میلگرد برشی چیست و چرا در ستون‌ها استفاده می‌شود؟
میلگردها در بخش‌های مختلفی از سازه و به شکل‌های گوناگون مورد استفاده قرار میگیرند. میلگرد برشی نوع خاصی از این مقاطع فولادی است که در بازار با نام خاموت هم شناخته می‌شود، اما خاموت تنها یکی از انواع مقاطع برشی است. میلگردهای برشی معمولا به‌شکل حلقه‌های بسته دور مقاطع طولی قرار میگیرند تا نیروهای برشی را خنثی کنند و با مسلح‌سازی بتن، مانع از ترک‌خوردگی در آن شوند. میلگرد برشی نقش مهمی در افزایش استحکام، پایداری و ایمنی سازه‌های بتنی دارد. این نوع میلگرد با مهار تنش‌های داخلی و کنترل تغییر شکل‌ها، به ویژه در تیرها و ستون‌ها، از شکست برشی جلوگیری می‌کند. استفاده صحیح از میلگردهای برشی در طراحی سازه نه‌تنها موجب افزایش عمر مفید ساختمان می‌شود، بلکه عملکرد سازه را در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله نیز بهبود می‌بخشد.در این مقاله کاربردهای این نوع میلگرد را توضیح می‌دهیم و درباره انواع آن نیز صحبت می‌کنیم.
میلگرد برشی چیست؟
میلگرد برشی بااستفاده‌از میلگردهای آجدار در سایزهای کوچک‌تر (8 الی 14 میلی‌متر) درست می‌شود و برای مقاوم‌سازی بتن دربرابر نیروهای برشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مقاطع فولادی میلگرد عرضی نیز نامیده می‌شوند و از ایجاد ترک‌های مورب در بتن پیشگیری می‌کنند. بتن مقاومت بسیار زیادی دارد و بارهای سنگین را هم تحمل می‌کند، اما دربرابر نیروهای کششی و برشی چندان مقاوم نیست و ترک می‌خورد. به‌همین‌دلیل بتن را بااستفاده‌از میلگرد برشی مسلح می‌کنند؛ این مقاطع فولادی ضعف بتن را برطرف می‌کنند و سازه بتنی بدون ترک و آسیب‌دیدگی باقی می‌ماند. استفاده از میلگرد برشی در بخش‌هایی از سازه مثل دال‌ها و فونداسیون که احتمال شکست و ترک‌خوردگی وجود دارد، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
انواع میلگرد برشی
میلگردهای برشی را براساس دو معیار می‌توان تقسیم‌بندی کرد. معیار اول، تقسیم‌بندی براساس انواع میلگرد و مشخصات فنی آن است که شامل گرید و سایز مقطع می‌شود، و معیار دوم به نحوه به‌کارگیری این میلگردها در اجزای مختلف سازه بتنی مربوط است. این تقسیم‌بندی به مهندسان کمک می‌کند تا متناسب با نوع سازه و میزان نیروهای وارده، بهترین گزینه را انتخاب کنند. انواع میلگرد برشی در سازه بتنی عبارتنداز:
- خاموت: متداول‌ترین نوع است که به‌صورت بسته با شکل‌های هندسی مختلفی چون مربع، مستطیل یا دایره دور میلگردهای طولی قرار می‌گیرد. بااستفاده‌از خاموت هم نیروهای برشی مدیریت می‌شود و هم مقاومت خمشی مقاطع طولی افزایش پیدا می‌کند. اگر این مقاطع به‌شکل دایره‌ای دور ستون‌ها پیچیده شوند با نام میلگرد عرضی حلقوی نیز شناخته می‌شوند.
- میلگرد برشی مورب: این مقاطع به‌صورت زاویه‌دار (معمولا 45 درجه) نسبت به میلگردهای طولی تعبیه می‌شوند.
- میلگرد برشی قائم: آن‌ها در راستای میلگرد طولی قرار میگیرند و معمولا همراه با خاموت هستند تا مقاومت برشی بیشتری ایجاد کنند.
- میلگرد برشی باز: این مقاطع شبیه به خاموت هستند اما در فضاهایی مثل محل اتصال تیر به ستون که امکان بستن هر چهارطرف میلگرد برشی وجود ندارد، مورد استفاده قرار میگیرند.
دلایل استفاده از میلگرد برشی در ستون کدامند؟
در نگاه اول به‌نظر می‌رسد ستون‌ها فقط نیروهای فشاری را تحمل می‌کنند و وظیفه انتقال بار سازه به فونداسیون را برعهده دارند. اما با دقت به جزئیات متوجه می‌شوید که نیروهایی مثل بادهای شدید، زلزله یا استهلاک سازه در گذر زمان باعث وارد شدن نیروهای برشی و خمشی به ستون‌ها نیز می‌شود و به‌همین‌دلیل به میلگرد برشی نیاز دارد.
استفاده از خاموت در ستون، نیروهای برشی را خنثی می‌کند و یک عامل مهم برای پیشگیری از خمش میلگردهای طولی به‌کاررفته در ستون به‌شمار می‌رود. بااستفاده‌از این مقاطع در ستون همچنین بتن هسته‌ای موجود در ستون در جای خود باقی می‌ماند، ترک نمی‌خورد، به‌خوبی فشارها را تحمل می‌کند و مقاومت ستون برای مدت طولانی حفظ می‌شود.
کاربردهای میلگرد برشی
به‌طورکلی، میلگردهای برشی یا خاموت‌ها در تمام بخش‌های سازه که تحت نیروهای برشی و پیچشی قرار دارند، به‌کار می‌روند و نقش حیاتی در افزایش مقاومت و انسجام سازه ایفا می‌کنند. این مقاطع با مهار تنش‌های جانبی و جلوگیری از گسترش ترک‌ها، استحکام تیرها، ستون‌ها و فونداسیون را به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهند. درواقع، استفاده درست از خاموت‌ها تأثیر مستقیم بر دوام و ایمنی سازه دارد. برای درک بهتر، در ادامه فهرستی از مهم‌ترین کاربردهای میلگردهای برشی در سازه‌های بتنی آورده شده است:
- تیرها و تیرچه‌های بتنی
- ستون‌ها
- دال‌ها
- دیوارهای برشی
- فونداسیون و کف‌های بتنی
مزایای میلگرد برشی
میلگرد برشی در سازه‌های بتنی نقشی کلیدی در افزایش مقاومت و پایداری دارد. این نوع میلگرد با مهار نیروهای برشی و جلوگیری از ترک‌خوردگی، موجب استحکام بیشتر اجزای سازه‌ای مانند تیرها و ستون‌ها می‌شود. همچنین به بهبود عملکرد سازه در برابر بارهای جانبی و افزایش ایمنی کلی ساختمان کمک می‌کند. در ادامه مزایای میلگرد برشی را بررسی می‌کنیم:
- افزایش مقاومت سازه دربرابر نیروهای برشی و خنثی‌سازی ساده‌تر این نیروها
- پیشگیری از ترک‌خوردگی بتن بخاطر ورود نیروهای کششی و برشی
- حمایت میلگردهای طولی و پیشگیری از خم شدن آن‌ها
- افزایش مقاومت سازه دربرابر فشارها و بارهای ناگهانی
- افزایش طول عمر مفید سازه و بهبود وضعیت امنیت آن
- افزایش مقاومت سازه دربرابر بارهای دینامیک
نقش میلگرد برشی در استحکام نهایی ستون‌ها
پیش از این درباره دلایل استفاده از میلگرد برشی در ستون‌ها توضیح دادیم. ستون‌های مجهز به خاموت هم دربرابر نیروهای برشی مقاوم هستند. ازطرف‌دیگر میلگردهای طولی توسط خاموت‌ها حمایت می‌شوند و فشار آن‌ها را خم نمی‌کند. میلگرد برشی همچنین مانع از جابه‌جایی بتن‌های هسته ستون می‌شود و از ترک خوردن آن پیشگیری می‌کند. در مواقع بحرانی مانند زلزله نیز خاموت‌ها تغییر شکل پیدا می‌کنند، به یکدیگر نزدیک‌تر می‌شوند و درنتیجه ستون توان تحمل بار بیشتری را به‌دست می‌آورد. تحمل بار بیشتر به‌معنای پیشگیری از تخریب سازه یا فراهم کردن فرصت بیشتر برای فرار ساکنان ساختمان است.
تفاوت میلگرد برشی و خمشی چیست؟
میلگرد خمشی نیز از دیگر مقاطع فولادی پراهمیت در سازه‌هاست. مهم‌ترین تفاوت میلگرد خمشی و برشی به کاربرد و نحوه کار گذاشتن آن‌ها در سازه برمی‌گردد. در واقع، میلگردهای خمشی وظیفه تحمل نیروهای کششی را بر عهده دارند و نقش آن‌ها در کنترل تغییر شکل و جلوگیری از شکست بتن بسیار حیاتی است. در ادامه تفاوت این دو را جزئی‌تر بررسی می‌کنیم:
- مقاطع خمشی نیروهای کششی و خمشی را خنثی می‌کنند و مقاطع برشی برای خنثی کردن نیروهای برشی کاربرد دارند.
- میلگردهای خمشی در مکان‌هایی که نیروهای خمشی و کششی به بیشترین حد خود می‌رسد، قرار میگیرند؛ قسمت‌هایی مثل پایین‌ترین بخش تیرها یا بالای دال‌ها. میلگرد برشی دور مقاطع طولی قرار میگیرند و تمام قسمت‌های بدنه آن‌ها را حمایت می‌کنند.
- مقاطع خمشی معمولا سایز بزرگ‌تر هستند و طول بیشتری دارند، اما میلگردهای برشی سایز کوچک‌تری دارند و با طول‌های کم‌تر برش می‌خورند.
عوامل تاثیر کذار بر قیمت میلگرد برشی
مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده نرخ مقاطع برشی، قیمت میلگرد است. قیمت میلگرد هم که از معیارهای مختلفی مثل میزان عرضه‌وتقاضا، نرخ ارز، هزینه نهاده‌های تولید و نوسان‌های بازار فولاد تأثیر می‌پذیرد. قیمت میلگرد برشی به‌خاطر اینکه سایز کوچک‌تر و وزن کم‌تری نسبت به مقاطع اصلی سازه دارد، پایین‌تر است. برای تهیه این نوع مقاطع فولادی هم می‌توانید از خاموتهای آماده در بازار که در اندازه‌ها و شکل‌های هندسی مختلف موجود هستند استفاده کنید و هم می‌توانید میلگردهای سایز کوچک ساده را خریداری کنید و خودتان فرایند خمش میلگرد را انجام دهید. بدیهی است که قیمت میلگرد ساده نسبت به خاموتهای آماده مناسب‌تر است.
