به روش‌های مختلفی میتوان یک ساختمان را در برابر زلزله مقاوم کرد. یکی از این روش‌ها استفاده از میلگرد بستر است. استفاده از میلگرد برای مقاوم سازی ساختمان، روشی بسیار پرکاربرد است. میلگرد بستر المانی شامل دو میلگرد طولی اصلی است که با استفاده از یک میلگرد به صورت نردبانی یا خرپایی به هم متصل می‌شوند. این نوع میلگرد در دیوارهای با بلوک یا سفال و به طور دقیق در دیوارهای با ملات سنتی استفاده می‌شود. علاوه بر این، اجرای آن در اسکلت بتنی نیز از موارد پرکاربرد است.
هدف استفاده از میلگرد بستر، حفظ دیوار در برابر بارهای جانبی، جلوگیری از شکست دیوار و کمک به عملکرد یکپارچه دیوار در صورت وقوع لرزه است. این میلگردها روی سطح خود شیارهای آجدار دارند تا تماس بهتری با ملات یا بتن برقرار کنند. به دلیل اینکه فولاد به مرور زمان فرسوده می‌شود، سطح میلگرد بستر را با پوششی از روی می‌پوشانند. این پوشش ضد زنگ بوده و باعث افزایش طول عمر میلگردها و جلوگیری از فرسایش زود هنگام این میلگردها می‌شود. در نتیجه با این کار کیفیت و طول عمر میلگرد افزایش می‌یابد. در ادامه این مطلب از وب سایت خانه بلوک نگاهی دقیق تر به این محصول خواهیم داشت.
میلگرد بستر
میلگرد بستر یک جفت مفتول طولی است که سیم‌های عرضی به صورت نردبان یا خرپا با جوش مقاومتی به آن متصل می‌شود و در سازه به صورت افقی یا عمودی استفاده می‌گردد. دندانه‌های این میلگرد باعث می‌شود که به راحتی در ملات قرار گیرد و لازم است در برابر رطوبت و زنگ زدگی مقاوم باشد. در طراحی و ساخت سازهها، مقاومت در برابر عوامل خارجی مهم است. برای این منظور، اجرای وال پست یا میلگرد بستر می‌تواند به عنوان راهکاری برای مقاوم سازی دیوارها در برابر زلزله، باد، طوفان و بار مرده ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، این نوع میلگرد به عنوان جایگزین بست‌های ثابت شناخته شده است.
این روش مقاوم سازی، هزینه کمتری دارد و سرعت اجرای بالاتری دارد. در این روش، مجموعه‌ای از پروفیل‌های میلگرد برای تقویت عملکرد سازه‌ای دیوارهای سازه در برابر بارهای جانبی مانند باد و زلزله استفاده می‌شود. در ادامه، نحوه اجرا، انواع آن و اتصالات رایج به هنگام اجرا بررسی می‌شود.
کاربرد میلگرد بستر
در تولید میلگرد بستر از روش جوش مقاومتی استفاده می‌شود. استفاده از این نوع میلگرد یکی از روش‌های مقاوم سازی و تسلیح ساختمان در برابر زلزله می‌باشد. به طور کلی ساختمان‌هایی که از خشت یا آجر ساخته شده‌اند در برابر زلزله مقاومت کافی ندارند. به همین دلیل باید مقاوم باشند تا بتوانند بارها و فشارهای ناشی از زلزله را تحمل کنند. این میلگرد یکی از بهترین گزینه‌ها برای این کار است.
این نوع میلگرد را می‌توانیم در مکان‌های مختلف از جمله دیوارهای آجری، دیوارهای سفالی، دیوارهای باربر و دیوارهای غیر باربر قرار دهیم. نکته دیگر اینکه خیلی‌ها می‌پرسند که چرا از روش‌های دیگر برای مقاوم سازی سازه‌های خشتی و سفالی استفاده نمی شود؟ در پاسخ باید گفت میتوان از روش‌های دیگری نیز برای مقاوم سازی ساختمان استفاده کرد اما مشکلاتی در این نوع سازهها وجود دارد که برای رفع این مشکل یکی از بهترین روش‌ها استفاده از میلگرد در سازه می‌باشد.
دلایل استفاده از میلگرد بستر در سازهها
میلگرد بستر به دلایل مختلفی در سازه‌های گوناگون استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در یک ساختمان، دیوارها ممکن است به وسیله بست ارتجاعی یا متحرک به عناصر سازه‌ای متصل شوند تا در هنگام زلزله، توانایی جابجایی داشته باشند. مقاوم سازی این نوع دیوارها، یکی از کاربردهای رایج میلگرد است. همچنین، در دیوارهای دارای بازشو، این نوع میلگرد برای کاهش نوسانات وارده به درزهای انبساطی استفاده می‌شود. این میلگردها به منظور جلوگیری از ترک خوردن دیوار بر اثر تغییرات دمایی نصب می‌شوند.
در هنگام استفاده از پنل‌های بزرگ در دیوار، دیوارهای حاشیه‌ای ساختمان، سازه‌هایی با دهانه‌های عریض و تقاطع دیوارها نیز، به کار می‌رود. پروفیل‌های مورد استفاده، مقام در برابر عوامل جوی و از جنس استینلس استیل یا کربن گالوانیزه هستند و معمولا با حداقل قطر ۴ میلی متر تولید می‌شوند. هنگام تولید این پروفیل، بر روی آن شیارهایی ایجاد می‌کنند تا سطح تماس و درگیری آن با ملات بیشتر شود. این کار باعث می‌شود که میلگرد بستر عملکرد بهتری در مقاوم سازی ساختمان از خود نشان دهد.
وزن میلگرد بستر
یکی از روش‌های قدیمی که به واسطه آن میتوان وزن میلگرد بستر را محاسبه کرد به این صورت است که مساحت میلگرد را در طول آن ضرب می‌کنیم. سپس عددی که به دست می‌آید را در 7.8 ضرب کرده و بر 1000 تقسیم می‌کنیم تا وزن حدودی میلگرد به دست آید.
روش دیگری برای محاسبه وزن میلگرد بستر نیز وجود دارد که این روش مطابق با استاندارد ISO3132 است. برای محاسبه وزن میلگرد با این روش، سایز آن را در خودش ضرب کرده و عدد به دست آمده را بر 162 تقسیم می‌کنیم تا وزن تقریبی آن به دست آید.
سرعت بالا و هزینه کمتر در اجرای میلگرد بستر
استفاده از میلگرد بستر به دلیل آماده بودن مصالح و نیاز به نصب گیره‌ها و قلاب، با سرعت بیشتری نسبت به روش‌های دیگر مقاوم سازی دیوارها در برابر زلزله (مانند مقاوم سازی با الیاف) انجام می‌شود. همچنین، قیمت آن نسبت به پروفیل‌های وال پستی کمتر است و می‌تواند هزینه نهایی ساخت و ساز را کاهش دهد. با این حال، برای اجرای میلگرد بستر، باید قطر میلگرد، تعداد ردیف‌ها، عرض و سایر عوامل دیگر به دقت محاسبه شوند.
این محاسبات دقیق، تخصص و مهارت بالا و در نتیجه افراد باتجربه می‌طلبد که باعث افزایش هزینه نیروی انسانی و زمان طراحی و محاسبات سازه می‌شود. بنابراین، داشتن دانش کافی مهندسین برای اجرای کار الزامی است و در صورت نبود افراد متخصص، اجرای میلگرد بستر امکان‌پذیر نیست. در این شرایط، بهتر است از اجرای این روش مقاوم سازی ساختمان خودداری شود.
قیمت میلگرد بستر
یکی از عواملی که قیمت میلگرد بستر را تعیین می‌کند اندازه مفتول به کار رفته در تولید این نوع میلگرد می‌باشد. به همین ترتیب قیمت میلگرد بستر به وجود یا عدم وجود پوشش گالوانیزه روی این میلگرد نیز بستگی دارد. یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر قیمت این نوع میلگرد، نوسانات بازار ارز و طبیعتا نوسانات قیمت فلز آهن در بازارهای جهانی و بازار ایران است که در قیمت گذاری آن موثر است.
یکی از عوامل تاثیرگذار در قیمت هر چیزی میزان مورد نیاز آن ماده است. این امر در مورد این نوع میلگرد نیز صدق می‌کند. برای محاسبه میزان میلگرد بستر مورد نیاز در ساختمان می‌توانید از روش‌های مختلفی استفاده کنید. در زیر چند روش را به اختصار توضیح می دهیم.
روش اول که به روش محاسباتی نیز معروف است، مجموع سطوح مقطع سیم‌های مصرفی معادل 0.0007 مقطع موثر دیوار در نظر گرفته شود. روش دوم برای محاسبه میزان میلگرد مورد نیاز روش تجویزی است. در این روش برای هر 40 سانتیمتر ارتفاع دیوار باید یک ردیف از این میلگرد استفاده شود. روش سوم که یکی از روش‌های قدیمی برای محاسبه وزن میلگرد بستر است، محاسبه مساحت کف میلگرد است که به صورت دایره‌ای است. سپس در طول میلگرد ضرب کنید و حاصل را در 7.8 ضرب کنید. عدد بدست آمده بر هزار تقسیم می‌شود تا وزن تقریبی میلگرد مشخص شود. در روش آخر که تقریباً روشی جدید است و طبق استاندارد ISO3132 می باشد، اندازه میلگرد را در خودش ضرب می‌کنند و عدد حاصل را بر 162 تقسیم می‌کنند تا وزن تقریبی میلگرد بدست آید.
انواع میلگرد بستر
میلگرد بستر، دو نوع کلی دارد. این دو نوع، در شکل ظاهری و نحوه اجرا با یکدیگر تفاوت دارند.
دسته اول: میلگرد بستر نردبانی
میلگرد بستر نردبانی شکلی مانند یک نردبان دارد. دو میلگرد به صورت موازی و با فاصله مشخص (که می‌تواند بین ۶ تا ۱۱ سانتی متر باشد) و مفتول‌های فلزی با فاصله حدود ۳۰ سانتی متر از یکدیگر بین این دو میلگرد قرار می‌گیرند. این نوع میلگرد بستر معمولا در ساخت دیوارهای چند جداره و همچنین دیوارهایی که فضای خالی میان آنها و عناصر سازه‌ای بیشتر از حد معمول است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دسته دوم: میلگرد خرپایی
میلگرد بستر خرپایی متشکل از دو میلگرد موازی است که مفتول‌های میان این دو میلگرد موازی به صورت زیگزاگ هستند. هر دو نوع میلگرد بستر معمولا به صورت آماده خریداری می‌شوند و در محل ساخت و ساز اجرا می‌شوند. همچنین، میلگردهای طولی باید از نوع آجدار باشند و مفتول‌های میانی ساده هستند.
میلگردهای بستر نردبانی و خرپایی، به صورت دو رج در راستای طول دیوار استفاده می‌شوند. این میلگردها پس از قرارگیری بلوک‌ها در رج، قبل از اجرای ملات بر روی آنها قرار می‌گیرند. سپس ملات با ضخامت بیش از ۱٫۵ سانتی متر بر روی آنها اعمال می‌شود و میلگردهای بستر در ملات مدفون می‌شوند. همچنین، دو سر بلوک‌ها با استفاده از قلاب یا هوک‌های طراحی شده، به گیره نصب شده در المان سازه‌ای متصل می‌شوند.
نحوه اتصال به قلاب و بست میلگرد بستر
به جهت اتصال میلگرد بستر به عناصر سازه‌ای، از مجموعه‌ای از اتصالات استفاده می‌شود که هر کدام نقشی اساسی در عملکرد و مقاومت دیوار دارند. اولین عضو این مجموعه، بست یا گیره است. در ساختمان‌های دارای اسکلت فلزی، بست یا گیره با استفاده از میخ مخصوص فلز و یا جوشکاری به ستون وصل می‌شود. در ساختمان‌های اسکلت بتنی، گیره یا بست با استفاده از پیچ و رول بولت و یا میخ بتن به ستون متصل می‌شود. دومین عضو از مجموعه‌ی اتصالات، قلاب است. قلاب، میلگرد را به بست متصل می‌کند. هنگام تولید، روی بست یا گیره شکافی تعبیه می‌شود که قلاب درون آن قرار گیرد.
یادآوری می‌شود که نصب المان‌ها و نوع اتصال آنها به قلاب و اتصال قلاب به گیره به صورت مفصلی انجام می‌شود. در سازه‌های بتنی، تنها گیره با استفاده از پیچ و رولپلاک به سازه متصل می‌شود، در حالی که در سازه‌های فولادی، از جوش استفاده می‌شود. تمامی ادوات استفاده شده در اتصال باید از جنس گالوانیزه باشند. این امر به دلیل آن است که فولاد معمولی در برابر فرایند هیدراتاسیون سیمان در ملات، دچار خوردگی شده و در نتیجه، پوسیده و از اتصال جدا می‌شود. همچنین، پس از جوشکاری در سازه‌های فولادی، پیشنهاد می‌شود که اسپری زینک بر روی جوش انجام شود.
مراحل اجرای میلگرد بستر
مرحله اول
برای اجرای میلگرد بستر، نقاط اتصال میلگردها به ستون مشخص می‌شود که هر ۲ رج یک بار و دارای فواصل ۴۰ سانتی متر از یکدیگر هستند.
مرحله دوم
در صورتی که اسکلت ساختمان بتنی باشد، باید ستون‌ها سوراخکاری شوند و رولپلاک درون آن قرار گیرد. در غیر این صورت، بست یا گیره را باید به وسیله میخ یا جوشکاری به ستون متصل نمود.
مرحله سوم
اولین موردی که باید در نظر داشت این است که عرض دیوار در نحوه اجرای میلگرد موثر است. در صورتی که عرض دیوار بیشتر از ۴ متر باشد، نیاز به اجرای وال پست عمودی میان قاب است. در این صورت، مرحله‌ی قبلی روی وال پست‌ها نیز انجام می‌شود تا انتهای میلگرد به وال پست وصل شود. گیره‌ها فقط می‌توانند به پروفیل وال پست جوش بخورند و با میخ متصل نمی‌شوند.
مرحله چهارم
نوبت به قرار دادن میلگردهای بستر می‌رسد که برای اجرای افقی استفاده می‌شود. با شروع چینش دیوار، هر رج در میان، میلگرد بستر نردبانی یا خرپایی را در بر می‌گیرد که بسته به ارتفاع بلوک‌ها و با توجه به فاصله گیره‌ها با یکدیگر، قرار می‌گیرد. انتهای هر میلگرد حدود ۲۰ سانتی متر خم می‌شود تا به خوبی به درون قلاب قرار گیرد. در ردیف آخر، دیوار با استفاده از یونولیت از تیر جدا می‌شود.
برای محاسبه مقدار میلگرد مورد نیاز برای ساخت دیوار، دو روش وجود دارد. روش اول بر اساس آیین‌نامه‌ی ۲۸۰۰ است که بر اساس آن، مجموع سطح مقطع میلگردها باید برابر با ۰٫۰۰۰۷ سطح مقطع دیوار باشد. روش دوم این است که به ازای هر ۴۰ سانتی متر ارتفاع دیوار، یک ردیف میلگرد بستر نصب شود. برای خرید میلگرد بستر، باید توجه داشت که قیمت آن بسته به عرض و کیفیت متفاوت است و بهتر است با تولید کننده مستقیما تماس بگیرید. همچنین، هزینه‌های مصالح مورد نیاز برای ساخت دیوار نیز باید در نظر گرفته شود.
مزایای اجرای میلگرد بستر در سازه
اجرای میلگرد بستر در سازهها، به منظور افزایش مقاومت دیوارها در برابر زلزله انجام می‌شود. اما این تنها یکی از مزایای اجرای آن است. مزایای دیگر اجرای میلگرد بستر عبارتند از: افزایش عرض دیوار استفاده از میلگرد بستر، امکان افزایش عرض دیوار را فراهم می‌کند. این امکان به مهندسان اجازه می‌دهد تا حداکثر عرض دیوار را به دست آورند. این مزیت به خصوص برای ساختمان‌های با درجه اهمیت پایین مناسب است. افزایش مقاومت در برابر بارهای جانبی بادهای شدید و بارهای جانبی دیگر، عواملی هستند که باعث ایجاد ترک در دیوار می‌شوند. اما با استفاده از میلگرد بستر، مقاومت دیوار در برابر بارهای جانبی افزایش می‌یابد.
افزایش مقاومت خمشی میلگرد بستر باعث افزایش مقاومت خمشی دیوار می‌شود. این مقاومت به معنای تحمل نیروهای کششی و فشاری است که در زمان تغییر اندازه دیوار (به علت تغییرات دمایی) و بارهای عمودی مانند بار مرده‌ی ساختمان وارد می‌شود. استفاده از میلگرد بستر در دیوارهای سازه، باعث افزایش مقاومت کششی و استحکام دیوار می‌شود.
از دیگر مزایای میلگرد میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- کنترل فاصله بین ترک‌های ناشی از انقباض و تغییر شکل حرارتی
- افزایش استقامت، استحکام و همچنین انعطاف پذیری خمشی به خارج از صفحه دیوار
- افزایش استقامت و مقاومت برشی در داخل صفحه دیوار
- افزایش یکپارچگی دیوارها در هنگام زلزله و جلوگیری از ریزش خارج از صفحه
- بهبود شکل پذیری دیوار و در نتیجه مقاومت در برابر ارتعاشات زلزله
- ایجاد اتصال مکانیکی برای نمای بنایی (سنگ یا آجر)
- نیازی به تغییر ساختار دیوار نیست
- قابلیت اتصال دیوارهای دو لایه به یکدیگر
اتصال دیوارها در هر سازه‌ای، تقاطع دیوارها به عنوان نقطه‌ای حیاتی در نظر گرفته می‌شود. اتصال نادرست دو دیوار می‌تواند باعث کاهش استحکام آنها و در نهایت کاهش استحکام سازه شود. برای اتصال دیوارها به یکدیگر، میلگرد بستر افقی به عنوان یک راه حل کارآمد و گسترده‌ترین روش استفاده می‌شود.
معایب میلگرد بستر
میلگرد بستر یکی از المان‌های سازه‌ای است که مزایای فراوان و معایب بسیار کم دارد. میتوان گفت تنها عیب میلگرد بستر این است که محصولی است که باید با دقت بسیار بالا انجام شود. اجرای میلگرد بستر به محاسبات دقیقی نیاز دارد و در صورتی که کوچکترین خطایی هنگام انجام محاسبات و اجرای میلگرد بستر صورت گیرد، خسارات جبران ناپذیر به پروژه وارد می‌شود. به همین دلیل هنگام اجرای آن باید از افراد متخصص و حرفه‌ای استفاده کرد.
قوانین و ضوابط اجرایی میلگرد بستر
مطابق با آیین نامه 2800 میلگرد بستر و همچنین بست‌های مورد استفاده، طبق ضوابط مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان در مواردی که مورد نیاز است از جنس فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه و یا میلگرد آجدار سرد نورد باشند. حداقل سطح مقطع قطعه مسلح کننده 0.0003 سطح مقطع دیوار در برش خرج از صفحه می‌باشد. حداکثر فاصله قائم قطعات مسلح کننده در ارتفاع دیوار یک متر می‌باشد که باید قطعه بر اساس آن طراحی و محاسبه شود.
در سال ۱۳۹۲، آیین‌نامه ملی جهت استفاده از میلگرد بستر به منظور مقاوم سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله ایجاد شد. برای اجرای این کار، باید به قوانین زیر توجه داشت:
– فاصله‌ی هر ردیف از میلگرد بستر باید حداکثر ۴۰ سانتی متر باشد.
– برای جوشکاری گیره به ستون، باید حداقل چهار سانتی متر، یعنی ۱ سانتی متر از هر طرف جوشکاری انجام شود.
– قطر میلگردهای طولی باید حداقل ۴ میلی متر باشد و عرض میلگرد بستر نردبانی باید حداقل ۵ و حداکثر ۱۱٫۵ سانتی متر باشد.
– میلگردها باید با پوشش گالوانیزه تولید شوند تا در برابر رطوبت محیط مقاوم شده و اکسید نشوند.
مقایسه وال پست با میلگرد بستر
وال پست یک روش دیگر برای مقاوم سازی دیوارها در برابر زلزله است. برای اجرای وال پست از پروفیل‌های ناودانی یا نبشی استفاده می‌شود. که باعث می‌شوند اتصال دیوار و عناصر سازه‌ای و انتقال بار از دیوار به ستون و تیر به درستی انجام شود. وال پست نسبت به میلگرد بستر از تنوع بیشتری برخوردار است. و مقاومت بیشتری نیز دارد. برای دیوارهایی با عرض بیشتر از ۴ متر، اجرای وال پست عمودی میانی به همراه میلگرد بستر انجام می‌شود. در واقع، این کار جایگزینی برای وال پست بوده و در دیوارهایی که اجرای وال پست در آنها الزامی نیست، استفاده می‌شود.
تاریخچه میلگرد بستر
تاریخچه طراحی میلگرد بستر به سال 1813 در آمریکا برمی گردد. این نوع میلگرد برای اولین بار در این سال تولید و استفاده شد و با توجه به کاربرد و محبوبیت زیاد آن خیلی زود در اروپا و سایر کشورها ساخته و مورد استفاده قرار گرفت. در ایران از سال 1391 استفاده از این نوع میلگرد به طور رسمی در مقررات ساختمانی ایران قرار گرفت و از آن زمان مهندسان ایرانی از این روش برای مقاوم سازی ساختمان‌ها استفاده کردند.
نتیجه گیری
در این مقاله سعی کرده‌ایم تا میلگردبستر را به طور مختصر مورد بررسی قرار دهیم. در صورت تمایل به کسب اطلاعات بیشتر و یا مشاوره با کارشناسان مجموعه خانه بلوک، با ما تماس بگیرید.
دفتر تهران
۲۸۳ ۲۸۴ – ۰۲۱
دفتر کرج
۵۱۲۵ ۳۴۲۰ – ۰۲۶
مدیر فروش ۰۹۱۲۱۰۲۷۶۶۷
