مقاومت و تست کششی میلگرد

اهمیت مقاومت کششی میلگرد

چقدر قدرت؟

تست استحکام کششی انواع آرماتورها.

محاسبه مقاومت کششی انواع آرماتورها

تست کشش میلگرد

جدول مقاومت کششی آرمیچر

طبقه بندی آرماتورها بر اساس مقاومت کششی

زمانی که برج ها پس از برخورد جت های القاعده به برج های دوقلو در 11 سپتامبر فروریختند، نیروی سقوط هواپیما باعث ریزش برج های دوقلو نشد، اما شکست اتصالات به دلیل گرمای زیاد باعث فروریختن برج ها شد. پیاده شدن مهندسان طراح امکان آتش سوزی را به برج دادند، بنابراین بر اساس دمای معمولی آتش محاسبه کردند، اما با بنزین حتی بنزین هوانوردی، دمای احتراق تا 1500 درجه افزایش می یابد، بنابراین در محاسبه، دمای A را در نظر گرفتند که اتفاق نیفتاد، این دمای بالا باعث فروریختن برج های دوقلو شد.

در طراحی سازه، مهندس طراح مقاومت کششی نهایی تمامی مصالح را محاسبه کرده و بهترین کیفیت را برای سازه انتخاب می کند. برای این منظور مواد را تحت نیروهای مختلف در آزمایشگاه مقاومت مواد قرار می دهند و مقاومت های متفاوتی به دست می آورند. به عنوان مثال، یک ساختمان 20 طبقه رو به جریان باد و نیروی باد، چه نوع، قطر و وزن فولادی باید برای جلوگیری از آسیب به ساختمان استفاده شود؟ یکی از این تست ها که در ادامه بیشتر در مورد آن خواهیم نوشت، تست کشش است. آزمایش کشش برای میلگرد در صنعت ساختمان استفاده می شود. البته شش آزمایش مختلف روی میلگرد انجام می شود نه فقط تست کشش. در این مقاله به استحکام کششی میلگرد می پردازیم.

به منظور تعیین استحکام کششی فولاد تقویت شده، فولاد تقویت شده در آزمایشگاه تحت انواع تنش قرار می گیرد.

طبق استاندارد ملی ایران 1-8103 طول میلگرد باید 5 تا 10 برابر قطر میلگرد باشد. یعنی اگر قطر قطعه انتخابی 20 میلی متر باشد، طول قطعه باید 100 میلی متر باشد. پس از انتخاب قطعه، در امکانات ویژه تست می شود.

اهمیت مقاومت کششی میلگرد

در سازه ها و صنایعی که از میلگرد برای تقویت و مقاوم سازی سازه استفاده می شود، محاسبه مقاومت کششی میلگرد بسیار مهم است، زیرا دانستن مقدار مقاومت کششی میلگرد به مهندسان طراح کمک می کند تا بارهای مقاومتی را تعیین کنند.یا از لاستیک حرارتی استفاده کنند. استفاده در ساختمان سازی برای تقویت بتن. به دلیل تفاوت در مشخصات میلگرد برندهای مختلف، قیمت میلگرد با بناب، اصفهان، میانه و … متفاوت است. درک استحکام کششی میلگرد به دلایل زیادی در صنعت ساختمان مهم است.

میلگرد در ساختمان سازی برای تقویت بتن استفاده می شود و در قسمت های مختلف ساختمان استفاده می شود. سه نوع مقاومت در میله تقویت کننده آزمایش می شود: استحکام تسلیم، مقاومت کششی و تنش شکست. تنش یا استحکام کششی نهایی از تقسیم حداکثر نیرو بر سطح مقطع اولیه بدست می آید. در بسیاری از موارد، آرماتور تحت نیروی کششی تغییر شکل می دهد. این تغییر شکل در هنگام استفاده از میلگرد در سقف یا دیوار بتنی می تواند منجر به خطرات و آسیب های زیادی شود.

ترک جانبی در برابر تنش های کششی مانند نیروهای زلزله رخ می دهد. بنابراین مهم است که بدانیم چگونه در برابر نیروهای طبیعی مانند زلزله مقاومت کنیم. زیرا نیروی کششی در برابر نیروی خاصی عمل می کند.

استحکام کششی چیست؟

هر ماده ای که در جهان وجود دارد همیشه در برابر نیروهای طبیعت مقاومت می کند. از نیروی گرانش که بر همه اجسام تأثیر می گذارد تا نیروی کشش که حتی در زمان سکون ماده به مقدار کم وجود دارد و مانع حرکت اجسام می شود. نیروهایی که بر جسم تاثیر می گذارند می توانند آن را به حرکت درآورند یا باعث فروریختن آن شوند.مقدار مقاومتی که یک جسم می تواند در برابر نیروهای وارد بر آن تحمل کند، نیروی کشش نامیده می شود.اگر بخواهیم یک تعریف علمی از یک جسم معین بنویسیم. توضیحات، باید اینطور بنویسیم:

مقاومت یک جسم مقدار مقاومت ماده در برابر نیرویی است که بدون شکستن یا تغییر شکل آن بر آن وارد می شود.

در مکانیک مواد، تحقیقات زیادی در مورد مقاومت مواد و میزان نیرویی که باعث ترک خوردن یا تغییر شکل آنها می شود، انجام شده است. هنگامی که یک بار یا نیرو به یک جسم مکانیکی وارد می شود، نیروی القایی روی آن جسم ایجاد می شود. بزرگی این نیروهای وارد بر جسم را کشش می گویند. تمرکز روی یک چیز منجر به شکست می شود. یکی از تنش های اعمال شده به مواد مقاوم، تنش کششی است که به آن تنش کششی نیز می گویند. با اعمال نیروی کششی، بدن دچار تغییر شکل کشسان یا برگشت پذیر می شود و تا نقطه ای که تنش به نقطه کرنش صفر می رسد ادامه می یابد و در این مرحله جسم دچار تغییر شکل پلاستیکی یا برگشت ناپذیر شده و در نقطه مقاومت نهایی مقاومت می کند. حداکثر استرس سپس تنش یا تسلیم شروع می شود و ماده در تنشی کمتر از تنش نهایی، یعنی تنش شکست یا شکست می شکند.

نمای آزمایش کشش تقویتی

بررسی مقاومت کششی انواع آرماتورها

روش های مختلفی برای تولید میلگرد در صنعت فولاد استفاده می شود، جدای از روش های تولید، استانداردهای مختلفی برای تولید میلگرد استفاده می شود، این استانداردها در کشورهای مختلف متفاوت است و هیچ منطقه ای به منطقه دیگر نیست. از استاندارد DIN استفاده می شود زیرا اروپا منطقه ای با لرزه خیزی کم است. با توجه به این شرایط استحکام کششی یکنواخت کم است اما در کشوری مانند ژاپن که زلزله خیز است مقاومت کششی میلگرد بالاست. برای ساخت میلگرد در ایران از استانداردهای مختلفی استفاده می شود. بدانیم میلگرد چیست و چه انواعی دارد و اساس تولید آن در کشور ما چیست. دفعه بعد با ما همراه باشید:

میلگرد A1: سطح خارجی این میلگرد صاف و بدون آج است. این میلگرد در آیین نامه در رده مقاومتی استاندارد S240 شناخته شده است. در نوع سخت به این میلگرد میلگرد نرم نیز می گویند. مقاومت کششی این میلگرد 3800 کیلوگرم بر سانتی متر مکعب می باشد.

میلگرد A2: این میلگرد آجدار است، در آیین نامه در گروه مقاومت S340 قرار می گیرد و از استحکام کششی بالاتری نسبت به میلگرد A1 برخوردار است. استحکام کششی این آرماتور 5000 کیلوگرم بر سانتی متر مکعب است.

میلگرد A3: این میلگرد نیز آجدار است اما ظاهر میلگرد A3 با میلگرد A2 متفاوت است. شکل میلگرد A3 شطرنجی یا هشت ضلعی است که همین تفاوت ظاهری میلگرد A3 را از سایر میلگردها متمایز می کند. آرماتور A3 مقاومت بالاتری نسبت به آرماتور A1 و A2 دارد. مقاومت کششی این آرماتور 6000 کیلوگرم بر سانتی متر مکعب می باشد. در آیین نامه، استاندارد تقویت کننده A3 در رده مقاومتی S400 طبقه بندی شده است.

آرماتور A4: این آرماتور از کلاس مقاومتی S500 و نوع استاندارد آن کامپوزیت می باشد. حداقل مقاومت کششی این تکیه گاه 6500 کیلوگرم بر سانتی متر مکعب می باشد.

محاسبه مقاومت کششی انواع آرماتور

زمانی که میزان مقاومت کششی یک میلگرد مشخص می شود، مشخص می شود که میلگرد مورد استفاده در بتن تحت چه نیرویی قرار دارد و بنابراین محاسبات لازم برای تقویت یا استفاده از میلگرد با مقاومت بالاتر انجام می شود. برای تعیین مقاومت کششی میلگرد، میلگرد در آزمایشگاه تحت تنش های مختلفی قرار می گیرد.

طبق استاندارد ملی ایران 8103-1 طول میلگرد باید 5 تا 10 برابر قطر میلگرد باشد. یعنی اگر قطر قطعه انتخاب شده 20 میلی متر باشد، طول قطعه باید 100 میلی متر باشد. پس از انتخاب قطعه، تحت انرژی قرار می گیرد تا در تجهیزات اختصاصی آزمایش شود. روش تست به شرح زیر است:

نمونه برش استاندارد و علامت گذاری می شود، طول علامت گذاری شده با کولیس اندازه گیری می شود و L0 نامیده می شود.

الگوی برش بین دو فک قرار می گیرد. یک فک ثابت و دیگری متحرک است.

ابتدا، ناظر آرمیچر را با سرعت ثابت تحت کشش قرار می دهد. و فشرده سازی تا تغییر شکل آرماتور

به موازات اندازه گیری تغییرات طول تحت اثر نیرو، این کار تا پارگی آرماتور ادامه خواهد داشت.

پس از پارگی، نمونه باز شده و در طول قطعه چسبانده می شود.

فاصله بین دو علامت که L نامیده می شود (L0 طول اصلی جسم است) اندازه گیری می شود.

کشیدگی یا کرنش از فرمول زیر به دست می آید.

فرمول محاسبه

برای بدست آوردن قدرت تسلیم از قانون هوک استفاده می شود. طبق قانون هوک تنش تسلیم از رابطه زیر بدست می آید:

نرخ مواد شوینده

در این رابطه σ تنش و E مدول الاستیک است.

هنگامی که آرماتور تحت کشش است، نمودار نیرو-تغییر مکان توسط ماشین و منحنی تنش-کرنش توسط مهندس یا اپراتور ترسیم می شود. بر اساس این آزمایش ها، نکات زیر در نمودار چند ولتاژ به دست می آید:

نقطه B (طبق نمودار زیر) که حد تناسب نامیده می شود و نمودار تنش-کرنش تا این نقطه خطی است. از شیب خط می توان مقدار E را طبق قانون هوک محاسبه کرد.

نقطه C که به عنوان نقطه تسلیم شناخته می شود و از این نقطه میلگرد تغییر شکل می دهد و در صورت انتقال نیرو میلگرد به شکل اولیه خود باز نمی گردد.

پس از بدست آوردن مقدار مدول الاستیک عدد را در رابطه فوق قرار داده و تنش نهایی را بدست می آوریم.

تست کشش آرمیچر

در قسمت قبل تا حدودی با تست کشش انواع زره آشنا شدید. این بخش به طور کلی تست استرس تقویت کننده را توضیح می دهد. آزمایش کشش آرماتور با تجهیزات ویژه برای این کار انجام می شود و هدف از آزمایش به دست آوردن حد مقاومت کششی است. نمودار تنش-کرنش بر روی آزمایش کشش فولاد رسم شده است.

در این آزمایش، میله تقویت کننده بین دو فک ماشین قرار می گیرد و با نیروی معین کشیده می شود. عملکرد این دستگاه به این صورت است که یکی از دو فک ثابت و دیگری متحرک است. ماشین های آزمایشگاهی به نرم افزاری متصل می شوند که منحنی نیرو-جابجایی را ترسیم می کند و در نهایت به کمک آن منحنی تنش-کرنش به دست می آید. این منحنی از یک الگوی معمولی برای تقریبا همه اشیا پیروی می کند. نقاطی بر روی این منحنی به دست می آید که به مهندس طراح کمک می کند تا حداکثر مقاومت کششی، کشش و شکست را پیدا کند.

نمودار تنش-کرنش

حد بخش (نقطه A):

اولین نقطه ای که روی منحنی تعیین می شود حد تعادل است. قبل از این نقطه تنش و کرنش متناسب هستند و رابطه تنش و کرنش خطی است. به عبارت دیگر رشد متناسبی دارند.

پس از اولین نقطه تنش و تغییر شکل به نسبت افزایش می یابد. در نقطه تسلیم، فلز تغییر شکل می‌دهد، اما این تغییر شکل دائمی نیست و با حذف نیرو، شکل به حالت اولیه خود باز می‌گردد.

آخرین نقطه مقاومت (نقطه D):

پس از نقطه تسلیم، با افزایش تنش و کرنش افزایش می یابد و ماده تا جایی که بتواند بیشترین تنش را تحمل کند، رفتار پلاستیکی از خود نشان می دهد و نقطه مقاومت کششی نهایی نامیده می شود.

نقطه قدرت شکست (نقطه E):

پس از نقطه تسلیم نهایی، فلز کشیده یا نازک می شود و در نهایت در نقطه ای می شکند که تنش کمتر از تنش نهایی باشد. این نقطه آخرین نقطه ترسیم شده در نمودار تنش-کرنش است.

هنگام انجام آزمایش کشش روی میلگرد با علامت گذاری نقاط نقاطی که المان ها در آن تغییر می کنند مشخص می شود و می توان محاسبه کرد که در خانه تحت تنش چه تغییراتی در میلگرد مورد استفاده قرار می گیرد.

جدول مقاومت میلگرد کششی

همانطور که گفته شد استانداردهای مختلفی در مناطق جغرافیایی مختلف در خصوص کیفیت و قیمت میلگرد نوشته شده است. این استانداردها در آزمایشگاه ها تدوین شده و بهترین و مناسب ترین کیفیت را برای میلگرد ایجاد می کند. تولیدکنندگان نیز بر اساس استانداردهای تعیین شده کیفیت محصول را برای حضور در بازار افزایش می دهند. کیفیت نهایی محصول پس از تست های استاندارد آشکار می شود و در اختیار مشتری قرار می گیرد که یکی از این تست ها و در نتیجه جداول جدول مقاومت کششی میلگرد می باشد. این جدول با توجه به قطر میلگرد، نیرویی که میلگرد متحمل شده است یا دمایی که میلگرد در آن مقاومت نشان داده است، بیان می شود.

جدول مقاومت کششی میلگرد ASTM

جدول تأثیر دما بر استحکام کششی میلگرد تقویت کننده با قطر 16 میلی متر

طبقه بندی میلگرد بر اساس مقاومت کششی

یکی از مهمترین استانداردها در تولید میلگرد، مقاومت کششی است، تولیدکنندگان میلگردها را بر اساس مقاومت تسلیم طبقه بندی می کنند. در ایران نمونه ای از طبقه بندی میلگرد بر اساس شکل ظاهری وجود دارد که شامل انواع A1، A2، A3 و A4 می شود. در آیین نامه بتن ایران میلگرد بر اساس مقاومت کششی به 4 گروه تقسیم می شود.

فولاد S220 نشان دهنده کمترین استحکام تسلیم بر اساس مگاگاز است. یعنی مقاومت شبکه 220 مگاپاسکال است.

آرماتور فولادی S300

میله فولادی S350

زره فولادی S400

میله فولادی S550

همانطور که گفته شد عدد نوشته شده حداقل نیروی وارد شده به میلگرد است که در آن میلگرد استحکام خود را از دست می دهد و شکل آن تغییر می کند. میلگرد شناخته شده در بازار ایران یکی از پروفیل هایی است که مقاومت کششی بالایی فراتر از حد مناسب دارد. ، قیمت میلگرد شاهین بناب یکی از نمونه های این امر است که دارای استحکام کششی و مقاومت بالا و قیمت مناسب می باشد.

در قوانین بتن کانادا، میلگردها به دو دسته بندی با وزن 400 و 500 مگا پاسکال تقسیم می شوند.

کد استرالیا میلگرد را به سه دسته تقسیم می کند و در هر سه دسته استحکام تسلیم 500 مگا پاسکال است.

مقاومت و تست کششی میلگرد

حرف پایانی

دانستن و درک کالای تولیدی حق خریدار است. خریدار باید استاندارد محصولی را که میخرد بداند. شرایط تولید این محصول چگونه است و آیا شرایط استاندارد را داشته است؟ امروزه بسیاری از محصولات دارای اصول ساخت و نوعی استاندارد ساخت هستند که روی محصول نوشته شده است. فیکسچرها، مانند بسیاری از محصولات، هنگام خرید باید دارای یک ورق استاندارد بر روی فیکسچر نصب شده باشند. به ندرت پیش می‌آید که برچسب چسبانده شده به دستگاه تولیدی با پاسخ آزمایشگاه متفاوت باشد. اما گاهی اوقات به نظر می رسد که پاسخ آزمایشگاه های صنعتی با ادعای شرکت های تولیدی متفاوت است. آیا این وضعیت را تجربه کرده اید؟ آیا مصنوعات فلزی مانند وسایل را به آزمایشگاه ارسال کرده اید؟ یا صرفاً به این دلیل که محصول دارای گواهی ساخت است، برای شما کافی است و دیگر تحقیق نمی کنید. چگونه به محصول و استانداردهای اعلام شده اعتماد دارید؟ در مورد تجربیات خود برای ما و سایر خوانندگان بنویسید و از تجربیات خود برای ما بنویسید که بدانید هیچ دانشی بهتر از تجربه نیست.