میلگرد کلاهک دار چیست؟

برای جلوگیری از خرابی برشی اتصال یا بیرون کشیده شدن میلگرد های تیر، آیین نامه های طراحی الزام دارند که در اتصال های تیر – ستون، از قلاب های عرضی و خاموت به عنوان میلگردهای برشی و محصورکننده هسته بتن استفاده کنند و میلگردهای خمشی تیر در داخل اتصال یا طول گیرایی کافی ادامه یابند. ساق های خاموت ها و میلگردهای عرضی در بتن توسط قلاب یا خم مهار می شوند.

میلگرد های تیر در انتهای اتصال خم 90 درجه می شوند تا به خوبی مهار شوند، اما خم ها، قلاب ها و هم پوشانی های لازم در اتصال، منجر به ازدحام میلگرد و مشکلات اجرا و بتن ریزی و افزایش هزینه های اجرایی می شود که نتیجه آن یک اتصال ضعیف با شکل پذیری پایین خواهد بود.

در طول نیم قرن اخیر صنعت بتن مسلح با مشکلاتی در ارتباط با ازدحام میلگرد و کمبود فضا برای میلگرد مواجه بوده است. تغییرهای مستمر آیین نامه های طراحی به منظور تطبیق با ترافیک های سنگین و خطرهای فوق العاده مثل زلزله منجر به افزایش استفاده از میلگردهای با قطر زیاد در سازه های بتن مسلح شده است.

در پی افزایش اندازه قطر میلگردها، طول مهاری برای تامین گیرایی مناسب نیز افزایش یافته که مشکل ازدحام میلگرد را تشدید می کند.
در سازه های بتن آرمه، استفاده از قلاب های 90 درجه مرسوم است. لکن خم ها و انتهای قلاب شده میلگردها موجب ازدحام میلگرد گذاری می شود. به خصوص در مناطقی که تمام میلگردهای اصلی تیر و ستون به آنجا ختم می شود. این ازدحام مانع جای گیری بتن و انجام لرزاندن بتن در هنگام بتن ریزی داخل اتصال می شود.

استفاده از میلگردهای کلاهک دار یکی از راه های مقابله با ازدحام میلگردها در اتصال می باشد. با توجه به استفاده روز افزون از میلگردهای کلاهک دار، در سال 2008 برای اولین بار آیین نامه ACI318-08 به بیان ضابطه هایی برای طول مهاری و جزئیات مربوط به میلگردهای کلاهک دار پرداخت. جهت اطلاع از قیمت پروفیل های فولادی اعم از میلگرد و تیرآهن با کارشناسان مرکزآهن از طریق شماره تلفن 03135155 تماس حاصل فرمایید.

در سازه های بتن آرمه، استفاده از قلاب 90 و 45 درجه مرسوم است لکن خم ها و انتهای قلاب سبب ازدحام میلگردگذاری خصوصا در اتصال خارجی تیر – ستون یا اتصال زانویی می گردد که مانع ویبره خوردن خوب بتن می گردد که کرمو شدن بتن را به دنبال دارد. استفاده از میلگردهای آج دار میلگردهای کلاهک دار ضمن افزودن گیرایی و مهار میلگردهای اصلی سبب کاهش ازدحام می شود.

تاریخچه میلگردهای کلاهک دار

میلگردهای کلاهک دار در واقع شکل تکامل یافته ای از گل میخ های کلاهک دار می باشد. گل میخ های کلاهک دار عموما برای مهارهای با عمق کم یا ایجاد رفتار مختلط بین تیرهای فولادی و دال بتنی پوششی استفاده می شدند. استفاده از گل میخ های کلاهک دار به همین کاربردها محدود می گردد.

در ابتدا گل میخ های کلاهک دار با برش مقطع های نازکی از تیرهای I شکل فولادی تولید می شدند. با جوشکاری گل میخ های برشی موجود به صفحه های صاف، نمونه اولیه گل میخ ساخته شد و با جوش دادن صفحه های مربعی به هر دو انتهای میلگردهای آج دار رابطه های دو سر کلاهک ساخته شدند. روش I شکل صرفه اقتصادی نداشت، روش دوم برای مهار کردن مناسب نبود ولی روش سوم بسیار مفید واقع گشت. در نتیجه قیمت روز میلگرد های کلاهک دار نسبت به سایر میلگردها و قیمت تیرآهن های فولادی متفاوت می باشد.

روش های ساخت میلگرد کلاهک دار

میلگردهای کلاهک دار به دو صورت کلاهک اصطکاکی – جوشی و کلاهک رزوه ای ساخته می شود.

کلاهک اصطکاکی – جوشی
کلاهک اصطکاکی – جوشی با فشردن میلگرد آجدار به صفحه ای که با سرعت بالا در حال چرخش است تولید می گردد.

گرمای ایجاد شده از اصطکاک بین میلگرد آجدار و صفحه، باعث ذوب میلگرد و تشکیل جوش بین این دو می شود. این مدل میلگردهای کلاهک دار را می توان به شکل های مربع، مستطیل، دایره و بیضی تولید نمود.

کلاهک رزوه ای

در این روش که معمولا از کلاهک دایره ای ساخته می شوند از اتصال رزوه بین میلگرد و مهره ویژه ای که به منظور کلاهک به سر میلگرد مهره می شوند استفاده می شود. ساخت میلگردهای کلاهک اصطکاکی – جوشی در کارخانه صورت می گیرد حال آنکه در کلاهک رزوه ای برای متصل کردن کلاهک فقط به کلاهک و آچار نیاز می باشد.

تقسیم بندی میلگردهای کلاهک دار براساس شکل

میلگردهای کلاهک دار اشکال متنوعی دارند مانند مربعی، مستطیلی، بیضوی، دایره ای و غیره. اما استفاده از کلاهک مربعی و مستطیلی سبب ایجاد مشکل در جایگذاری میلگردهای بالایی می شود و استفاده از کلاهک بیضوی سبب ایجاد افزایش فاصله بین لایه های بتن می گردد. از این رو میلگردهای دایره ای معمولا استفاده می گردد. بنابراین کلاهک دایره ای بهترین عملکرد را داشته و کلاهک های مربعی و مستطیلی و بیضوی به ترتیب عملکردهای برتر بعدی می باشند.