط سه گانه     Microhardness Indentation
• تست سختی سنجی سطح و مغزMacrohardness

تست های مکانیکی مهره ها

• تست سختی سنجی سطح و مغز
• تست بار گواه

خواص مکانیکی پیچ و مهره طبق استانداردهای گوناگون محاسبه می‌شوند که رایج‌ترین آنها عبارتند از:

• استانداردISO 898-1 برای پیچ‌ها و استاندارد ISO 898-2 برای مهره‌ها
• استانداردASTM A193 برای پیچ‌ها و ASTM A194 برای مهره‌ها
• استاندارد ملی ایران به شماره 4555 برای پیچ و مهره زنگ نزن
• استاندارد ملی ایران به شماره 2874 برای پیچ‌های دو سر رزوه
• استاندارد ملی ایران به شماره 5654 برای مهره‌های دنده درشت
• استاندارد ملی ایران به شماره 5655 برای مهره‌های دنده ریز
• استانداردASTM F606M و ISO 3506 و استانداردهای مختلف DIN از جمله کدهای 933،931،558،6914 و ...

ویژگی تیرآهن IPE

تیر آهن IPE، به دلیل استحکام بالایی که دارند، نیاز سازه به المان‌های تکیه‌گاهی دیگر را برطرف می‌کند و از این طریق باعث صرفۀ اقتصادی در میزان سرمایه و زمان اجرای پروژه می‌شود. تیرآهن IPE پس از اتمام سازه امکان توسعه آن را نیز به همراه دارد. Ipe یکی از سبک‌ترین تیرآهن‌های بازار است که از دو قسمت میانی و بیرونی تشکیل شده که به قسمت میانی آن جان و به قسمت بیرونی بال های تیرآهن گفته می‌شود. قسمت جان تیرآهن IPE در برابر نیروهای برشی مقاومت می‌کند و قسمت بال تیرآهن در برابر خمیدگی از خود مقاومت نشان می‌دهد. 

تست مکانیکی تیر آهن IPE و خواص مکانیکی آن

روش محاسبه مقاومت کششی میلگرد

برای محاسبه مقاومت کششی میلگرد در آزمایشگاه، میلگرد باید تحت کشش‌های مختلف قرار گیرد. با توجه به استاندارد ملی ایران به شمارۀ 1-8103  قطعات میلگرد تحت بررسی باید پنج برابر قطر میلگرد انتخاب شوند. بدین ترتیب که برای میلگردی که قطر آن ۲۰ میلی‌متر است، طول قطعۀ نمونه باید ۱۰۰ میلی‌متر باشد. بدین ترتیب آزمایش با مراحل زیر انجام می‌شود: 

E نمونه مطابق با استاندارد برش داده و نشانه گذاری می‌گردد. طول نشانه گذاری شده با کولیس اندازه گیری و L₀ نامیده می‌شود.

E نمونۀ برش خورده بین دو فک قرار می‌گیرد که یک فک ثابت و فک دیگر متحرک است.

E ناظر تا زمانی که میلگرد دچار تغییر شکل شود، به آن نیرو وارد کرده و با یک سرعت ثابت میلگرد را تحت کشش قرار می‌دهد.

E به طور همزمان میزان تغییر طول تحت نیرو اندازه گیری می‌شود تا زمانی که میلگرد دچار گسستگی شود.

E پس از گسستگی نمونه، ناظر آن را باز و در راستای طول به یکدیگر می‌چسباند.

E فاصله بین دو نشانه یعنی فاصله بین L₀ و L اندازه گیری می‌شود.

جدول مقاومت کششی میلگرد

همان گونه که می‌دانید مناطق جغرافیایی مختلف دارای استانداردهای کیفی گوناگون برای میلگردها هستند. این استانداردها در آزمایشگاه‌ها تدوین شده‌اند و معمولاً کیفیت بهینۀ میلگرد را توضیح می‌دهند. کیفیت نهایی محصول پس از انجام تست‌های استاندارد انتشار پیدا می‌کند. یکی از مهم‌ترین جداول که تولید کننده در اختیار مشتری قرار می‌دهد، جدول مقاومت کششی میلگرد تولید شده توسط وی است. این جدول بر پایۀ قطر میلگرد و نیرویی که میلگرد تحت بار قرار گرفته و یا دمایی که میلگرد در آن دما از خود مقاومت نشان داده، بیان می‌شود: