طول مهاری میلگرد | پیوستگی مهاری و ضوابط مربوط به آن

برای پرداختن به بحث طول مهاری میلگرد و تعیین آن، پیش نیاز پیوستگی مهاری و آزمایش‌های تعیین آن ملزم به دانستن است. این مطلب به طور کامل به این پارامترها اختصاص داده شده است.

ترکیب بتن و میلگرد فولادی در سازه بتن‌آرمه باعث پیوستگی کامل اجزا می‌شود. میلگرد فولادی برای جبران ضعف بتن در مقابل نیروی کششی نقش موثری دارد اما فولاد فقط در صورتی می‌تواند در ناحیه فشاری، قسمتی از تنش را تحمل کند که با بتن به صورت پیوسته عمل کند.

پیوستگی بین فولاد و بتن به سه عامل چسبندگی شیمیایی بین فولاد و بتن، اصطکاک بین سطح میلگرد و بتن اطراف آن و مهار مکانیکی در انتهای میلگرد که ممکن است توسط قلاب و یا حتی مهره و واشر ایجاد شود؛ مربوط می‌شود. در بین این سه عامل، مورد سوم موثرترین عامل پیوستگی بین بتن و میلگرد است.

با یک تعریف ساده از طول مهاری مقاله را آغاز می‌کنیم و در ادامه کامل‌تر به آن می‌پردازیم:

طول مهاری، طولی از آرماتور است که داخل بتن فرو رفته و باعث می‌شود در هنگام اعمال بار و تغییر شکل، آرماتور از داخل بتن خارج نشود.

طول مهاری میلگرد

به حداقل طول برای یک آرماتور در داخل بتن که در آن طول، تنش میلگرد از صفر به تنش تسلیم بیشتر می‌شود، طول مهاری میلگرد یا طول گیرایی گفته می‌شود. در این طول نیروی متناظر با تنش تسلیم میلگرد، توسط تنش‌های پیوستگی از میلگرد به بتن و یا از بتن به میلگرد انتقال داده می‌شود. به گونه‌ای که اگر فاصله نقطه‌ای از میلگرد که دارای تنش تسلیم است از انتهای میلگرد مستقیم داخل بتن، از طول مهاری کمتر باشد، میلگرد در داخل بتن جا به جا شده و به بیرون کشیده می‌شود.

به طور خلاصه به طولی از میلگرد داخل بتن که موجب رسیدن به پیوستگی لازم بین فولاد و بتن می‌شود، طول مهاری می‌گویند. طول مهاری با نماد Ld مشخص می‌شود.

در المان تیر و ستون برای آرماتور اصلی، طول مهاری تعیین می‌شود. طول مهاری میلگرد را در دو روش مستقیم و یا قلاب استاندارد می‌توان اجرا کرد. اگر طول مهاری به صورت مستقیم قابل اجرا نباشد باید با استفاده از خم 90 درجه، قلاب استاندارد در انتهای میلگرد ایجاد کرد.

لازم به ذکر است در تیرها طول مهاری مستقیم تامین نمی‌شود و باید از قلاب استاندارد استفاده کنیم.

مهار آرماتور داخل بتن با خم 90 درجه، از جمله متداول ترین روش‌ها برای مهار میلگرد در اجرای ساختمان‌ها می‌باشد. به دلیل کم عرض بودن بعضی از مقاطع المان‎ها امکان مهار مستقیم در میلگردها نیست به همین دلیل و به پیشنهاد آیین‌نامه خم 90 درجه اجرا می‌گردد. هم‌چنین طول مهاری باید با توجه به قطر میلگرد طولی تعیین شود.

دستگاه خم میلگرد

برای خمکاری میلگرد فولادی با توجه به قطر میلگرد از روش‌ها و دستگاه‌های متفاوتی استفاده می‌کنند. برای مثال برای میلگردهایی با قطر کم و در پروژه‌های کم حجم، از قیچی میلگرد بر دستی برای خم و برش میلگرد استفاده می‌شود، سرعت اجرای این روش کم است.

برای کارایی بهتر و سرعت بالاتر، از قیچی خم و برش میلگرد هیدرولیکی استفاده می‌کنند. کار با این دستگاه‌ها نیاز به مهارت خاصی ندارد و به سهولت می‌توان در پروژه‌های ساختمانی به کار برد.

فرمول محاسبه طول مهاری میلگرد

با کمک این رابطه طول مهاری میلگرد آجدار تحت کشش تعیین می‌شود.

جدول طول مهاری میلگرد مستقیم

برای تعیین طول مهاری میلگرد مستقیم از جداول زیر می‌توانید استفاده کنید:

طول مهاری میلگرد در شمع‌ها

در شمع‌های فولادی نیز طول مهاری بایستی اجرا شود. در شبکه شمع، طول مهاری باید 12 برابر قطر میلگرد باشد و این اندازه از انتهای خم میلگرد شروع می‌شود. در انتهای شمع، میلگردهای طولی باید به‌اندازه طول مهاری میلگرد 20 بیرون باشد تا قبل از بتن ریزی خم کرده و داخل فونداسیون گذاشته شود.

تفاوت طول مهاری میلگرد با خم سر میلگرد

طول مهاری با خم سر میلگرد یکسان نیست و نباید به اشتباه گرفته شود. خم سر میلگرد بایستی 12 برابر قطر میلگرد باشد. اما طول مهاری میلگرد با قلاب استاندارد یعنی طولی از میلگرد درگیر در بتن که قبل از خم میلگرد تعیین می‌شود. برای مثال طبق آیین نامه در اتصال تیر به ستون باید ابعاد ستون حداقل 5 سانتی متر از طول مهاری میلگرد تیر بزرگتر باشد تا طول مهاری تیر رعایت شود. در تصویر زیر قلاب استاندارد برای میلگرد و خاموت نشان داده شده است.

روش تامین طول مهاری میلگرد‌های ستون

برای تامین مقدار طول مهاری میلگرد‌های موجود در ستون، می‌توانیم قسمت اضافی میلگردهای اصلی طبقات که به صورت آرماتور انتظار هستند را به اندازه حداقل 16 برابر قطر میلگرد ادامه دهیم تا مقدار طول مهاری تامین شود. این روش اجرایی مناسب طبقات می‌باشد، در طبقه آخر بایستی در انتهای میلگرد خم اجرا شود.

در ادامه به پیش‌نیاز طول مهاری میلگرد یعنی پیوستگی مهاری و آزمایش‌های مربوطه می‌پردازیم.

پیوستگی مهاری و خمشی چیست؟

تنش پیوستگی یا تنش چسبندگی در هر قسمت از عضو که نیروی تنشی درفولاد مسلح کننده از نقطه‌ای به نقطه دیگر متغیر باشد، در اطراف میلگرد و بین بتن و فولاد، وجود خواهد داشت. پیوستگی فولاد با بتن معمولا در دو حالت پیوستگی مهاری و پیوستگی خمشی مطرح می‌شود که در زیر به شرح آن می‌پردازیم:

پیوستگی مهاری

پیوستگی مهاری میلگرد و بتن در قسمتی قابل توجه است که میلگرد موجود در بتن آرمه، تحت تاثیر نیروی حداکثری که در اثر خمش یا نیروی محوری ایجاد شده است، قرار گرفته و لازم است این نیرو را با پیوستگی خود با بتن پیرامونی، به تکیه گاه منتقل کند. مانند پیوستگی مهاری در انتقال نیروی کششی ایجاد شده در یک میلگرد بالایی تیر کنسولی که به تکیه‌گاه بتنی آن منتقل می‌شود.

تعریف پارامتریک پیوستگی مهاری و خمشی متفاوت با طول مهاری میلگرد است اما این دو موضوع در ارتباط با یکدیگر هستند.

پیوستگی خمشی

پیوستگی خمشی بین بتن و فولاد در قسمتی مورد بررسی قرار می‌گیرد که میلگرد داخل بتن در طول تیر در اثر تغییرات لنگر خمشی، با تغییر نیرو یا تنش همراه باشد و لازم است این تغییرات نیرو و یا تنش را با پیوستگی خود با بتن پیرامونی، به بتن منتقل کند.

در قسمت‌های فوقانی بار، در طول تیر ترک‌های خمشی تشکیل می‌شوند. در محل یک ترک، کل نیروی کششی به فولاد منتقل می‌شود و بتن سهمی در تحمل کشش ناشی از خمش ندارد؛ در حالی که در فاصله بین دو ترک متوالی، بتن هم می‌تواند متناسب با ظرفیت کششی خود، قسمت اندکی از نیروی کششی را تحمل کند.

آزمایش تعیین مقاومت پیوستگی

به حداکثر میزان تحمل تنش پیوستگی در بتن پیرامون میلگرد و هم‌چنین مقدار قادر بودن انتقال نیرو از میلگرد به بتن به عنوان مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن تعیین می‌شود.

مقاومت پیوستگی بین بتن و میلگرد با سه آزمایش که در زیر به آن می‌پردازیم تعیین می‌گردد. این سه آزمایش‌ برای دست یافتن به پیوستگی مهاری در میلگرد و هم چنین رسیدن به اهمیت اجرای طول مهاری میلگرد انجام می‌شود.

بخوانید: راهنمای خرید مستقیم میلگرد از کارخانه

آزمایش بیرون کشیدگی

در آزمایش بیرون کشیدگی، میلگرد را در یک استوانه بتنی قرار می‌دهند سپس یک تکیه‌گاه فولادی بر روی سطح بتن ایجاد می‌کنند که با این کار میلگرد توسط یک جک به طرف بیرون کشیده می‌شود، در این صورت بتن تحت فشار قرار می‌گیرد و در آن ترک خوردگی صورت نمی‌گیرد.

به دلیل اینکه در این آزمایش بتن تحت فشار و فولاد تحت کشش قرار می‌گیرد پس آزمایش مناسبی برای تعیین مقاومت پیوستگی در تیر‌ها نمی‌باشد. چون در المان تیر، هم بتن و هم میلگرد تحت کشش قرار می‌گیرند. این آزمایش برای مقاصدی به غیر از تعیین مقاومت پیوستگی در تیر، بسیار کاربرد دارد و امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آزمایش میلگرد درگیر در بتن

در این آزمایش، میلگرد را در یک استوانه بتنی گذاشته و از دو طرف تحت نیروی کششی قرار می‌دهند. زیاد شدن نیرو موجب به وجود آمدن ترک‌های کششی در بتن می‌شود و با رسیدن ترک به سطح میلگرد فولادی، تنش پیوستگی در امتداد ترک صفر شده و در بین دو ترک متوالی از میلگرد به بتن و از بتن به میلگرد توسعه میابد. (طول مهاری میلگرد می‌تواند متاثر از این گزینه باشد.)

پارامترهایی مانند تعداد ترک‌ها، فاصله ترک‌ها و عرض ترک در سطوح مختلف بار، سنجشی از مقاومت پیوستگی است. در این آزمایش با زیاد شدن بار وارده و بزرگ‌تر شدن عرض ترک‌ها، منجر به گسیختگی پیوستگی بین فولاد و بتن می‌شود.

آزمایش تیر

این روش معتبرترین آزماش برای بررسی مقاومت پیوستگی بین بتن و میلگرد می‌باشد. در این آزمایش با ایجاد شرایط تیر کنسولی و امکان تشکیل ترک‌های مورب ناشی از عملکرد خمش و برش، می‌توان مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن را بررسی کرد.

جمع بندی

طول مهاری میلگرد در طول پروسه ساخت و ساز، از جمله موارد مهم در مرحله اجرا می‌باشد. که باید توسط طراح سازه طبق اصول آیین نامه‌ای تعیین شده و در روند اجرا پروژه رعایت شود. متاسفانه با سهل انگاری برخی پیمانکاران و مهندسین ناظر این پارامتر مهم در سازه‌ها مخصوصا پروژه‌های مسکونی کوچک نادیده گرفته می‌شود، که در هنگام زلزله موجب آسیب رسیدن جدی به سازه و المان‌های سازه‌ای می‌گردد. یکسان گرفتن طول مهاری میلگرد با خم سر میلگرد از روی ناآگاهی و کم تجربگی، یکی دیگر از اشتباهات رایج در بین اجراکاران پروژه‌های ساختمانی است.

برای بررسی قیمت میلگرد به وبسایت عصرآهن مراجعه کنید. همچنین می‌توانید در هر زمان برای خرید میلگرد با مشاورین فروش ما در عصرآهن با شماره ۰۴۱۳۳۲۵۰۲۸۰ در تماس باشید. مشاورین ما در زمینه مدنظر راهنمای شما خواهند بود.