طول مهاری میلگرد چیست؟
یکی از مهم‌ترین کاربردهای میلگرد در ساختمان‌سازی، مسلح‌سازی بتن است. یعنی میلگردها داخل بتن قرار می‌گیرند تا از ترک خوردگی پیشگیری کنند و قدرت تحمل بار بتن را افزایش دهند. مهندسان پیش از بتن‌ریزی و مسلح‌سازی، باید محاسبه کنند که چقدر از طول میلگرد داخل بتن فرو رود تا مقاومت لازم را ایجاد کند. به آن مقدار از طول میلگرد که باید داخل بتن فرو رود، طول میلگرد مهاری می‌گویند. اگر میلگرد کم‌تر از طول مهاری در بتن باشد، احتمال ترک‌خوردگی و کم بودن مقاومت بتن وجود دارد و اگر بیشتر از طول مهاری داخل بتن قرار گیرد، ممکن است زیر میلگرد بتن‌ریزی نشود یا بخاطر نیاز به میلگرد بیشتر، هزینه سازه بالا رود. مهندسان معمولا با محاسبه طول مهاری و در نظر گرفتن قیمت میلگرد، هزینه سازه را پیش از شروع کار برآورد می‌کنند تا مشکلی در تأمین بودجه نداشته باشند. در این مقاله از آهن آنلاین آنچه لازم است درباره طول مهاری میلگرد بدانید را توضیح می‌دهیم و فرمول محاسبه آن را آموزش خواهیم داد.
طول مهاری میلگرد چیست؟
طول میلگرد مهاری آن بخش از طول میلگرد است که داخل بتن فرو می‌رود تا به بتن بچسبد و مقاومت آن در برابر ترک‌خوردگی و فشار را افزایش دهد. البته طول مهاری، تعریف‌های دیگری هم دارد. مثلا می‌توان گفت این طول نسبت قطر و طول میلگرد با مقدار چسبندگی بتن است. تعریف دیگر می‌گوید طول مهاری مقدار طولی از میلگرد است که با قرار گرفتن داخل بتن، پیوستگی مورد نیاز بین بتن و فولاد را ایجاد می‌کند. اگر اطلاعات کافی درباره مقاطع فولادی دارید و می‌دانید میلگرد چیست و انواع آن کدامند، احتمالا اطلاع دارید که طول مهاری میلگرد فقط برای مقاطع آجدار تعریف می‌شود. زیرا تنها این نوع از میلگردها برای مسلح‌سازی بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند و مقاطع ساده کاربردهای متفاوتی دارند.
محاسبه این کمیت برای برآورده حجم میلگردهای مورد نیاز برای پروژه، تأمین امنیت پروژه و بتن‌ریزی استاندارد اهمیت بسیاری دارد. طول مهاری در میلگردهای ضخیم و سایز بزرگ، بیشتر از میلگردهای کوچک و سایز متوسط است. زیرا مقاطع سایز بزرگ، سطح مقطع بزرگ‌تری دارند و برای اتصال پایدار با بتن، باید با طول بیشتری در بتن فرو روند. از طرف دیگر، این میلگردها فشارهای بیشتری را تحمل می‌کنند و برای انتقال این فشارها به پایه‌های بتنی، باید طول مهاری بیشتری داشته باشند.
انواع مهار آرماتور در بتن
در سال‌های قبل وصله آرماتور تنها به صورت مستقیم در بتن قرار می‌گرفت؛ اما به مرور زمان ابزارها پیشرفته‌تر شدند و سازه‌ها با تکنولوژی‌های جدید ساخته شدند، در نتیجه روش‌های تازه‌ای برای قرار دادن میلگرد در بتن مورد استفاده قرار گرفت. در حال حاضر ۴ روش برای این کار وجود دارد که در ادامه هرکدام از آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
- روش مستقیم: در این روش میلگرد به‌صورت صاف و بدون خم داخل بتن قرار می‌گیرد. این متد هزینه کم‌تری نسبت به سایر روش‌ها دارد، اما رعایت طول مهاری در آن نقش حیاتی ایفا می‌کند. اگر میلگرد کم‌تر از طول مهاری در بتن فرو رفته باشد، احتمال آسیب دیدن سازه بسیار زیاد است.
- مهار آرماتور با خم ۹۰ درجه: این روش در سازه‌هایی با عرض کم مثل دیوارها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این متد، در انتهای میلگرد خم ۹۰ درجه ایجاد می‌کنند و سپس آن را در بتن قرار می‌دهند.
- مهار آرماتور با خم ۱۸۰ درجه: این روش نیز مانند خم ۹۰ درجه است، فقط مقدار خمش میلگرد در آن بیشتر است. مهندسان با توجه به ساختار سازه تصمیم می‌گیرند که از روش خم میلگرد استفاده کنند و همچنین انتخاب می‌کنند که این مقاطع تا چه اندازه خم شوند. نکته مهم این است که طول خم میلگرد نیز باید مطابق با آیین‌نامه باشد و نمی‌توان به‌صورت دلخواه میلگرد را خم کرد.
- مهار آرماتور با قطعات مکانیکی: در این روش از تجهیزاتی مثل آرماتور گل‌میخ‌دار استفاده می‌شود. این متد برای سازه‌هایی به کار می‌رود که امکان خم میلگرد را ندارند و استفاده از روش مستقیم هم استحکام مورد نیاز برای سازه را ایجاد نمی‌کند.
عوامل موثر در محاسبه طول مهاری میلگرد
نوع میلگرد اولین عامل موثر بر طول مهاری مورد نیاز برای سازه‌هاست. میلگردهای آجداری که برای این کار مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید کیفیت بالایی داشته باشند تا در طول عمر سازه به مقاومت بتن کمک کنند. آهن آنلاین گلچینی از میلگردهای معتبرترین کارخانه‌های کشور را عرضه می‌کند و آن‌ها را با تضمین کیفیت به مشتریان ارائه می‌دهد. در آهن آنلاین همچنین آخرین قیمت آهن و انواع میلگردها قرار می‌گیرد تا مشتریان در جریان نوسان‌های بازار قرار داشته باشند.
بعد از اطمینان از کیفیت میلگردهای مورد استفاده می‌توان طول مهاری میلگرد را بر اساس سایر عواملی که در ادامه توضیح می‌دهیم، محاسبه کرد:
- سایز میلگرد: هرچقدر سایز مقاطع فولادی بزرگ‌تر باشد، طول مهاری بیشتر خواهد بود.
- تنش تسلیم فولاد (Fy): هرچقدر تنش تسلیم فولاد بیشتر باشد، طول مهاری بیشتر می‌شود.
- مقاومت فشاری بتن (Fc): هرچقدر مقاومت فشاری بتن بیشتر باشد، نیاز کم‌تری به مسلح‌سازی خواهد داشت. بنابراین این کمیت با مقدار طول مهاری میلگرد رابطه معکوس دارد.
- پوشش میلگرد: از از مقاطع پوشش‌دار مثل میلگرد اپوکسی برای مسلح‌سازی بتن استفاده می‌کنید، احتمالا طول مهاری کم‌تر می‌شود، زیرا اتصال بین بتن و فولاد سریع‌تر اتفاق می‌افتد.
- فاصله بین آرماتورها: اگر میلگردها با فاصله کم و با طول مهاری زیاد در بتن قرار گیرند، بتن ترک می‌خورد، بعد از مدتی می‌شکند. بنابراین لازم است که این مقاطع با فاصله مناسب و طول استاندارد در بتن قرار گیرند. در صورتی که سازه به مقاومت بیشتری نیاز داشته باشد، می‌توانید بین مقاطع طولی که در بتن قرار گرفته‌اند، خاموت بگذارید.
فرمول محاسبه طول مهاری میلگرد
طول مهاری میلگرد در محاسبات با نماد (ld) شناخته می‌شود. فرمول محاسبه این کمیت به شکل زیر است:
از آنجایی که این فرمول پیچیده است و مهندسان در اغلب موارد به فاکتورهای آن دسترسی ندارند، معمولا از جدول طول مهاری میلگرد برای محاسبه ld استفاده می‌شود. در قسمت بعد جدول مورد نیاز برای این کار را ارائه می‌دهیم.
نکته مهمی که باید به آن توجه داشته باشید این است که میلگردهای فونداسیون در دسته‌بندی‌های ۲، ۳ و ۴تایی در سازه استفاده می‌شوند. در محاسبات انجام‌شده، به هرکدام از این دسته‌بندی‌ها یک ضریب طول مهاری اختصاص داده می‌شود. ضریب مهاری دسته‌های دوتایی برابر با ۱، در دسته‌های سه‌تایی برابر با ۱.۲ و در دسته‌های چهارتایی برابر با ۱.۳۳ است.
جدول طول مهاری میلگرد
جدول‌های طول مهاری میلگرد به شما کمک می‌کنند بدون نیاز به محاسبه و بر اساس رده بتن، طول مهاری مقاطع مورد نیاز خود را به‌دست آورید. در ادامه جدول‌های طول مهاری برای بتن با رده‌های C30 و C25 را ارائه می‌دهیم. این جدول‌ها از طرف سازمان نظام مهندسی ارائه شده‌اند و بخشی از آیین‌نامه ACI-318 هستند.
تفاوت طول مهاری میلگرد با خم سر میلگرد
اگر به‌خاطر داشته باشید، گفتیم که مهار آرماتور در بتن به ۴ روش قرار می‌گیرد که در دو روش، قسمت انتهایی میلگرد به اندازه ۹۰ و ۱۸۰ درجه خم می‌شود. همچنین گفتیم که طول خم باید بر اساس استاندارد خم کاری میلگرد باشد. نکته‌ای که در این بخش توضیح می‌دهیم تفاوت طول مهاری میلگرد با خم سر آن است.
طول خم میلگرد مقداری از میلگرد است که در ایجاد زاویه خم ۹۰ یا ۱۸۰ درجه میلگرد مصرف می‌شود؛ اما طول مهاری مقداری از میلگرد است که در بتن قرار می‌گیرد. بعضی از مهندسان، طول خم سر میلگرد را به‌عنوان بخشی از طول مهاری در نظر می‌گیرند، اما بهتر است این دو کمیت جداگانه محاسبه شوند. زیرا گاهی اوقات بخاطر جمع کردن این دو طول، اشتباه صورت می‌گیرد و مقدار کم‌تری از میلگرد در بتن فرو می‌رود. در نتیجه مقاومت مورد نیاز برای مسلح‌سازی بتن را ایجاد نمی‌کند.
سخن پایانی
در این مقاله آنچه باید درباره طول مهاری میلگرد بدانید را توضیح دادیم. مقاومت تسلیم فولاد، مقاومت فشاری بتن، اندازه میلگرد و فاصله بین آرماتورها مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در محاسبه طول مهاری هستند. محاسبه این کمیت، فرمول پیچیده‌ای دارد، به همین دلیل سازمان نظام‌مهندسی در آیین‌نامه مربوطه، جدول طول مهاری برای سازه‌های مختلف را ارائه داده است و این جدول در این مقاله درج شد. با رعایت استانداردهای بتن‌ریزی، انجام محاسبات لازم و استفاده از میلگرد و بتن باکیفیت، سازه مقاومت کافی در برابر انواع فشار و بارها را به دست می‌آورد و طول عمر مفید آن افزایش پیدا می‌کند.
