نقش حیاتی آرماتور و خم میلگرد در تقویت سازه های بتنی
در صنعت ساختمان سازی، آرماتورها یا میلگردها از مهم ترین مصالحی هستند که برای تقویت سازه های بتنی مورد استفاده قرار می گیرند. بتن به عنوان یکی از مصالح پرکاربرد در ساختمان سازی، مقاومت بالایی در برابر فشار دارد، اما به دلیل مقاومت پایین آن در برابر نیروهای کششی، نیاز به تقویت توسط آرماتورها دارد. استفاده از آرماتور در بتن مسلح، نه تنها مقاومت سازه را افزایش می دهد، بلکه از ترک خوردگی و آسیب پذیری آن در برابر نیروهای خارجی نیز جلوگیری می کند. به همین دلیل، انتخاب و کاربرد انواع مناسب آرماتور و خم میلگرد در سازه ها نقشی حیاتی در کیفیت و دوام ساختمان ها دارد.
راهنمای کامل شناخت میلگرد یا آرماتور؛ انواع، مشخصات و کاربرد
انواع آرماتور و کاربردهای آن
از پرکاربردترین انواع آرماتور در سازه ها، آرماتورهای طولی و عرضی هستند که به طور گسترده در بخش های مختلف ساختمان مانند فوندانسیون، تیرها، ستون ها و دیوارها به کار می روند. آرماتور طولی به منظور افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای محوری و خمشی در بتن قرار می گیرد، در حالی که آرماتور عرضی وظیفه تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از کمانش آرماتورهای طولی را بر عهده دارد. در ادامه مقاله، به بررسی دقیق تری از ویژگی ها و کاربردهای این آرماتورها، و همچنین انواع دیگر آرماتور و خم میلگرد مانند سنجاقی، رکابی و اتکا خواهیم پرداخت تا نقش هر یک در افزایش مقاومت و پایداری سازه ها را بهتر بشناسیم.
آرماتور طولی یا آرماتور راستا
آرماتور طولی (longitudinal or main)، که با نام آرماتور راستا نیز شناخته می شود، به صورت افقی و طولی در بتن قرار می‌گیرد و اصلی ترین وظیفه آن، افزایش مقاومت خمشی سازه است. این نوع آرماتور در ستون‌ها و تیرها به کار می رود و نیروهای کششی و فشاری محوری را تحمل می کند. استفاده از این آرماتورها در سازه ها به تحمل بیشتر نیروهای محوری و خمشی کمک می کند.
آرماتور عرضی یا آرماتور فرعی
آرماتور عرضی (transverse or secondary) به صورت عمود بر آرماتورهای طولی نصب می شود و به سازه کمک می کند تا نیروهای برشی و پیچشی را بهتر تحمل کند. این نوع آرماتورها در بخش هایی که تحت فشار و نیروهای برشی قرار دارند، از جمله خاموت ها، برای جلوگیری از کمانش آرماتورهای طولی و افزایش مقاومت در برابر نیروهای برشی به کار می روند.
انواع آرماتور و خم میلگرد
در تمام پروژه های ساختمان سازی، لازم است از انواع مختلف آرماتور و خم میلگرد با توجه به کاربرد آنها استفاده شود. استفاده از انواع خم میلگرد و نکات مربوط به اجرای آن از موضوعات مهم و کلیدی در فرآیند آرماتوربندی و ساخت سازه به شمار می آید. به همین دلیل، انتخاب آرماتور و خم میلگرد حتما باید تحت ضوابط و طبق استاندارد صورت گیرد. به طور کلی، انواع آرماتور و خم میلگرد را می توان در چندین دسته تقسیم بندی کرد. در اینجا به بررسی انواع آرماتور و خم میلگرد، ویژگی هر نوع خم و همچنین کاربرد آن در ساختمان می پردازیم.
خم میلگرد خاموت
اصطلاح خاموت (stirrup)، معمولا برای آرماتور عرضی در تیرها و ستون ها به کار می رود. خاموت‌ها به صورت حلقه‌های بسته یا باز در اطراف آرماتورهای طولی قرار می گیرند و به افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای برشی کمک می کنند. خاموت ها علاوه بر افزایش مقاومت برشی، از کمانش آرماتورهای طولی نیز جلوگیری کرده و استحکام کلی سازه را افزایش می دهند. این نوع آرماتور و خم میلگرد بیشتر در تیرها و ستون‌ها به کار می رود. افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای برشی باعث افزایش مقاومت در برابر باز شدن ترک های مورب خواهد شد. در واقع، خم خاموت ستون باعث جلوگیری از شکست و ترک در ستون بتنی می شود.
برای آشنایی کامل با خاموت، انواع، نقش و کاربرد آن در ساختمان، کلیک کنید.
آرماتور سنجاقی یا سنجاقک
میلگرد سنجاقک (cross-tie)، آرماتور سنجاقی، سنجاقکی، دوخت ستون یا قلاب دوخت نیر یک نوع آرماتور عرضی به شمار می آید. این آرماتور نسبت به میلگردهای معمولی نازک تر و کوچک‌تر است و با خمیدگی خاص خود، شبیه به سنجاق طراحی می شود. برای ساخت آرماتور سنجاقی عموما از میلگرهای سایز 8 و 10 استفاده می شود. این نوع آرماتور و خم میلگرد معمولا برای مهار آرماتورهای طولی و جلوگیری از جا به جایی آنها در سازه به کار می رود و در نقاط اتصال برای تقویت و پایداری بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال از میلگرد سنجاقی برای تقویت مقاومت طولی میلگردهای کار شده در ستون در برابر نیروهای برشی استفاده می شود. به این ترتیب مقاومت سازه در برابر نیروهایی مانند باد و زلزله افزایش می یابد.
تعریف میلگرد سنجاقی در مقررات ملی ساختمان مبحث نهم، عبارت است از: «میلگرد عرضی یک سره با قلاب لرزه ای در یک انتها و قلاب ۹۰ درجه با طول مستقیم حداقل db ۶ (قطر اسمی میلگرد بر حسب میلی متر) در انتهای دیگر، که آرماتورهای طولی پیرامونی عضو را در بر گرفته باشد. قلاب های دربرگیرنده یک زوج آرماتور طولی، باید به طور یک در میان سر و ته اجرا شوند.»
انواع میلگرد سنجاقی
تفاوت انواع میلگرد سنجاقی در زاویه خم و دوطرفه یا یک طرفه بودن خم آن است.
خم استاندارد: هر دو سر میلگرد دارای خم ۹۰ درجه است.
خم نیمه استاندارد: یک سر میلگرد دارای خم ۹۰ درجه و سر دیگر خم ۱۳۵ درجه دارد.
خم دو طرف ۱۳۵ درجه: در این نوع، زاویه خم ها در جهت خلاف هم هستند. یعنی یک انتها رو به بالا و یک انتها رو به پایین خم کاری می شود.
خم میلگرد خرک
خرک ها (chair) نوعی آرماتور هستند که در دال ها و فونداسیون ها برای حفظ فاصله بین شبکه آرماتورهای بالایی و پایینی، در داخل قالب (در بتن ریزی های کف و فونداسیون) استفاده می‌شوند. یعنی یک طرف میلگرد خرک روی شبکه پایینی فونداسیون قرار داده می شود و قسمت بالایی آن نیز به شبکه فوقانی متصل می شود. به این صورت فاصله بین شبکه بالایی و پایینی حفظ می‌شود. این آرماتور و خم میلگرد با تنظیم موقعیت آرماتورهای طولی و عرضی به تثبیت سازه و افزایش مقاومت آن کمک می کنند. از آن جایی که نمی توان از خاموت در فونداسیون استفاده کرد، برای بهره بردن از خم آرماتور فونداسیون، از آرماتور خرک استفاده می شود. باید در نظر داشت که میلگرد خرک، کاربرد سازه ای ندارد و صرفا برای پایدارسازی شبکه بالایی فونداسیون و به صورت خم میلگرد طولی فونداسیون یا آرماتور و خم میلگرد ستون در فونداسیون به کار می رود.
آرماتور رکابی
آرماتور رکابی (u-shaped) به شکل U است و به عنوان فاصله ساز و نگهدارنده بین دو لایه آرماتور در دیوارهای بتنی به کار می رود. این نوع آرماتور و خم میلگرد معمولا برای تنظیم فاصله استاندارد بین دو شبکه از آرماتورهای قائم در دیوارها به دو شکل زیر استفاده می شود:
- در امتداد نگه داشتن آرماتورهای طولی یا عمودی در بتن ریزی دیوارها و دال ها
- در امتداد نگه داشتن آرماتورها بین دو سفره آرماتور (شبکه مش‌بندی)
کاربرد میلگرد رکابی، به طور مستقیم در ساخت المان های سازه ای نیست، بلکه بیشتر برای استحکام بخشیدن به سازه های بتنی به کار می رود.
آرماتور اتکا
این میلگرد در ایران با نام های اوتکا، ادکا و اتکا شناخته می شود. این نوع آرماتور و خم میلگرد به تحمل نیروهای وارده بر سازه کمک به سزایی می کند. آرماتور اتکا نوعی آرماتور است که برای مقابله با بارهای معکوس و ممان‌های منفی در سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آرماتور و خم میلگرد، سری خمیده و ظاهری شبیه گردن اردک دارد و در محل اتصال تیر سقف به تیرچه نصب می شود، بیشتر در نقاطی مانند اتصال تیرچه های سقف به تیرهای اصلی سقف به کار می‌رود و نقش مهمی در تحمل بارهای ممان منفی دارد. به همین دلیل، میلگرد اتکا تاثیر بسیاری در جلوگیری از سر خوردن تیرچه از روی تیر، تحت بارهای دینامیکی (مانند پارکینگ‌ها) و تحت نیروی جانبی زلزله دارد. مزیت دیگری که می توان برای میلگرد اوتکا برشمرد، کاهش ارتعاشات و خیز سقف است. همچنین از بارها و فشارهای وارد شده از طبقه فوقانی، کاسته و از ترک خوردگی سقف، جلوگیری می کند.
البته آررماتور و خم میلگردهای دیگری نیز به افزایش استحکام سقف و جلوگیری از ترک خوردگی آن کمک میکنند، مانند میلگرد ممان منفی. میلگرد ممان منفی نیز سری خمیده دارد و همین مسئله، ممکن است باعث شود افراد در تشخیص میلگرد ادکا و میلگرد ممان منفی به اشتباه بیافتند.
آرماتور ممان منفی
میلگرد ممان منفی (negative moment)، یکی از انواع آرماتور و خم میلگردهای تقویتی در سقف های تیرچه بلوک است. کاربرد میلگرد ممان منفی در اسکلت فلزی، برای رفع لنگر منفی دال سقف است. هنگام اجرای تیرچه بلوک ها، دهانه آن ها برخلاف بحث تئوری، دهانه ای ساده فرض نمی شود. یعنی در زمان اجرا، دال بتنی سقف یک دست بوده و در نتیجه، مقداری ممان منفی ایجاد می شود. برای تحمل این ممان های منفی از میلگرد ممان منفی استفاده می شود.
با استفاده از میلگرد ممان منفی، نیروی کششی ناشی از لنگر منفی در قسمت فوقانی دال، خنثی می شود. این کار با قرار دادن آرماتورهای ممان منفی در قسمت فوقانی دال بتنی سقف و میان دو دهانه مجاور، انجام می شود. به کار رفتن آرماتور ممان منفی در قسمت های ابتدایی و انتهایی تیرچه، باعث شده به این نوع تیرچه ممان منفی، سرتیرچه نیز گفته شود.
آرماتور سیتکا
میلگرد سیتکا نام دیگر میلگرد راستا است. شکل ظاهری میلگرد راستا یا میلگرد سیتکا به شکل یک شاخه صاف، با دو انتهای خم شده است که نسبت به طول میلگرد، زاویه ۹۰ درجه دارند. کاربرد اصلی میلگرد راستا برای افزایش مقاومت کششی بتن است و در برخی موارد برای افزایش مقاومت فشاری بتن نیز استفاده می شود.
برای آشنایی با میلگرد A4 که در رده میلگردهای مقاوم در برابر کشش قرار می‌گیرد، کلیک کنید.
سخن آخر
استفاده از آرماتورها در سازه‌های بتنی نه تنها باعث افزایش مقاومت و استحکام سازه می‌شود، بلکه به جلوگیری از ترک‌خوردگی و شکست آن در برابر نیروهای مختلف کمک می‌کند. هر نوع آرماتور ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارد که در طراحی و ساخت سازه‌های مختلف باید به دقت مورد توجه قرار گیرد.
