بخشی از مقاله
چکیده
در اصطلاح عام مهار یا وصله میلگرد یا بولت که در بتن سخت نصب می گردد، کاشت میلگرد یا بولت نامیده می شود و در ادبیات فنی این موضوع در گروه سیستم های مهار در بتن تعریف می گردد. در برخی موارد کاربرد کاشت میلگرد و بولت نیازی به انجام محاسبات و دیتیلینگ مناسب وجود ندارد. لذا انجام محاسبات دقیق برای کاشت میلگرد یا بولت که جزیی از سیستم سازه ای محسوب می شوند الزامی است.
در این بین بررسی مودهای شکست مهار در بتن - تحت بارهای کششی، برشی یا ترکیب آنها - و جلوگیری از وقوع مودهای شکست ترد، به ویژه در عملکرد سازه ای که در آن بحث شکل پذیری مطرح است، بسیار حائز اهمیت می باشد.گزارش حاضر ضمن بررسی مودهای شکست مهار میلگردها و بولت ها - کاشت شیمیایی تحت کشش یا برش - ، دلایل اهمیت محاسبات سیستم های مهار در بتن را تبیین نموده و به ارایه اطلاعات کلی در این خصوص می پردازد.
-1مقدمه
مهار میلگرد یا میلگرد پسانصب شده یا بولت در بتن سخت در اصطلاح "کاشت میلگرد" نامیده می شوند که در داخل بتن پرداخت شده ی موجود به کمک چسبنده های موسوم به رزین کاشت، درون سوراخ هایی که از پیش تعبیه شده قرار می گیرد. بولت یا میلگرد پسانصب از جمله موارد پرکاربرد در صنعت ساخت و ساز می باشد و گستره وسیعی از اتصالات سازه ای و غیرسازه ای و همچنین تقویت و مقاوم سازی سازه ها را در بر میگیرد.
حال آنکه در بسیاری موارد توجه کافی به حساسیت موضوع معطوف نشده و حاصل کار هیچ ضابطه و استاندارد خاصی را دنبال نمی کند این در حالی است که همانند هر جزء سازهای دیگر، انجام مطالعات فنی و دقیق کاشت میلگرد یا بولت الزامی می باشد. به ویژه آنکه مواردی مانند تراکم میلگردها و شرایط ابعادی و هندسی وضع موجود المان های بتن مسلح و در مجموع شرایط خاص نصب و اجرای این سیستم ها در المان های موجود، ارائه جزییات اجرایی استاندارد را منوط به وجود دانش فنی و تجربه مکفی می سازد.
کاربرد این میلگردها در اجرا، بازار وسیعی را پوشش می دهد و از کاربرد های آنها می توان اضافه کردن میلگرد جهت تقویت مقطع بتنی، افزایشابعاد پیجهت افزایش باربری، اجرایکنسول در ساختمان ساخته شده و نیمهکاره، جابجایی ستون به دلیل تغییرات در نقشه معماری و سازه و غیره را نام برد.
-2کاشت میلگرد
سازه های بتنی به دلایلی مانند تغییر مشخصات سازه، اشتباهات اجرایی، شرایط بهره برداری، ترمیم، مقاوم سازی و طرح های توسعه می توانند نیازمند کاشت میلگرد و یا بولت در بتن فونداسیون، تیر، دال و یا دیوارها باشد. باید توجه داشت که رعایت نکات اجرایی، استفاده از مصالح مناسب و برخورداری از تجربه اجرایی مرتبط میتواند تا حدود زیادی در کیفیت و موفقیت عملیات مورد نظر تاثیر گذار باشد.
یکی از تحولات مثبت و تاثیر گذار در اجرای سازه های بتنی امکان کاشت میلگرد یا بولت در بتن می باشد. امروزه انواع مختلفی از چسب های کاشت میلگرد در بتن توسط شرکت های تولید کننده گوناگون ارائه می شود. این چسب ها دارای ترکیبات شیمیایی و مشخصات مقاومتی مختلفی میباشند. چسب های کاشت میلگرد از نظر بسته بندی دارای دو نوع می باشد:
- چسب های کاشت میلگرد با بسته بندی تزریق به روش گان
- چسب های کاشت میلگرد با بسته بندی حجمی و کیلوگرمی
-1-2 مراحل کاشت میلگرد
عملیات کاشت میلگرد یا بولت در بتن مسلح به ترتیب شامل مراحل زیر می باشد :
· سوراخ کاری بتن به وسیله دستگاه کرگیری یا گرد بر بتن به عمق و قطر مناسب و لازم
· شستشو و تمیزکاری داخل سوراخ به وسیله دستگاه دمنده و مکنده
· تزریق و اعمال چسب به وسیله گان یا به صورت شره ای - با توجه به نوع بسته بندی -
· نصب میلگرد می باشد
عمده میلگرد های کاشت شده به این روش بسته به نوع چسب، پس از گذشت 48 ساعت از زمان اجرا قابل بهره برداری می باشند. ازجمله نکات حائز اهمیت در عملیات کاشت میلگرد در بتن تمیز کاری مناسب سوراخ ایجاد شده می باشد. عملیات کاشت میلگرد اجرایی از طریق آزمایش کشش میلگرد کاشت شده قابلیت کنترل کیفی را دارد . نتیجه مثبت در این آزمایش، بریدگی میلگرد می باشد.
لازم به ذکر است قلوه شدن میلگرد و یا خارج شدن آن در حین آزمایش گزینه های دیگر ممکن می باشند که بروز این نتایج، نشان از مشکلات اجرایی و یا محاسباتی در عملیات کاشت میلگرد در بتن دارد. امروز یکی معتبر ترین شرکت های تولید کننده چسب کاشت میلگرد یا بولت در جهان شرکت هیلتی می باشد. از خصوصیات ویژه این چسب ها اجرای راحت و خصوصیات فنی بالای آن ها می باشد. چسب های کاشت میلگرد هیلتی دارای مقاومت کششی درخور توجهی می باشند که در جدول زیر ذکر گردیده است.
جدول -1 خصوصیات چسب کاشت میلگرد هیتلی
-3روش انجام کنترل کیفیت عملیات کاشت میلگرد در بتن
بهترین روش برای تست کیفیت کاشت میلگرد انجام آزمایش مقاومت کششی آرماتور در بتن - گیرداری آرماتور در بتن - می باشد. این آزمایش با عنوان Pull Off شناخته می شود. عملکرد میلگرد درهنگام کشش بیانگر صحت اجرا می باشد. نتیجه این تست میتواند منجر به جاری شدن، بیرون آمدن میلگرد و یا قلوه کن شدن بتن گردد. بدیهی است بهترین نتیجه گزینه نخست یعنی جاری شدن میلگرد می باشد.
-4 بررسی مود های شکست مهار در بتن
روند محاسبات سیستم های مهار در بتن ، بررسی مودهای شکست می باشد. بدین منظور مقاومت نظیر مودهای شکست در بارهای کششی، برشی یا ترکیب این دو با در نظر گرفتن فواصل مهارها از یکدیگر و از لبه و همچنین عمق کاشت تعیین می گردد. لذا در این مسیر بررسی عملکرد تک مهار و در صورت وجود مهارهای نزدیک به یکدیگر عملکرد گروه مهار در دستورکار قرار می گیرد.
مسلماً مودهای شکست مربوط به بتن ترد محسوب شده و در مواردی که موضوع شکل پذیری سازه مطرح است، طراحی به گونه ای انجام می شود که گسیختگی فولاد تک مهار یا گروه مهار حاکم گردد. به عنوان مثال با توجه به فواصل کم مهار میلگرد های یک ستون بتنی در فونداسیون موجود، بررسی گروه مهار تحت بارهای کششی-خمشی، برشی و کششی در دستورکار قرار گرفته و شرایطی احراز می گردد که حد نهایی عملکرد اتصال، گسیختگی میلگرد ها باشند.
-1-4 مودهای شکست کششی مهار در بتن - کاشت شیمیایی میلگرد یا بولت -
الف- گسیختگی فولاد: این مود شکست به مشخصات مقاومت مصالح و مقاومت نهاییگسیختگی فولاد مرتبط است. این مود شکست شکل پذیر بوده و معمولا مطلوب تلقی می گردد.
ب - شکست : Break out شکست ناشی از قلوه کن شدن تک مهار یا گروه مهار به همراه مخروط بتن، Break out نامیده می شود. برابر ضوابط ACI 318- Appendix D زاویه مخروط بتن در شکست Break out در حدود 35 درجه می باشد.
ج- ترکیب شکست Pry out و : Break out با توجه به وجود چسبندگی ممتد بین مهار شیمیایی و بتن در امتداد عمق کاشت، مود شکست ترکیبی از اهمیت ویژه برخوردار است.
د- شکست : Splitting شکست ناشی از نیروهای کششی ایجاد شده در بتن احاطه کننده مهار، شکست Splitting نامیده می شود. فاصله تک مهار یا گروه مهار از لبه بتن اصلی ترین پارامتر تعیین کننده این مود شکست می باشد.
-2-4 مودهای شکست برشی مهار در بتن - کاشت شیمیایی میلگرد یا بولت -
شکست میلگرد ها یا بولت های کاشته شده در بتن - با استفاده از اپوکسی - ، تحت بارهای برشی در یکی از مودهای زیر اتفاق می افتد.
الف- گسیختگی فولاد: این مود شکست به مشخصات مقاومت مصالح و مقاومت برشی نهایی فولاد مرتبط است. این مود شکست شکل پذیر بوده و معمولا مطلوب تلقی می گردد
ب- شکست : Break out شکست ترد بوده و جهت لحاظ ضوابط شکل پذیری سازه، حاکم شدن این مود شکست مناسب ارزیابی نمی گردد.
ج-شکست : Pry out به طور کل شکست Pry out در مهارهای کوتاه و سخت رخ می دهد. مقاومت pry out مهارهای برشی با مقاومت کششی Break out بتن نسبت مستقیم دارد.
