کوپلر میلگرد | انواع کوپلر | کاربرد و روش اجرای آن
کوپلر میلگرد چیست ؟
کوپلر میلگرد یک اتصال مکانیکی است که برای اتصال دو میلگرد به یکدیگر در سازه های بتنی استفاده می شود. این ابزار کاربردی جایگزین روش های سنتی مانند اورلپ بوده و با ایجاد اتصالی ایمن، یکپارچه و مقاوم، عملکرد سازه را بهبود می بخشد. کوپلر میلگرد در انواع مختلفی تولید می شود که هر کدام بسته به شرایط و نیاز پروژه مورد استفاده قرار می گیرند، از جمله کوپلر استاندارد، کوپلر تبدیلی، کوپلر موقعیت و کوپلر جوشی. استفاده از کوپلر میلگرد نه تنها باعث صرفه جویی در مصرف میلگرد و کاهش وزن سازه می شود، بلکه به بهبود فرآیند بتن ریزی و افزایش استحکام در برابر نیروهای کششی و فشاری کمک می کند. این محصول به دلیل مزایای فنی و اقتصادی، در پروژه های عمرانی بزرگ مانند پل ها، برج ها و بیمارستان ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
فواید استفاده از کوپلر
آیا کوپلر روشی قابل اطمینان است؟
استحکام گیری اورلپ(وصله پوششی)، از طریق اثر متقابل با بتن افزایش تنش تسلیم، طول اورلپ(وصله پوششی) بیشتری طلب می کند. اورلپ کارایی سیکلی ضعیفی دارد و نیاز به میلگرد اضافی جهت جلوگیری از، از هم پاشیدگی بتن دارد.
محدودیت در طراحی
بطور معمول، طول اورلپ (وصله پوششی) موردنیاز برای میلگردهای تحت تنش بیشتر از میلگردهای تحت فشار اورلپ (وصله پوششی) می باشد؛ روش اورلپ تعداد میلگردها را در مقطع بتنی دو برابر می کند که منجر به ازدحام میلگرد شده و جریان بتن بسادگی نمی تواند کل سطح را در بر بگیرد.
هزینه های پنهان
تعداد بسیار زیادی از مهندسین بر برتری اتصال مکانیکی نسبت به اورلپ تاکید دارند. آنها بر این عقیده هستند که اتصال مکانیکی انسجامی را در سازه ایجاد می‌کند که اورلپ به هیچ عنوان توانایی ایجاد آن را ندارد.
اتصالات مکانیکی (کوپلر) به نسبت اورلپ بسیار قابل اعتمادتر هستند، زیرا برای انتقال بار به بتن وابسته نیستند. وصله‌های مکانیکی (کوپلر) یکپارچگی بیشتری را در سازه ایجاد می‌کند.
اتصالات مکانیکی، در برابر حوادث ناشی از خطای انسانی، بارهای لرزه‌ای و سایر حوادث طبیعی، مقاومت به مراتب بیشتری نسبت به اورلپ دارند. طبق آیین نامه‌های طراحی بتن کوپلر(وصله مکانیکی) باید مقاومت بیشتری نسبت به طول اورلپ معمول فراهم کند. این مقدار به طور معمول حدود 125% تا 150% مقاومت اورلپ می‌باشد.
اتصال اورلپ میزان ازدحام میلگرد را در محل اتصال به مقدار 2 برابر حالت معمول افزایش می‌دهد که این امر عمده‌ترین دلیل گیر کردن دانه‌های سنگی و ایجاد حفره در بتن می‌باشد؛ کوپلرها(وصله های مکانیکی) از این ازدحام جلوگیری می‌کند و با کم کردن ابعاد ستون باعث صرفه‌جویی اقتصادی قابل توجهی در پروژه می‌شود.
آیین نامه بتن ایران، نسبت 6% فولاد به بتن را برای طراحی ستون‌های بتنی مشخص کرده‌است. باتوجه به ازدحام آرماتور در ناحیه اورلپ، طراحی با نسبت بالانس با اتصال پوششی، تقریبا غیرممکن است؛ حال آنکه کوپلر (وصله مکانیکی) این امکان را برای طراح فراهم می‌کند که با حذف میلگردهای اضافی در ناحیه وصله، به مقطع ایده‌آل بتنی با نسبت فولاد به بتن بالانس دست پیدا کند.
کارکردن با آرماتورهای سایز پایین، باعث افزایش ابعاد ستون می‌شود تا بتواند تعداد بیشتری آرماتور را درخود جای دهد. استفاده از کوپلر(وصله مکانیکی) امکان استفاده از سایزهای بزرگتر آرماتور را در ستون با ابعاد کوچکتر فراهم می‌کند و درعین حال میزان ازدحام را در ستون به مقدار حداقل می رساند؛ این امر باعث طراحی مقرون به صرفه و حداکثر استفاده از فضا در پلان می‌شود.
نصب کوپلر سریع و آسان است و به کارگر ماهر برای این کار نیاز ندارد. اتصال مکانیکی با کاهش هزینه دستمزد کارگرها و افزایش سرعت پیشرفت امور، باعث کاهش چشم‌گیر هزینه‌ها می‌گردد.
کوپلر انتهایی از ایجاد ازدحام در محل اتصال تیر و ستون جلوگیری می‌کند و قرار دادن میلگردها را در شبکه تسهیل می‌کند.
چرا کوپلر پوياگستر؟
گواهینامه ها و استانداردها
- تاییدیه مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی
- تاییدیه سازمان ملی استاندارد ایران
- تاییدیه سازمان نظام مهندسی استان تهران
- تاییدیه سازمان مقررات ملی ساختمان
دستگاه کوپلینگ میلگرد
دستگاه کوپلینگ میلگرد یکی از تجهیزات مهم در صنعت ساختمان است که برای ایجاد رزوه استاندارد در انتهای میلگردها جهت اتصال با کوپلر به کار می رود. این دستگاه با استفاده از روش فرم دهی سرد یا براده برداری، میلگرد را برای نصب دقیق کوپلر آماده می کند تا بتوان بدون نیاز به همپوشانی زیاد یا جوشکاری، اتصال مقاوم و ایمن بین میلگردها ایجاد کرد. استفاده از دستگاه کوپلینگ میلگرد باعث افزایش سرعت اجرا، کاهش پرت میلگرد و ارتقاء ایمنی سازه می شود. این دستگاه در پروژه های بتنی، به ویژه در سازه های بلندمرتبه و مناطق زلزله خیز، کاربرد گسترده ای دارد و انتخاب آن باید بر اساس نوع کوپلر، سایز میلگرد و استانداردهای پروژه انجام شود.
تاییدیه های کوپلر
باتوجه به ظهور روش نوینی از اتصالات میلگرد ساختمانی باعنوان وصله مکانیکی (کوپلر) ، شرکت ما جهت رسمی سازی این روش گام به اخذ تاییدیه و استاندارد های مربوطه از سازمان ملی مقررات و سازمان راه و مسکن شهرسازی نهاد و موفق به اخذ این گواهی جهت اجرای اصولی و رسمی شد و در تلاش بر آمد تا مطابق آیین نامه ، اجرایی راستای اصول و بنیاد های اساسی این روش انجام دهد. روش وصله مکانیکی پیشرفت صنعت عمران می باشد.
• اتصالات مکانیکی کوپلر، در مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی بررسی شده و کاربرد آن مطابق استانداردهای معتبر مربوطه، موردتایید است.
• دارای تاییدیه از مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی می باشد.
• دارای تاییدیه از سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران می باشد.
محصولات اتصال مکانیکی (انواع کوپلر)
- اتصال مکانیکی استاندارد با رزوه راستگرد
- اتصال مکانیکی با رزوه چپ و راست
- اتصال مکانیکی تبدیلی
- اتصال مکانیکی پیچی قفل شونده
- اتصال مکانیکی انتهایی
- اتصال مکانیکی گروتی
- اتصال مکانیکی جوشی میلگرد و سازه
- اتصال مکانیکی موقعیت
- اتصال مکانیکی برای آرماتورهای فشاری
کوپلر تبدیل
کوپلر تبدیل یا همان Transition Coupler سبب اتصال دو سایز مختلف آرماتور به یکدیگر می شود. این کوپلر برای اتصال دو آرماتور با قطرهای متفاوت تولید شده و با تبدیل دو سایز مختلف میلگرد عملکردی خاص دارد. کوپلر تبدیلی یکی از کارآمدترین مدل های وصله مکانیکی است.
گاهی طراحی یک سازه در بخش های مختلف به گونه ای است که از تعداد میلگرد در ستون طبقات بالا کاسته می شود و یا تغییر سایز میلگرد جدید به میلگرد تراز قبلی وجود دارد. علت این تغییر سایز، بر حسب استاندارد ساخت و ساز بدین صورت است که هر چه تعداد طبقات بالاتر رود، ستون طبقات بالا وزن کمتری نسبت به ستون پی تحمل می کند. بنابراین اعمال تغییر سایز میلگرد در اغلب سازه ها بدیهی می باشد. کوپلر تبدیلی می تواند به راحتی سایزهای مختلف میلگرد را به یکدیگر اتصال دهد. برای مثال، میلگرد سایز 20 به میلگرد سایز 22 یا 25 با استفاده از کوپلر تبدیلی می تواند به هم متصل شود.
اتصال سایزهای مختلف میلگرد با روش کوپلر تبدیل محدودیتی ندارد. این بدان معنا است که تمامی میلگردها به راحتی به یکدیگر متصل می شوند. این تغییر اتصال بستگی به طراحی اولیه یک سازه دارد. ممکن است هیچ تغییری در اتصالات یک سازه صورت نگیرد و یا برعکس.
نکات مهم در زمینه انتخاب کوپلر
اجرای کوپلر و مهمترین ضوابط آن | آپدیت 1404
- استفاده از وصله های مکانیکی در سازه های بتن آرمه مانند ستون، تیر و دیوار با رعایت مقررات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران و آیین نامه ACI 318 (به ویژه فصل طراحی لرزه ای) مجاز است.
- وصله های مکانیکی به دو گروه تقسیم می شوند: نوع اول: دارای مقاومت حداقل 1.25 برابر مقاومت تسلیم میلگرد در کشش و فشار.
- نوع دوم: علاوه بر ویژگی فوق، مقاومت کششی برابر با مقاومت نهایی میلگرد نیز باید تامین گردد.
- استفاده از وصله های نوع اول در نواحی بحرانی مانند نزدیکی تکیه گاه ها در قاب های خمشی ویژه مجاز نیست و باید بر اساس نظر مشاور پروژه آزمایش های لازم برای تایید عملکرد انجام شود.
- رزوه زنی میلگرد باید توسط اپراتور آموزش دیده و با دستگاه های ویژه شکل دهی سرد انجام گیرد.
- سطح برش خورده میلگردها باید کاملاً صاف و عمود بر راستای میلگرد باشد.
- پس از رزوه زنی، استفاده از درپوش محافظ برای جلوگیری از آسیب رزوه ها و ورود گرد و غبار الزامی است.
- کوپلرها باید از فولاد با مقاومت بالا (حداقل مطابق استاندارد CK45 یا DIN 1.1191) تولید شوند.
- برای اتصال، رزوه های میلگرد باید کاملاً داخل کوپلر قرار گیرند و پس از اتصال، نباید رزوه ای از کوپلر بیرون بماند.
- اتصال کوپلر را می توان با آچار لوله گیر معمولی تا انتهای رزوه انجام داد. نیازی به ابزار گشتاور سنج نیست اما کنترل چشمی کیفیت نصب الزامی است.
- در داخل کوپلر باید مانعی مکانیکی جهت قرارگیری متقارن دو میلگرد تعبیه شده باشد.
- در سازه های با شکل پذیری بالا، وصله ها باید به صورت یک درمیان اجرا شوند و فاصله بین آن ها از ۶۰۰ میلی متر کمتر نباشد.
- در اعضای کششی، حداقل فاصله وصله ها ۷۵۰ میلی متر در نظر گرفته شود.
- آزمایش های کشش باید مطابق استاندارد ASTM A1034 انجام شود.
- برای شروع پروژه، حداقل سه نمونه آزمایش اولیه الزامی است و در حین اجرا نیز به ازای هر ۵۰۰ عدد کوپلر، یک نمونه تست کشش باید انجام گیرد.
- در پروژه های حساس، توصیه می شود به ازای هر ۵۰ عدد اتصال، یک نمونه آزمایش انجام شود.
- این آزمایش ها باید بر روی نمونه هایی مشابه نمونه های اجرا شده در سازه صورت گیرد تا از صحت عملکرد وصله اطمینان حاصل شود.
- شرکت سازنده موظف به تضمین کیفیت محصول تولیدی است.
- دستگاه نظارت پروژه باید با دقت بر فرآیند نصب، کیفیت رزوه زنی و نحوه بستن کوپلرها نظارت داشته باشد.
- صدور تاییدیه ها صرفاً به منزله تایید عملکرد نیست و مسئولیت نهایی بر عهده سازنده، پیمانکار و ناظر پروژه خواهد بود.
- در نهایت، رعایت کامل این الزامات، شرط اساسی برای حفظ ایمنی و عملکرد سازه بوده و استفاده از کوپلر بدون رعایت ضوابط می تواند منجر به اختلالات جدی در استحکام سازه شود.
10 کاربرد کوپلر میلگرد در صنعت ساختمان
مقایسه کوپلر میلگرد با سایر روش‌های اتصال میلگرد
| ویژگی/روش اتصال | کوپلر میلگرد | اورلب (وصله پوششی) | جوشکاری میلگرد |
|---|---|---|---|
| فضای اشغال شده | بسیار کم | زیاد | متوسط |
| میزان مصرف میلگرد | حداقل | زیاد | کم |
| سرعت اجرا | بالا | متوسط | پایین |
| نیاز به نیروی متخصص | کم | کم | زیاد (جوشکار ماهر) |
| مقاومت در برابر زلزله | بالا | متوسط | متوسط تا بالا |
| میزان خطای اجرایی | کم | بالا | بالا |
| هزینه اجرا | متوسط تا بالا | کم | بالا |
| قابلیت استفاده در فضای محدود | عالی | ضعیف | متوسط |
| پایداری و دوام اتصال | بسیار بالا | متوسط | وابسته به کیفیت جوش |
| مورد تایید آیین نامه ها | بله (در بسیاری از کشورها) | بله | محدود و با شرایط خاص |
قیمت کوپلر
| عنوان | مبلغ واحد (ریال) |
|---|---|
| کوپلر بغل پیچ یکطرفه سایز 32-32 | 9,000,000 |
| کوپلر بغل پیچ یکطرفه سایز 28-28 | 7,500,000 |
| کوپلر بغل پیچ یکطرفه سایز 25-25 | 6,500,000 |
| کوپلر بغل پیچ یکطرفه سایز 22-22 | 5,000,000 |
| کوپلر بغل پیچ یکطرفه سایز 20-20 | 4,000,000 |
| کوپلر بغل پیچ یکطرفه سایز 18-18 | 3,500,000 |
| کوپلر بغل پیچ یکطرفه سایز 16-16 | 3,000,000 |