مهندسی عمران

2- انواع فولاد

انواع فولاد مصرفی در بتن مسلح از نظر روش تولید، جوش‌پذیری، شكل‌پذیری، شكل رویه و قطر اسمی به شرح زیر می‌باشند.

... روش تولید

الف:  فولاد نورد شده در حالت گرم (گرم نورد شده).

ب:   فولاد اصلاح شده در حالت سرد به وسیله عملیات مكانیكی از قبیل پیچاندن، كشیدن، نورد كردن یا گذراندن از حدیده (سرد اصلاح شده).

پ:   فولاد ویژه كه با گرمایش و آبدادگی سخت شده است (گرم عمل آمده).

... جوش‌پذیری

فولاد از نظر جوش‌پذیری به سه رده زیر طبقه‌بندی می‌شود.

الف:  فولاد جوش‌پذیر كه با تجهیزات و روشهای متداول قابل جوشكاری است.

ب:   فولاد جوش‌پذیر مشروط كه در شرایطی معین با تجهیزات و روشهای معین قابل جوشكاری است.

پ:   فولاد جوش‌پذیر كه با وسایل متعارف قابل جوشكاری نیست.

... شكل‌پذیری

فولاد از نظر شكل‌پذیری به سه رده زیر طبقه‌بندی می‌شود.

الف:  فولاد نرم كه منحنی تنش - تغییر شكل نسبی آن دارای پله تسلیم مشهود است.

ب:   فولاد نیم‌سخت كه منحنی تنش - تغییر شكل نسبی آن دارای پله تسلیم بسیار محدود است.

پ:   فولاد سخت كه منحنی تنش - تغییر شكل نسبی آن فاقد پله تسلیم است.

... شكل رویه

الف:  میلگرد آجدار

ب:   میلگرد ساده

... قطر اسمی

الف:  آرماتور به صورت كلاف، شاخه و شبكه‌های جوش شده یا بافته شده در كارخانه برای مصرف عرضه می‌شود و تفكیك آرماتورها بر اساس قطر اسمی آنهاست.

ب:   قطر اسمی میلگرد ساده قطری است كه در برگ شناسایی ذكر می‌شود و معادل قطر دایره هم‌مساحت با مقطع عرضی نظری میلگرد و بر حسب میلیمتر است.

پ:   قطر اسمی، سطح رویه اسمی، و سطح مقطع اسمی میلگردهای آجدار به ترتیب برابر است با قطر، سطح رویه و سطح مقطع میلگردهای ساده صاف هم‌وزن آنها.

ت:   در محاسبات وزن، سطح رویه و سطح مقطع میلگرد، قطر اسمی آن و جرم واحد حجم معادل 7850 كیلوگرم در متر مكعب ملاك قرار می‌گیرد.

ث:   قطرهای اسمی میلگردها از 5 تا 50 میلیمتر با گامهای مختلف و قطرهای اسمی سیمهای شبكه‌های جوش شده از 4 تا 12 میلیمتر با گام 5/0 میلیمتر می‌باشند.

ج:    معمولاً قطرهای اسمی مورد مصرف در بتن‌آرمه و بر حسب میلیمتر به شرح زیر می‌باشند.

       50 و 40 و 32 و 25 و 20 و 16 و 12 و 10 و 8 و 6 و 5

 ۳- مشخصات مكانیكی

 ... مقاومت مشخصه و تنش تسلیم فولاد

مقاومت مشخصه فولاد بر اساس مقدار تنش تسلیم آن تعیین می‌شود و معادل مقداری است كه حداكثر 5 درصد مقادیر اندازه‌گیری شده برای حد تسلیم ممكن است كمتر از آن باشد. در مواردی كه تنش تسلیم به وضوح مشخص نباشد مدار آن معادل تنش نظیر 2/0 درصد تغییر شكل نسبی ماندگار انتخاب می‌شود.

... طبقه‌بندی میلگرد

میلگردهای فولادی بر اساس مقاومت تسلیم مشخصه طبقه‌بندی می‌شوند. طبقه‌بندی میلگردهای مصرفی در بتن‌آرمه بر حسب نوع فولاد به شرح زیر است:

اعداد بعد از S بیانگر حداقل مقاومت مشخصه میلگرد بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع می‌باشد.

... نمونه‌ برداری

مقاومت و سایر مشخصه‌های میلگردها بر اساس نتایج آزمایش نمونه‌های بریده شده از آنها تعیین می‌شوند. در هر نمونه‌برداری باید یك قطعه به طول یك متر بریده شود و نمونه‌‌های آزمایشی از این قطعه جدا شوند.

تعداد و تواتر نمونه‌‌ها باید طوری باشد كه ارزیابی كیفیت كل میلگردهای مصرفی امكانپذیر گردد. برای این منظور باید از هر پنجاه تن و كسر آن، از هر قطر و هر نوع فولاد حداقل پنج نمونه برداشته شود.

... ضوابط پذیرش میلگردها (یا فولاد)

مقاومت مشخصه فولاد وقتی منطبق بر طبقه مورد نظر و قابل قبول تلقی می‌شود كه علاوه بر تأمین شرایط مقاوت مشخصه و شکل پذیری یكی از شرایط زیر هم تأمین شود:

الف:  در میان نتایج آزمایشهای كششی پنج نمونه، حد تسلیم هیچ كدام از نمونه‌ها كمتر از مقاومت مشخصه فولاد نباشد.

ب:   در صورت برآورده نشدن بند الف بالا، باید یكسری دیگر شامل پنج نمونه مورد آزمایش قرار گیرد.

در صورت برآورده نشدن بندهای الف و ب، مقاومت مشخصه فولاد از نظر انطباق با طبقه مورد نظر قابل قبول نخواهد بود.

4- جوش‌پذیری

جوش‌پذیری میلگردها به نحوه تولید و نیز تركیب شیمیایی فولاد آنها بستگی دارد. تمامی میلگردهای گرم نورد شده با تركیب شیمیایی متعارف، دارای جوش‌پذیری مطلوب تلقی می‌شوند. میلگردهای سرد اصلاح شده و گرم عمل آمده، به حرارت جوش حساسیت بسیار دارند و با روشهای معمول جوش‌پذیر نیستند. وصله جوشی این گونه میلگردها با رعایت ضوابطی خاص میسر است.

5- شكل‌پذیری

شكل‌پذیری میلگردها بر اساس آزمایش تاشدگی با زاویه 180 درجه، با آزمایش خم كردن و باز كردن خم با استفاده از فلكه استاندارد تعیین می‌شود. شكل‌پذیری میلگردها وقتی قابل قبول تلقی می‌شود كه ازدیاد طول نسبی گسیختگی در آزمایش كششی از 8 درصد روی ده برابر قطر و 12 درصد روی پنج برابر قطر میلگرد كمتر نباشد.

6-تغییر شكلها

... نمودار تنش - تغییر شكل نسبی

برای سهولت محاسبه می‌توان نمودار واقعی تنش - تغییر شكل نسبی فولاد را با نموداری دوخطی جایگزین كرد. نمودار تنش - تغییر شكل نسبی فولاد در كشش و فشار یكسان در نظر گرفته می‌شود.

... مدول الاستیسیته

مدول الاستیسیته برای تمام میلگردهای مصرفی در بتن‌آرمه برابر با 200000 نیوتن بر میلیمتر مربع فرض می‌شود.

... ضریب انبساط حرارتی

ضریب انبساط حرارتی برای تمامی میلگردهای مصرفی در بتن‌آرمه معادل ^5-10*1 به ازای هر درجه سیلیسیوس است.

7- انبار كردن، نگهداری و كنترل فولاد

میلگردهای فولادی را باید در محلهای تمیز و عاری از رطوبت انبار كرد تا از زنگزدگی و كثیف شدن سطح آنها جلوگیری شود.

میلگردهایی كه تا حد پوسته شدن زنگ زده باشند، به ویژه میلگردهایی كه به طور موضعی و عمیق دچار خوردگی شده‌اند، بدون انجام آزمایش و حصول اطمینان از انطباق مشخصه‌های آنها با مشخصه‌های مورد نظر و در نظر گرفتن كاهش احتمالی سطح مقطع قابل مصرف در بتن‌آرمه نمی‌باشند.

در فاصله زمانی ورود میلگردها به كارگاه تا جاگذاری آنها در سازه، ضوابط زیر باید در جابه‌جایی آنها نیز رعایت شود.

الف:  از هر نوع صدمه مكانیكی یا تغییر شكل پلاستیكی نظیر بریدگی و ضربه حاصل از سقوط از ارتفاع باید جلوگیری شود.

ب:   باید از گسیختگی جوشها در شبكه‌‌های جوش شده جلوگیری شود.

پ:   نشانه‌های مشخص كننده نوع آرماتور نباید از بین برود.

8- آماده كردن میلگردها

 ... بریدن میلگردها

میلگردها باید با وسایل مكانیكی بریده شوند. در صورتی كه استفاده از تمام طول میلگردهای تابیده سرد اصلاح شده ضروری باشد، یا وصله آنها به روش جوش دادن نوك به نوك لازم شود، سرهای نتابیده آنها باید قطع گردد.

... خم كردن میلگردها

الف:  تمامی میلگردها باید به صورت سرد خم شوند.

ب:   خم كردن میلگردها تا حد امكان باید به طور مكانیكی به وسیله ماشین مجهز به فلكه خم‌كن و با یك عبور در سرعت ثابت انجام پذیرد، طوری كه قسمت خم شده دارای شعاع انحنای ثابتی باشد.

پ:   برای خم كردن میلگردها باید از فلكه‌هایی استفاده شود كه قطر آنها برای نوع فولاد مورد نظر مناسب باشد.

ت:   سرعت خم كردن میلگردها باید متناسب با نوع فولاد و دمای محیط اختیار شود.

ث:   در شرایطی كه دمای میلگردها از 5 درجه سلسیوس كمتر باشد، باید از خم كردن آنها خودداری شود.

ج:    به طور كلی باز و بسته كردن خمها به منظور شكل دادن مجدد به میلگردها مجاز نیست.

... شرایط رویه میلگردها

قبل از جاگذاری میلگردها، باید اطمینان حاصل شود كه رویه آنها، از هر نوع عامل و اثر زیانبار، از قبیل گل، روغن، قیر، دوغاب سیمان خشك شده، رنگ، كندگیر كننده‌ها، زنگ پوسته شده و برف و یخ عاری است.مصرف این گونه میلگردها منوط به تمیز كردن آنها در حد حذف پوسته زنگ خواهد بود.

... قلابهای استاندارد

هریك از خمهای مشروحه زیر، قلاب استاندارد تلقی می‌شود:

الف:  میلگردهای اصلی

       ـ خم نیم‌دایره (قلاب انتهایی 180درجه) به اضافه حداقل d_b4 طول مستقیم ولی نه كمتر از 60 میلیمتر در انتهای آزاد میلگرد، كه d_b قطر اسمی میلگرد یا سیم بر حسب میلیمتر است.

       ـ خم 90 درجه (گونیا) به اضافه طول مستقیم برابر حداقل d_b12 در انتهای آزاد میلگرد.

       ـ خم 135 درجه (چنگك) به اضافه طول مستقیم حداقل d_b8 در انتهای آزاد میلگرد.

ب:   برای میلگردهای تقسیم و خاموتها

       ـ خم 90 درجه (گونیا) به اضافه حداقل d_b6 طول مستقیم ولی نه كمتر از 60 میلمیتر در انتهای آزاد میلگرد، برای میلگردهای به قطر 16 میلیمتر و كمتر.

       ـ خم 90 درجه (گونیا) به اضافه حداقل d_b12 طول مستقیم در انتهای آزاد میلگرد، برای میلگردهای به قطر بیشتر از 16 میلیمتر و كمتر از 25 میلیمتر.

       ـ خم 135 درجه (چنگك) به اضافه حداقل d_b6 طول مستقیم ولی نه كمتر از 60 میلیمتر در انتهای آزاد میلگرد.

       ـ خم نیمدایره (180درجه) به اضافه حداقل d_b4 طول مستقیم ولی نه كمتر از 60 میلیمتر در انتهای آزاد میلگرد.

... قطرهای مجاز خمها

حداقل مجاز قطر خم میلگردها باید با توجه به ملاحظات زیر تعیین شود.

الف:  جلوگیری از خرد شدن یا تركیدن بتن در اثر فشارهای متمركز ایجاد شده در داخل خم.

ب:   مراعات حداقل قطر فلكه‌ای كه با استفاده از آن آزمایش خم كردن و باز كردن خم میلگردها نتیجه‌ای رضایتبخش داشته است.