این روزها سازه‌های بتنی به یکی از پرکاربردترین اسکلت‌های ساختمانی تبدیل شده‌اند و مطمئنا شما نیز متوجه این موضوع شده‌اید. یکی از مهم‌ترین مراحلی که در ساخت سازه‌های بتنی وجود دارد و شاید به جرئت بتوان گفت حجم بالای مصالح و هزینه‌ها را به خودش اختصاص می‌دهد، آرماتوربندی سازه است. ما در این دانشنامه از عصرآهن قرار است روی آرماتور بندی ساختمان های بتنی و نوع میلگرد موردنیاز برای آن تمرکز کنیم.
چند سالی می‌شود که سازه‌های بتنی و فولادی به رقیب جدی برای هم تبدیل شده‌اند و واقعا نمی‌توان هیچ کدام را بر دیگری برتر دانست. مهم‌ترین تفاوت این دو سازه به اسکلت آن‌ها برمی‌گردد. ما قبلا در مورد تفاوت بین سازه بتنی و فلزی و مزایا و معایب هر کدام به طور مفصل صحبت کرده‌ایم. (بخوانید: سازه بتنی یا فلزی)
سازه‌های بتنی همانطور که از نامش مشخص است، از یک اسکلت بتنی تشکیل شده‌اند، اما این جمله به این معنی نیست که تنها از بتن در اسکلت این ساختمانها استفاده شده است. چیزی که در استحکام سازه‌های بتنی تاثیر بسیار بالایی دارد، آرماتور بندی سازه است. حجم آرماتور بندی در یک سازه بتنی زیاد است و بخش زیادی از هزینه‌ها به آن اختصاص دارد. به همین خاطر بهتر است شما قبل از هر اقدامی با این مرحله از ساخت سازه‌های بتنی آشنا شوید.
در ادامه بیشتر در مورد آماتوربندی، نوع میلگرد آرماتور بندی و مزایا و معایب آن صحبت می‌کنیم.
آرماتور بندی چیست ؟
آرماتور بندی یکی از مراحل ساخت سازه‌های بتنی است که به منظور بهبود عملکرد ساختمان در برابر نیروها و بارهای وارد به آن و افزایش استحکام آن صورت می‌پذیرد. برای آرماتور بندی ساختمان؛ میلگردها را به شیوه‌ی خاص در کنار هم قرار می‌دهند و به کمک روش‌هایی همچون خمکاری، بست و جوش، آن‌ها را بهم متصل می‌کنند. به کل این فرآیند آرماتور بندی و به میلگردهای استفاده شده در این فرآیند آرماتور می‌گویند.
در شکل زیر نمونه‌ای از آرماتور بندی ساختمان های بتنی را مشاهده می‌کنید.
آرماتوربندی در تمامی بخش‌های سازه همچون فونداسیون، تیرها، ستون‌ها، راه پله‌ها، سقف‌ها و دیوارهای برشی انجام می‌پذیرد اما نحوه اجرای آن‌ها در هر بخش متفاوت است. استفاده از میلگردهای فولادی در داخل بتن باعث می‌شود که به آن بتن آرمه یا بتن مسلح گفته شود.
چرا آرماتوربندی انجام می‌شود؟
شاید برای شما نیز جای سوال باشد که چرا آرماتوربندی انجام می‌شود؟! جواب این سوال به ضعف بتن در استحکام کششی آن برمی‌گردد. بتن استحکام فشاری بالایی دارد اما در استحکام کششی دچار ضعف است. یعنی در برابر تنش‌های کششی، خمشی و برشی ناشی از باد، زمین لرزه، ارتعاشات و نیروهای دیگر بسیار آسیب‌پذیر بوده و حتی ممکن است در برابر هر تنش کوچکی دچار شکست شود. همین باعث می‌شود که نتوان از آن در اعضای تحت کشش یا خمش استفاده کرد و در نتیجه نیاز به تقویت دارد.
در طرف دیگر میلگرد را داریم که استحکام کششی نسبتا خوبی دارد و در ترکیب با بتن می‌تواند مقاومت سازه بتنی را بالا ببرد. به همین خاطر برای تقویت سازه‌های بتنی، میلگردهایی درون بتن قرار داده می‌شوند تا مقاومت سازه در برابر مقاومت کششی نیز بالاتر رود.
در یک نتیجه‌گیری کلی می‌توان گفت که استحکام کششی سازه‌های بتنی به کمک ترکیب آرماتورها با بتن بدست می‌آید و آرماتور بندی باعث افزایش مقاومت و تحمل بار کششی سازه می‌شود. در ادامه در مورد انواع میلگردهای استفاده شده در بتن مسلح صحبت خواهیم کرد. اما خالی از لطف نیست که قبل از آن به تفاوت میلگرد و آرماتور را نیز اشاره کنیم.
تفاوت میلگرد و آرماتور در چیست؟
میلگرد و آرماتور هیچ تفاوتی از جهت مشخصات مکانیکی و شکل ظاهری با هم ندارند و یکی هستند. فقط زمانی که میلگردها را برای آرماتوربندی خم کرده یا برش می‌دهیم و بهم متصل می‌کنیم، دیگر به آن‌ها میلگرد نمی‌گویند و از آن با نام آرماتور یاد می‌شود.
انواع میلگرد آرماتور بندی
در بالا در مورد ضعف بتن در مقاومت کششی، خمشی و برشی صحبت کردیم و اشاره کردیم که برای جبران این ضعف از میلگردهایی درون بتن استفاده می‌شود. معمولا میلگرد آرماتور بندی به سه دسته‌ی میلگردهای طولی(فشاری)، کششی و عرضی تقسیم می‌شوند که هر کدام وظیفه و کاربرد خاص خود را در سازه‌های بتنی دارند.
میلگردهای فشاری یا طولی؛ وظیفه‌ی تحمل نیروهای فشاری را دارند و در ستون‌ها یا نواحی فوقانی تیرهای بتنی سراسری بکار برده می‌شوند.
میلگردهای کششی نیز وظیفه‌ی تحمل نیروهای کششی را بر عهده دارند و در آرماتورهای زیرین پی‌ها، نواحی تحتانی تیرهای بتنی سراسری و آرماتورهای تحتانی تیرچه‌ها (در اجرای سقف تیرچه بلوک) بکار برده می‌شوند.
میلگردهای عرضی برای تحمل نیروهای برشی در سازه بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرند و به شکل خاموت‌ها و ادکا یا آرماتورهای زیگزاگ در تیرچه سقف بلوک بکار برده می‌شوند.
شکل‌های مختلف میلگرد آرماتور بندی
میلگردها به شکل‌های مختلفی در بتن بکار برده می‌شوند که پرکاربردترین آن‌ها میلگرد راستا، خاموت، سنجاقی، خرک، رکابی و ادکا می‌باشند.
خاموت
خاموت از جمله میلگردهای عرضی در آرماتور بندی است که به عنوان نگهدارنده عرضی میلگرد تیرها و ستون‌ها کاربرد دارد. از این میلگرد به منظور مقاوم‌سازی سازه در برابر نیروهای برشی و پیچشی استفاده می‌شود.
خاموت یک حلقه‌ی بسته از میلگرد است که در سه شکل مختلف خاموت مهندسی، خاموت ساده و خاموت سلولار تولید می‌شود اما متداول‌ترین نوع آن همان خاموت چهارگوش معمول است که دارای زاویه خم قلاب 135 درجه می‌باشد.
خاموت‌ها در ستون‌ها و تیرهای اصلی برای جلوگیری از ترک یا بیرون‌زدگی میلگردهای طولی بکار برده می‌شوند. ما قبلا در مورد انواع شکل‌های مختلف میلگردهای مورد استفاده در بتن از جمله خاموت به صورت مفصل صحبت کرده‌ایم، برای مطالعه‌ی دقیق‌تر این مطلب می‌توانید روی نقش میلگردها در بتن مسلح کلیک کنید.
کدام یک از میلگردهای A1، A2، A3 و A4 برای آرماتور بندی مناسب هستند؟
همانطور که در بالا اشاره کردیم، برای اینکه میزان تحمل بتن در برابر نیروهای کششی را بالا ببریم، از میلگرد در ترکیب با آن استفاده می‌کنیم. اما سوال این است که از چه نوع میلگرد موجود در بازار به عنوان میلگرد آرماتور بندی استفاده می‌شود؟
میلگردها در بازار ایران طبق استاندارد روسی به چهار دسته‌ی A1، A2، A3 و A4 تقسیم می‌شوند که از لحاظ شکل ظاهری و مشخصات فنی از جمله استحکام کششی با هم متفاوت هستند. (برای آشنایی بیشتر با انواع میلگرد بخوانید: مشخصات فنی میلگرد ها)
میلگردهای A1: رایج به عنوان میلگرد دورپیچ در اعضای سازه‌ای بتن آرمه
میلگرد A1 که با نام میلگرد ساده یا بدون آج و با علامت مشخصه س240 شناخته می‌شود، در رده میلگردهای نرم قرار دارد و برای جوشکاری و خمکاری مناسب است. میلگردهای ساده هیچ شیار یا آج (برجستگی) در سطح رویی خود ندارند و امکان سر خوردن و لغزش بتن در آن وجود دارد. به همین خاطر به عنوان میلگرد آرماتور بندی زیاد رایج نیستند و فقط می‌توانند به عنوان میلگرد دورپیچ در اعضای سازه‌ای بتن آرمه بکار روند.
همینطور از این میلگردها می‌توان در سقف‌های تیرچه بلوک به عنوان میلگردهای حرارتی استفاده کرد. استفاده از میلگردهای A1 به غیر از این موارد در تمامی ساختمانها ممنوع است.
بر عکس میلگردهای ساده، سطح میلگردهای آجدار به گونه‌ای طراحی شده‌اند که پیوند مناسبی را با بتن بسازند. میلگردهای A2، A3 و A4 جزو میلگردهای آجدار محسوب می‌شوند و دارای برجستگی در سطح خود هستند.
میلگرد A2: رایج به عنوان میلگردهای خاموت زنی و مش بندی
میلگردهای A2 با نام میلگرد آجدار مارپیچی و با علامت مشخصه آج 340 در بازار شناخته می‌شوند و در رده میلگردهای نیمه سخت قرار دارند. معمولا عملیات جوشکاری بر روی این نوع از میلگردهای آجدار امکان‌پذیر است اما توصیه می‌شود که از جوشکاری بر روی آن‌ها بپرهیزید.
در مواردی که نیاز به خم شدن میلگرد وجود دارد، می‌توان از میلگردهای A2 استفاده کرد. میلگردهای آجدار مارپیچی به عنوان میلگردهای خاموت زنی و مش بندی در آرماتوربندی کاربرد دارند. از این میلگردها می‌توان در ستون‌ها، تیرها و تیرچه‌های سازه‌های بتنی استفاده کرد.
میلگرد A3: رایج به عنوان میلگردهای طولی
میلگردهای A3 که با نام میلگرد آجدار جناقی در بازار داخلی مشهور هستند، در رده میلگردهای نیمه سخت قرار دارند اما انعطاف‌پذیری کمتری نسبت به میلگردهای A2 دارند. این نوع از میلگردها نسبت به دو گروه قبلی استحکام کششی بالاتری دارند ولی ترد و شکننده می‌باشند و جوشکاری بر روی آن‌ها مجاز نیست.
از این میلگردها در مواردی که تغییر شکل سازه زیاد مهم نیست، می‌توان استفاده کرد. شما می‌توانید از میلگردهای A3 به عنوان میلگردهای طولی در بتن‌ریزی (پی‌ها و دیوارهای برشی) و آرماتوربندی ستون‌ها، تیرها و فوندانسیون سازه استفاده کنید.
البته گاها دیده می‌شود که از میلگردهای A3 برای خاموت ها نیز استفاده می‌شود اما پیشنهاد می‌کنیم که بدین منظور از میلگرد A2 که انعطاف‌پذیری بیشتری دارد، استفاده کنید.
میلگردهای A4: رایج در ساخت انواع سازه‌های ساختمانی
میلگردهای A4 که با نام میلگردهای مرکب یا آج 500 شناخته می‌شوند، جزو میلگردهای سخت می‌باشند و سختی بیشتری نسبت به سه نوع میلگرد قبلی دارند. میلگردهای آج 500 دارای جوش‌پذیری و شکل‌پذیری مناسبی هستند و در طراحی و ساخت انواع سازه‌های ساختمانی بتن آرمه (بجز دیوارهای برشی ویژه و قاب‌های خاموشی) کاربرد دارند.
فاکتور مهم دیگری که در انتخاب میلگرد آرماتور بندی مهم می‌باشند، اندازه‌ی قطر میلگرد است. آرماتورها معمولا در قطرهای 8 تا 32 میلی‌متر در ساختمان‌سازی کاربرد دارند.
شما می‌توانید قیمت روز انواع میلگرد آرماتور بندی را در سایزهای مختلف در سایت عصر آهن مشاهده کنید و برای خرید با کارشناسان ما به شماره 04133250280 تماس بگیرید.
مزایا و معایب آرماتور بندی ساختمان
این روزها میلگردهای آرماتوربندی به طور گسترده‌ای در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرند. میلگردهای آرماتور بندی معمولا از نوع میلگردهای آجدار می‌باشند و بخاطر سطح ناهموارشان به خوبی با بتن پیوند برقرار می‌کنند و باعث کاهش لغزش می‌شوند.
مثل تمامی مصالح ساختمانی میلگرد آرماتور نیز دارای مزایا و معایب خاص خود است که ما در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:
مزایای آرماتور بندی ساختمان
مدول الاستیسیته: آرماتورها دارای مدول الاستیسیته یا همان مدول یانگ (نسبت تنش بر کرنش) بالایی هستند. این ویژگی به میلگردها کمک می کند تا به هنگام تنش بدون شکستن کشیده شوند و دوباره شکل اولیه خود را بدست آورند.
شکل‌پذیری: آرماتورها شکل پذیری بالایی دارند و همین باعث می‌شود که میلگرد آرماتور بندی در برابر فشار و نیروی وارده رفتار انعطاف‌پذیری از خود نشان دهد.
ضریب انبساط حرارتی: فولاد و بتن ضریب انبساط حرارتی(تغییرات ابعاد ناشی از دما) تقریبا یکسانی دارند و به همین دلیل هر دوی (بتن و فولاد) در دمای بالا تغییرات طول یکسانی را تجربه خواهند کرد.
مقاومت: فولاد در برابر شرایط نامساعد از جمله در طی حمل و نقل، بسته بندی و به هنگام ساخت و ساز بسیار مقاوم می‌باشد.
در دسترس بودن: کارخانه‌های فولاد کشور ظرفیت تولید میلگرد آرماتور بندی در سطح بالایی را دارند و به راحتی در دسترس هستند.
معایب آرماتور بندی ساختمان
هزینه بالا: میلگرد نسبت به دیگر مصالح ساختمانی گران است و قیمت آن همیشه دچار نوسان می‌باشد. حجم بالای استفاده از میلگرد می‌تواند به شکل قابل توجهی هزینه سازه را افزایش می دهد.
ذوب شدن: میلگرد آرماتور بندی تمایل بالایی به ذوب شدن در برابر دمای بسیار بالا دارد و این یکی از دلایلی است که بجای جوش از گره برای بستن آرماتورها استفاده می‌شود.
واکنش‌پذیری: پوشش کم بتن باعث می‌شود که آب به درون آن نفوذ کرده و با آرماتورهای فولادی واکنش دهد و باعث ترک خوردن بتن شود. گاهی نیز سنگدانه‌های بتنی با فولاد واکنش می‌دهند و باعث می‌شوند که بتن از هم بپاشد.
زنگ زدن: آرماتورها همیشه در معرض زنگ‌زدگی قرار دارند و همین استحکام بتن مسلح را کاهش می دهد. زنگ‌زدگی در اطراف آرماتورها باعث فشار داخلی شدیدی بر روی بتن اطراف آن شده و همین ممکن است منجر به ترک در بتن گردد.
وزن: مطمئنا بتن مسلح متریال سبک وزنی نیست.
شش نکته‌ی مهم برای آرماتور بندی ستون
آرماتور بندی ستون بخش مهمی از آرماتوربندی ساختمان است که نیاز به دقت بالایی در اجرا دارد. مهندسین ناظر حتما این 6 نکته را جدی بگیرید و آن‌ها را در مراحل اجرایی آرماتور بندی ستون ها بکار ببرید.
نکته 1: برای تقویت مقاومت برشی خاموت‌ها باید از سنجاقی استفاده کنید.
معمولا یک طرف سنجاقی‌ها را خم 90 درجه و طرف دیگر را خم 135 درجه می‌زنند. طبق مبحث نهم مقررات ملی؛ آرماتورهای طولی که در گوشه‌های ستون قرار دارند، نیازی به نصب سنجاقی ندارند اما بقیه‌ی آرماتورهای طولی باید به صورت یک در میان با سنجاقی تقویت شوند. (تصویر شماره 1)
نکته 2: هر دو سمت خاموت‌ها باید حتما خم 135 درجه زده شوند.
بیشتر آرماتوربندها یک سمت خاموت را 90درجه و سمت دیگر را خم 135درجه می‌زنند. معمولا به هنگام بروز حوادثی مثل زلزله خاموت‌هایی با خم 90درجه درگیری مناسبی با بتن نداشته و ممکن است زود باز شوند و نتوانند وظیفه‌ی خود را به خوبی انجام دهند. (تصویر شماره 2)
نکته 3: بین آرماتورهای طولی باید حداقل 2.5 سانتی‌متر فاصله وجود داشته باشد.
برای اینکه دانه‌های بتن از بین آرماتورها رد شوند، باید فاصلهی حداقل 2.5 سانتی‌متری را بین میلگردها رعایت کنید. در صورتی که بخاطر وصله‌ی پوششی تراکم آرماتورها بالا رود، بهتر است از وصله فورجینگ استفاده شود. (تصویر شماره 3)
نکته 4: بهترین محل وصله‌ی میلگردها در وسط ستون است.
معمولا برای اینکه ستون طبقه بالا با ستون طبقه پایین در ارتباط باشد، میلگرد ستون طبقه پایین را تا ارتفاعی از کف طبقه بالا ادامه می‌دهند و بعد با میلگردهای به ستون طبقه‌ی بالا وصل می‌کنند. معمولا بهترین محل وصله‌ی میلگردها دقیقا در وسط ستون است. (تصویر شماره 4)
نکته 5: اولین خاموتی که در ستون قرار داده می‌شود، باید فاصله آن از کف، نصف فاصلهی خاموت‌های ابتدا و انتهای ستون باشد.
برای مثال اگر فاصله خاموت‌ها در نقاط بحرانی(ابتدا و انتهای ستون) 10 است باشد، فاصله اولین خاموت از کف باید 5 سانتی‌متر باشد. (تصویر شماره 5)
نکته‌ی 6: فاصله خاموت‌هایی که در ابتدا و انتهای ستون گذاشته می‌شوند، باید بسیار کمتر از خاموت‌هایی باشند که در وسط ستون قرار می‌گیرند.
ابتدا و انتهای هر ستون ناحیه‌ی بحرانی و وسط ستون ناحیه‌ی غیربحرانی نامیده می‌شود چرا که نیروی برشی در ابتدا و انتهای ستون بسیار زیاد است. به همین خاطر خاموت‌هایی که در دو ناحیه‌ی بحرانی قرار دارند باید فاصلهی بسیار کمی از هم داشته باشند. (تصویر شماره 6)
جمع بندی
مهم‌ترین دلیل آرماتور بندی ساختمان های بتنی به مقاومت کششی پایین بتن برمی‌گردد. برای جبران ضعف کششی بتن آن را با میلگردهایی ترکیب می‌کنند و به این شکل مقاومت سازه بتنی را بالاتر می‌برند. میلگردهای A2 به عنوان میلگردهای خاموت زنی و مش بندی و میلگردهای A3 به عنوان میلگردهای طولی در بتن‌ریزی (پی‌ها و دیوارهای برشی) و آرماتوربندی ستون‌ها، تیرها و اجرای فوندانسیون بتنی استفاده می‌شوند.
ما در این مطلب سعی کردیم تمامی جزئیات مربوط به آرماتور بندی ساختمان های بتنی را با شما به اشتراک بگذاریم. اگر سوال یا نظری در مورد آرماتور بندی ساختمان های بتنی دارید، می‌توانید آن را در بخش نظرها با ما به اشتراک بگذارید.