در یازده سپتامبر زمانی که هواپیماهای القاعده به برجهای دوقلو اصابت کرد و برجها فرو ریختند، نیروی ناشی از برخورد هواپیما نبود که باعث ریزش برجهای دوقلو شد، بلکه از هم گسیختگی اتصالات ساختمانی در برابر حرارت زیاد باعث ریزش برجها شد. مهندسین طراح این احتمال را داده بودند که امکان دارد برج دچار آتشسوزی شود، پس محاسبات خود را بر مبنای دمای معمولی آتشسوزی محاسبه کرده بودند اما دمای سوختن با بنزین آن هم بنزین هواپیما تا ۱۵۰۰ درجه میرسد، برای همین در محاسبات چنین دمایی در نظر گرفته نشده بود و همین دمای بالا باعث ریزش برجهای دوقلو شده بود.
در طراحی یک سازه، مهندسین طراح حد کشش نهایی همه مصالح را محاسبه کرده و بهترین استاندارد را برای سازه انتخاب میکنند. آنها برای این کار مصالح را در آزمایشگاههای مقاومت مصالح تحت نیروهای مختلف قرارداده و مقاومتهای مختلف را بهدست میآورند. بهطور مثال یک ساختمان ۲۰ طبقه که در برابر جریان هوا و نیروی باد قرار میگیرد برای ایستادگی باید چه نوع فولادی با چه قطر و وزنی در ساختمان به کار گرفته شود تا ساختمان دچار تخریب نشود. یکی از این آزمایشها که در ادامه بیشتر دربارهی آن خواهیم نوشت تست کشش است. تست کشش در صنعت ساختمانسازی برای میلگرد آزمایش میشود. البته تست کشش تنها آزمایشها نیست بلکه شش آزمایش مختلف روی میلگرد انجام میشود در این مقاله ما به تست و مقاومت کششی میلگرد میپردازیم.
برای این که مقاومت کششی یک میلگرد مشخص شود، میلگرد در آزمایشگاه تحت کششهای مختلف قرار میگیرد.
مطابق استاندارد ملی ایران 1-8103 قطعات باید طول میلگرد ۵ و یا ۱۰ برابر قطر میلگرد انتخاب شود. یعنی اگر یک قطعه انتخابی قطرش ۲۰ میلیمتر است، باید طول قطعه ۱۰۰ میلیمتر باشد. زمانی که قطعه انتخاب شد، برای آزمایش در دستگاههای مخصوص تحت نیرو قرار میگیرد.
اهمیت مقاومت کششی میلگرد
در سازههای ساختمانی و در صنایعی که از میلگرد برای استحکام و تقویت سازه استفاده میشود، بسیار مهم است که مقاومت کششی میلگرد محاسبه شود زیرا آگاهی از مقدار مقاومت کششی یک میلگرد سبب میشود، تا مهندسین طراح از میلگردهای تقویتی و یا میلگردهای حرارتی برای تقویت بتن در ساختمان استفاده نمایند. به دلیل تفاوت در مشخصات میلگرد در برندهای مختلف، قیمت میلگرد بناب، اصفهان، میانه و … متفاوت است. به چند دلیل در صنعت ساختمانسازی دانستن مقاومت کششی میلگرد اهمیت دارد.
میلگرد در ساختمانسازی برای تقویت بتن استفاده میشود و در نقاط مختلفی از ساختمان به کار میرود. در میلگرد سه نوع مقاومت بررسی میشود، مقاومت کششی تسلیم، مقاومت کششی نهایی و تنش گسیختگی. تنش نهایی یا همان مقاومت کششی نهایی از تقسیم حداکثر نیرو بر سطح مقطع اولیه به دست میآید. در بسیاری از اوقات میلگرد در برابر نیروی وارده کششی دچار تغییر شکل میشود. این تغییر شکل در زمانی که میلگرد در سقف و یا دیوارهای بتنی استفاده میشود، امکان خطر و خرابی زیادی دارد.
شکستن میلگرد در برابر تنش کششی مثل نیروی زلزله بسیار اتفاق میافتد. برای همین آگاهی از مقاومت میلگرد در برابر نیروهای طبیعی مثل زلزله بسیار اهمیت دارد. زیرا مقاومت کششی بیان میدارد که یک میلگرد در برابر جه اندازه نیرویی دچار شکست میشود.
مقاومت کششی چیست؟
هر مادهای که در جهان وجود دارد همواره خود را در برابر نیروهای طبیعت قرار میدهد. از نیروی جاذبه که بر همهی اجسام وارد میشود، تا نیروی اصطکاک که حتی در زمان سکون یک ماده به مقدار کم وجود دارد و از حرکت جسم جلوگیری مینماید. نیروهای وارد بر یک جسم میتواند آن جسم را حرکت داده و یا باعث شکست آن جسم شود، به میزان تحملی که یک جسم در برابر نیروهای وارد بر خود تحمل مینماید نیروی مقاومت گفته میشود که اگر بخواهیم تعریفی علمی از شرحی که داده شد بنویسیم، باید به این شکل نوشته شود:
مقاومت یک جسم عبارت است از مقدار تحمل یک ماده در برابر نیروهای وارده برآن جسم بدون آن که جسم دچار شکستگی و یا تغییر شکل شود.
در مکانیک مواد روی مقاومت ماده و میزان نیرویی که بر آن وارد میشود و باعث شکستگی و یا تغییر شکل میشود مطالعات زیادی انجام میشود. زمانی که یک بار یا نیرو بر یک ماده مکانیکی وارد میشود نیروهای القایی در آن جسم شکل میگیرد. به اندازه این نیروهای القایی بر سطح جسم تنش میگویند. تنش وارده بر یک جسم باعث شکست میشود. یکی از تنشهایی وارد شونده بر جسم که جسم در برابر آن مقاومت مینماید، تنش کششی (Tensile Stress) است که همان مقاومت کششی نیز میگویند. با وارد کردن نیروی کششی جسم دچار تغییر شکل الاستیک یا برگشتپذیر میشود و این تا نقطه تسلیم ادامه دارد، بعد از تنش تسلیم تا نقطه تنش کششی تهایی جسم دچار تغییر شکل پلاستیک یا برگشت ناپذیر شده و در نقطه مقاومت نهایی، حدکثر میزن تنش را تحمل میکند، بعد از آن باریکشوندگی یا گلویی شدن آغاز میشود و ماده در تنشی کمتر از تنش نهایی که همات تنش گسیختگی یا شکست است، میشکند.