میلگرد

روش های مهار میلگرد در بتن + محاسبه طول مهاری میلگرد

مهار میلگرد
امتیاز دهید

مهار میلگرد در بتن از روش‌های کاربردی در عمران و ساختمان‌سازی است و به منظور استحکام سازه‌ها، تعمیر و نوسازی سازه‌های قدیمی و دیوارها به کار می‌رود. مهار با میلگرد یکی از روش‌های ایمن و مطمئن جهت استحکام سازی ساختمان نسبت به دیگر روش‌ها است. به همین دلیل نسبت به دیگر روش‌های مقاوم‌سازی از رشد چشمگیری برخوردار بوده است.

محاسبه طول میلگرد

یکی از مهم‌ترین فاکتورها جهت مهار با میلگرد محاسبه طول آن است. میلگرد به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین مقاطع فولادی در هر سازه محسوب می‌شود و قبل از اجرای آن باید به بررسی فاکتورهایی مانند طول مهاری، میزان گیرایی و… پرداخت. میلگرد نقش مؤثری در افزایش استحکام بتن و مسلح کردن آن دارد و در این مقاله به انواع روش‌های مهار آن خواهیم پرداخت.

میلگرد از فولاد تولید شده و هنگامی که با بتن ترکیب شود ساختار بسیار مقاوم و مستحکمی ایجاد می‌کند. میلگردها کاربرد فراوانی دارند و با قرار گرفتن در انواع سازه‌ها و دیوارها از فشارهای خارجی می‌کاهند. مهار بتن و دیوار با میلگرد مطمئن‌ترین روش برای پیشگیری از فروریختگی سازه‌ها است. بتن و میلگرد هر دو دارای ضریب انبساط یکسان هستند و هر دو از یکدیگر در برابر شرایط جوی نامساعد و حوادث خارجی محافظت می‌کنند.

روش‌های مهار میلگرد در بتن

طول مهاری میلگرد یا مهار میلگرد در بتن با استفاده از چهار روش قابل اجرا است. این روش‌ها هر چه تخصصی‌تر و به‌روز باشند باعث افزایش ثبات میلگرد در بتن خواهند شد. روش‌های مهار میلگرد در بتن عبارت‌اند از:

1. مهار میلگرد در بتن به روش مستقیم

روش مستقیم جهت مهار میلگرد در بتن به‌عنوان اولین روش برای طول مهار میلگرد شناخته می‌شود. از مهم‌ترین فاکتورها در این روش طول میلگردی است که درون بتن قرار می‌گیرد. در واقع هر چه طول میلگرد بیشتر باشد استحکام بیشتری در بتن به دنبال خواهد داشت. بهترین میلگرد مورد استفاده در این روش میلگرد آج‌دار است. این نوع میلگرد بر روی سطح خود آج‌های متعددی دارد که باعث افزایش درگیری میلگرد با بتن و در نتیجه افزایش چسبندگی و استحکام سازه خواهند شد. یکی از مهم‌ترین دلایل برای استفاده از این روش هزینه کمتر آن نسبت به دیگر روش‌ها است.

2. مهار میلگرد در بتن به روش خم ۹۰ درجه

در صورتی که به روش مستقیم نتوان میلگرد را در بتن مهار کرد باید از روش خم ۹۰ درجه استفاده نمود. در این روش در انتهای میلگرد یک قلاب استاندارد ایجاد می‌شود. این روش برای میلگردهایی که عرض کمتری دارند یکی از متداول‌ترین و بهترین راه‌ها به شمار می‌رود. میلگردهای مورد استفاده در ستون‌ها و دیوارهای باریک معمولاً عرض کمتری نسبت به سایر سازه‌ها دارند. از این رو باید از روش خم ۹۰ درجه استفاده کرد. روش خم ۹۰ درجه دارای ضوابط و قوانین مشخص است که مطابق با آنها باید به اجرای طول مهاری میلگرد پرداخت. در آیین‌نامه مربوطه اندازه طول قبل از خم و طول خم شده معرفی می‌شوند. به این ترتیب نمی‌توان میلگرد را با مقدار دلخواه خم کرد.

3. مهار میلگرد در بتن به روش خم ۱۸۰ درجه

همانند روش خم ۹۰ درجه است و زمانی که نتوان از روش مستقیم استفاده نمود و میلگردهایی که دارای محدودیت خم ۹۰ درجه هستند از این روش استفاده می‌شود. جهت اجرای این روش نیز قوانین و ضوابطی وجود دارند که قبل از اجرا باید به‌صورت دقیق بررسی شوند.

4. مهار میلگرد در بتن با استفاده از وسایل مکانیکی

در این روش محل اتصال میلگرد با استفاده از وسایل مکانیکی مانند دریل مشخص می‌شود. همچنین وسایل دیگری وجود دارند که مطابق با طول و عمق میلگرد انتخاب می‌شوند. اغلب برای مهار کردن میلگردهای طولی ستون که در طبقات آخر یک سازه به کار می‌روند استفاده می‌شود. زمانی نیاز به استفاده از وسایل مکانیکی می‌شود که میلگردها دارای محدودیت اجرای خم هستند.

مهار میلگرد

دیگر روش‌های مهار میلگرد در بتن

مهار میلگرد در بتن با هدف مقاوم‌سازی ساختمان انجام می‌شود. امروزه روش‌های جدیدی برای طول مهاری میلگرد مطرح شده‌اند که عبارت‌اند از:

  • مهار میلگرد در بتن با استفاده از چسب و خمیر

به‌عنوان ساده‌ترین روش شناخته می‌شود. میزان چسب و خمیر باید متناسب با عمق سوراخ بتن در نظر گرفته شوند. در این صورت میلگرد در محل خود محکم خواهد شد. امروزه با استفاده از فناوری‌های جدید چسب و خمیرهای تولید شده‌اند که استفاده از آنها نیاز به مقدار کمتری دارد و از نظر اقتصادی به‌صرفه است.

  •  مهار میلگرد در بتن به روش هیلتی

دستگاه هیلتی باعث می‌شود تا میلگرد بتواند تا عمق زیادی در بتن نفوذ کند. این دستگاه میلگرد را به واسطه فشار بسیار بالا درون بتن شلیک می‌کند. از ویژگی‌های آن می‌توان به امکان شلیک کردن چند میلگرد به‌صورت هم‌زمان درون بتن اشاره کرد. دستگاه هیلتی موجب می‌شود تا در زمان و هزینه صرفه‌جویی کنید.

  • مهار میلگرد در بتن با روش قلاب کردن

در این روش ابتدا یا انتهای میلگرد در محل موردنظر متصل می‌شود و به‌صورت کامل در جای خود ثابت باقی می‌ماند. روش قلاب موجب تثبیت میلگرد در بتن می‌شود و اجازه نمی‌دهد حرکت بکند. روش‌های نام برده شده کاملاً جدید هستند و با استفاده از فناوری‌های روز انجام می‌شوند. به دلیل مزایای ویژه از جمله صرفه‌جویی در هزینه و زمان و همچنین اجرای آسان در حال جایگزین شدن روش‌های قدیمی هستند.

عوامل مؤثر در محاسبه طول مهاری میلگرد

محاسبه طول مهاری میلگرد یکی از مهم‌ترین مباحث مهندسی است که قبل از اجرا باید به آن پرداخته شود. عوامل متعددی در محاسبه طول مهاری میلگرد دخیل هستند و روش اجرای مهار میلگرد در بتن را تعیین می‌کنند. این عوامل مؤثر عبارت‌اند از:

1. نوع میلگرد و پیکربندی

به‌عنوان مهم‌ترین و اولین عامل در محاسبه طول مهاری میلگرد شناخته می‌شود. میلگرد آج‌دار نسبت به میلگرد ساده انتخاب بهتری است. به دلیل وجود آج‌هایی که بر روی سطح میلگرد وجود دارند میزان چسبندگی آن در بتن افزایش می‌یابد؛ بنابراین نوع میلگرد در میزان کیفیت اجرای طول مهاری میلگرد تأثیرگذار بوده و یک عامل مهم به شمار می‌رود.

2. قطر میلگرد

قطر میلگرد با طول مهار رابطه مستقیمی دارد. به این منظور هر چه قطر میلگرد بیشتر باشد طول موردنیاز برای مهار آن افزایش می‌یابد.

3. تنش تسلیم فولاد یا Fy

این پارامتر همانند قطر میلگرد با طول مهاری میلگرد نیز رابطه مستقیمی دارد. به این ترتیب هر چه تنش تسلیم فولاد بیشتر باشد طول موردنیاز برای مهار میلگرد نیز افزایش خواهد یافت.

4. مقاومت فشاری بتن یا Fc

این پارامتر با طول مهاری میلگرد رابطه معکوس دارد چرا که مقاومت فشاری بتن با تنش پیوستگی دارای رابطه معکوس است. از این رو هر چه میزان مقاومت فشاری بتن کاهش یابد طول میلگرد افزایش پیدا خواهد کرد.

5. کاور میلگرد

در اطراف میلگرد پوششی وجود دارد که در محاسبه طول مهاری میلگرد تأثیرگذار است. کاور میلگرد می‌تواند نقش مهمی در کنترل تأثیرات اپوکسی ساختمان داشته باشد و از ایجاد شکاف و ترک توسط میلگرد در بتن جلوگیری می‌کند.

6. فاصله میلگردها با یکدیگر

آخرین عامل در محاسبه طول مهاری میلگرد فاصله بین میلگردها است. فاصله‌ها دارای ضوابط و قوانینی هستند که اگر رعایت نشوند باعث از بین رفتن چسبندگی و شکستن بتن خواهند شد و میلگرد از داخل بتن خارج می‌شود. طبق این ضوابط فاصله قانونی میلگردها از یکدیگر نباید کمتر یا بیشتر باشد. با قرار دادن خاموت در اطراف میلگردهای طولی می‌توان مشکلات ناشی از این عامل را برطرف کرد. جهت محاسبه طول مهاری میلگرد می‌توان از فرمول دستی یا جدول طول خم میلگرد استفاده کرد. این جداول در آیین‌نامه آمده‌اند و با کد ACI-318-19 قرار گرفته‌اند.

نحوه مهار دیوار با میلگرد

مهار دیوار با میلگرد نسبت به بسیاری از روش‌ها محبوبیت بیشتری دارد و در مقاوم‌سازی ساختمان نقش مهمی ایفا می‌کند. جهت مهار دیوار با میلگرد دو روش وجود دارد که عبارت‌اند از:

  • مهار دیوار با میلگرد به شکل افقی

در این روش باید یک کلاف میلگرد خرپایی یا نردبانی با ضخامت ۴ یا ۶ میلیمتر تهیه کرد. میلگردها به وسیله قلاب و گیره در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. اتصال میلگرد بستر نسبت به دیگر میلگردها از حساسیت و وسواس بالاتری برخوردار است. در صورت عدم دقت به این موضوع خسارات جبران‌ناپذیری به وجود خواهد آمد.

  •  مهار دیوار با میلگرد به شکل عمودی

در این روش میلگردها به‌صورت عمودی در کنار یکدیگر قرار خواهند گرفت. از هر دو میلگرد ساده و آج‌دار در این روش استفاده می‌شود؛ اما جهت استحکام بیشتر پیشنهاد می‌شود از میلگرد آج‌دار استفاده کنید. برای مهار کردن دیوار باید میلگردها به‌صورت کامل در ملات قرار داده شوند. رعایت این نکته باعث می‌شود بین میلگرد و واحد بنایی پیوستگی بهتری به وجود آید.

برای انتخاب هر یک از این دو روش باید المان‌های مختلف و شرایط را در نظر گرفت و مطابق با وضعیت موجود یکی از آن دو را انتخاب نمود. میزان فاصله میلگردها از نکات حائز اهمیت به شمار می‌رود. برای مثال فاصله میلگرد بستر خرپایی حداکثر ۴۰ سانتی‌متر و فاصله میلگرد نردبانی حداکثر ۳۰ سانتی‌متر در نظر گرفته می‌شود. میلگرد خرپایی مقاومت بیشتری نسبت به نوع نردبانی دارد و برای همین کاربرد بیشتری دارد.

طول میلگرد در مهار میلگرد

انواع طول مهاری میلگرد

طول مهاری میلگرد به دو صورت کششی و فشاری ارائه می‌شود. مهم‌ترین ضعف بتن کشش است و یکی از دلایلی که میلگرد در بتن مهار می‌شود از بین بردن ضعف کششی بتن است. علاوه بر آن زمانی که بتن تحت‌فشار قرار می‌گیرد نه تنها بتن؛ بلکه میلگرد نیز در برابر فشار مقاومت می‌کنند. در نتیجه باید گفت طول مهاری میلگرد کششی از طول مهاری میلگرد فشاری باید بیشتر باشد. انواع طول مهاری میلگرد عبارت‌اند از:

طول مهاری میلگرد کششی: طول مهاری میلگردهای کششی در جدول ACI آیین‌نامه آمده است. به‌صورت کلی طول مهاری میلگرد کششی نباید کمتر از ۳۰ سانتی‌متر در نظر گرفته شود.

طول مهاری میلگرد فشاری: طبق ضوابط آیین‌نامه ACI طول مهاری میلگرد فشاری باید ۲۰ سانتی‌متر در نظر گرفته شود که از طول مهاری میلگرد کششی پایین‌تر است.

طول وصله میلگردها

یک شاخه میلگرد دارای ۱۲ متر طول است که مطابق با ضوابط ترافیکی برای حمل‌ونقل آرماتورها در نظر گرفته می‌شود. اگر طول آرماتور بیشتر از این حد شود موجب عدم رعایت ضوابط ترافیکی شده و مشکلاتی به وجود می‌آورد. همچنین حداکثر بودن طول آرماتورها موجب می‌شود تا برای استفاده از آن در نقاط مختلف مجبور به متصل کردن آنها شویم تا بتوانیم طول دلخواه را به دست آوریم. به این ترتیب از سه روش وصله میلگرد جهت اتصال آنها استفاده خواهیم کرد که عبارت‌اند از:

 وصله پوششی

این نوع وصله در اکثر پروژه‌های ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به‌عنوان متداول‌ترین نوع وصله در کشور شناخته می‌شود. در این حالت آرماتورها بر روی یکدیگر قرار می‌گیرند و از این طریق نیروهای کششی و فشاری را منتقل می‌کنند.

 

وصله مکانیکی

در این روش یک وسیله مکانیکی بین دو میلگرد وصل می‌شود. وصله‌های مکانیکی انواع گوناگونی دارند و متداول‌ترین آنها کوپلر است. با استفاده از این وسیله میلگردهای دوسر رزوه شده در جهت مخالف یکدیگر به درون کوپلر پیچ می‌شوند و در نهایت وصله انجام می‌شود.

 وصله جوشی

در این حالت سر میلگردها به روش جوش به یکدیگر متصل می‌شوند و یا از روش جوش فورجینگ استفاده می‌کنند. وصله جوشی نسبت به دیگر وصله‌ها مقرون‌به‌صرفه‌تر است و در بسیاری از پروژه‌ها به کار می‌رود.