میلگرد تقویتی و اهمیت آن در استحکام کلی سازه + نحوه نقشه خوانی میلگرد تقویتی

میلگرد تقویتی و اهمیت آن در استحکام کلی سازه + نحوه نقشه خوانی میلگرد تقویتی

اهمیت میلگرد در تولید بتن مسلح و افزایش مقاومت کششی آن بر کسی پوشیده نیست. این مقطع فولادی باارزش که در اشکال گوناگونی تولید می‌شود، در قسمت‌های مختلف پروژه‌های ساختمانی، از فونداسیون گرفته تا ستون‌سازی، کاربرد دارد. دو نوع مهم میلگرد، ساده و آجدار بوده که در صنعت بسیار معروف است و موارد استفاده فراوانی دارد، اما نوعی دیگر از این مقاطع فولادی، میلگرد تقویتی است که علاوه‌بر افزایش مقاومت کششی بتن، مقاومت خمشی آن را نیز بالا می‌برد و در نتیجه از ایجاد ترک در بتن و شکستن آن هنگام فشار و تنش، جلوگیری می‌کند. در این مقاله از مجله محک استیل، به ویژگی های اصلی میلگرد تقویتی و خواص آن خواهیم پرداخت. برای اطلاع بیشتر در این مورد تا آخر این مقاله با ما همراه باشید. 

میلگرد تقویتی چیست؟

میلگرد تقویتی محصول فرایند نورد گرم شمش‌های فولادی است که هر جا لازم باشد، در کنار میلگرد آجدار قرار گرفته و استحکام و مقاومت کششی بتن را تا چندین برابر بالا می‌برد. میلگرد تقویتی به دلیل خواص مطلوبی که دارد، همواره مورد توجه پیمانکاران و مهندسان سازه بوده است. این نوع میلگرد قابلیت خمش بالایی دارد و می‌توان آن را مطابق ضوابط آیین‌نامه‌ای (با در نظر گرفتن حداقل شعاع خمش و قطر میلگرد) در زوایای مختلف خم کرد. این ویژگی باعث می‌شود که میلگرد تقویتی حتی در بخش‌های حساس سازه نیز قابل استفاده باشد. میلگرد تقویتی به انگلیسی Reinforcement Bar نامیده می‌شود. 

وب‌سایت crsi درباره میلگرد تقویتی یا میلگردهای فولادی تقویت‌کننده چنین نوشته است:

«میلگردهای تقویتی در پل‌ها، ساختمان‌ها، آسمان‌خراش‌ها، خانه‌ها، انبارها و پی‌ها برای افزایش مقاومت سازه بتنی استفاده می‌شود.

میلگرد در بتن برای ایجاد مقاومت بیشتر کاربرد دارد، زیرا بتن در کشش ضعیف است، در حالی که فولاد در کشش و فشار قوی است. فولاد و بتن ضرایب انبساط حرارتی مشابهی دارد؛ بنابراین یک عضو سازه‌ای بتنی تقویت‌شده با فولاد، با تغییر دما حداقل تنش را تجربه خواهد کرد.»

جدول انواع میلگرد تقویتی

میلگرد تقویتی بخش مهمی از بتن مسلح است و انتخاب صحیح آن روی استحکام و دوام سازه تاثیری مستقیم و مثبت دارد. انواع این میلگردها در گریدهای مختلف و اشکال کاربردی مانند خرک، خاموت و سنجاقی، برای مقاوم‌سازی تیر، ستون و فونداسیون استفاده می‌شود.

در جدول زیر، انواع میلگرد تقویتی و کاربردهای‌شان را مشاهده می‌کنید.

کاربردهای میلگرد تقویتی

نیروهایی که به ساختمان وارد می‌شود شامل نیروی فشاری حاصل از فشار طبقات بر دیوار برشی و نیز نیروی برشی از پایه به کل ساختمان است. گفتنی است لنگر خمشی که بر اثر فشار حاصل از حوادث طبیعی مانند زلزله و طوفان ایجاد می‌شود نیز خود فشاری دیگر است که به سازه وارد شده و آن را در معرض آسیب احتمالی قرار می‌دهد. در صورت استفاده از میلگرد تقویتی در فونداسیون، تیرچه یا دیوار برشی، استحکام سازه به‌طور کلی بالا رفته و از هرگونه آسیب در برابر این تنش‌ها حفظ می‌شود. 

در ادامه کاربرد میلگرد تقویتی در هر قسمت از سازه را به‌طور مختصر شرح می‌دهیم. 

1. کاربرد میلگرد تقویتی در دیوار برشی

از آن‌جایی که دیوار برشی متصل به فونداسیون و اسکلت، به‌خصوص در مناطق لرزه‌خیز، نقشی پررنگ داشته و می‌بایست مقاومت بالایی داشته باشد، لازم است در آن از میلگرد تقویتی استفاده شود تا از کمانش این دیوار و شکستن آن در طول زمان و بر اثر عوامل گوناگون جلوگیری شود. استفاده از میلگردهای فولادی تقویت‌کننده قطور یا سرتاسری در دیوارهای برشی، توصیه معمول طراحان و مهندسان پروژه‌های ساختمانی برای تقویت این بخش است. 

2. استفاده از میلگرد تقویتی در تیرچه 

تیرچه سقف فشارهای ناشی از طبقات بالاتر را تحمل می‌کند و بنابراین، مقاوم بودن از مشخصه‌های بارز و کلیدی آن است. به منظور دستیابی به این هدف، تیرچه را با میلگردهای تقویتی از نوع آجدار و اتکا مسلح می‌کنند که برای این کار، لازم است حتما طول میلگردها از تیرچه کم‌تر باشد‌ و با نظر مهندس پروژه طبق نمودار لنگر خمشی تعیین گردد.

ابعاد و تعداد میلگردهای تقویتی در تیرچه به شرایط طراحی بستگی دارد. جدول زیر نمونه‌ای از مقادیر متداول است، اما انتخاب نهایی باید بر اساس نقشه و نظر مهندس پروژه انجام شود.

3. استفاده از میلگرد تقویت‌کننده فولادی در فونداسیون

وزن کل ساختمان و طبقات در نهایت به فونداسیون که مرکز ثقل سازه هم به شمار می‌رود، منتقل می‌شود و از همین رو، این بخش بسیار مهم بوده و استحکام آن از فاکتورهای حیاتی و موثر در مقاومت کلی سازه و طول عمر مفید آن است. میلگردهای تقویتی مورد استفاده در فونداسیون را برش داده و خم می‌کنند و بعد هریک را طبق نقشه، در جای درست خود در پایینی‌ترین قسمت فونداسیون، می‌گذارند. گاهی نیز میلگردهای تقویتی را در بخش‌های بالاتر فونداسیون هم قرار می‌دهند. به‌طور کلی محل قرار گرفتن میلگرد تقویتی فونداسیون به نظر مهندسین پروژه بستگی دارد. 

4. میلگرد تقویتی ستون و تیر

میلگرد تقویتی تیرهای بتنی برای بهبود خواص مکانیکی تیر و بالا بردن مقاومت آن در برابر فشار برشی و خمشی استفاده می‎شود و از ترک خوردن و تخریب تیر و تبعات بعدی جلوگیری می‌کند. طبق استانداردهای مربوطه، طول میلگرد تقویتی تیر اغلب 12 متر است و در صورت بیشتر بودن طول مورد نیاز، از وصله‌گذاری طبق ضوابط آیین‌نامه‌ای استفاده می‌شود.

میلگردهای فولادی تقویت‌کننده ستون نیز در کنار میلگردهای اصلی قرار گرفته و با هدف افزایش مقاومت و انعطاف‌پذیری ستون در برابر نیروهای جانبی و نیز جلوگیری از کمانش و شکست ستون استفاده می‌شود. 

نقشه خوانی میلگرد تقویتی

برای نقشه خوانی میلگردها با توجه به تنوع میلگردها، برای خواندن نقشه میلگرد و اطلاع از ابعاد میلگردها لازم است با نماد آن‌ها آشنا باشید. این نمادها که به شکل  AØB@C نمایش داده می‌شود، شامل موارد زیر است:

A: تعداد میلگرد

B: قطر میلگرد 

C: فواصل میلگرد

فرمول وزنی میلگرد تقویتی

برای محاسبه وزن میلگردهای تقویت کننده نرم‌افزارهای خاصی وجود دارد که مهندسین و طراحان پروژه مربوطه از آن کمک می‌گیرند. اما از آن‌جایی که وزن میلگرد تقویتی روی هزینه کل پروژه ساخت‌وساز تاثیرگذار است، آشنایی با فرمول محاسبه وزن میلگرد برای خریداران هم امری ضروری به شمار می‌رود. شکل عمومی و کلی این فرمول به شرح زیر است: 

تعداد کل میلگردهای تقویتی × طول کلی یک عدد از میلگرد × وزن کلی یک میلگرد تقویتی

نوع تخصصی‌تر فرمول وزن میلگرد تقویتی را در قسمت زیر مشاهده می‌کنید:

 وزن= تعداد × طول × (0.00617 ×d2 )

توجه:

• در این فرمول قطر یا d بر حسب میلی‌متر و طول بر حسب متر است.
• ضریب 0.00617 از ضرب چگالی فولاد معمولی، یعنی مقدار 7850 کیلوگرم بر متر مکعب، در مساحت مقطع دایره‌ای با قطر یک میلی‌متر و تبدیل واحدها به دست آمده است.

سخن پایانی محک استیل درباره میلگرد تقویتی

انتخاب درست میلگرد تقویتی از میان گزینه‌های موجود، فراتر از یک اقدام اجرایی صرف بوده و جزوی از استراتژی‌های طراحی پایدار و مقاوم سازه‌های بتنی محسوب می‌شود. تمرکز بر تطبیق مشخصات فنی میلگرد با شرایط واقعی پروژه، بررسی نیروهای احتمالی و استفاده بهینه از مقاطع فولادی، می‌تواند علاوه‌بر کاهش هزینه‌های ناشی از تعمیرات در آینده، اثرات بلندمدتی روی بهبود عملکرد لرزه‌ای و دوام سازه داشته باشد. به همین دلیل، نگاه مهندسی جامع و علمی به طراحی و به‌کارگیری میلگرد تقویتی، یکی از پایه‌های اصلی تضمین کیفیت و ایمنی ساختمان‌هاست.

سوالات متداول

• قطر میلگردهای تقویتی معمولا چقدر است؟

میلگردهای تقویت کننده معمولا در قطر 6 تا 16 میلی‌متر تولید می‌شود.

• اصلی‌ترین ماده تولید میلگرد تقویتی چیست؟

شمش‌های فولادی خاصی که عملیات نورد گرم را پشت سر گذاشته و به اندازه مورد نیاز حرارت دیده است، ماده اصلی ساخت میلگرد تقویتی است. 

• آرماتوربندی به چه معناست؟

به فرآیند خم‌کاری میلگردها و اتصال آن‌ها به هم «آرماتوربندی» می‌گویند.

• عوامل موثر بر انتخاب میلگرد تقویتی مناسب چیست؟

طول، وزن، قطر، سالم بودن و عدم ترک یا شکستگی سطحی در محصول.

• آیا استفاده از میلگرد تقویتی به سازندگان هزینه اضافی تحمیل می‌کند؟

خیر، هرچند استفاده از میلگرد تقویتی می‌تواند هزینه‌های اولیه پروژه را کمی افزایش دهد، اما با تقویت استحکام سازه و کاهش نیاز به تعمیرات و نگهداری در طولانی‌مدت، به صرفه‌جویی اقتصادی کمک می‌کند.