کوپلر چیست؟

کوپلر چیست؟

کوپلر یا وصله مکانیکی قطعات فلزی بسیار محکم و مقاوم هستند که برای اتصال میلگردها در ابعاد مختلف کاربرد دارند.

با استفاده از این قطعه دو آرماتور متصل به هم به صورت یکپارچه در می‌آیند ،

و از نظر میزان مقاومت هیچ تغییری در آنها به وجود نخواهد آمد و به این صورت از نظر عملکرد مشابه هم می‌شوند.

مهم‌ترین نکته در بررسی کوپلرها، تحمل نیرو و فشار وارده می باشد.

به طور کلی، کوپلر (وصله مکانیکی) به قطعات مکانیکی گفته می شود که برای اتصال دو آرماتور در حالت های مختلف از جمله ممتد و یا بصورت 90 درجه مورد استفاده قرار می گیرند.

کوپلرها دارای جنس سخت و مقاومی بوده و به دلیل مزایا و کاربری های خوبی که دارند، استفاده از آن در ساخت و ساز رایج شده است.

در این مقاله، قصد داریم به موضوع کوپلر چیست، پرداخته و اطلاعات مفیدی را در این زمینه، ارائه دهیم. پس همراه ما باشید.

به صورت کلی می توان گفت کوپلینگ میلگرد برای ساختن سازه هایی که در آن به تعداد زیادی میله در سایز و ابعاد مختلف که باید به هم وصل شوند مناسب است.

به دلیل ساختار یکپارچه موجود در سازه بین بتن و آرماتورهای موجود، خطرات ناشی از خرابی ساختمان در زلزله کاهش می‌یابد.

کوپلر یا وصله مکانیکی از فولاد ck45 ساخته شده است.

به طور معمول، از این قطعه در مهندسی و برای وصل کردن میلگردها و آرماتورها استفاده می کنند.

 معمولا کوپلرها در سازه های بتنی کاربرد دارند و یکی از بهترین انواع قطعات در اتصالات مکانیکی می باشد.

این قطعه در نقاط مختلف سازه، به کار رفته و میتواند جایگزین خم های آرماتور نیز باشد.

انواع کوپلر چیست؟

• کوپلر موقعیت
• کوپلر برای آرماتورهای فشاری
• کوپلر استاندارد با رزوه راستگرد
• کوپلر با رزوه چپ و راست کوپلر انتهایی
• کوپلر گروتی
• کوپلر جوشی میلگرد و سازه
• کوپلر تبدیل
• کوپلر پیچی قفل شونده

کاربرد کوپلر چیست؟

امروزه به کار بردن کوپلر (وصله مکانیکی)، موجب به حداقل رساندن پرت میلگرد و به صرفه اقتصادی می شود.

برای کاربرد کوپلر، دو سر میلگرد به هم رزوه شده و به یکدیگر متصل می شوند.

با توجه به مشکلات مختلفی که استفاده از میلگردهای قطور در سازه های سنگین به وجود می آید، وصله مکانیکی موجب اتصال مطمئن و مستحکم می شود.

در نتیجه بسیاری از مشکلات جانبی در سازه های بتنی را رفع می کند.

با کاربرد اتصالات مکانیکی، علاوه بر جلوگیری از دفن آرماتور به صورت پوششی، ضایعات آرماتور نیز بسیار کاهش می یابد.

• کاربرد کوپلر در ساخت سازه هایی مانند بیمارستان، هتل، برج، منازل مسکونی و…
• برای انتقال نیرو بین آرماتورها در اندازه های مختلف، از کوپلر استفاده می کنند که بهترین نوع اتصال برای انتقال نیرو می باشد.
• برای داشتن تعداد زیادی میلگرد و میله در سازه های عمرانی، میتوان از کوپلر استفاده نمود.
• کوپلر در ساخت ستون ها کاربرد دارد.
• جهت تعمیر و بازسازی ساختمان ها به کار می رود.

مزایای استفاده از کوپلر از نظر فنی

• سبک تر شدن وزن سازه به دلیل وزن ناچیز اتصال مکانیکی نسبت به اتصال پوششی
• کوتاه شدن طول اتصال مکانیکی نسبت به طول اتصال پوششی
• امکان طراحی بهینه سازه به دلیل کاهش وزن سازه و در نتیجه کاهش سطح مقاطع بتنی
• کاهش تراکم و آرایش منظم آرماتورها در نتیجه ایجاد فضای مناسب برای بتن ریزی مطلوب
• ایجاد اتصال یکپارچه بین آرماتورها در نتیجه یکپارچه عمل نمودن آرماتور در محل اتصال هنگام اعمال نیروهای کششی و نیروهای ناشی از زلزله
• در امتداد هم قرار گرفتن آرماتورها در نتیجه انتقال نیرو به طور مستقیم
• افزایش نسبت بتن به آرماتور به علت کاهش تراکم در نتیجه امکان طراحی مناسب تر و بهینه برای مقاطع بتنی
• صرفه جویی در مواد اولیه (میلگرد) به علت کاهش ضایعات
• سرعت اجرا و نصب آرماتورها را به خصوص در سبد های بافته شده تیر و ستون به حداکثر می رساند،لذا نیروی کارگری در نصب آرماتورها کاهش می یابد.
• کاهش میزان میلگرد مصرفی به علت کوتاه شدن طول اتصال مکانیکی نسبت به طول اتصال پوششی
• در اتصال پوششی عامل ایجاد پایداری اتصال ،وجود بتن اطراف اتصال است ،در صورت آسیب دیدن بتن اتصال نیز از بین خواهد رفت ولی در اتصال مکانیکی پایداری اتصال وابستگی به بتن نداشته و باعث استحکام بیشتر سازه به هنگام صدمه دیدن بتن در سوانح طبیعی خواهد شد.
• کاهش نقش عوامل انسانی در استفاده از اتصالات، و اطمینان خاطر در پروژه های حساس (سد – پل – نیروگاه – پالایشگاه )
• امکان استفاده از کوپلر در جاهایی که اتصال پوششی غیر ممکن است (میلگردهای انتظار کوتاه )
• امکان استفاده از کوپلر جوشی سازه برای مقاطع بتنی-فولادی برای اتصال اجزا سازه به هم
• حذف محدودیت طول دهانه اجزای بتنی به علت عدم پیوستگی آرماتورها

مزایای استفاده از کوپلر از نظر اقتصادی

• طول وصله پوششی در حدود ۳۰ درصد از طول مهاری آرماتور بیشتر است.

به همین دلیل مخصوصاً در سایزهای بالای آرماتور نسبت وزن وصله پوششی نسبت به طول ۱۲ متری آرماتور مقدار نسبتاً زیادی است.

به طور مثال برای آرماتور ۳۲ با اعمال ضرایب مربوطه، وزن وصله پوششی حدود ۱۳ کیلوگرم به دست می‌آید که هزینه آن در مقایسه با هزینه‌های کوپلر به مراتب بیشتر است.
• بر خلاف وصله پوششی که محدودیت استفاده در بعضی محل‌ها (بند ۲۰-۵-۱-۲-۶ آئین‌نامه بتن ایران و همین مطلب در بند ۹-۲۰-۴-۱-۲-۶ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان) از جمله اتصالات تیرها و ستون‌ها، در طول معادل دو برابر ارتفاع مقطع از بر تکیه‌گاه و در محل‌هایی که امکان تشکیل مفصل پلاستیک موجود باشد،

را دارد کوپلر (با حفظ شرایطی) در همه این موقعیت‌ها قابل استفاده بوده و به همین دلیل امکان استفاده از آرماتور بدون ضایعات فراهم می‌گردد (معمولاً ۱۵% آرماتورهای خریداری شده در هر پروژه به ضایعات تبدیل می‌گردد)
• در وصله پوششی برای در امتداد هم قرار دادن محور میل گردها بایستی با خم‌کاری و ایجاد فرم این امکان فراهم گردد که با افزایش هزینه همراه است. ولی در کوپلر دو میل‌گرد در امتداد یکدیگر قرار می‌گیرند و نیازی به فرم دادن آرماتور نمی‌باشد.
• با توجه به سبکی وزن اتصال مکانیکی (نسبت وزن اتصال مکانیکی به اتصال اورلپ ۶ به ۱۰۰ می باشد) وزن سازه بطور محسوسی کاهش خواهد یافت ،

که در نتیجه امکان طراحی بهینه در مقاطع به وجود می آید (۱۳ کیلوگرم وزن اتصال اورلپ در مقابل ۶۰۰ گرم وزن اتصال مکانیکی برای آرماتور ۳۲) که در نتیجه کاهش هزینه را در پی خواهد داشت.

• طبق بند ۲۰-۵-۲-۲ آئین نامه بتن نسبت آرماتور به بتن نبایستی بیشتر از ۶% باشد این محدودیت در محل وصله ها نیز بایستی رعایت گردد ولی در راستای رسیدن به این منظور ناچارا“ بایستی ابعاد مقاطع بتنی را بزرگتر در نظر گرفت. (افزایش هزینه بتن)
• مطابق بند ۲۰-۵-۲-۲-۳ آئین نامه در محل اتصال اورلپ طول اتصال را بایستی برابر ۳ طول وصله های کششی در نظر گرفت که افزایش هزینه مواد اولیه را در پی دارد.
• مطابق بند ۲۰-۵-۲-۳-۴ تعداد خاموتهای مصرفی در محل اتصال اورلپ تقریبآ به دو برابر افزایش می یابد که باعث افزایش هزینه میلگرد مصرفی خواهد شد ولی با استفاده از اتصال مکانیکی که طول بسیار کوتاهی دارد (نسبت طول اتصال مکانیکی به طول اتصال اورلپ برابر ۴ به ۱۰۰ است و بطور مثال اتصال مکانیکی برای قطر ۳۲ برابر ۵ سانتی متر است) نیاز به مصرف خاموت بیشتر وجود ندارد زیرا طول اتصال مکانیکی کمتر از فاصله دو خاموت متوالی است و در نتیجه صرفه جویی در مصرف میلگرد را در پی خواهد داشت.

• کوپلر استاندارد (رزوه راستگرد)

کوپلر استاندارد یا کوپلر رزوه راستگرد به عنوان پر مصرف ترین کوپلر که در همه جای سازه بتنی  قابلیت مصرف دارد، مطرح می باشد .

این نوع کوپلر در محلی مورد  استفاده قرار می گیرد که حداقل یکی از آرماتورها امکان چرخش داشته باشد. رزوه داخلی کوپلر از نوع راستگرد بوده و رزوه  آرماتور بایستی تا انتها درون کوپلر  بسته  شوند.

این نوع کوپلر برای میلگرد سایز 16 تا 50 در کارخانه  تولیدمی شود و امکان تولید کوپلر به صورت اختصاصی با طول و گام سفارشی وجود دارد لازم به توضیح است جنس کوپلرهای تولیدی اتصالات مکانیکی فولاد آلیاژی 1.1191 DIN می باشد همچنین تولید کوپلر های اختصاصی برای موارد خاص و  تست با سایرفولادها نیز بنا به درخواست امکان پذیر است.

کوپلر استاندارد (کوپلر رزوه راستگرد) از پرکاربرد ترین و پر مصرف ترین کوپلرها بشمار میرود ،

این اتصال دهنده دو میلگرد در همه جای سازه بتنی قابل مصرف می باشد، البته با این شرط که حتما باید یکی از میلگردها امکان چرخش در محل بتن را داشته باشد.

رزوه داخلی کوپلر استاندارد (کوپلر رزوه راستگرد) از نوع راستگرد می باشد. در کوپلر استاندارد نصف طول میلگرد رزوه شده و باید دو آرماتور تا انتها درون کوپلر استاندارد بسته شوند.

غالبا کوپلر استاندارد برای میلگرد سایز ۱۶ الی۵۰ (بسته به محل استفاده) تولید میشود.

  برای تولید کوپلرها از میلگرد به عنوان مواد اولیه استفاده میشود و در مراحل مختلف تولید از ماشین آلات اونیورسال و CNC استفاده میشود.

در هر مرحله از تولید کوپلر ابعاد مشخص شده کنترل  و پس از تایید واحد  QC برای تکمیل پروسه ساخت به مرحله بعد منتقل میگردد .

واحد کنترل کیفیت از مرحله  ورود مواد اولیه به کارخانه تا پایان  بسته بندی محصول  نهایی بطور مستمر و دقیق بر کلیه فرآیندها  نظارت و کنترل دارد

و به همین  دلیل است که اتصالات مکانیکی با اطمینان از کیفیت محصولات تولیدی  خود،مطابقت آنها را با آیین نامه هایACI ، مقررات ملی ساختمان و آیین نامه بتن ایران بطور 100% تضمین مینماید در ضمن می توان اضافه کرد که هزینه جایگزینی کوپلر به مراطب پایین تر از اورلپ میلگرد میباشد.

• کوپلر گروتی ( وصله مکانیکی گروتی )

کوپلر گروتی بیش تر در سازه های پیش ساخته کاربرد دارد. ساختار این گونه بتن ها به گونه ای است که از یک طرف دارای رزوه و از سمت دیگر دارای محفظه ای برای ریختن بتن گروت می باشند.

از این رو با استفاده از کوپلر گروتی در قطعات پیش ساخته مانند تیر، ستون یا دیوار پروژه به راحتی پیش خواهد رفت.

• کوپلر تبدیل ( وصله مکانیکی تبدیل )

کوپلر تبدیل از دو سایز مختلف برخوردار است و امکان اتصال دو آرماتور با قطرهای متفاوت را فراهم کرده است.

وصله مکانیکی تبدیل معمولا در ابتدا به آرماتوری که قطر بیش تری دارد بسته خواهد شد. در کوپلر تبدیل قطر سوراخ در هر طرف متفاوت می باشد،

این دو سایز متفاوت امکان اتصال دو آرماتور با قطرهای متفاوت را فراهم میکند. کوپلر تبدیل با اختلاف یک سایز در دو طرف تولید می شود، تولید کوپلر تبدیل با هر سایز درخواستی مصرف کننده امکان پذیر می باشد. این نوع کوپلر برای میلگرد سایز 20 تا 50 تولید می شود.

• کوپلر موقعیت ( وصله مکانیکی موقعیت )

کوپلر موقعیت در مکان هایی که دو آرماتور قادر به حرکت نبوده و به صورت مجزا در دو قسمت سازه بتنی قرار گرفته اند استفاده می شود. کوپلر موقعیت از یک قسمت نر و ماده و یک مهر قفل کننده تشکیل می شود. 

• کوپلر برای آرماتورهای فشاری ( وصله مکانیکی فشاری )

کوپلر فشاری برای آرماتورهایی که تحت بار فشار بالا هستند کاربرد دارد. استفاده از کوپلر فشاری به منظور انتقال بار فشاری بین دو میلگرد که انتهای آن به صورت قائم بریده شده است، صورت می گیرد.

• کوپلر چپ و راست ( وصله مکانیکی چپ و راست )

کوپلر با رزوه چپ و راست در مکان هایی که هیچ از یک آرماتورها امکان چرخش نداشته باشند، کاربرد دارد. نحوه ساختار کوپلر چپ و راست به گونه ای است که با چرخاندن کوپلر رزوه های دو آرماتورو با کوپلر درگیر شده و رزوه ها تا انتها درون کوپلر بسته می شوند.

• کوپلر انتهایی ( وصله مکانیکی انتهایی )

          برای خم های انتهایی تیر و ستون کوپلر انتهایی جایگزین ایده آلی است که می تواند فضا را برای آرماتوربندی و بتن ریزی به میزان ۶۰ درصد فراهم کند.

• کوپلر پیچی قفل شونده ( وصله مکانیکی پیچی )

          کوپلر پیچی قفل شونده نوع خاصی از وصله مکانیکی است و استفاده از آن در زمان هایی که طول آرماتور در حدود ۲۰ سانتی متر باشد، صورت می گیرد. کوپلر پیچی بهترین روش برای ادامه دادن میلگردهای انتظار کوتاه، تعمیر و مقاوم سازی بتنی می باشد.

• کوپلر جوشی میلگرد و سازه ( وصله مکانیکی میلگرد و سازه )

کوپلر جوشی میلگرد و سازه امکان اتصال آرماتور به سازه فلزی را ایجاد می کند. جوشکاری این نوع کوپلرها نیاز به گرمایش نداشته و قابل جوشکاری خواهند بود.

مزایای کوپلر چیست؟

• کوپلر دارای مقاومت و تحمل بسیاری در مقایسه با میلگرد و قطعات مشابه است.
• با کاربرد این قطعه، میتوان اقدام به تقسیم فشار وارده بر کل طول میلگرد نمود.
• کوپلر موجب کاهش تراکم میلگردها شده و سبب در امتداد قرار دادن میلگردها و میله ها می شود.
• مزایای اقتصادی بسیاری مانند کاهش زمان در اجرای پروژه، انجام دادن راحت و سریع پروژه های مربوط به سازه، کم کردن وزن سازه، کاربرد در جاهایی که قابلیت نصب اتصالات در آن امکانپذیر نمی باشد، کاهش هزینه های خم کاری و… نیز از جمله فواید استفاده از کوپلر می باشد.

چگونگی اجرای کوپلر و نحوه عملکرد آن

اولین مرحله برای رزوه کردن پس از برش میلگرد به قطعات مورد نیاز، آماده نمودن سر میلگرد است.

برای این کار، باید سر میلگردها به صورت صاف و نود درجه، بریده شود. از ابزار آلات مختلفی مانند اره نواری، اره پروفیل بر، اره مکانیکی، اره آتشی و... برای این کار استفاده می کنند.

توجه داشته باشید که اگر سر میلگردها به صورت نود درجه بریده نشوند، موجب ایجاد رزوه های ناقصی در نوک آرماتورها می شوند که مقاومت پایینی دارند.

پس اتصال مکانیکی، فاقد مقاومت لازم در کشش، خواهد بود. پس از آماده سازی سر میلگردها، میلگردها توسط جرثقیل و نیروی انسانی مقابل دستگاه، قرار گرفته و برای رزوه کردن، وارد دستگاه می شوند.

سپس قطر رزوه ها، توسط گیج های کنترل سایز رزوه، کنترل می شوند.

آیین نامه در مورد استفاده از کوپلر

برخی از بندهای آیین نامه، شامل موارد زیر می شود:

• باید از کوپلرهای استاندارد، مطابق با بندهای ۴، ۳، ۱۴، ۱۹۱۲ در تمامی قسمت های سازه هایی که در مناطق خطر کمتر زلزله قرار دارند، استفاده نمود.
• میزان مقاومت وصله، باید حداقل ۶.۱ برابر از مقاومت جاری شدگی آرماتور باشد.
• در قطرهای بیش از ۳۶ میلی متر، نباید کوپلر را به کار برد.

قیمت کوپلر در بازار ایران

قیمت خرید هر محصولی در بازار، بر اساس فاکتورهای مختلفی، تعیین می شود.

قیمت کوپلر نیز مانند دیگر محصولات، به عوامل متعددی مانند نوسانات بازار ارز کشور و قیمت تهیه مواد اولیه بستگی دارد. پس نمیتوان به صورت قطعی، قیمت واحد و دقیقی برای خرید کوپلر  اعلام نمود.

نتیجه گیری

کوپلر یا وصله مکانیکی، قطعات فلزی مقاوم و محکمی می باشد که سبب اتصال میلگردها در ابعاد مختلف می شود.

استفاده از کوپلر، سبب اتصال دو آرماتور به صورت یکپارچه، به یکدیگر شده و از نظر میزان مقاومت نیز تغییری در آنها، پدیدار نمی شود.

به صورت کلی، کوپلر کاربرد بسیار مناسبی برای ساخت سازه هایی دارد که دارای تعداد زیادی میله در ابعاد مختلف می باشد.

کوپلر دارای انواع مختلفی می باشد که هر یک ویژگی ها و کارایی های مختص به خود را دارند. امروزه به دلیل مزایای بسیاری که کاربرد کوپلر در سازه های بتنی دارد و کارایی های مفیدی که  به افراد ارائه می دهد، روز به روز استفاده از آن رایج می شود.