میلگرد تقویتی چیست؟ + نقش آن در تیرچه و فونداسیون

مدت‌هاست که فولاد عضو اساسی صنعت ساخت‌وساز شده است؛ اما افزایش هزینه‌های مربوط به مقاطع فولادی از محبوبیت این فلز در سازه‌ها کاسته است. در حال حاضر زیرساخت‌ها و جامعه مدرنی که ایجاد شده، دیگر به‌اندازه قبل از فولاد در سازه‌هایشان استفاده نمی‌کنند. بااین‌وجود استفاده از برخی مقاطع فولادی مانند «میلگرد تقویتی» محبوبیت بالایی پیدا کرده؛ اما میلگرد تقویتی چیست؟ میلگرد تقویتی محصولی است که برای پشتیبانی بیشتر از سازه‌های بتنی استفاده می‌شود. وجود میلگرد در یک پروژه بتنی سبب خواهد شد که مقاومت سازه نهایی به مقدار قابل‌توجهی افزایش بیابد.

 

گاهی در برخی پروژه‌های بزرگ استفاده از میلگرد کافی نبوده و برای ایجاد استحکام بیشتر به میلگردهای تقویتی نیاز است. اهمیت میلگرد تقویتی در زمان وقوع حوادثی مانند زلزله یا گودبرداری غیراصولی مشخص می‌شود.

آیا بتن همیشه به میلگرد نیاز دارد؟

معمولاً بتن با وجود استحکام بالایی که در برابر فشارهای عمودی دارد، نمی‌تواند در برابر نیروهای کششی مقاومت چندانی داشته باشد. اینجاست که اهمیت حضور میلگرد مشخص می‌شود؛ اما در چه شرایطی بتن به میلگرد نیاز خواهد داشت؟

جالب است بدانید میلگرد برای تمام پروژه‌های بتنی لازم نیست. قانون کلی این است که اگر شما بتنی با عمق بیش از 13 سانتی‌متر می‌ریزید، احتمالاً باید از میلگرد استفاده کنید.

تاریخچه استفاده از میلگرد در بتن

استفاده از میلگرد به قرن پانزدهم در پاریس برای ساخت قلعه Vincennes بازمی‌گردد. این قلعه یکی از اولین ساختمان‌هایی است که از میلگرد در ساخت آن استفاده شده است.

امروزه میلگرد به‌طور گسترده‌ای برای انواع مختلف نیازهای ساختمانی به کار می‌رود. به گفته وبسایت crsi.org دلیل استفاده از میلگرد در بتن این است که: "فولاد و بتن دارای ضرایب انبساط حرارتی مشابهی هستند، بنابراین یک عضو سازه بتنی تقویت شده با فولاد، با تغییر دما، حداقل تنش را تجربه خواهد کرد."

مزایای استفاده از میلگرد در سازه چیست؟

کاربرد میلگرد می‌تواند علاوه بر افزایش استحکام سازه، مزیت‌های زیر را نیز داشته باشد:

1. کاهش تعداد ترک‌هایی که در پایین بتن ایجاد می‌شود

2. کاهش هزینه تعمیرات

3. افزایش دوام بتن ازنظر ظاهری

4. کاهش ضخامت سطح بتنی

انواع میلگرد مورداستفاده در ساختمان

در حال حاضر میلگردهای متفاوتی وجود دارند و شما باید قبل از تصمیم‌گیری در مورد انتخاب نوع میلگرد مورنظرتان، شناخت کافی درباره انواع میلگرد داشته باشید.

اما خارج از این دسته‌بندی، موارد زیر نیز می‌توانند بخشی از انتخاب‌های شما باشند:

1. مش سیمی:

اگر پروژه شما تجاری نیست اما می‌خواهید برای استحکام بیشتر آن از میلگرد استفاده کنید، استفاده از مش سیمی گزینه عالی و ارزانی خواهد بود. استفاده از مش‌های سیمی برای پروژه‌هایی مانند بزرگراه‌های شهری بسیار متداول است.

2. میلگرد فولادی ضدزنگ:

فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی مقاوم است و به همین دلیل می‌تواند گزینه عالی برای پروژه‌های بتنی در مناطقی باشد که بیشتر در معرض خوردگی هستند. البته در نظر داشته باشید که قیمت میلگرد فولادی معمولی کمتر از میلگرد ضدزنگ خواهد بود.

3. میلگرد روکش اپوکسی:

اپوکسی در برابر خوردگی مقاوم‌تر از فولاد ضدزنگ است. میلگرد روکش اپوکسی یکی از بادوام‌ترین نوع میلگردهاست؛ اما گران‌ترین آن‌ها نیز به شمار می‌رود.

ضرایب انبساط حرارتی بتن و فولاد کربن مشابه است، به‌طوری‌که تنش‌های داخلی ناشی از انبساط و انقباض به حداقل می‌رسد. بتن به‌شدت به سطح فولاد پیوند می‌خورد تا تنش‌ها به‌طور کارآمد از بتن به میلگرد منتقل شوند.

میلگرد تقویتی چیست؟

حال ببینیم میلگرد تقویتی چیست و چه مواقعی استفاده از آن لازم است. گاهی در ساختمان‌سازی ممکن است شرایطی به وجود بیاید که میلگردهای به کار رفته در ساختمان توانایی تحمل نیروهای وارده را نداشته باشند. در این صورت نیاز به استفاده از میلگردهای تقویتی به وجود می‌آید تا ضعف سازه را جبران کنند.

ویژگی های میلگرد تقویتی

میلگرد تقویتی از نورد گرم شمش‌های فولادی تولید شده و 2 ویژگی مهم دارد:

1. مقاومت کششی بسیار زیاد 

2. قابلیت خمش تا 180 درجه

کاربرد میلگرد تقویتی

طبیعی است که میلگرد تقویتی در مکان‌هایی به کار برود که قرار است نیروهای بیشتری را تحمل کنند. ازجمله کاربرد میلگرد تقویتی با توجه به ویژگی‌های آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

حال ببینیم میلگرد تقویتی در تیرچه چه کاربردی دارد؟

تیرچه‌بلوک به‌عنوان مهم‌ترین عنصر تشکیل‌دهنده سقف باید بیشترین مقاومت را در برابر نیروهای کششی از خود نشان دهد. پس کاربرد میلگرد تقویتی در تیرچه‌بلوک مطلب چندان عجیبی نخواهد بود.

اما در کاربرد میلگرد تقویتی در ساخت تیرچه‌بلوک باید نکاتی را در نظر گرفت:

1. نحوه قرار گرفتن و فاصله میلگردهای تقویتی در تیرچه‌بلوک

* نحوه چیدمان میلگرد تقویتی تأثیر بسیاری روی میزان استحکام نهایی تیرچه‌بلوک خواهد داشت.

2. تعیین طول میلگرد تقویتی بر مبنای نمودارهای لنگر خمشی

* اندازه طول میلگرد تقویتی باید از طول تیرچه کمتر باشد؛ طوریکه میلگرد تقویتی کاملاً درون بتن قرار بگیرد.

نکته: اگر تجربه کافی در زمینه ساخت‌وساز داشته باشید، حتما به چشم دیده‌اید که وقتی پهنای بال تحتانی تیر کم است، با انجام مرحله بتن‌ریزی تیرچه در می‌رود. یکی از روش‌های جلوگیری از این امر استفاده از میلگرد تقویتی است.

کاربرد میلگرد تقویتی در فونداسیون

یکی از اجزاء مهم ساختمان که میزان مقاومت سازه در برابر باد و زلزله را تعیین می‌کند، فوندانسیون یا پی ساختمان است که از خاک و اجزای زیرین سازه که با خاک در ارتباطند تشکیل می‌شود. برای افزایش تحمل نیروهای ایستایی و دینامیکی فوندانسیون از میلگردهای تقویتی در ساختار آن استفاده می‌شود که از همان ابتدا بر اساس استانداردها محاسبه شده و به همان میزان مشخص‌شده برش داده و خم می‌شوند.

کاربرد میلگرد تقویتی در دیوارهای برشی

دیوار برشی یکی از نقاط آسیب‌پذیر هنگام وارد شدن نیروهای کششی به ساختمان محسوب می‌شود. به همین دلیل توصیه می‌شود آن را در برابر نیروهایی از قبیل زلزله و باد تقویت کنید. باوجوداینکه می‌توان از میلگرد تقویتی برای افزایش استحکام دیوار برشی هم استفاده کرد؛ اما این کار توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است در مرحله بتن‌ریزی مجری را دچار مشکل کند.

نکته: بهتر است برای افزایش استحکام دیوار برشی به‌جای استفاده از میلگردهای تقویتی، از میلگردهایی با سایز بالاتر و در فاصله‌های نزدیک‌تر استفاده کرد.

نقشه خوانی میلگرد تقویتی

انواع میلگرد در نقشه ساختمان به کار می‌روند. هر یک از میلگردها با توجه به سایز و تعداد موردنیاز با نماد خاصی مشخص می‌شوند که قطر و تعداد میلگرد را نشان می‌دهد. همچنین فاصله بین میلگردها هم در این نماد مشخص می‌شود. به‌طور مثال وقتی نماد 10@20 Ø25 در نقشه‌ای به کار می‌رود، به این معناست که باید تعداد 25 میلگرد با قطر 20 در فاصله 10 سانتی از یکدیگر قرار بگیرند.

اما در مورد نقشه‌خوانی میلگرد تقویتی شرایط ویژه‌ای هم وجود دارد. درصورتی‌که مشخصات میلگرد تقویتی در پلانی غیر از پلان اصلی به کار رود، تنها تعداد و سایز میلگرد در آن مشخص می‌شود. همچنین این نکته را بدانید که اگر در پلان اصلی بخواهند میلگرد تقویتی را مشخص کنند از نماد ADD در آن استفاده می‌کنند.

نحوه محاسبه میلگرد تقویتی چگونه است؟

فاصله میلگردهای تقویتی از هم در تعیین میزان استحکام سازه بسیار مؤثر است؛ بنابراین باید برای تعیین آن دقت کافی داشته باشید. جالب است بدانید قطر و ارتفاع مؤثر مقطع میلگردهای تقویتی فاصله میان آن‌ها را تعیین می‌کند؛ اما نکته مهم دیگری که باید با آن آشنایی داشته باشید، نحوه محاسبه میلگرد تقویتی است.

تعیین تعداد میلگرد موردنیاز در یک ساختمان، اغلب توسط مهندسان ساختمان انجام می‌شود و شما باید تلاش کنید روش محاسبه میلگرد تقویتی را به کار بگیرید که دقت بالاتری دارد.

2 روش محاسبه میلگرد تقویتی وجود دارد:

1. روش محاسبه میلگرد تقویتی با استفاده از نرم‌افزار Etabs

با استفاده از نرم‌افزار Etabs مهندسان می‌توانند تعداد کل میلگرد مصرفی را اعلام کنند. برای انجام این کار کافی است ابتدا در نرم‌افزار تیر یکسره که چند دهانه دارد را انتخاب کنید. با این کار نرم‌افزار، مساحت میلگرد کل را برای شما محاسبه خواهد کرد. سپس شما می‌توانید با کسر مساحت سطح میلگردی که در ساخت خرپا و تیرچه‌بلوک به کار می‌رود از این مساحت، کل مقدار کمبود میلگرد را به دست بیاورید. این میزان کمبود باید به‌صورت میلگردهای تقویتی در سازه به کار برده شوند.

2. روش‌های محاسبه میلگرد تقویتی به‌صورت سنتی

در شیوه سنتی از هیچ نرم‌افزاری برای محاسبه میلگرد تقویتی استفاده نمی‌شود. ازجمله روش‌های سنتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. روش تخمینی محاسبه میلگرد تقویتی

در محاسبه میلگرد تقویتی به روش تخمینی معمولاً فرد تصمیم‌گیرنده با توجه به نظر خود برای برخی از سازه‌ها مانند هتل‌ها و بیمارستان‌ها مقدار زیادی میلگردهای تقویتی به کار می‌برد. تعداد و محل دقیق این میلگردهای تقویتی نیز با استفاده از تجربه افراد مشخص می‌شود.

2. روش محاسبه میلگرد تقویتی بر اساس وزن

روش دیگری نیز برای تعیین تعداد میلگردهای تقویتی به کار می‌رود که از طریق محاسبه سطح میلگرد بر اساس وزن به دست می‌آید. محاسبه وزن میلگرد تقویتی نیاز به محاسبات ریاضی و بررسی‌های دقیق دارد و درنهایت طبق این روش وزن، تعداد میلگرد تقویتی موردنیاز به شما ارائه می‌شود.

چگونه وزن میلگردهای تقویتی را محاسبه کنیم؟

برای محاسبه‌ی سرانگشتی وزن میلگردهای تقویتی می‌توان از رابطه زیر کمک گرفت:

طول یک میلگرد تقویتی × تعداد میلگرد تقویتی = طول کل میلگرد تقویتی
طول کل میلگرد تقویتی × وزن یک متر میلگرد تقویتی = وزن کل میلگرد تقویتی

3. نحوه محاسبه میلگرد تقویتی بر اساس المان‌های نقشه

در نحوه محاسبه میلگرد تقویتی بر اساس المان‌های نقشه، مقدار میلگرد تقویتی را طبق نقشه‌هایی که برای نوع ‌المان‌ها ترسیم شده، تعیین می‌کنند. استفاده از نقشه سبب شده تا این روش از روش‌های دیگر بهتر باشد.

ازجمله مزیت‌های محاسبه میلگرد تقویتی بر اساس المان‌های نقشه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. ارزیابی سازه حقیقی بر اساس نقشه

2. ارزیابی محل قرارگیری و توزیع میلگرد‌های اصلی و فرعی بر اساس نقشه

3. بازرسی نقاط پرتنش بر اساس نقشه و اطمینان از بارگذاری صحیح مصالح در این نقاط

کاربرد میلگرد تقویتی در ساختمان به معنای استفاده بیشتر از فولاد در سازه است که با توجه به قیمت روز آهن آلات احتمالاً هزینه ساخت‌وساز شما را افزایش می‌دهد؛ اما نکته مهمی که باید در نظر گرفت، زلزله‌خیز بودن اکثر مناطق ایران است که سبب می‌شود ساختمان‌ها بیشتر در معرض آسیب در برابر زلزله باشند و می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری را به همراه داشته باشد. با توجه به کاربرد، نقش و اهمیت میلگرد تقویتی بهتر است در اجرای پروژه‌های ساختمانی برای افزایش استحکام و ایمنی سازه از میلگردهای تقویتی استفاده کنید. در این مقاله سعی کردیم به شما بگوییم میلگرد تقویتی چیست و چه کاربردهایی دارد؛ اما اگر سؤال دیگری در این زمینه دارید می‌توانید در بخش نظرات در انتهای این صفحه آن را با در میان بگذارید تا در اولین فرصت به آن پاسخ دهیم.