میلگرد از مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین مقاطع فولادی است که از آن در ساختمان‌سازی استفاده می‌شود. میزان و نوع میلگرد بر اساس محاسبات مهندسان تعیین می‌شود. اطلاعات در مورد طول خم میلگرد و شیوه انجام آن از مباحث مهم آرماتوری است که دانستن آن برای مهندسین عمران ضروری و لازم است. خم استاندارد میلگرد از ارکان مهم مهار میلگرد در موقعی که بتن تحت کشش قرار می‌گیرد، است. آئین نامه و استانداردهای بسیاری برای خم استاندارد میلگرد وجود دارد؛ ولی در ایران دو منبع آئین نامه ACI و مبحث بخش نهم مقررات ملی ساختمان، از بهترین منابع قابل استناد برای استفاده هستند. در این مقاله به بررسی کامل این موضوع می‌پردازیم پس تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.
خم ریشه ستون در فونداسیون
اجرا ستون‌های یک ساختمان به شکل پیوسته قابل انجام نیست. اجرا ستون هر طبقه به ترتیب انجام می‌گیرد. استفاده از آرماتورهای انتظار، باعث یکپارچگی ستون طبقات با ستون‌های زیرین می‌شود. طبق مبحث مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 92، خم میلگرد ریشه باید در جهت بیرون باشد. این امر سبب می‌شود لایه بتنی که بر روی میلگرد خم شده قرار گرفته، استحکام ستون را در برابر خم شدن افزایش دهد. ولی استاندارد ACI بیان کرده، در صورتی که میلگرد انتظار خمی در جهت داخل باشد؛ مقاومت بیشتری دارد. چون بار فشاری ستون در روی خم‌ها قرار گرفته و عملکردش بهتر است. اجرا خم میلگرد انتظار به این صورت به خاطر تراکم بالا آرماتورها دشوار است. به همین علت میلگرد انتظار خم شده، می‌تواند در ترازهای گوناگونی با فاصله دو الی سه سانتی‌متر قرار بگیرد.
جدول طول خم میلگرد
طول خم میلگرد از موارد مهم برای مهار میلگردها در بتن است. به همین علت، طول خم آرماتور فونداسیون یا طول خم میلگرد در فونداسیون اهمیت زیادی دارد. جدول خم شدن میلگرد به شکل خلاصه کل اطلاعات مورد نیاز میله‌ها، قطر، طول و شکل خم میلگرد، زاویه‌های خم، طول کل هر میلگرد و تعداد هر نوع آن را مشخص می‌کند. این اطلاعات کمک بسیاری در آماده کردن برآورد مقادیر می‌کند. با توجه به سایز و جنس فولاد مورد استفاده در ساخت میلگرد، استانداردهایی مطابق جدول زیر برای خم‌کاری اجرا می‌شود:
محاسبه شعاع خم میلگرد
برای محاسبه شعاع خم میلگرد در ابتدا باید اندازه شعاع اولیه و قطر پایانی میلگرد را داشته باشید؛ سپس می‌توانید از فرمول زیر برای محاسبه شعاع خم استفاده کنید:
شعاع خم = (قطر میلگرد اولیه – قطر میلگرد پایانی) / 2
با استفاده از این فرمول شعاع میلگرد محاسبه می‌شود و برای طراحی و اجرا سازه‌ها از آن استفاده می‌شود.
نوع میلگرد در تعیین قطر خم بسیار مهم است؛ حتماً قبل از محاسبه طول خم میلگرد باید تعیین کنید از کدام میلگرد می‌خواهید استفاده کنید. طول خم برای قلاب 90 درجه طبق قطر میلگرد تعیین می‌شود. به عنوان مثال برای میلگرد با قطر ،22 طول خم مساوی با 16 برابر قطر میلگرد است.
خم میلگرد عرضی فونداسیون
منظور از خم میلگرد عرضی فونداسیون همان انواع خم میلگرد است که برای این قسمت از سازه کارایی دارد. به تغییر شکل میلگرد بدون شکستن، خم‌کاری میلگرد می‌گویند که باید اصولی و درست انجام شود. انواع خم خاموت کاربردی در میلگردهای فونداسیون عبارتند از: میلگرد خرک، میلگرد رکابی، میلگرد راستا و میلگرد سنجابی.
انواع خم میلگرد عرضی فونداسیون موارد زیر هستند:
- میلگرد راستا
شکل ظاهری آن شبیه شاخه صاف با دو خم در انتها است.
زاویه 90 درجه نسبت به میلگرد طولی دارد.
بالا بردن مقاومت کشش بتن کاربرد اصلی این نوع میلگرد است.
- میلگرد خرک
قرار دادن دو شبکه افقی با فاصله مشخص شده در داخل فونداسیون بتن، کاربرد اصلی میلگرد خرک است. همین طور با قرارگیری بین مش فوقانی و تحتانی باعث اتصال بین آن‌ها می‌شود.
- میلگرد رکابی
ظاهر این میلگرد شباهت به حرف انگلیسیu دارد.
برای استانداردسازی فاصله بین دو شبکه میلگرد کارایی دارد.
جدول طول خم میلگرد
هر میلگردی برای اینکه بتواند به تنش تسلیم (fy) خود برسد، باید تا طول مشخصی در بتن مدفون باشد. به این حداقل طول دفن‌شدگی، طول مهاری (Ld) گفته می‌شود. این طول از طریق نیروی چسبندگی (Adhesion) و اصطکاک (Friction) در سطح مشترک بتن و آج‌های میلگرد تأمین می‌گردد. در بسیاری از موارد، مانند انتهای یک فونداسیون نواری یا در محل اتصال ستون به پی، فضای کافی برای تأمین طول مهاری به‌صورت یک میلگرد مستقیم وجود ندارد. در چنین شرایطی، مهندسان با ایجاد یک قلاب استاندارد در انتهای میلگرد، طول مهاری مورد نیاز را به‌شدت کاهش می‌دهند.
قلاب با دو مکانیزم به کمک مهاری می‌آید: اولاً، طول مستقیم انتهایی آن در پیوستگی شرکت می‌کند و ثانیاً بدنه منحنی خم، یک مقاومت اتکایی (Bearing Resistance) در برابر بتن ایجاد می‌کند که از لغزش میلگرد به شکل مؤثری جلوگیری می‌کند. در واقع، قلاب یک لنگرگاه مکانیکی قدرتمند برای میلگرد فراهم می‌آورد.
برای تسریع فرایند اجرا در کارگاه و اطمینان از رعایت حداقل‌های آئین‌نامه‌ای، استفاده از جداول استاندارد بسیار راهگشا است. جدول زیر، حداقل طول مستقیم انتهای قلاب ۹۰ درجه را برای میلگردهای متداول از رده S400 (AIII) و برای رده‌های مقاومتی مختلف بتن نشان می‌دهد. این مقادیر بر اساس ضابطه ساده و محافظه‌کارانه 12db محاسبه شده‌اند که در اکثر پروژه‌ها کفایت می‌کند. با این حال، در طراحی‌های ویژه و حساس، محاسبات دقیق بر اساس فرمول‌های طول مهاری قلاب‌دار ارجح است.
|
قطر میلگرد (mm) |
طول خم برای بتن C20 (cm) |
طول خم برای بتن C25 (cm) |
طول خم برای بتن C30 (cm) |
|
12 |
15 |
15 |
15 |
|
14 |
17 |
17 |
17 |
|
16 |
20 |
20 |
20 |
|
18 |
22 |
22 |
22 |
|
20 |
24 |
24 |
24 |
|
22 |
27 |
27 |
27 |
|
25 |
30 |
30 |
30 |
|
28 |
34 |
34 |
34 |
|
32 |
39 |
39 |
39 |
آیین‌نامه‌ها برای اطمینان از عملکرد صحیح و جلوگیری از تمرکز تنش در محل خم، قلاب‌های استاندارد را تعریف کرده‌اند. رایج‌ترین این خم‌ها در فونداسیون، خم ۹۰ درجه است، اما انواع دیگری نیز وجود دارند که هر یک الزامات اجرایی خاص خود را دارند:
خم ۹۰ درجه: متداول‌ترین نوع خم برای مهار میلگردهای طولی در فونداسیون است. پس از اتمام قوس خم، باید یک طول مستقیم برابر با حداقل 12db (۱۲ برابر قطر میلگرد) ادامه یابد.
خم ۱۸۰ درجه (نیم‌دایره): این خم که مهار قوی‌تری ایجاد می‌کند، کمتر در فونداسیون استفاده می‌شود. پس از قوس، باید یک طول مستقیم به اندازه حداقل 4db (اما نه کمتر از ۶۵ میلی‌متر) داشته باشد.
خم ۱۳۵ درجه: این نوع خم عمدتاً برای خاموت‌ها و تنگ‌ها در مناطق لرزه‌خیز به کار می‌رود تا هسته بتن را به‌خوبی محصور کند. طول مستقیم انتهایی آن حداقل 6db (اما نه کمتر از ۷۵ میلی‌متر) است.
طول خم میلگرد 18
میلگرد نمره ۱۸ به دلیل تعادل مناسب بین مقاومت و وزن، یکی از پرمصرف‌ترین آرماتورها در شبکه‌های تحتانی و فوقانی فونداسیون‌های رایج است. بر اساس قاعده سرانگشتی و بسیار متداول 12db، حداقل طول مستقیم پس از خم برای این میلگرد برابر است با:
Lext=12×db=12×18 mm=216 mm
در کارگاه ساختمانی، این عدد به ۲۱.۶ سانتی‌متر ترجمه شده و برای سهولت اجرا و ایجاد یک حاشیه اطمینان کوچک، به ۲۲ سانتی‌متر گرد می‌شود. این ۲۲ سانتی‌متر تضمین می‌کند که حتی اگر در زمان بتن‌ریزی اندکی جابه‌جایی رخ دهد، همچنان مهاری کافی برای میلگرد فراهم باشد. لازم به ذکر است که این مقدار، طول مهاری پایه برای یک قلاب استاندارد است.
در صورتی که عواملی مانند کم بودن پوشش بتن (کاور) روی میلگرد یا استفاده از میلگردهای با پوشش اپوکسی (که پیوستگی را کاهش می‌دهد) وجود داشته باشد، مهندس طراح ممکن است با اعمال ضریب‌های اصلاحی، طول مهاری بیشتری را مطالبه کند که این امر می‌تواند منجر به افزایش این طول مستقیم شود؛ بنابراین، همواره نقشه‌های اجرایی مصوب، ملاک نهایی برای عمل خواهند بود. عدم توجه به همین عدد ۲۲ سانتی‌متر می‌تواند یکپارچگی عملکردی بتن و فولاد را که اساس طراحی سازه‌های بتن آرمه است، مختل سازد.
خم‌کاری میلگرد از موضوعات مهم در روند آرماتوربندی است؛ محاسبه خم میلگرد، خم کاری و روش‌های انجام آن باید طبق استاندارد و مقررات خاصی اجرا شود. در این مقاله با انواع خم میلگرد و روش‌های اجرا میلگرد مطابق با آیین نامه و مقررات ملی ساختمان آشنا شدیم؛ با محاسبه دقیق و کنترل شده این مقدار، می‌توانیم استحکام و پایداری فونداسیون را تضمین کرده و سازه را در برابر خطرات احتمالی محافظت کنیم. برای کسب اطلاعات بیشتر به سایر مقالات سایت سر بزنید.