در یک ساختمان از انواع مصالح برای پایدارسازی استفاده می‌شود. میلگرد تقویتی و در مجموع کل میلگردها، از جمله مصالحی هستند که برای مقاوم‌سازی ساختمان بسیار حیاتی هستند؛ علاوه بر مقاوم‌سازی در هزینه‌ی تمام شده ساختمان نیز میلگرد نقش اساسی ایفاء می‌نماید. زمانی که یک سازه طراحی می‌شود مهندسان طراح، در محاسبات خود نقاطی از ساختمان را پیدا می‌کنند که بر اثر بلایای طبیعی، تنش‌های کششی و فشاری بر آن‌ها وارد شده و دچار خرابی می‌شوند. برای همین مهندسان در طراحی مرتبط با این نقاط، استفاده از میلگردهای تقویتی را توصیه می‌نمایند. در این مورد قاعده‌ای وجود دارد که ادعا می‌کند، آرماتور تقویتی تابعی از سطح است؛ طبق این قاعده، در سطوحی که میلگردهای مصرفی در بتن قادر به تحمل نیروهای وارد شده نیستند، برای جبران نیروهای وارد شده، از میلگرد تقویتی استفاده می‌شود.
به هنگام قرارگیری میلگرد تقویتی در تیرچه بلوک و فونداسیون که به هدف پایدارسازی ساختمان است، چیدمان آن و فاصله میلگرد یا آرماتورهای تقویتی از هم اهمیت خاصی دارد که به پارامترهایی مثل قطر میلگرد و ارتفاع موثر مقطع میلگرد تقویتی بستگی دارد.
نقشه‌خوانی میلگرد تقویتی
با توجه به این که ما در یک نقشه با انواع میلگرد مواجه هستیم و برای خواندن اندازه‌ی میلگردها در نقشه لازم است با چند نماد آشنا شویم تا درک درستی از نقشه داشته باشیم، این نمادها شامل قطر، طول، فواصل و تعداد میلگرد هستند که در نقشه به صورت زیر نمایش داده می‌شوند:
AØB@C
A: نشانگر تعداد میلگرد است.
B: بیانگر قطر میلگرد می‌باشد.
C: فاصله میلگرد را بیان می‌کند.
به‌طور مثال ۱۶Ø۲۵ هنگامی که در نقشه مشاهده می‌شود، ۱۶ میلگرد با قطر ۲۵ و یا ۱۶Ø۲۵@۱۰ تعداد ۱۶ میلگرد با قطر ۲۵ که در فاصله ۱۰ سانتی‌متری از یکدیگر هستند را، نشان می‌دهد.
برای نشان دادن میلگرد تقویتی در نقشه‌ها اگر در پلانی به جز پلان اصلی مشخص شده باشد، به صورت عدد ۲۵Ø۲ نمایش داده می‌شود یعنی دو میلگرد با قطر ۲۵ میلی‌متر استفاده شود. در نقشه‌ی زیر میلگرد تقویتی روی پلان اصلی نمایش داده شده است که با گزینه ADD میلگرد تقویتی نشان داده شده است.
مکان میلگردهای تقویتی
میلگرد تقویتی بسته به محاسبات در قسمت‌های مختلف استفاده می‌شود؛ به طور مثال در تیرچه‌های بتنی، فونداسیون و دیوارهای برشی از این محصول ساختمانی استفاده می‌شود، زیرا این مکان‌ها، نقاطی هستند که بیشترین نیرو به آن وارد می‌شود. پس به طور کلی میزان نیروی وارد شونده ملاک اصلی وجود میلگرد تقویتی در آن قسمت است.
نحوه محاسبه میلگرد تقویتی
مهندسین طراح برای محاسبه‌ی میلگرد تقویتی با کمک Etabs مراحل زیر را انجام میدهند:
- تیر یکسره که چند دهانه داشته باشد، در برنامه‌ی Etabs انتخاب می‌شود.
- مساحت میلگرد سراسری با اعدادی که در Etabs پیدا شده و در بالا و پایین مقطع نوشته شده است، حساب می‌شوند.
- از اختلاف میلگرد سراسری و مساحت سطحی که باید خرپا و یا تیرچه بلوک کار شود، میزان کمبود میلگرد به‌دست می‌آید. این اختلاف مقداری است که باید میلگرد تقویتی کار شود.
برای به‌دست آوردن سطح مقطع میلگرد تقویتی لازم است، عدد سطح مقطع سراسری از عدد سطح مقطع مکان‌هایی که در محاسبات برای میلگرد تقویتی نشان داده شده است، کم شود و در نهایت عدد به‌دست آمده، سطح مقطع میلگرد تقویتی در مکان مورد نظر است.
محاسبات غیر نرم‌افزاری میلگرد تقویتی
لزوم استفاده از بتن مسلح، آرماتوربندی است؛ در بحث آرماتوربندی ما چند نکته را باید رعایت نماییم. اولا ما در ساختمان‌ها از میلگردهای متفاوتی استفاده می‌کنیم که این میلگردها قطر، وزن و طول متفاوتی دارند و در محاسبات این پارامترها به دو بخش، نوع سازه که شامل فونداسیون، دیوارها، ستون‌ها، دال‌ها و غیره و شکل ظاهری میلگرد که در برگیرنده قلاب، منحنی، خاموت، خم و غیره است، تقسیم می‌شود. ثانیا اجرای بتن مسلح به مش‌بندی نیاز دارد و با توجه به نوع فولادی که در میلگرد استفاده شده‌است، قطر میلگرد و مساحت کار میلگردهای تقویتی به مقدار متفاوتی استفاده می‌شود.
برای محاسبه میلگرد تقویتی روش‌های زیادی وجود دارد که هر روش از دقت متفاوتی برخوردار است، در ادامه به سه مورد از آن‌ها اشاره می‌کنیم:
- روش اول
در این روش که شناخته شده است و مهندسان خیلی از آن استفاده می‌کنند، میزان میلگرد تقویتی تخمین زده می‌شود. به‌طور مثال محاسبه می‌شود که برای ساختمان هتل، یک تن میلگرد را برای ۱۳/۵ مترمکعب ساختمان استفاده می‌نماییم و برای یک انباری، هر ۱۰۵ متر مکعب فضا یک تن میلگرد نیاز دارد. در این روش اگرچه می‌توان مقدار دقیق میلگرد را حساب کرد اما مقدار دقیق میلگرد تقویتی معلوم نیست و تنها به‌صورت تجربی مکان‌هایی که نیاز به میلگرد تقویتی دارند مشخص می‌شوند. در این روش چون میزان میلگرد از ابتدا معلوم است بعضی ازمهندسان با توجه به قیمت میلگرد این میزان را کم و زیاد می‌نمایند. - روش دوم
روش دیگری که برای میلگرد تقویتی کاربرد دارد، استفاده از محاسبات اولیه است. در این روش، میزان سطح میلگرد را بر اساس وزن محاسبه می‌نماییم. که این نوع محاسبه کمی از روش قبل دقیق‌تر است، اما با توجه به این‌که باید این نوع محاسبه در المان‌های مختلف و با توجه به قطر و شکل میلگرد محاسبه شود، برای دقیق بودن لازم است تمام محاسبات مهندسی انجام شود. - روش سوم
در این روش با استفاده از نقشه‌هایی که برای نوع المان‌ها ترسیم شده است، مقدار میلگرد در ارزیابی مجدد قرار می‌گیرد و مقدار میلگرد تقویتی محاسبه می‌شود. مزایای آن این است که اولا از آن‌جایی که محاسبات بر اساس نقشه است، سازه حقیقی را می‌توان مورد ارزیابی قرار داد. ثانیا، تمام جزئیات مثل قرارگیری آرماتور و توزیع میلگردهای اصلی و فرعی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. ثالثا، با داشتن نقشه این امکان وجود دارد که تمام نقاط پرتنش را بازرسی و از صحت بارگذاری اطمینان حاصل نمایید.
میلگرد تقویتی در تیرچه
مهمترین رکنی که در اجرای سقف تیرچه بلوک می‌توانیم نام ببریم، خود تیرچه است که بیشترین مقاومت در مقابل نیروی کششی را تحمل می‌کند و برای استفاده از آن باید میلگرد تقویتی استفاده شود. در تیرچه انواع میلگرد استفاده می‌شود که عبارتند از:
- میلگرد کششی
- میلگرد عرضی
- میلگرد بالایی
- میلگرد تقویتی
به هنگام قرارگیری میلگرد تقویتی در تیرچه بلوک، مکان آن و فاصله میلگردها از هم اهمیت خاصی دارد که این مکان به پارامترهایی مثل قطر میلگرد و ارتفاع موثر مقطع آن بستگی دارد. ابتدا برای تعیین مکان از نرم افزار استفاده می‌شود اما چون خروجی نرم افزار در اجرا با خطا همراه است، مقدار آن با مقدار بیشینه انتخاب شده از دو برابر ارتفاع موثر مقطع و ۱۲ برابر قطر میلگرد تقویتی، جمع می‌گردد تا نهایت طول عملی یا همان فاصله میلگرد تقویتی در تیرچه بلوک در عمل را بدهد.
میلگرد تقویتی در فونداسیون
اگر قرار باشد مهمترین بخش یک ساختمان برای تحمل نیروهای ایستایی و دینامیکی را نام ببریم، باید به فونداسیون ساختمان اشاره کرد که ساختمان را در برابر زلزله و باد مقاوم نگه می‌دارد. یک فونداسیون خوب که به اصطلاح پی نیز گفته می‌شود، زمانی امکان‌پذیر است که مراحل پی‌ریزی به‌درستی انجام شود، این مراحل عبارتند از:
- برش و خم آرماتور
قرارگیری میلگردها در مکان‌های از پیش تعیین شده، باید طبق نقشه باشد. میلگردها زمانی استفاده می‌شوند که انجام می‌گیرد. قبل از بتن‌ریزی باید قالب‌بندی در ساختمان انجام شود، در قالب‌بندی آرماتورها طبق نقشه جای‌گذاری می‌شود. میلگردها در فونداسیون به دو گروه میلگرد اصلی و میلگرد تقویتی تقسیم‌بندی می‌شوند. میلگرد تقویتی در ابتدا طبق محاسبات خم و برش داده می‌شود. برای محاسبه طول خم میلگرد در فونداسیون استانداردهایی وجود دارد.
- طول خم میلگرد در فونداسیون
مبحث نهم ساختمان که در ایران به آبا معروف است و آیین‌نامه‌ی بتن ایران را شامل می‌شود، اشاره به این مطلب دارد که خم عمود در میلگرد اصلی مطابق بند ۹-۱۸-۲-۲ با اضافه طول مستقیم، مساوی است با حداقل ۱۲db در انتهای آزاد میلگرد.
هم‌چنین قطر داخلی میلگرد طبق بند ۹-۱۸-۲-۳ برای میلگردهایی با قطر کمتر از ۲۸ میلی‌متر برابر است با ۶db که منظور از db قطر میلگرد است.
فرق میلگرد ساده و آجدار چیست و هر کدام چه ویژگی هایی دارند؟
روش محاسبه میلگرد تقویتی در فونداسیون
برای میلگرد تقویتی در فونداسیون همانند تیرچه بلوک از نرم‌افزار استفاده می‌کنیم که در نرم‌افزار، عددی محاسبه می‌شود که طول قطع تئوری نام دارد، اما برای اجرا باید طول قطع عملی را به‌دست آورد. برای این‌که طول عملی را به‌دست آوریم باید طول تئوری را به عدد d یا ۱۲db اضافه نماییم. این که طول تئوری را به کدام عدد اضافه کنیم، باید مشاهده کرد کدام عدد بزرگتر است سپس طول تئوری را به آن عدد اضافه نماییم.
برای محاسبه‌ی میزان میلگرد تقویتی زمانی که از نرم‌افزار گزارش‌گیری می‌شود و نرم‌افزار مقدار آرماتور را به‌صورت یک نوار گزارش می‌دهد باید میزان به‌دست آمده را بر عرض نوار تقسیم نماییم. لازم به‌ذکر است که چگونگی فواصل میلگرد تقویتی مهم نیست زیرا میلگرد هر کجا قرار بگیرد باعث افزایش ظرفیت مقطع می‌شود.
میلگرد تقویتی همزمان باید با میلگردهای دیگر مانند میلگرد طولی اجرا شود.معمولا میلگرد تقویتی در پایین فونداسیون، پایین دیوار برشی و زیر ستون‌ها قرار می‌گیرد.
روش سرانگشتی در محاسبه میلگرد تقویتی
در ردیف بالا و پایین فونداسیون از میلگرد تقویتی استفاده می‌شود. روش محاسبه‌ی سرانگشتی برای وزن میلگرد تقویتی به صورت زیر است:
طول میلگرد تقویتی × تعداد میلگرد تقویتی = متر میلگرد
متر میلگرد× وزن یک میلگرد تقویتی = وزن کل میلگرد تقویتی
چند نکته درباره آرماتور تقویتی در فونداسیون
در امور اجرایی اولویت با یکسان در نظرگرفتن نمرات میلگرد طولی و تقویتی است. میزان طول علمی میلگرد تقویتی و تعداد میلگرد را می‌توان از برنامه safe دریافت نمود.
اگر در سازه دیوار برشی وجود داشته باشد تعداد میلگرد تقویت افزایش پیدا می‌کند. این نکته کار ساختمان‌سازی را در زمان بتن‌ریزی با مشکل روبرو می‌نماید.توصیه‌ی متخصصین امر در این موارد نزدیک کردن فواصل میلگردها به یکدیگر است. به‌‌این صورت تعداد میلگردهای تقویتی کم خواهد شد.
سخن پایانی
همان‌طور که مشخص شد، میلگردها در یک ساختمان برای استحکام به کار میروند. به غیر از میلگردهای اصلی که وظیفه‌ی استحکام بتن را دارند، دسته‌‌ای از میلگردها که به عنوان میلگردهای تقویتی به کار میروند. هر چند بار اضافی هزینه‌ای به ساختمان وارد می‌نمایند اما وجود آن‌ها الزامی است. یک دسته از میلگردهای تقویتی میلگردهای حرارتی است که اگر با راهنمای کامل نحوه اجرای میلگرد حرارتی و استانداردهای آن آشنا باشیم، متوجه می‌شویم، نه تنها بار اضافی به هزینه ساختمان‌سازی وارد نمی‌کنیم، بلکه با استفاده از میلگردهای تقویتی در هزینههای بعدی نیز صرفه‌جویی کرده‌ایم. منظور از هزینههای بعدی، خرابی‌هایی است که بر اثر زلزله و یا فرسودگی ساختمان بر بنا وارد می‌شود. هر چند ماهیت اجرای میلگردهای تقویتی و حرارتی با یکدیگر متفاوت است، اما وجود هر دو در ساختمان طبق استانداردها الزامی است. به امید آن‌که روزی با رعایت کامل استانداردهای ساختمان‌سازی هیچ خرابی در ساختمان‌های خود نداشته باشیم.