بررسی مقاومت وصله مکانیکی و وصله پوششی در صنعت ساختمان

مقاومت وصله مکانیکی به دلیل ارتباط مستقیم بین قطعات و انتقال نیرو و فشار، از مقاومت وصله پوششی بیشتر است. در دنیای امروز عمران و سازه همواره با چالش‌های جدیدی مثل افزایش تقاضا برای ساخت سازه‌های بلند و مقاوم با مصالحی اقتصادی و بادوام رو به رو است. در این میان، انتخاب روش مناسب برای وصله میلگرد مانند کوپلر در اتصالات تیر و ستون، نقشی حیاتی در تضمین استحکام و پایداری سازه ایفا می‌کند. در این مقاله، به بررسی و مقایسه وصله مکانیکی و وصله پوششی خواهیم پرداخت.

هدف ما از بررسی این دو نوع وصله رایج نشان دادن مزایا و معایب وصله پوششی و وصله مکانیکی، ارائه راهنمایی برای انتخاب روش مناسب با توجه به نیازهای پروژه است. مطالعات نشان می‌دهد که خرید وصله مکانیکی از تولید کننده کوپلر به دلیل مقاومت و عملکرد برتر در مقایسه با وصله پوششی، انتخابی ایده‌آل برای سازه‌های بتنی محسوب می‌شود.

معرفی وصله مکانیکی و وصله پوششی و کاربرد آنها در سازه های بتنی

وصله میلگرد در واقع روشی برای اتصال دو میلگرد رزوه دار به یکدیگر است تا به عنوان عضوی واحد در سازه بتنی عمل کند. کوپلر یا وصله مکانیکی در مواقعی که طول میلگرد موجود برای طول مورد نیاز در سازه کافی نباشد، یا به منظور افزایش مقاومت و سختی سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتخاب نوع وصله مناسب به عوامل مختلف مانند نوع سازه، شرایط بارگذاری، قطر میلگرد و بودجه پروژه بستگی دارد. به طور کلی، وصله مکانیکی به دلیل مقاومت بالا در مقایسه با وصله پوششی، انتخابی بهتر برای پروژه ساختمانی محسوب می‌شود.

آشنایی با وصله مکانیکی

وصله مکانیکی که به نام کوپلر نیز شناخته می شود نوعی اتصال دهنده فلزی است که برای اتصال دو میلگرد به یکدیگر به کار می‌رود. کوپلرها از جنس فولاد یا چدن ساخته شده و در انواع مختلفی مانند کوپلر استاندارد که رایج‌ترین آن است، کوپلر تبدیل، کوپلر بغل پیچ، کوپلر انتهایی و کوپلر جوشی موجود می‌باشد.

کاربرد وصله مکانیکی در ادامه نوشته شده است:

• اتصال میلگردهای طولی در تیرها و ستون ها
• اتصال میلگرد رزوه شده به میلگردهای طولی
• اتصال میلگردهای فونداسیون شده از دیگر کاربرد وصله مکانیکی است
• اتصال میلگردهای پیش تنیده

معرفی وصله پوششی

در وصله پوششی دو میلگرد به صورت همپوشانی در کنار یکدیگر قرار گرفته و توسط بتن در محل همپوشانی، به یکدیگر متصل می‌شوند. طول همپوشانی میلگردها باید مطابق با ضوابط آیین نامه های بتنی مانند ACI 318 باشد.

در ادامه از کاربرد وصله پوششی بیشتر صحبت می‌شود:

• اتصالات مختلف سطحی
• اتصال قطعات در مواردی که نیاز به تغییرات دوره‌ای دارد
• اتصال عایق‌ها و پوشش‌های محافظتی

معایب و مزایای وصله مکانیکی و وصله پوششی

آشنایی با مزایا و معایب وصله مکانیکی و پوششی شما را در انتخاب صحیح روش مناسب شما یاری خواهد رساند. وصله پوششی، در موارد مختلف مثل اتصال قطعات و ایجاد ارتباط بین آن‌ها بکار می‌رود. از این نوع اتصال در شرایطی استفاده می‌شود که نیاز به اتصال محکم بدون نیاز به عناصر مکانیکی باشد و یا در مواردی که عملیات مکانیکی متناوب بر روی قطعات انجام می‌شود استفاده از وصله پوششی مطلوب است.

وصله مکانیکی یکی دیگر از روش‌های اتصال قطعات است که از مکانیسم‌ها و عناصر مکانیکی برای ایجاد اتصال محکم بین قطعات استفاده می‌کند. از این نوع اتصال برای استفاده در مواردی که نیاز به مقاومت بالا در برابر نیروهای مختلف مانند فشار، کشش، خمش و لغزش دارند مناسب است.

چرا مقاومت وصله مکانیکی از وصله پوششی بیشتر است؟

در مکانیک ساختمان مقاومت وصله مکانیکی به دلیل ارتباط مستقیم بین قطعات و انتقال نیرو و فشار، از مقاومت وصله پوششی بیشتر است. این موضوع به چند عامل مربوط می‌شود:

• در وصله مکانیکی قطعات مستقیما با یکدیگر ارتباط دارند و نیرو و فشار به طور مستقیم از یک قطعه به دیگری منتقل می‌شوند. این ارتباط مستقیم منجر به مقاومت بیشتر می‌گردد.
• وصله مکانیکی یا کوپلر به گونه‌ای طراحی می‌شوند که نیرو و فشار به صورت بهینه‌تری توزیع شوند و باعث افزایش مقاومت و استحکام وصله خواهند شد. با استفاده از اجزا مکانیکی مانند پیچ، مهره دو قطعات دیگر که به عنوان پایه‌های مقاومت و استحکام عمل می‌کنند.
• کوپلر از جنسی مانند فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، یا فولاد ضد زنگ آلیاژی با استحکام بالا ساخته می‌شوند که مقاومت بالایی در برابر فشار، خمش، و سایر نیروها دارند.
• وصله پوششی برای مواردی که نیاز به مقاومت فیزیکی کمتری مثل اتصال قطعات به هم با استفاده از چسب، پوشش‌های نرم یا روکش‌های سطحی مورد استفاده قرار می‌گیرد که نیرو و فشار به طور مستقیم به قطعات منتقل نمی‌شوند.
• در وصله پوششی عامل انتقال بار میان دو آرماتور بتن است و این نوع از وصله نوعی به بتن وابسته است .
• تمرین با آسیب دیدن بتن وصله نیز مقاومت خود را از دست داده و دیگر عمل نخواهد کرد.
• اما وصله مکانیکی بتن وابسته نیست, انتقال بار را به صورت مستقل انجام می دهد.
• در وصله مکانیکی امکان وصله بدون محدودیت در هر موقعیتی در سازه بتنی وجود دارد.
• با استفاده از وصله های مکانیکی بین آرماتور ها یک اتصال یکپارچه ایجاد می شود, آرماتور نیز به هنگام مقابله با نیروی رفت و برگشت زلزله یکپارچه عمل خواهد کرد.

دستورالعمل های دقیق برای انتخاب نوع وصله مناسب

انتخاب نوع وصله مناسب برای میلگرد به عوامل مختلفی بستگی دارد. اگر به مقاومت بالایی نیاز باشد، باید از وصله مکانیکی استفاده کرد. کوپلر به دلیل درگیری کامل میلگردها، مقاومت کششی، فشاری و برشی بالاتری نسبت به وصله های پوششی دارند. همچنین اگر فضای کافی برای اجرای وصله پوششی وجود نداشته باشد، دسترسی به میلگرد محدود باشد و یا فضای کمتری برای اجرا موجود باشد کوپلر بهترین انتخاب است. در مقایسه وصله مکانیکی و وصله پوششی باید گفت وصله پوششی ارزان تر از وصله مکانیکی هستند و اگر هزینه پروژه محدود باشد بهتر است از نوع پوششی استفاده کرد.

در برخی از موارد مثل تیر خمشی با آرماتور فشاری استفاده از وصله های پوششی توسط آیین نامه ها محدود شده و باید با ضوابط خاصی اجرا شوند. برای میلگردهای با قطر بالا، استفاده از وصله مکانیکی آسان تر و مطمئن تر است. متاسفانه وصله پوششی برای میلگردهای با قطر بالا به طول همپوشانی زیادی نیاز دارند که اجرا را دشوار خواهد کرد. مقاومت وصله مکانیکی باعث شده در سازه های مهم و حساس مانند پل، سد و برج سازی و در سازه هایی که تحت بارهای دینامیکی و ضربه ای قرار دارند از کوپلر استفاده شود.

نکاتی درباره مقایسه وصله مکانیکی و وصله پوششی

1. اجرای وصله مکانیکی به تخصص و مهارت بیشتری نسبت به وصله پوششی نیاز دارد.
2. اگر به مقاومت بالایی نیاز دارید، از وصله های مکانیکی استفاده کنید.
3. اگر فضای کافی برای اجرای وصله پوششی وجود ندارد، از کوپلر استفاده کنید.
4. اگر هزینه پروژه محدود است به شرطی که مقاومت مورد نیاز را تامین کنند از وصله های پوششی استفاده کنید.
5. به محدودیت های آیین نامه ای در مورد استفاده از وصله پوششی توجه کنید.
6. برای میلگردهای با قطر بالا، از وصله های مکانیکی استفاده کنید.
7. در سازه های مهم و حساس استفاده از کوپلر توصیه شده است.
8. برای اجرای وصله های مکانیکی، از افراد متخصص و ماهر کمک بگیرید.