موصلات حديد التسليح، المعروفة أيضًا بأنظمة الوصلات الميكانيكية، تلعب دورًا حيويًا في الهياكل الخرسانية المسلحة الحديثة. على الرغم من استخدامها على نطاق واسع في مشاريع البنية التحتية والمباني، تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد حاليًا معيار تصميم عالمي موحد.
تركز هذه المعايير عادةً على متطلبات الأداء أكثر من تحديد التصاميم الهيكلية الدقيقة. وهذا يوفر مرونة ولكنه يؤدي أيضًا إلى تفاوتات في المعايير بين مصنعي وصلات حديد التسليح المختلفين.
على الرغم من أن الأبعاد والمواصفات ليست موحدة، إلا أن الطبيعة الخاصة لموصلات حديد التسليح - التي تخدم حديد التسليح - تعني أنها مرتبطة بطبيعتها بأبعاد وأداء حديد التسليح.
ستتناول هذه المقالة المسألة من منظور حديد التسليح، مع تفصيل أبعاد ومواصفات تصميم موصلات حديد التسليح. يجب تقييم هذه العوامل بعناية قبل تخصيص موصلات حديد التسليح لاختيار نظام الوصلات الأنسب لكل مشروع.
تضمن الأبعاد المناسبة تحقيق الوصلة لقوة مساوية أو أكبر من قوة حديد التسليح الأصلي.
تصميم القطر - القطر الخارجي والداخلي، يُستخدم لضمان القوة ونقل الأحمال
الطول، لضمان الالتحام المناسب
تصميم اللولبة الداخلية - درجة الميل، شكل السن، دقة اللولبة
اختيار المواد
يجب أن تتطابق أبعاد موصلات حديد التسليح مع قطر ودرجة حديد التسليح. مواصفات حديد التسليح المتوفرة في السوق حالياً معقدة نوعاً ما. بأخذ مواصفات حديد التسليح الأمريكية كمثال:
في المعيار الأمريكي (ASTM)، يُشار إلى قطر حديد التسليح برمز "#" متبوع برقم، مثل #3, #4, #5، إلخ. يُشار إلى نظام الترقيم هذا عادةً باسم "رقم حجم القضيب"، والذي يتوافق مع القطر الاسمي لقضيب التسليح، بالبوصة.
| الحجم | DN (بوصة) | DN (مليمتر) |
| #3 | 0.375 | 9.5 |
| #4 | 0.500 | 12.7 |
| #5 | 0.625 | 15.9 |
| #6 | 0.750 | 19.1 |
| #7 | 0.875 | 22.2 |
| #8 | 1.000 | 25.4 |
| #9 | 1.128 | 28.7 |
| #10 | 1.270 | 32.3 |
| #11 | 1.410 | 35.8 |
| #14 | 1.693 | 43.0 |
| #18 | 2.257 | 57.3 |
بشكل أساسي #3 و#4 (9-12 مم)، يُستخدم عادةً للكانات (الأحزمة)، وقضبان التوزيع، والتسليح الهيكلي الآخر.
بشكل أساسي #5-#14 (15-43 مم)، يُستخدم في الكمرات الرئيسية، والأعمدة، والجدران القصية، ومكونات الحاملة الرئيسية الأخرى.
قضبان التسليح التي يبلغ قطرها 50 مم أو أكثر، مثل قضبان #18، تُستخدم في الغالب في المباني الشاهقة، والجسور الكبيرة، والهياكل الأخرى ذات متطلبات قدرة التحمل العالية بشكل خاص.
إذن، هل معرفة قطر حديد التسليح كافية؟ لا، نحتاج أيضًا إلى معرفة قوته.
في المعيار الأمريكي (ASTM)، تنقسم درجات قوة حديد التسليح بشكل أساسي إلى الدرجات شائعة الاستخدام التالية، والتي تُعرّف بشكل أساسي من خلال مقاومة الخضوع.
الدرجة 60: مقاومة خضوع 60 ksi (حوالي 420 MPa)
الدرجة 80: مقاومة خضوع 80 ksi (حوالي 550 MPa)
الدرجة 100: مقاومة خضوع 100 ksi (حوالي 690 MPa)
الدرجة 120: مقاومة خضوع 120 ksi (حوالي 830 MPa)
تسمح مقاومات الخضوع المماثلة بإنشاء علاقات متناظرة بين الأنواع المختلفة من حديد التسليح:
يتوافق المعيار الأمريكي ASTM Grade 60 مع حديد التسليح TMT الهندي (Fe500)، وحديد التسليح الصيني HRB (HRB400E)، وB500B البريطاني، وDIN 488 الألماني، وغيرها.
يجب أن يفي تصميم موصلات حديد التسليح بمتطلبات مقاومة خضوع الوصلة المقابلة لحديد التسليح.
دوليًا، تُصنف وصلات حديد التسليح إلى نوعين وفقًا لمعيار المعهد الأمريكي للخرسانة (ACI 318): وصلات حديد التسليح من النوع 1 ووصلات حديد التسليح من النوع 2
يجب أن تحقق وصلات حديد التسليح من النوع 1 ما لا يقل عن 125% من مقاومة خضوع حديد التسليح تحت ظروف الشد.
لا تفي وصلات حديد التسليح من النوع 2 بمتطلبات مقاومة الخضوع بنسبة 125% لوصلات النوع 1 فحسب، بل تتطلب أيضًا أن تصل قوة الوصلة إلى 100% من أقصى مقاومة شد لحديد التسليح.
فيما يتعلق بوصلات حديد التسليح - وتحديداً حديد التسليح المتصل باستخدام الوصلات الميكانيكية - يلزم إجراء اختبار الشد (ما هو اختبار شد حديد التسليح؟)، كما هو موضح في الشكل أدناه.
يختبر اختبار الشد ما إذا كانت الوصلة الميكانيكية قادرة على الوصول إلى مقاومة الخضوع المقابلة بعد توصيل الموصل بحديد التسليح المطابق.
أثناء اختبار الشد هذا، تُظهر وصلات حديد التسليح من النوع 2 نمطًا ينكسر فيه حديد التسليح نفسه، وليس وصلة التوصيل؛ وعلى العكس من ذلك، تفشل وصلات النوع 1 عادةً عند وصلة التوصيل. تشير نتائج الاختبار هذه إلى أن قوة الشد لوصلات حديد التسليح من النوع 2 تعادل - أو حتى تتجاوز - قوة مادة حديد التسليح الأصلية.
