مقاومت کششی میلگرد + نمودار و جدول مقایسه

مقاومت کششی مقاطع حساسی مثل انواع میلگرد برای مهندسان و سازندگان به اندازه‌ی قیمت میلگرد از اهمیت بالایی برخوردار است. چرا که از این مقاطع به منظور افزایش استحکام سازه در برابر نیروها و وزن ساختمان استفاده می‌شوند و در صورتی که میزان مقاومت کششی میلگرد با وزن، تعداد طبقات و شرایط جغرافیایی سازه مورد...

انتشار در 17 آذر 1403 117 بازدید 0 دیدگاه

مقاومت کششی مقاطع حساسی مثل انواع میلگرد برای مهندسان و سازندگان به اندازه‌ی قیمت میلگرد از اهمیت بالایی برخوردار است. چرا که از این مقاطع به منظور افزایش استحکام سازه در برابر نیروها و وزن ساختمان استفاده می‌شوند و در صورتی که میزان مقاومت کششی میلگرد با وزن، تعداد طبقات و شرایط جغرافیایی سازه مورد نظر هماهنگی نداشته باشد، منجر به خسارات مالی و جانی فراوانی خواهد شد؛ اما، منظور از مقاومت و استحکام کششی میلگرد چیست؟ با ما همراه باشید.

آنچه در ادامه می‌خوانید:

مقاومت کششی میلگرد چیست؟

برای اینکه به درستی مفهوم مقاومت کششی را بیان کنیم، قبل از آن باید نگاهی به تعریف مقاومت در علم فیزیک داشته باشیم.

بر هر ماده‌ی مکانیکی همواره مجموعه‌ای از نیروها وارد می‌شود که اگر از حد مجازی فراتر رود، باعث شکستن مقاومت جسم موردنظر و ایجاد تغییر در آن خواهد شد.

مقاومت میلگرد میزان تحمل این مقطع فولادی در برابر نیروهای مختلفی چون برشی، کششی و خمشی است. به این معنی که اگر میزان نیروی وارده بر میلگرد فراتر از مقدار مشخص شده باشد، میلگرد مقاومت خود را از دست داده و در آن تغییر شکل ایجاد خواهد شد.

مقاومت کششی میلگرد نیز عبارت است از حداکثر تحمل این مقطع فولادی در برابر نیروهای کششی که بر آن وارد می‌شوند، بدون آن که دچار مشکل شده و یا تغییر شکل فیزیکی بدهد.

در تعریف علمی این مفهوم گفته می‌شود که در زمان وارد آمدن یک نیرو به جسم، نیروهایی القایی در آن تشکیل می‌شوند که به اندازه و میزان نیروی وارد شده تنش گفته می‌شود. این تنش موجب شکست مقاومت جسم خواهد شد.

تنش‌های انواع مختلفی دارند که تنش کششی یا Tensile stress یکی از آن‌ها است. تنش کششی باعث ایجاد تغییر غیرقابل بازگشت در ساختار فیزیکی میلگرد خواهد شد و مقاومت کششی میلگرد، بالاترین حدی است که میلگرد در برابر تنش کششی از خود مقاومت نشان داده و دچار شکستگی یا تغییر شکل نمی‌شود.

به تازگی تحقیقات نشان داده‌اند که استفاده از میلگردهای با مقاومت کششی بالاتر می‌تواند عمر مفید سازه‌ها را افزایش داده و نیاز به تعمیرات مکرر را کاهش دهد. همچنین، فناوری‌های نوینی در تولید میلگردها به کار گرفته شده است که موجب بهبود کیفیت و کاهش هزینه‌های تولید شده است.

بیشتر بخوانید : بندیل بندی میلگرد یعنی چه ؟

اهمیت مقاومت کششی میلگرد

مقاومت کششی میلگردها برای مهندسان سازه‌های مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است، چرا که میلگردها یکی از اساسی‌ترین مصالح مقاومتی به کار رفته در ساختمان هستند و وظیفۀ اصلی آن‌ها استحکام بخشی به سازه در مواقعی مثل زلزله، طوفان و… است که بار و فشاری اضافه بر سازه وارد می‌شود.

مهندسان با اطلاع از میزان دقیق استحکام کششی میلگرد می‌توانند میزان تحمل آن در برابر نیروهای جانبی و به طور کلی مقاومت ساختمان را با توجه به تعداد طبقات و شرایط جغرافیایی آن بسنجند و در صورت عدم جوابگویی در برابر نیروهای احتمالی از میلگردهای تقویتی یا حرارتی کمک بگیرند.

مقاومت کششی یا تنش گسیختگی میلگرد حاصل تقسیم حداکثر نیرو بر سطح مقطع اولیه این مقطع فولادی است. اگر میلگرد به کار رفته در سقف یا ستون‌های سازه‌ی بتنی تنش گسیختگی لازم را در برابر وزن ساختمان نداشته باشند، دچار شکستگی و خمیدگی شده و خسارات زیادی را وارد می‌کنند.

در سال‌های اخیر، با توجه به افزایش جمعیت و نیاز به ساخت سازه‌های بلندتر و مقاوم‌تر، اهمیت انتخاب میلگرد با مقاومت کششی مناسب بیش از پیش احساس شده است. همچنین، تغییرات اقلیمی و وقوع بلایای طبیعی فراوان‌تر، نیاز به استفاده از مصالح ساختمانی با مقاومت بالا را بیشتر کرده است.

مقایسه مقاومت کششی انواع میلگرد

کارخانجات تولیدکننده میلگرد در کشورهای مختلف براساس شرایط جغرافیایی و میزان زلزله خیز بودن استانداردهای متفاوتی را برای تولید میلگرد مدنظر قرار می‌دهند. برای مثال در کشورهای اروپایی که به ندرت زمین لرزه اتفاق می‌افتد، استفاده از استاندارد DIN برای تولید و مقاوم سازی سازه کافی است. در کشور ایران با توجه به زلزله خیز بودن نقاط مختلف، میلگردها براساس استاندارد کشور روسیه تولید می‌شوند تا میزان مقاومت کششی لازم در برابر زمین لرزه را داشته باشند. بر اساس این استاندارد، میلگردها در گریدهای مختلف زیر تولید می‌شوند:

میلگرد گرید A1: این گرید از میلگرد دارای سطحی صاف و ساده و یک محصول فولادی نرم است که در آیین‌نامه ایران با علامت مشخصه S240 شناخته می‌شود. این میلگرد دارای کمترین میزان استحکام در میان گریدهای مختلف است و مقاومت کششی آن تنها 3800 کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب است.

میلگرد گرید A2: این گرید از میلگرد روی سطح خارجی خود دارای برجستگی‌هایی به نام آج است که به شکل مارپیچ در طول میلگرد وجود دارند. میلگرد گرید A2 با علامت مشخصه S340 شناخته می‌شود و مقاومت آن 5000 کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب است و در دسته محصولات نیمه خشک و نیمه نرم فولادی قرار می‌گیرد.

میلگرد گرید A3: این گرید از میلگرد نسبت به دو گرید قبلی از استحکام و مقاومت بالاتری برخوردار است. بر سطح این میلگرد آج‌های جناغی شکل وجود دارد و مقاومت آن به 6000 کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب می‌رسد. علامت مشخصه این میلگرد در استانداردهای ملی S400 است و محصولی سخت به شمار می‌رود.

 میلگرد گرید A4: پیشرفته‌ترین و مقاوم‌ترین گرید میلگرد A4 است که نوع آج‌های آن مرکبی است. این گرید از میلگرد که با علامت مشخصه S500 نام گذاری می‌شود، دارای مقاومت کششی 6500 کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب است.

علاوه بر گریدهای استاندارد، برخی تولیدکنندگان پیشرفته‌تر میلگردهایی با مقاومت کششی بالاتر و ویژگی‌های خاص مانند مقاومت در برابر خوردگی و افزایش دوام را نیز عرضه می‌کنند که می‌تواند برای پروژه‌های خاص و محیط‌های سخت توصیه شود.

آراد آهن عرضه کننده میلگرد ذوب آهن اصفهان با مناسب‌ترین قیمت بازار . قیمت میلگرد اصفهان روزانه در وب سایت آپدیت می‌شوند.

چگونه مقاومت کششی میلگرد محاسبه می شود؟

میزان مقاومت کششی میلگرد در آزمایشگاه‌ها و توسط دستگاه‌های ویژه‌ای اندازه‌گیری و سنجیده می‌شود؛ اما، قبل از ورود میلگرد به آزمایشگاه باید حداقل استانداردهای در تولید آن رعایت شده باشد. براین اساس و مطابق با استاندارد شماره 1-81031 ملی هر میلگرد باید با طولی 5 و یا 10 برابر قطر آن تولید شود. به این معنی که اگر قطر میلگرد 10 میلی‌متر است، طول آن باید 50 میلی‌متر باشد.

علاوه بر این، فرآیندهای تولید پیشرفته مانند کنترل دما و محیط در کارخانه‌های تولید میلگرد می‌تواند تأثیر زیادی بر مقاومت کششی نهایی محصول داشته باشد. استفاده از تکنولوژی‌های نوین در فرآیند تولید می‌تواند منجر به تولید میلگردهایی با کیفیت بالاتر و مقاومت بهتر شود.

مراحل آزمایش و تعیین مقاومت کششی میلگرد در آزمایشگاه :

1. طول مشخصی از میلگرد را به طور دقیق اندازه گرفته و برش می‌دهند.
2. با کولیس یک طول ثابت را تعیین کرده و با علامت مشخص می‌کنند. مقدار این طول با L₀ نام گذاری می‌شود.
3. دستگاه را روشن و فشار هوای آن را بین 6 تا 8 بار تنظیم می‌کنند.
4. نمونه برش داده شده را بین دو فک دستگاه قرار می‌دهند.
5. تا جایی که مقاومت میلگرد شکسته شده و تغییر شکل پیدا کند، به آن نیروی کششی وارد می‌کنند.
6. حال تکه‌های از هم گسیخته میلگرد را از دستگاه خارج کرده و آن‌ها را در امتداد هم قرار می‌دهند.
7. فاصله بین دو نشانه را اندازه گیری کرده و  با حرف L مشخص می‌کنند.
8. با استفاده از فرمول زیر و مقدار مشخص شده L و L₀  کرنش محاسبه می‌شود.

فرمول مقاومت کششی میلگرد

در این مرحله، استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی می‌تواند دقت محاسبات را افزایش داده و خطاهای انسانی را به حداقل برساند. همچنین، اجرای چندین آزمایش برای هر نمونه می‌تواند نتایج بهتری را تضمین کند.

سپس مقدار کرنش را در فرمول زیر قرار داده داده و مطابق با آن تنش یا σ را به دست می‌آید:

شایان ذکر است در این فرمول E برابر با مدول الاستیسته و توسط نمودار تنش کرنش می‌توان آن را محاسبه کرد.

در واقع دستگاه‌های مخصوص آزمایش مقاومت کششی، دارای برنامه‌های هستند که همزمان با انجام آزمایش به طور اتوماتیک نمودارهای لازم را در صفحه نمایش نشان می‌دهند. در این نمودارها نقاط مهمی که نیاز به بررسی و تحلیل دارند، عبارتند از:

• نقطه B: نقطه پی یا حد، نقطه‌ای است که نمودار تنش کرنش تا قبل از رسیدن به آن به صورت خطی پیشروی داشته است. شیب این خط براساس قانون هوک مقدار E را نشان خواهد داد.
• نقطه C: این نقطه دقیقا نقطه شکست میلگرد است. مکانی که اگر میزان مقاومت میلگرد شکست شده و دچار تغییر فیزیکی غیرقابل بازگشت خواهد شد.

فروش انواع خاموت در بازرگانی آراد آهن با مناسب ترین قیمت بازار. جهت مشاهده قیمت خاموت کلیک کنید.

تا به حال تست کشش میلگرد انجام داده اید؟

در قسمت قبلی یک دیدگاه کلی نسبت به تست کشش میلگرد به دست آوردید. این آزمایش توسط دستگاه‌های مخصوصی انجام می‌شود که به نرم افزارهایی محاسبه‌ای متصل بوده و هدف از انجام آن‌ها سنجش دقیق مقاومت نهایی کشش است.

دستگاه تست کشش میلگرد مجهز به یک فک متحرک و یک فک ثابت است. همزمان با انجام آزمایش و قرار دادن میلگرد تحت نیروی کششی، نموداری به منظور اندازه‌گیری میزان مقاومت در نرم افزارهای مربوطه رسم می‌شود که نمودار تنش کرنش نام دارد. این نمودار در نقاط مشخصی تغییر مسیر می‌دهد که مشخص کننده رفتار و مقاومت میلگرد خواهند بود.

با پیشرفت فناوری، دستگاه‌های تست کشش میلگرد اکنون قادر به ارائه داده‌های بلادرنگ و تحلیل‌های پیشرفته‌تری هستند که به مهندسان کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری در مورد انتخاب مصالح و طراحی سازه‌ها بگیرند. همچنین، این دستگاه‌ها می‌توانند با سیستم‌های مدیریت داده یکپارچه شوند تا اطلاعات آزمایش به صورت متمرکز و قابل دسترسی باشد.

نگاهی به جدول مقاومت کششی میلگرد

بعد از انجام آزمایشات و در نظر گرفتن شرایط و استاندارد هر تولیدکننده‌ای میلگرد خود را براساس جدولی تولید می‌کند. در این جدول براساس میزان ضخامت میلگرد، حداکثر مقاومت آن در برابر نیروها، بارها و حتی میزان حرارت مشخص خواهد شد.

جدول استحکام کششی میلگرد مطابق با استاندارد ASTM

جدول تاثیر درجه حرارت بر استحکام کششی میلگرد با ضخامت 16 میلی‌متر

جدول‌های فوق نشان‌دهنده تأثیر عوامل مختلف بر مقاومت کششی میلگردها هستند. علاوه بر این، شرایط محیطی مانند رطوبت و تماس با مواد شیمیایی نیز می‌توانند بر مقاومت نهایی میلگرد تأثیر بگذارند. انتخاب میلگرد مناسب باید با در نظر گرفتن تمامی این عوامل انجام شود تا از کیفیت و دوام سازه اطمینان حاصل شود.

میلگردها بر اساس مقاومت کششی به چند دسته تقسیم می‌شوند؟

در ایران میلگردها براساس شکل ظاهری خود در گریدهای مختلف A1، A2، A3 و A4 تقسیم بندی می‌شوند و با توجه به میزان مقاومت کششی در چهار گروه زیر قرار می‌گیرند:

1. S220
2. S300
3. S400
4. S500

عدد مشخص شده در هر کدام از این گروه‌ها نشان دهنده حداقل استحکام کششی میلگرئ برمبنای مگاپاسکال است.

شایان ذکر است که این گروه‌بندی در کشورهای مختلف و مطابق با استانداردهای مشخص شده در این کشورها، متفاوت تعیین می‌شود.

علاوه بر این گروه‌بندی‌ها، برخی تولیدکنندگان میلگردهای با ویژگی‌های خاص مانند میلگردهای با پوشش ضدزنگ یا میلگردهای مقاوم در برابر خوردگی نیز عرضه می‌کنند که می‌توانند برای پروژه‌های خاص مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، تطابق میلگرد با استانداردهای بین‌المللی می‌تواند در پروژه‌های صادراتی یا پروژه‌های مشترک بین‌المللی اهمیت ویژه‌ای داشته باشد.

جمع بندی

در هنگام اقدام برای خرید باید علاوه بر قیمت میلگرد به استانداردهای تعیین شده آن دقت داشت. معمولا این استانداردها در آزمایشگاه‌ خطوط تولید کارخانجات مورد بررسی قرار می‌گیرند و اطلاعات کامل مربوط به میلگردها روی برگه‌‌ی مشخصات آن‌ها درج می‌شود. با این حال به دلیل اهمیت بالایی که مقاومت کششی میلگرد در طول عمر سازه دارد، بد نیست که این آزمایشات مجددا تکرار شده تا در صورت بروز خطا منجر به خسارت نشود.

در نهایت، انتخاب میلگرد مناسب یکی از کلیدی‌ترین تصمیمات در طراحی و اجرای سازه‌های مقاوم است. همکاری با تولیدکنندگان معتبر و استفاده از میلگردهای با کیفیت و استاندارد می‌تواند تضمین‌کننده امنیت و دوام سازه‌های شما باشد. همچنین، پیگیری مداوم تکنولوژی‌های جدید و استانداردهای به‌روز می‌تواند به بهبود کیفیت پروژه‌های ساختمانی کمک شایانی کند.

پرتکرار ترین سوالات 

1. مقاومت کششی میلگرد چیست و چرا اهمیت دارد؟

 مقاومت کششی میلگرد حداکثر نیرویی است که میلگرد می‌تواند بدون شکستن تحمل کند. این مقاومت برای اطمینان از استحکام سازه‌ها حیاتی است. استفاده از میلگردهای با مقاومت بالاتر عمر سازه را افزایش می‌دهد.

2. چگونه می‌توان مقاومت کششی میلگرد را محاسبه کرد؟

 مقاومت کششی میلگرد با آزمایش کشش در آزمایشگاه و استفاده از فرمول‌های مربوطه محاسبه می‌شود. فرآیندهای پیشرفته تولید نیز دقت محاسبه را بالا می‌برند.

3. میلگردهای مختلف بر اساس مقاومت کششی چگونه دسته‌بندی می‌شوند؟

 میلگردها در ایران به گریدهای A1 تا A4 تقسیم می‌شوند که هر کدام دارای مقاومت کششی متفاوتی هستند. برخی تولیدکنندگان میلگردهای ویژه مانند ضدزنگ نیز عرضه می‌کنند.

4. اهمیت انتخاب میلگرد با مقاومت کششی مناسب در سازه‌های زلزله‌خیز چیست؟

 انتخاب میلگرد با مقاومت کششی مناسب در مناطق زلزله‌خیز از شکست سازه جلوگیری کرده و ایمنی را افزایش می‌دهد. نیاز به سازه‌های مقاوم‌تر با افزایش جمعیت بیشتر شده است.

5. چه تفاوت‌هایی بین گریدهای مختلف میلگرد از نظر مقاومت کششی وجود دارد؟

گریدهای مختلف میلگرد دارای مقاومت کششی متفاوتی هستند؛ مثلاً گرید A1 دارای کمترین و گرید A4 دارای بالاترین مقاومت است. برخی گریدها ویژگی‌های اضافی مانند مقاومت در برابر خوردگی دارند.