نحوه اجرای میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک

امروزه در صنعت ساختمان‌سازی بحث ایمنی یکی از جدی‌ترین و مهم‌ترین مباحث در بین صنعت‌گران و خریداران بازار مسکن است. هر چند در ایران، بحث مقاوم‌سازی در برابر زلزله هم‌پای کشورهای پیشرفته جلو نرفته؛ اما بسیاری از مهندسان و صنعتگران هر روز در حال پیشرفت در این زمینه هستند. مقاطع فولادی یکی از عوامل استحکام‌بخش ساختمان بوده و استفاد‌ه صحیح از مقاطع و استانداردسازی آن در کشور خوشبختانه هم‌پای کشورهای روز دنیا جلو می‌رود. یکی از مباحثی که از سال‌های نه چندان دور در ساختمان‌سازی اجرا می‌شود، مبحث میلگرد حرارتی و یا آرماتور حرارتی در تیرچه و بلوک است. در این مقاله درباره میلگردهای حرارتی و نحوه اجرا در سقف تیرچه و بلوک و دیگر موضوعات صحبت می‌کنیم.

میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک

همان‌گونه که در اول مقاله توضیح داده شد مصالح ساختمانی، استاندارد بودن و به‌کارگیری صحیح مصالح در ساختمان باعث مقاوم شدن آن می‌شود. یکی از مصالحی که در ساختمان کاربرد زیادی دارد و از ملزومات ساختمان‌سازی محسوب می‌شود، میلگردها هستند. در یک ساختمان از انواع این مقطع فولادی استفاده می‌شود. این محصولات پرکاربرد فولادی در استانداردهای مختلف (A1, A2, A3, A4) ساخته و در بخش‌های مختلف ساختمان مثل سقف و فونداسیون به کار گرفته می‌شود. یکی از کاربردهای میلگرد استفاده از آن در بتن مسلح است. به این صورت که برای جبران مقاومت کششی پایین بتن در ساختمان‌ها از میلگرد استفاده و به اصطلاح در صنعت به آن آرماتوربندی گفته می‌شود. در صورتی‌که قصد دارید از جدیدترین لیست قیمت میلگرد مطلع شوید، لازم است به لینک فوق مراجعه کنید.

آرماتوربندی به مجموعه‌ای از میلگردها می‌گویند که طبق اصول مهندسی در یک شبکه کنار هم بسته می‌شوند. عملیات آرماتوربندی قبل از بتن‌ریزی انجام می‌شود و باعث می‌شود بتن در برابر تنش‌های محیطی مقاومت بیشتری از خود نشان دهد؛ همین آرماتوربندی باعث افزایش مقاومت کششی می‌شود. یکی از اقداماتی که در آرماتوربندی انجام می‌شود، استفاده از میلگرد حرارتی برای ساختمان است بطوریکه برای سقف تیرچه و بلوک، قالب بندی دور تیرها و نصب تیرچه ها صورت می‌گیرد. زمانی که بتن‌ریزی انجام می‌شود پدید‌ه‌ای اتفاق می‌افتد به نام جمع شد‌گی؛ وجود این پدیده به دلیل کاهش رطوبت بتن در طول زمان است.

بتن بعد از مدتی که رطوبت خود را از دست داد، دچار انقباض شده و این بسط و انقباض باعث ترک خوردگی بتن می‌شود. برای رفع این ترک خوردگی در زمان آرماتوربندی میلگردهای حرارتی را به کار می‌برند. وجود این مقاطع فولادی باعث کاهش تنش‌های حرارتی و جلوگیری از ترک‌خوردگی در سطح بتن می‌شود. این محصول به نام‌های مختلف میلگرد حرارت، آرماتور حرارتی، میلگرد افت و حرارت که همگی آن‌ها هم‌معنی میلگرد حرارتی هستند، در منابع و صنعت شناخته می‌شود.

میلگرد حرارتی یکی از انواع میلگرد است که در آرماتوربندی سازه استفاده و باعث کاهش تنش‌های حرارتی و جلوگیری از ترک‌خوردگی در سطح بتن می‌شود. دو روش کراواتی و ضربدری برای اجرا و کنار هم قرارگیری این محصول وجود دارد که این تفاوت این روش‌ها از نحوه پیچیدن مفتول به دور میلگرد ناشی می‌شود.

کاربرد میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک

بعد از اینکه فهمیدیم میلگرد حرارتی و انواع آن چیست، درباره کاربرد آن در انواع سقف صحبت می‌کنیم. سقف تیرچه و بلوک در اصطلاح به سقفی گفته می‌شود که از ترکیب بلوک‌های سفالی و یا سیمانی با تیرچه ایجاد می‌شود. در زمان کارگذاری این سقف‌ها برای کاهش مقاومت کششی از بتن استفاده و در نتیجه برای جلوگیری از کاهش جمع‌شدگی به‌دلیل هیدراتاسیون از میلگرد حرارتی استفاده می‌شود. 

نحوه اجرای میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک

میلگرد حرارتی در تمام ساختمان‌ها در زمان آرماتوربندی اجرا می‌شود؛ مکان استفاده از آن در سقف تیرچه و بلوک و فونداسیون ساختمان است. از آن‌جا که سقف ساختمان بیشترین نیروی کشش را در خود تحمل می‌کند، بنابراین برای جلوگیری از نیروی کششی از میلگرد حرارتی در سقف استفاده می‌شود. عده‌ای از مهندسین ناظر بر این عقیده هستند که عدم استفاده از بتن مسلح فروریختن سقف و خرابی خانه را به دنبال دارد؛ برای همین مقطع فولادی در سقف تیرچه و بلوک استفاده می‌شود. در ساختمان‌های اسکلت فولادی و بتنی آخرین مرحله از اجرای سقف، مرحله قرار دادن این نوع از مقطع فولادی است.

در سقف‌های عرشه فولادی ساختمان‌هایی که اسکلت فولادی دارند بعد از این‌که گل میخ‌ها نصب گردید، آرماتورهای حرارتی به صورت شبکه مش آرماتور بسته می‌شود. در سقف‌های اسکلت بتنی بعد از جای‌گذاری ورق‌های فولادی میلگردهای حرارتی در جای خود قرار می‌گیرند. در سقف‌های کرومیت نیز بستن این نوع از میلگرد آخرین مرحله است؛ قبل از بتن ریزی، این مقطع فولادی را به تیرچه‌ها جوش می‌دهند. در بعضی از ساختمان‌ها نقطه اتصال را با سیم می‌بندند. همان‌گونه که مشاهده می‌شود آخرین مرحله در سقف‌سازی و قبل از بتن ریزی میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک ساختمان است.

فاصله میلگرد حرارتی در سقف تیرچه و بلوک

مطابق بند ۲-۳-۲-۵ نشریه ۵۴۳ سازمان مدیریت، فاصله آرماتور افت و حرارت از یکدیگر نباید بیشتر از ۲۵۰ میلی‌متر باشد. هم‌چنین اگر آرماتور بالایی تیرچه داخل بتنی بالایی قرار گیرد، می‌تواند به عنوان میلگرد حرارتی استفاده شود. در این نوع سقف میلگردها در دو جهت عمود بر یکدیگر قرار می‌گیرند؛ در دال فوقانی سقف‌های تیرچه بلوک، قرار‌گیری این نوع مقطع فولادی دو سانتیمتر پایین‌تر از بخش بالایی دال است. قطر این محصول در این نوع از سقف نباید کمتر از شش میلی‌متر باشد. پس در سقف تیرچه و بلوک لازم است فاصله میلگردهای حرارتی از سایر مصالح مشخص باشد.

میلگرد حرارتی در دیوار حائل

برای این‌که در دیوار حائل بتنی آثار حرارتی را به حداقل برسانیم، باید میلگردهای حرارتی را در امتداد عمودی و افقی به کار بگیریم. تاکید بیشتر کارشناسان بر کار‌گیری میلگرد در امتداد افقی است. در دیوارهای حائل طبق آئین نامه ACI زمانی که از آرماتور افقی استفاده می‌کنیم، حداقل باید ۲۵% مساحت دیوار را میلگرد حرارتی استفاده نماییم و حداقل استفاده از میلگرد حرارتی عمودی در دیوار حائل ۱۵% مساحت کل دیوار بتنی است.

روش به کارگیری میلگرد حرارتی در آرماتوربندی

همان‌طور که قبلا هم اشاره شد به‌کارگیری این نوع میلگرد آخرین اقدام قبل از بتن ریزی است. برای این کار با توجه به نقشه و ابعاد محاسبه شده، این محصولات در اندازه‌های مناسب خم شده و در محل مشخص شده عمود بر تیرچه‌ها به گونه‌ای که روی بلوک و یا قطعات پلی اورتان باشد، نصب می‌شود. حتما باید میلگردها به صورت شبکه‌های منظم در کنار یکدیگر قرار گیرند.

دو روش برای در کنار هم قرارگیری این محصولات فولادی وجود دارد:

• روش کراواتی

در این روش همان‌طور که از نامش هم پیدا است، روش بستن میلگردها مشابه بستن گره کراوات بوده؛ به این صورت که ابتدا مفتول و یا سیم از زیر میلگرد زیری به بالا آورده و به دور میلگرد بالایی پیچیده می‌شود و دوباره به زیر میلگرد پایینی برده و گره زده می‌شود.

• روش ضربدری

در این روش همانند روش کراواتی، میلگردها در کنار هم بسته می‌شود. تنها تفاوت این روش با روش کراواتی این است که مفتول یک بار به دور دو میلگرد پیچیده و بسته می‌شود.

نکته‌هایی در استفاده از این محصول

• از جمله وظایف آرماتور حرارتی در سقف‌های تیر‌چه بلوک، باربری است؛ این یعنی فقط یک وظیفه ندارد.
• به دلیل آن‌که در هنگام آرماتوربندی پیمانکاران از روی این مقطع فولادی عبور می‌کنند، بهتر است شماره میلگرد را ۸ انتخاب کنیم؛ زیرا میلگرد شماره ۶ با قطر کمتری که دارد در زمان رفت‌وآمد دچار انحنا می‌شود.

استفاده از میلگرد حرارتی در دال‌ها

در ساختمان‌هایی که از دال‌های بتنی یک‌طرفه استفاده می‌شود، آرماتورهای حرارتی باید در جهت مخالف آرماتورهای خمشی بسته شود. علاوه بر این میلگرد افت و حرارت (میلگرد حرارتی) در دال بتنی جهت تامین همسان سازی میلگرد حرارتی در دو راستای عمودی و خمشی به استحکام ساختمان کمک می‌کند. میزان میلگرد حرارتی در دال‌ها طبق استاندارد از فرمول زیر محاسبه می‌گردد:

در این فرمول f_cd مقدار مقاومت بتن و f_yd میزان مقاومت میلگرد است.

در دال‌ها بسته به ضخامت قرارگیری میزان آرماتورهای حرارتی تفاوت دارد. دال‌هایی که ضخامت آن‌ها تا ۱۲ سانتی‌متر است، شبکه مش‌بندی آرماتورها در یک طرف خواهد بود. اما زمانی که صخامت یک دال بیش از ۱۲ سانتی‌متر و تا ۲۰ سانتی‌متر باشد، شبکه‌مش‌بندی در دو‌ طرف بالا و پایین خواهد بود. فاصله آرماتور در دال‌ها نباید از ۳۵۰ میلی‌متر و دو برابر ضخامت دال‌ها بیشتر باشد.

استانداردهای میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک

استاندارد ACI 360 R 10 بهترین و مناسب‌ترین مکان، برای بارگذاری آرماتور حرارتی برای از بین بردن نیروهای کششی و به حداقل رساندن نیروهای بوجود آمده از شکاف‌های احتمالی را در یک سوم بالای صخامت دال بتنی می‌داند. برای اجرای میلگرد حرارتی در سقف تیرچه و بلوک، میلگردها به صورت شبکه‌ای منظم با فاصله ۲۵ سانتی‌متری از یکدیگر در کنار هم قرار می‌گیرند. کنارهم قرار گرفتن میلگردهای حرارتی به شکل T خواهد بود.

استانداردهای این محصول در مکان‌های مختلف متفاوت است:

در سقف‌‌های تیرچه بلوک نسبت‌ها با توجه به میلگرد به این صورت خواهد بود:

• در میلگردهای آجدار رده S200,S300,S350 این نسبت باید برابر 0.002 اختیار شود
• در میلگردهای آجدار رده S400 این نسبت باید مساوی با 0.0018 انتخاب شود
• در میلگردهای رده S500 باید این عدد بیشتر از 0.0015 انتخاب شود.

در فونداسیون نیز همین روند جریان دارد و برای رده‌های مختلف میلگرد نسبت انتخابی متفاوت است:

• در میلگرد حرارتی رده S340 نسبت سطح مقطع آن به کل سطح بتن فونداسیون باید مساوی با 0.002 باشد.
• در میلگرد حرارتی رده S400 این نسبت باید مساوی با 0.0018 اختیار شود.
• در میلگرد حرارتی رده S550 باید مساوی یا بیشتر از 0.0015 انتخاب شود.

نمره میلگرد حرارتی

استانداردهای مورد استفاده برای میلگرد، باعث تغییرات در قطر طول و جرم وزنی آن می‌شود. بسته به کاربرد، استانداردهای مختلفی استفاده می‌شود. در میلگردهای حرارتی طبق استانداردها در مکان‌های مختلف قطر آن‌ها تفاوت دارد. معمولا برای میلگردهای حرارتی از میلگرد بدون آج استفاده می‌شود و شماره آن از ۶ تا ۸ و قطر این میلگردها ۴ و ۵ میلی‌متر متغیر است.

ضرورت استفاده از میلگرد حرارتی

یکی از مواردی که در صنعت ساختمان‌سازی برای فعالان در این بازار مهم بوده کاهش هزبنه‌های ساخت و ساز است. از این‌رو سرمایه‌گذاران تلاش می‌کنند تا جایی که امکان دارد از هزینه‌هایی که ضروری نیست جلوگیری کنند. یکی از این هزینه‌ها که به باور بعضی از مهندسان ضروری نیست، میلگرد حرارتی است. دلیل این امر را در متن آیین‌نامه بتن می‌دانند که استفاده از میلگردهای حرارتی را توصیه نموده است. در واقع نویسندگان آیین‌نامه اصراری بر استفاده از میلگرد حرارتی نداشته‌اند. به همین دلیل عده‌ای از مهندسین استفاده از میلگرد حرارتی را نوعی اتلاف هزینه می‌دانند؛ اما در مقابل عده‌ای دیگری از مهندسان استفاده از این محصول را به دلیل نقش آن در مقاوم‌سازی ساختمان ضروری می‌دانند.

آن‌ها بر این باورند که بیشترین استفاده از میلگرد حرارتی در سقف ساختمان است و از آن‌جا که اگر بتن غیرمسلح (به معنی استفاده نکردن از میلگرد حرارتی) در ساختمان به‌کار گرفته شود، این امکان وجود دارد که بتن دارای ترک‌خوردگی و در نهایت باعث خرابی ساختمان شوند. اما اعتقاد دسته دیگر مهندسان بر زمان‌هایی است که اتفاقات غیر قابل پیش‌بینی مثل زلزله رخ می‌دهد و سقف ساختمان به‌دلیل شکل افقی که دارد نیروی کششی زیادی را تحمل می‌کند؛ نبود این محصول باعث می‌شود یکپارچگی دیافراگم سقف تغییر شکل داده و خرابی ایجاد کند در نتیجه استفاده از میلگرد حرارتی از خرابی بیشتر ساختمان جلوگیری می‌کند، به همین دلیل اطلاع از قیمت میلگرد حرارتی برای این دسته افراد اهمیت دارد.

جایگزین‌های مناسب برای میلگرد حرارتی

از جمله اهداف استفاده از میلگرد حرارتی، جلوگیری از ترک خوردگی در زمان گیرش بتن بر اثر کاهش رطوبت بود. به تازگی به جهت کاهش هزینه‌ها، روش‌های دیگری برای جلوگیری از هیدراتاسیون در ساختمان‌ها استفاده می‌شود؛ از جمله این روش‌ها عبارتند از:

• بتن الیافی
• کاهش نسبت آب به سیمان
• استفاده کردن از فوق روان‌کننده‌ها

هر سه روش می‌توانند جایگزین خوبی برای میلگردهای حرارتی باشند.

رابطه مستقیم میلگرد حرارتی با ایمن‌سازی ساختمان

همیشه در صنایع بین هزینه‌های جاری و ایمن‌سازی، کفه ترازو به طرف ایمنی سنگینی می‌کند. بسیاری از صنایع مشهور دنیا در طول سال‌ها فعالیت خود با شعار ایمنی توانسته‌اند مشتریان زیادی را به دور خود جمع کنند. اما متاسفانه در کشور ما به این نکته بی‌توجهی شده و کفه ترازو به طرف بهینه‌کردن هزینه، سنگینی می‌کند؛ که دلیل آن‌‌هم مشخص است یعنی کسب سود بیشتر!

اما مهندسین خبره و افرادی که در صنعت ساختمان‌سازی علمی و با دانش مشغول کار هستند، ایمن‌سازی ساختمان را در دستور کار خود قرار می‌دهند. این دسته از مهندسان و سرمایه‌گذاران نه تنها استفاده از میلگرد حرارتی را ضروری می‌دانند بلکه استفاده از میلگردهایی مستحکم‌تر از میلگردهایی که در آیین‌نامه توصیه شده است را نیز لازم می‌دانند. فراموش نکنیم در طول سال‌های گذشته بسیاری از هموطنان ما جان خود را به دلیل این‌که هزینه‌ها کاهش پیدا کند، از دست داده‌اند.