یکی از مهمترین و اصلی ترین فاکتورهای مربوط به کاربرد میلگرد در ساختمان سازی، تست و محاسبه مقاومت کششی میلگرد است. این مورد، نقش اساسی در طول عمر و کیفیت سازه برعهده دارند. به همین دلیل یکی از آزمایش های انجام شده بر روی میلگرد، تست مقاومت کششی آن است. بنابراین از طریق نتایج به دست آمده از تست ها، میدانید که از میلگرد در کجای سازه استفاده کنید. علاوه بر این، میلگرد با کشش و مقاومت مناسب قیمت بالاتری از سایرین دارد. در این مقاله قصد داریم به نحوه تست و محاسبه مقاومت کششی میلگرد و ارائه اطلاعات مربوط به آن بپردازیم. همراه ما باشید.

مقاومت کششی چیست؟

مقاومت کششی بیانگر میزان مقاومت محصول در برابر شکستن است. مطابق این تعریف، حداکثر نیروی کششی قابل تحمل میلگرد تا قبل از شکسته شدن، میزان مقاومت کششی میلگرد را نشان می دهد. همچنین با استفاده از واحدهای نیوتون بر متر مربع یا کیلوگرم بر سانتی متر مربع، اندازه گیری، تست و محاسبه مقاومت کششی میلگرد انجام می شود.

به طور کلی، مقاومت کششی نشانگر میزان شکنندگی ماده است. این ویژگی را میتوان با استفاده از افزودن فلزات خاصی به آلیاژ میلگرد و عملیات ترمکس تقویت نمود. منظور از عملیات ترمکس، سرد کردن میلگرد تازه تولید شده به وسیله آب است که پس از گذشت مدتی، مجددا حرارت داخلی میلگرد سطح آن را گرم می کنند. درنتیجه خواص مکانیکی میلگرد، تقویت شده و میزان انعطاف پذیری آن افزایش می یابد.

دلیل اهمیت مقاومت کششی میلگرد

تست و محاسبه مقاومت کششی میلگرد در سازه های ساختمانی و صنایعی که از میلگرد برای استحکام و تقویت سازه استفاده می شود، از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا از طریق آگاهی میزان مقاومت کششی این ماده، مهندسان طراح میتوانند میلگردهای تقویتی و حرارتی را جهت تقویت بتن در ساختمان، به کار برند. بنابراین به چند دلیل، اطلاع از میزان مقاومت کششی میلگرد مهم می باشد.

در ساختمان سازی، از میلگرد برای تقویت بتن استفاده می شود. مقاومت کششی تسلیم، مقاومت کششی نهایی و تنش گسیختگی، مقاومت هایی است که در میلگرد مورد بررسی قرار می گیرد. مقاومت کششی نهایی در نتیجه تقسیم حداکثر نیرو بر سطن مقطع اولیه حاصل می شود. در موارد بسیاری، میلگرد در برابر نیروی وارده کششی تغییر شکل می دهد. معمولا این تغییر شکل زمانی که میلگرد در سقف یا دیوارهای بتنی به کار میرود، خطر و خرابی زیادی را به وجود می آورد. همچنین اغلب شکستن میلگرد در برابر تنش کششی مانند نیروی زلزله، ایجاد می شود. از این رو، اطلاع از میزان مقاومت میلگرد در برابر نیروهای طبیعی مانند زلزله از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. به دلیل اینکه مقاومت کششی، بیانگر شکست میلگرد در مقابل نیروهای مختلف است.

بررسی مقاومت کششی میلگرد

در صنایع فولادی، روش ها و استانداردهای مختلفی برای تولید میلگرد به کار می رود که همین عامل، سبب متفاوت بودن مقاومت کششی انواع میلگرد می شود. معمولا در کشور ما، تولید و ساخت میلگرد بر اساس استاندارد روسی صورت می گیرد. در ذیل به بررسی میزان مقاومت کششی انواع میلگرد می پردازیم:

• میلگرد A1: این نوع میلگرد، سطح صافی داشته و فاقد آج است. در آیین نامه ها در دسته مقاومتی استاندارد S۲۴۰، معرفی می شود. همچنین با عنوان میلگرد نرم نیز شناخته شده و دارای مقاومت کششی ۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مکعب می باشد.
• میلگرد A2: این نوع میلگرد، آجدار بوده و در آیین نامه ها، گروه مقاومتی S۳۴۰ را به خود اختصاص داده است. بنابراین از مقاومت بیشتری در مقایسه با میلگرد A1, برخوردار بوده و دارای مقاومت کششی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مکعب می باشد.
• میلگرد A3: این میلگرد نیز، آج دارد ولی از نظر شکل ظاهری با میلگرد A2 متفاوت است. از تفاوت های این دو میلگرد، جناغی یا هشتی بودن شکل ظاهری میلگرد A3 می باشد. همچنین مقاومت این میلگرد، بیشتر از نوع A1 و A2 است و دارای مقاومت کششی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مکعب می باشد. در آیین نامه ها نیز رده مقاومتی S۴۰۰ را به خود اختصاص داده است.
• میلگرد A4: نوع آج این میلگرد، مرکب بوده و در رده مقاومتی S۵۰۰ قرار می گیرد. همچنین دارای حداقل مقاومت کششی ۶۵۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مکعب است.

تست و محاسبه مقاومت کششی میلگرد

برای تست و محاسبه مقاومت کششی میلگرد، این محصول در آزمایشگاه تحت کشش های مختلف قرار می گیرد. بر اساس استاندارد ملی ایران، بایستی انتخاب قطعات مطابق با طول میلگرد ۵ یا ۱۰ برابر قطر میلگرد، صورت بگیرد. پس اگر قطر قطعه انتخابی ۲۰ میلی متر باشد، باید قطعه دارای طول ۱۰۰ میلی متری باشد. پس از انتخاب قطعه، در دستگاه های مخصوصی تحت نیرو قرار می گیرد تا آزمایش شود.

• نمونه مطابق استاندارد، برش داده شده و نشانه گذاری می شود.
• سپس نمونه برش داده شده بین دو فک قرار گرفته که یک فک، متحرک و یک فک، ثابت می باشد.
• ناظر در یک سرعت ثابت، میلگرد را تحت کشش قرار داده و نیرو تا میزان تغییر شکل دادن میلگرد، وارد می شود.
• همزمان با اندازه گیری تغییر طول تحت تاثیر نیرو، تا گسستگی میلگرد این روند ادامه می یابد.
• سپس نمونه باز می شود و در راستای طول، قطعه به یکدیگر می‌چسبد.
• فاصله بین دو نشانه که L نام دارد، اندازه گیری شده و ازدیاد طول یا کرنش از طریق فرمول به دست می آید.
• در نهایت با استفاده از فرمول هوک، مقاومت تسلیم را به دست می آورند.

در بالا به تست و مقاومت کششی انواع میلگرد پرداختیم ولی اگر به طور کلی بخواهیم نحوه تست و مقاومت کششی میلگرد را بیان کنیم، به این شرح خواهد بود: در این تست، میلگرد بین دو فک ماشین قرار گرفته و کشیده می شود. ماشین آلات آزمایشگاهی، متصل به نرم افزار هستند که سبب رسم نمودن منحنی نیرو_جابجایی می شود. مهندس با استفاده از نقاط ایجاد شده بر روی منحنی، میزان مقاومت کششی نهایی، تسلیم و شکست را به دست می آورند.

دسته بندی میلگردها بر اساس مقاومت کششی

در آیین نامه بتن ایران، میلگرد بر اساس مقاومت کششی به چهار دسته کلی تقسیم بندی می شود:

• میلگرد فولادی s300
• میلگرد فولادی s350
• میلگرد فولادی s400
• میلگرد فولادی s550

اعداد نوشته شده، حداقل نیرویی است که به میلگرد وارد می شود و در آن نقطه، میلگرد مقاومت خود را از دست می دهد. در آیین نامه بتن کانادا، میلگردها در دو رده تقسیم بندی می شوند که تنش تسلیم، ۴۰۰ و ۵۰۰ مگاپاسکال می باشد. همچنین در آیین نامه استرالیا نیز، تنش تسلیم ۵۰۰ مگاپاسکال در هر سه رده از میلگرد است.