نحوه اجرای میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک

در ساختمان سازی معمولا از بتن به دلیل اینکه استحکام و مقاومت بالایی برای ساختمان به ارمغان می‌آورد، استفاده می‌کنند. این ماده سخت و محکم موجب می‌شود تا از ایمنی و مقاوم بودن سازه اطمینان داشت. اما موردی که باید به آن توجه کرد این است که این ماده با وجود تمام ویژگی‌های مثبتی که دارد در فصول سرد سال به دلیل شرایط هوا منبسط و منقبض شده و عمر آن کاهش می‎‌یابد. به همین سبب برای افزایش استحکام و جلوگیری از ریزش سقف، مهندسین این حوزه تصمیم گرفتند تا میلگرد حرارتی را در سقف تیرچه و بلوک استفاده کنند.به همین سبب در این صفحه به صورت کامل به بررسی  آن در سازه می‌پردازیم. در این مقاله درباره میلگردهای حرارتی و نحوه اجرا در سقف تیرچه و بلوک و دیگر موضوعات صحبت می‌کنیم.

میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک

در ساخت سقف‌های تیرچه بلوک، میلگرد حرارتی نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. این میلگرد به‌ویژه برای جلوگیری از ترک‌های ناشی از تغییرات دمایی در بتن استفاده می‌شود. زمانی که بتن در معرض گرما یا سرما قرار می‌گیرد، میلگرد حرارتی با جذب انبساط و انقباض‌های حرارتی، فشارهای ایجاد شده را کاهش داده و از ترک‌خوردگی بتن جلوگیری می‌کند.

به‌عنوان‌مثال، در پروژه‌های ساخت سقف تیرچه بلوک در مناطق با دماهای متغیر، این میلگرد می‌تواند از آسیب‌های احتمالی به سازه جلوگیری کند. در این حالت، میلگرد حرارتی به‌طور موازی با تیرچه‌ها در لایه‌های بالای بتن قرار می‌گیرد و با توجه به ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف‌پذیری بالا، فشارهای حرارتی را به‌خوبی جذب می‌کند. استفاده از میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک‌ها باعث افزایش دوام سازه‌ها و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری در بلندمدت می‌شود. بنابراین، در پروژه‌هایی با شرایط خاص دمایی، استفاده از این میلگرد اهمیت زیادی دارد. همچنین، هنگام انتخاب میلگرد برای پروژه‌های خود، علاوه‌بر کیفیت، قیمت میلگرد نیز باید در نظر گرفته شود تا بتوان به بهترین انتخاب اقتصادی دست یافت.

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

در ساخت سقف‌های تیرچه بلوک، میلگرد حرارتی برای جلوگیری از ترک‌های ناشی از تغییرات دمایی بسیار مهم است. این میلگرد به‌ویژه در مناطق با تغییرات دمایی شدید به استحکام و دوام سازه کمک می‌کند. در ادامه، به بررسی مراحل اصلی اجرای میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک می‌پردازیم: 

• آماده‌سازی زمین و قالب‌گذاری: ابتدا سطح کار باید صاف و تمیز شود، سپس قالب‌ها و تیرچه‌ها در محل قرار می‌گیرند.
• قرار دادن میلگردهای طولی تیرچه‌ها: میلگردهای طولی بارهای اصلی را تحمل می‌کنند و میلگرد حرارتی باید به‌طور موازی با تیرچه‌ها در لایه‌های بالایی بتن قرار گیرد.
• نصب میلگرد حرارتی: میلگرد حرارتی باید در فواصل مشخص بین تیرچه‌ها قرار گیرد و برای اتصال آن از بست‌ها و پیچ‌های مخصوص استفاده می‌شود.
• بررسی مقاومت میلگردها: پس از نصب، مقاومت میلگردها در برابر فشار و کشش بررسی می‌شود تا از زنگ‌زدگی و شکست جلوگیری شود.
• بتن‌ریزی و تکمیل کار: در مرحله نهایی، بتن به‌طور یکنواخت روی میلگردها ریخته می‌شود و سقف تیرچه بلوک آماده می‌شود.

نحوه بستن میلگرد حرارتی در سقف

برای بستن میلگردهای حرارتی و ساخت آرماتور حرارتی، از سیم مفتول استفاده می‌شود. به‌طورکلی، بستن میلگرد حرارتی در سقف به دو صورت انجام می‌گیرد که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم:

• بستن میلگرد حرارتی به روش ضربدری
  در این روش، میلگردهای حرارتی به‌طور منظم روی هم قرار می‌گیرند و سیم مفتول به‌صورت ضربدری از میان آن‌ها رد می‌شود. پس از عبور سیم مفتول، با استفاده از گاز انبر آن را بریده و نوک تیز سیم را به‌طور دقیق خم می‌کنند تا به داخل میلگردها برگردد و اتصال مستحکم‌تری ایجاد شود.
• بستن میلگرد حرارتی به روش کراواتی
  در این شیوه، میلگردها ابتدا روی هم قرار می‌گیرند. سپس سیم مفتول به دور میلگرد پایین پیچیده شده و از بالای میلگرد بالایی عبور می‌کند. در نهایت، سیم مفتول به‌صورت گره‌ای مشابه کراوات بسته می‌شود تا اتصال محکمی بین میلگردها ایجاد شود.

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

در صنعت ساختمان‌سازی امروز، ایمنی یک اصل اساسی و حیاتی است، به ویژه در کشورهایی که با خطر زلزله مواجه هستند. استفاده صحیح از مقاطع فولادی استاندارد، مانند میلگرد حرارتی یا همان آرماتور افت و جمع‌شدگی، نقشی کلیدی در استحکام و پایداری سازه دارد.

متأسفانه، برخی از سازندگان در ایران به دلیل کاهش هزینه‌ها، از اجرای دقیق این استانداردها غافل می‌شوند و به جای اولویت دادن به ایمنی، سود بیشتری را هدف قرار می‌دهند. این در حالی است که مهندسان مجرب و متعهد می‌دانند که استفاده از میلگردهای حرارتی نه تنها یک ضرورت آیین‌نامه‌ای است، بلکه برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر تنش‌های ناشی از تغییرات دما و جمع‌شدگی بتن حیاتی است. این میلگردها از ایجاد ترک‌های ریز در سقف جلوگیری کرده و به این ترتیب، طول عمر و ایمنی سازه را تضمین می‌کنند.