مهم‌ترین اعداد فنی مربوط به کاربرد میلگرد در ساختمان‌سازی، مقاومت کششی میلگرد، تنش تسلیم میلگرد و همچنین مقاومت کششی فولاد است. این دو فاکتور، تأثیر زیادی بر طول‌عمر و کیفیت سازه خواهند داشت؛ به‌همین منظور تست کشش و تسلیم انجام می‌گیرد که یکی از چندین آزمایش‌های انجام شده روی میلگرد پس از ساخت است. با استفاده از نتایج این تست‌ها و جدول مقاومت کششی میلگرد می‌توانید تعیین کنید که چه میلگردی را در کجای سازه‌تان به کار ببرید. بدیهی است قیمت میلگرد دارای مقاومت کشش و تسلیم مناسب، نسبت به سایر میلگردها بالاتر است.
قیمت امروز میلگرد آجدار را اینجا ببینید:
برای دانستن نحوه محاسبه کشش میلگرد، ابتدا باید بدانید مقاومت کشش میلگرد چیست، تنش جاری شدن میلگرد چیست؟ هر کدام از آنها چه اهمیتی دارند و چگونه اندازه‌گیری می‌شوند.
مقاومت کششی میلگرد چیست؟
مقاومت کششی میزان تحمل یک ماده در برابر شکستن را نشان میدهد. بر اساس همین تعریف، میزان مقاومت کششی میلگرد برابر با حداکثر نیروی کششی قابل تحمل میلگرد تا قبل از شکسته شدن است. برای اندازه‌گیری مقاومت کششی از یکی از واحدهای نیوتن بر مترمربع یا کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع استفاده می‌شود.
مقاومت کششی، میزان شکنندگی میلگرد را نشان میدهد. این ویژگی، به وسیله افزودن برخی فلزات خاص به آلیاژ میلگرد و عملیات ترمکس قابل بهبود است.
در عملیات ترمکس، میلگردی که تازه تولیدشده را توسط ریختن آب به یک‌باره سرد می‌کنند. پس از مدتی، حرارت داخلی میلگرد سطح آن را دوباره گرم کرده و موجب بهبود خواص مکانیکی و در نتیجه افزایش انعطاف‌پذیری میلگرد می‌شود.
مقاومت تسلیم میلگرد (تنش تسلیم میلگرد) چیست؟
مقاومت تسلیم، میزان تحمل یک ماده در برابر تغییر شکل است. بر اساس این تعریف منظور از مقاومت تسلیم میلگرد، میزان انعطاف‌پذیری آن است. هر چه مقدار تنش تسلیم میلگرد بالاتر باشد، میزان انعطاف‌پذیری آن کمتر است.
واحد اندازه‌گیری تنش تسلیم میلگرد مشابه با واحد اندازه‌گیری مقاومت کششی است. عملیات افزودن آلیاژ فلزات خاص و ترمکس، میزان این مقاومت را نیز افزایش میدهد.
تنش تسلیم میلگرد a3 چقدر است؟
میلگرد a3 پرکاربردترین میلگرد آجدار در آرماتوربندی است و از آن به عنوان میلگرد طولی در تیرها و ستون‌ها استفاده می‌شود. به همین دلیل اطلاع از تنش تسلیم میلگرد a3 اهمیت زیادی دارد. تنش تسلیم میلگرد a3 برابر 400 مگاپاسکال است و به همین دلیل در استاندارد ملی تولید میلگرد، علامت مشخصه آج 400 یا S400 برای آن در نظر گرفته شده است.
تنش جاری شدن میلگرد چیست؟
منظور از تنش جاری شدن میلگرد، همان مقاومت تسلیم نهایی آن است که برابر با حداکثر نیروی قابل‌تحمل توسط آن تا مرحله تغییر شکل است. آن را با نام تنش تسلیم میلگرد نیز می‌شناسند.
آیا می‌دانید اهمیت مقاومت کششی میلگرد کجاست؟
به دو دلیل عمده، مقاومت کششی و تسلیم میلگرد اهمیت بالایی دارد و تولیدکننده باید اعداد مربوط به آنها را به شما ارائه کند:
- همان‌طور که می‌دانید برای بالا بردن مقاومت کششی بتن، به آن میلگرد اضافه می‌کنند، چرا که بتن در برابر نیروهای کششی مقاومت پایینی دارد. گرم و سرد شدن هوا باعث انبساط و انقباض شده و موجب می‌شود که به بتن نیروی کششی زیادی وارد شود. به همین دلیل افزودن میلگرد با مقاومت کششی بالا، این خاصیت را در بتن بالا می‌برد.
- در بالا خواندید که هرچه میزان مقاومت تسلیم میلگرد بالاتر باشد، به همان میزان انعطاف‌پذیری آن پایین‌تر است. این موضوع همیشه بد نیست؛ چرا که عواملی مانند زلزله موجب می‌شود که سازه تغییر شکل دهد و هرچه مقاومت تسلیم میلگرد بالاتر باشد، سازه شما دیرتر تغییر شکل میدهد. میزان مقاومت تسلیم در خم‌کاری میلگرد نیز مؤثر است.
بررسی مقاومت کششی+جدول مقاومت کششی میلگرد
استاندارد روسی GOST 5781 قدیمی‌ترین استاندارد مورد استفاده برای تولید میلگرد در ایران است. دسته‌بندی میلگرد قید شده در آن، برای نام‌گذاری انواع میلگرد در بازار نیز استفاده می‌شود. بر اساس این استاندارد، میلگردها به چهار دسته A1، A2، A3 و A4 تقسیم می‌شوند. در این دسته‌بندی، A1 به معنای میلگرد ساده بوده و سایر دسته‌ها مربوط به انواع میلگرد آجدار است. لازم به ذکر است که در بین انواع میلگرد آجدار، میلگرد A4 کاربرد کمتری دارد.
جدول مقاومت کششی میلگرد و مقاومت تسلیم پرکاربردترین انواع آن بر اساس استاندارد GOST 5781، به شرح زیر است:
|
گروه
|
نوع
|
مقاومت کششی (kg/cm2)
|
تنش تسلیم میلگرد
(kg/cm2)
|
تغییر شکل نسبی
در زمان گسیختگی
|
|
A1
|
میلگرد ساده
|
3600
|
2400
|
25 درصد
|
|
A2
|
میلگرد آجدار مارپیچ
|
5000
|
3400
|
19 درصد
|
|
A3
|
میلگرد آجدار جناغی
|
6000
|
4000
|
14 درصد
|
جدول مقاومت کششی میلگرد
چگونه تست کششی میلگرد را انجام دهید؟
به دلیل میزان اهمیت مقاومت کششی میلگرد در عمر فونداسیون ساختمان و سازه‌های بتنی، تمامی تولیدکنندگان آزمون کشش و تنش تسلیم میلگرد را روی میلگردهای خود انجام می‌دهند. نتایج این آزمون، یکی از پارامترهای تعیین‌کننده میزان کیفیت میلگرد است.
این آزمون توسط دستگاه‌های مختلفی انجام می‌شود که معروف‌ترین آنها دستگاه ثبات و نیروسنج است. این دستگاه به یک کامپیوتر متصل است. صفحه نمایش این کامپیوتر پس از انجام تست، یک منحنی را به عنوان خروجی نشان میدهد که بر اساس آن منحنی تنش-کرنش به دست می‌آید. منحنی تنش-کرنش دارای نقاطی است که مقاومت کششی، تسلیم و شکست بر اساس آنها محاسبه می‌شود.
برای انجام این تست، دو نقطه از میلگرد را علامت می‌زنند. فاصله بین این دو علامت، باید حداقل پنج برابر قطر میلگرد باشد. پس از روشن کردن دستگاه و تنظیم فشار آن روی 6 تا 8 بار، نقاط علامت زده شده را داخل فک‌های دستگاه قرار می‌دهند. آزمایش را تا لحظه شکستن میلگرد ادامه پیدا میکند.
محاسبه مقاومت کششی انواع میلگرد را چگونه انجام دهید؟
در صورت عدم دسترسی به نمودار، می‌توان میزان مقاومت کششی میلگرد را به وسیله دو فرمول محاسبه نمود. برای این کار، ابتدا میلگرد شکسته را از دستگاه باز می‌کنند و دو قطعه جدا شده را کنار یکدیگر قرار می‌دهند.
سپس فاصله بین دو علامت مجدداً با کولیس اندازه‌گیری می‌شود. فاصله اندازه‌گیری شده با نماد L و فاصله اولیه با نماد L0 در فرمول زیر جایگذاری می‌شود:
پس از جایگذاری، میزان ازدیاد طول یا ᶔ به دست می‌آید که با جایگذاری آن در فرمول زیر، به مقاومت کششی میلگرد می‌رسید:
در این فرمول E مدول الاستیسته بوده که نشان دهنده تأثیر دما روی مقاومت کششی سایزهای مختلف میلگرد است.
پیش از خرید میلگرد، دانستن نحوه محاسبه کشش میلگرد و تنش تسلیم میلگرد a3 به تنهایی کافی نیست و بایستی سایر عوامل مؤثر بر قیمت آن مثل قیمت آهن را نیز بررسی کنید. محاسبه کشش میلگرد معمولاً توسط کارخانه سازنده انجام شده و عدد مربوط به کشش میلگرد در کاتالوگ آن قید می‌شود.