آرماتوربندی چیست و چه مزایا و اهمیتی دارد
یکی از مراحل مهم و حساس در ساختمانسازی، آرماتوربندی است که بر میزان دوام و مقاومت سازه تاثیر مستقیم میگذارد. در این مرحله میلگردهای فولادی بعد از عملیات برش و خمکاری با دقت بالا، توسط سیم آرماتوربندی به هم متصل میشوند و بهحالت شبکهای منظم داخل بتن قرار میگیرند. با اجرای این مرحله مقاومت بتن دربرابر نیروهای کششی تقویت میشود. لازم به ذکر است، بتن در مقابل نیروهای کششی و برشی عملکرد ضعیفی دارد و باید با آرماتورهای مقاوم دربرابر کشش مجهز شود. حال ممکن است برایتان سوال پیش آید که تفاوت میلگرد با آرماتور چیست؟ درواقع، میلگرد یکی از انواع مقاطع فولادی خام است، ولی بعد از فرآیند خمکاری، شکلگیری و نصب بهعنوان اتصالات سازهای با نام آرماتور شناخته میشود. در ادامه مطلب، نحوه آرماتوربندی، سلسله مراتب و نکات کلیدی آن را بررسی میکنیم.
آرماتوربندی چیست؟
به بیان ساده، آرماتوربندی یک عملیات حیاتی در ساختمانسازی است که در جریان آن، میلگردها پس از برش و خمکاری دقیق براساس نقشه مهندسی کنار هم قرار گرفته و با سیم، بست یا جوش سرد به یکدیگر متصل میشوند. این شبکه فولادی که تشکیلدهنده هسته بتن مسلح است، میزان دوام و پایداری بتن را دربرابر نیروهای کششی افزایش میدهد. درواقع، هدف اصلی آن، تقویت مقاومت بتن در زمان اعمال نیروهای کششی است.
امروزه بسیاری از سازههای مدرن توسط فرآیند آرماتوربندی مقاومسازی شدهاند و اصولا، بیشترین استفاده از آن مربوط به تیرها، ستونها، فونداسیون و دیوارهای برشی میشود. بهاینترتیب، میلگردهای فولادی درهم تنیده بهخوبی میتوانند نقصهای بتن را برطرف کرده و به برپایی سازههای مستحکم و پایدار کمک کنند. همچنین، با این کار میتوان عمر مفید سازهها را بهصورت چشمگیری بهبود بخشید.
انواع آرماتوربندی
نحوه آرماتوربندی باتوجهبه سیستم طراحی، وضعیت بارگذاری و عضو سازهای متفاوت است. در تیرها باید توجه ویژهای به تقویت خمشی و برشی داشت. در ستونها هم چینش اصولی میلگردهای طولی و خاموتها مهم است. در دالها باید تمرکز را معطوف بر توزیع یکنواخت شبکه فولادی کرد و در فونداسیون نیز تراکم و قطر مقاطع برمبنای ظرفیت باربری خاک مشخص شود. در تصویر زیر، انواع آرماتوربندی بههمراه کاربردهای ویژه آنها قید شده است:
مراحل آرماتوربندی
همانطور که اشاره شد، اجرای آرماتوربندی به نوع سازه و سیستم طراحی بستگی دارد. بااینحال، بعد از تعیین اجزای ساختمان و نقشه مربوطه مراحل زیر طی میشود:
- خرید میلگرد از تامینکننده معتبر
خرید میلگرد گام اول در آرماتوربندی است که بسته به نوع پروژه فرق دارد. اگر پروژه موردنظر کوچک است میتوان از میلگردهای ساده استفاده کرد. بهترین انتخاب برای پروژههای بزرگ و مهم هم مدلهای آجدار با گریدهای مختلف است. درکل، برای انتخاب نوع مقطع به محاسبات مهندسی و سازگاری آن با نقشههای سازهای توجه کنید. ضمنا، کیفیت مقاطع فولادی باید در سطح بالایی قرار داشته باشد تا دوام و پایداری عملیات حفظ شود. برای اطمینان از کیفیت مقاطع بایستی به تامینکننده معتبر مراجعه کنید. بکارگیری مقاطع بیکیفیت قطعا مقاومت کلی پروژه را کاهش میدهد و بر سطح کیفی کار تأثیر منفی میگذارد.
- تعیین روش آرماتوربندی
خمکاری و اتصال میلگردها در آرماتوربندی تحت چند روش صورت میگیرد که انتخاب میان آنها به سلیقه مجری و مدل اجزای سازهای بستگی دارد. از این روشها میتوان به آرماتوربندی منظم (بکارگیری خاموتهای منظم)، روش کراواتی (اتصال مقاطع توسط سیم مفتول بهحالت خاصی) و روش گره زدن (اتصالات قویتر) اشاره کرد. همچنین، در بسیاری از پروژهها تمایل کمی به استفاده از جوشکاری وجود دارد؛ زیرا حرارت گاها باعث تغییر خواص مکانیکی فولاد میشود که نتیجه آن، احتمال شکست در برخی از نواحی است. درهرصورت، نحوه اتصال در آرماتوربندی اهمیت ویژهای دارد و باید با روشهایی انجام بگیرد که ثبات میلگردها در حین بتنریزی حفظ شود.
- مدل قرارگیری آرماتور
نحوه قرارگیری آرماتور یکی از مراحل مهم در آرماتوربندی است که به مهارت و دقت زیادی نیاز دارد. میلگردهای طولی که بسیاری از فشارهای وارده را تحمل میکنند باید در نواحی مشخصشده در نقشه تعبیه شوند. بهعنوانمثال، در ستونهای بلند اغلب میلگردهایی با قطر بزرگتر بکار میرود تا استقامت لازم دربرابر بارهای لرزهای و محوری تامین شود و احتمال شکست به حداقل برسد. ضمنا، رعایت فاصله مناسب میان میلگردها هم الزامی است؛ چراکه باعث پیوستگی کافی در کار میشود. حال برای اینکه چیدمان میلگردها به بهترین شکل ممکن صورت بگیرد باید روند کار را به یک مجری ماهر و باتجربه سپرد.
- بررسی مجدد آرماتوربندی
بررسی و کنترل مجدد قبل از بتنریزی مرحلهای است که بسیاری از مهندسان و ناظران بر آن تاکید دارند. بازبینی و کنترل کار نیز نباید تنها یکبار صورت بگیرد، بلکه نیازمند بازرسی چند باره است. گاهیاوقات، میلگردها در زمان جابهجایی یا تردد کارگران دچار حرکت یا آسیب میشوند. با راه رفتن بر روی شبکه میلگردها و چک کردن استقامت اتصالات میتوان به مشکلات آنها پی برد. چنانچه مقاطع شل باشند یا فاصله استاندارد میان آنها رعایت نشده باشد، باید مجدد متصل شوند. ساير مواردی که باید بررسی کرد عبارتند از تعداد، ابعاد، فاصله از طرفین و پوشش بتنی که باید کاملا مناسب باشد تا بتوان ایمنی سازه را تضمین کرد.
- قراردهی قالب و بتنریزی
مرحله آخر مربوط به قراردهی قالب و بتنریزی است. قالبها که عمدتا جنس فولادی دارند باعث ایجاد فضایی میشوند تا شکل دلخواه نظیر ستون استوانهای یا مستطیلی به دست آید. تعیین مدل قالب و مطمئن شدن از استقامت و آببندی آن هم جهت جلوگیری از نشت شیره بتن و ابعاد دقیق اعضای سازهای بسیار مهم است. بعد از نصب قالبها و اطمینان از نبود درز یا شکاف میتوان بتنریزی را انجام داد. بتنریزی هم باید با بهرهگیری از مخلوط بتنی مناسب و باتوجهبه شیوههای استاندارد نظیر ویبره کردن بهمنظور پیشگیری از شکلگیری حفره هوایی صورت بگیرد. با رعایت این موارد میتوان عملیات آرماتوربندی را با کیفیت مثالزدنی اجرا کرد و اینگونه عمر مفید سازه را افزایش داد.
نکات کلیدی آرماتوربندی
برای اجرای حرفهای آرماتوربندی نیاز به رعایت یکسری نکات کلیدی و دستورالعملهای ایمنی است که در قسمت زیر، به مهمترین آنها اشاره کردهایم:
- رعایت فاصله ۲۰ سانتیمتری میان آرماتورها
- برش میلگردها با قیچی، نه دستگاههای حاوی حرارت
- خم کردن میلگردها و خاموت در دمای سرد و بدون چکش
- عدم استفاده از میلگردهای زنگزده، پوسیده و آغشته به رنگ و روغن
- استفاده از تیم آرماتوربندی مجرب با توانایی خواندن نقشههای سازه و طرحهای اجرایی
روشهای پیادهسازی و اصول آرماتوربندی
برای پیادهسازی اصولی آرماتوربندی بایستی نقشههای سازهای را با دقت مطالعه کرد که معمولا دربرگیرنده برش، خمکاری، جانمایی و اتصالات مقاطع براساس دستورالعملهای فنی است. مهمترین گامهای اجرا نیز مربوط به رعایت فواصل استاندارد، توجه به طول مهاری و پوشش بتن میشود. همچنین، با بهرهگیری از اسپیسر میتوان از برخورد میلگرد با قالب جلوگیری کرد و باعث حفاظت از کاور شد.
بعلاوه اتصالات و گرهها باید از کیفیت کافی برخوردار باشند تا در حین بتنریزی حرکت نکنند و ثابت در جای خود باقی بمانند. ازطرفی، با بازرسی چند باره و رصد کار قبل از بتنریزی میتوان از تطابق آرماتوربندی با نقشه و نکات ایمنی اطمینان حاصل کرد. پایبندی به این اصول ساده ولی کلیدی میتواند تاثیر مثبتی بر عملکرد سازه بگذارد و مقاومت کلی آن را دربرابر بارهای جانبی تقویت کند.
استاندارد میلگرد در آرماتوربندی
استاندارد میلگرد در آرماتوربندی باتوجهبه نقش کلیدی آن بسیار مهم است. با انتخاب درست گرید میلگرد طبق استانداردهای DIN و ASTM میتوان از خطاهای اجرایی زیادی پیشگیری کرد. براساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باید از گریدهای زیر در کاربردهای نامبرده استفاده کنید:
- میلگرد با گرید A2 مناسب اتصالات عرضی و خاموت
- میلگرد با گرید A3 مناسب تیرها، ستونها و فونداسیون سازه
مزایا و معایب آرماتوربندی
فرآیند آرماتوربندی بهعنوان یکی از مراحل حیاتی و اساسی در ساختوساز با چندین مزیت و محدودیت همراه است که درادامه با آنها آشنا میشوید:
مزایا
- هزینه نگهداری کم
- امکان شکلدهی بتن
- بهبود مقاومت کششی بتن
- امکان فشردهسازی بیشتر بتن
- افزایش دوام و عمر مفید سازه
- ممانعت از انحراف سازه از حالت اولیه
- تقویت مقاومت سازه دربرابر رطوبت و حرارت
معایب
- هزینههای فرمدهی بتن آرمه (بتن دارای آرماتوربندی) بالا است.
- پایین بودن مقاومت کششی بتن آرمه نسبت به مقاومت فشاری آن درحالیکه استحکام کششی در سازههای فلزی بهتر است.
اهمیت آرماتوربندی
همانطور که قبلا اشاره شد، بتن دربرابر نیروهای کششی و برشی مقاومت لازم را ندارد که برای رفع این مشکل از آرماتوربندی استفاده میکنند. بهاینترتیب، آرماتوربندی مرحلهای است که پیش از بتنریزی انجام میگیرد. بعد از این مرحله مقاومت بتن دربرابر بسیاری از فشارها و تنشهای خارجی تقویت میشود و احتمال فرو ریختن آن با بارهای مضاعف بهصورت چشمگیری کاهش مییابد.
ضمنا، میزان فشار وارده بر قسمتهای مختلف ساختمان با هم فرق دارد و در هر بخش بایستی آرماتور به شیوه خاصی بسته شود. باتوجهبه اهمیت آرماتوربندی باید نیروهای ماهر و متخصص بکار گرفت تا عملیات بهصورت حرفهای پیش برود. اصولا، کارهای مرتبط به ساختمانسازی نیازمند تجربه و مهارت است. کار آرماتوربندی هم بههمینصورت به تخصص، مهارت و دقت بالا نیاز دارد.
قطعات بتنی ساختمان
بر خلاف تصور افکار عمومی، بتن شکننده میباشد. معمولا بتن در برابر نیروهایی که به آن وارد میشود، مقاومت مناسبی دارد. بهتر است بدانید که نیروهای مختلفی به یک جسم وارد میشود و هر نیرو برآیند نیروهای مختلفی میباشد. به طور مثال به یک بتن حداقل دو نیروی فشاری و کششی وارد میشود که مقاومت این بتن در مقابل نیروهای کششی معمولا آن چنان قوی نمیباشد و در مقابل نیروهای فشاری مقاومت بسیار مناسبی را از خود نشان میدهد. معمولا نسبت مقاومت کششی به فشاری در بتن، نسبت 1 به 10 میباشد. معمولا جنس بتنها از فولاد است که بنا بر ویژگیهای ساختاری، فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژی آن بهترین انتخاب برای ساخت بتن میباشد.
از میلگردها معمولا در تیرهای بتنی ساختهی فولاد استفادههای مختلفی میگردد که میتوان به صورت خلاصه به موارد زیر اشاره کرد.
1. تحمل نیروهای کششی
2. تحمل نیروهای فشاری
3. تحمل نیروهای برشی
به صورت رایج هزینه آرماتور بندی به عواملی مانند قیمت میلگرد، هزینه خمکاری، قیمت بتن و هزینه اتصال دهی وابسته است. همان گونه که مشخص است، بتن در هر سازهای استفادهی بسیاری از آن میگردد. اگر سیمان را با سنگهای درشت و ریز ترکیب کنید و شن و ماسه را نیز به آن اضافه کنید، میتوانید بتن بدست آورید. معمولا بتنها به دلیل آن که در برابر برآیند نیروهای برشی و کششی مقاومت ناچیزی دارند، لذا بتنها را تقویت میکنند.
انواع میلگرد سازههای بتنی
میلگرد سازههای بتنی براساس شکل ظاهری، ساختار آلیاژی و مشخصات فنی انواع مختلفی دارند که درادامه به معرفی آنها بهصورت مختصر و مفید پرداختهایم:
- میلگرد ساده: دارای مقطع دایرهای با سطح مسطح است و بهدلیل مقاومت کمتر نسبت به گریدهای آجدار در پروژههای سبک و کوچک بکار گرفته میشود.
- میلگردهای آجدار: مقاومت عالی دربرابر بارهای فشاری و کششی دارند و انتخاب مناسبی برای سازههای بتنی به حساب میآیند.
- کابلهای فولادی: با نام سیم بکسل شناخته میشوند و تنشهای زیادی دارند. این کابلها در راستای بتنهای پيشتنیده و پستنیده مورداستفاده قرار میگیرند.
تفاوت میلگردهای a2 و a3
گریدهای a2 و a3 از میلگردهای پرمصرف در آرماتوربندی هستند که شباهت زیادی به یکدیگر دارند؛ بههمیندلیل، تشخیص آنها کمی سخت است. دراینراستا، باید در زمان خرید به استاندارد میلگرد توجه کنید. موضوعی که وجود دارد، این است که تولیدکنندگان داخلی به جای تولید هر گرید با آج مشخص از یک هندسه آج ثابت استفاده میکنند؛ بههمینخاطر، تشخیص این دو گرید برای خریداران سخت شده است. همچنین، به علائم حکشده بر روی میلگرد توجه کنید.
معمولا، بر روی این میلگردها علائمی نظیر JU، JT، CU و CT حک شده است که حرف C استاندارد A3 و حرف J استاندارد A2 را نشان میدهد. حروف T و U هم مربوط به روش تولید هستند که به دو مدل آلیاژی یا ترمکس اشاره دارند. علاوهبراین، از کارشناسان فروش حرفهای هم میتوانید در راستای تشخیص و انتخاب یکی از آنها باتوجهبه پروژه خود استفاده کنید. درمجموع، گرید A3 بهدلیل مقاومت بالاتر در نقش میلگرد طولی در آرماتوربندی و بتنریزی بکار گرفته میشود و درمقابل، گرید A2 بهخاطر انعطافپذیری بهتر برای خاموتها کارایی دارد.
روشهای تقویت بتن
همانطور که قبلا ذکر شد، بتن بهخاطر مقاومت کمی که دربرابر نیروهای کششی و برشی از خود نشان میدهد، باید با روشهای مطمئن تقویت شود. درادامه لیستی از انواع روشهای تقویت بتن آورده شده است:
- بتن پیش تنیده شده: با بهرهگیری از کابلهای فولادی ضخیم اجرا میشود. پایه و اساس آن، بکارگیری تنش پسماند است که استقامت سطح را بهبود میبخشد. اصولا، بتنها باتوجهبه میزان فشاری که قرار است تحمل کنند، تولید میشوند. طراحی و تولید بتن پیش تنیده هم بهصورتی است که کابلهای فولادی باید در عکس مسیر تنش تعبیه شوند. این نحوه قرارگیری به افزایش مقاومت در زمان اعمال بارهای مضاعف کمک میکند. این روش برای احداث سازههای عظیم همچون پلها مناسب است.
- بتن الیافی (کاه گل سنتی): با استفاده از الیاف شیشهای یا آزبست تولید میشود و نیازمند مقاومسازی است. در عصر حاضر، الیاف فولاد کربن و آلیاژهایی با مقاومت بالا بکار گرفته میشوند. این گروه از الیافها، اجازه ترکخوردگی و اختلالات سطحی بتن را نمیدهند. درکل، این بتن الیافی باتوجهبه ساختار و ویژگیهایی که دارد در ساخت پانلهای بتنی و قطعات پیشساخته مورداستفاده قرار میگیرد.
- بتن مسلح یا بتن آرمه: یکی از مهمترین و پرکاربردترین بتنهای تقویتشده است که از هر دو نام آن استفاده میشود. تفاوت بارز بتن مسلح با سایر بتنهای تقویتشده این است که برای احداث آن حتما باید آرماتوربندی صورت بگیرد. از این بتن همچون بتن الیافی میتوان در ساخت قطعات پیشساخته استفاده کرد.
هزینه آرماتوربندی
هزینه آرماتوربندی در هر سال بر مبنای چندین فاکتور مهم محاسبه میشود. از این فاکتورها میتوان به فرآیندهای صورتگرفته بر روی میلگردهای فولادی نظیر برش، خمش، سیم پیچی و... اشاره کرد و اینکه نحوه قالببندی دیواره کانال بتنی هم مدنظر قرار میگیرد. اینکه قالببندی دیواره کانال تا ارتفاع 1.8 بهشکل یک طرفه است یا دو طرفه همگی بر نرخ نهایی تاثیر میگذارند. اجرای بتنریزی در هر عمق و ضخامتی هم مهم است و قیمتهای هر پروژهای بسته به شرایط و حجم کار مشخص میشود.
علاوهبر موارد ذکر شده، خصوصیات میلگرد ازجمله مدل، سایز و وزن آن بر قیمت نهایی تاثیرگذار است. از سایر عوامل موثر بر قیمت آرماتوربندی میتوان به ابعاد چشمهها، تعداد شبکهها و همینطور، متراژ پروژه و ناحیه موردنظر اشاره کرد. درمجموع، برای تخمین هزینه نهایی باید به ویژگیهای عمومی و فنی میلگرد، شرایط حاکم بر پروژه و موقعیت کار توجه داشت. دستمزد اجرای عملیات هم باتوجهبه مهارت و تخصص افراد تفاوتهایی با یکدیگر دارد.
