به گزارش یازاکو، اهمیت این میلگرد در جلوگیری از ترک خوردگی بتن، افزایش مقاومت خمشی و توزیع یکنواخت تنش ها به وضوح قابل مشاهده است. بدون استفاده صحیح از میلگرد ممان منفی، سازه با مشکلاتی مانند افت عملکرد، کاهش مقاومت و حتی شکست موضعی مواجه خواهد شد.
عنوان توضیحات
نام قطعه میلگرد منفی تیرچه
کاربرد مقاومت در برابر لنگر منفی در محل اتصال تیرچه به تکیه‌گاه
جایگاه نصب بالای تیرچه و در دو سر آن، در ناحیه تکیه‌گاه
نوع میلگرد آجدار، معمولاً سایز ۱۰ یا ۱۲ میلی‌متر
طول میلگرد حدود ۶۰ تا ۷۰ سانتی‌متر در هر سر تیرچه (بسته به دهانه)
میلگرد ممان منفی چیست و در چه شرایطی استفاده می شود؟
میلگرد ممان منفی نوعی میلگرد تقویتی است که در نواحی تحت لنگر خمشی منفی (Negative Bending Moment) در تیرها و دال‌های بتنی به کار می رود. در این شرایط برخلاف وسط دهانه که بتن در پایین دچار کشش می شود، در بالای تکیه گاه یا محل اتصال تیر به ستون، کشش در بخش بالایی بتن ایجاد می شود. از آنجا که بتن مقاومت کششی پایینی دارد، وجود میلگردهای تقویتی در این نواحی الزامی است تا بارها به طور ایمن منتقل شده و از ترک خوردگی و شکست جلوگیری شود.
شرایطی که نیاز به استفاده از میلگرد ممان منفی دارند شامل:
• اتصالات تیر به ستون: جایی که لنگر منفی باعث ایجاد کشش در بالای تیر میشود.
• بالای تکیه گاه ها در تیرهای ممتد: در این نقاط، نیروهای وارده باعث کشش در لایه بالایی تیر می شوند.
• دال‌های یک طرفه و دوطرفه: در محل اتصال به تیرها یا دیوارهای حائل، نیاز به میلگرد ممان منفی وجود دارد.
محل قرارگیری میلگرد ممان منفی در تیرها و دال‌ها
در تیرهای بتنی ممتد، میلگردهای ممان منفی معمولاً در بالای تکیه گاه‌ها قرار داده می‌شوند. در این بخش‌ها به دلیل تغییر جهت لنگر، کشش در بالای مقطع اتفاق می افتد و میلگرد تقویتی باید در این نقطه حضور داشته باشد. در اتصال تیر به ستون نیز استفاده از میلگرد ممان منفی ضروری است، زیرا این محل‌ها معمولاً بیشترین تمرکز تنش خمشی را تجربه می کنند.
در دال های یک طرفه و دو طرفه، میلگرد ممان منفی در قسمت بالای دال و در نزدیکی تکیه گاه‌ها نصب میشود. این کار به توزیع بهتر بارها و جلوگیری از ایجاد ترک های طولی و عرضی کمک می کند. به عنوان یک اصل کلی، هرجا که در بخش بالایی بتن نیروی کششی ایجاد شود، نیاز به استفاده از میلگرد ممان منفی وجود دارد.
طول میلگرد ممان منفی
به گفته آهن جم طول میلگرد ممان منفی در سقف تیرچه بلوک هم باید توسط طراح و مهندس سازه تعیین گردد معمولا طول میلگرد ممان منفی باید به اندازه یک پنجم دهانه باشد.حداقل زاویه خم میلگرد ممان منفی ۹۰ درجه می باشد.
به گفته آهن جم : محاسبه طول میلگرد ممان منفی به این صورت است که ابتدا طول دهانه سقف را بدست می آوریم.سپس آنرا تقسیم بر ۵ میکنیم. مثلا اگر طول دهانه ۷ متر است تقسیم بر ۵ میشود ۱.۴ متر ،پس طول میلگرد ممان منفی باید ۱.۴ متر باشد و باید طول را مقداری اضافه تر گرفت تا طول خم میلگرد هم محاسبه شود.
تفاوت میلگرد ممان منفی با میلگردهای کششی و فشاری
در طراحی سازه های بتنی، هر نوع میلگرد نقشی در تحمل نیروها دارد و جایگذاری آنها باید بر اساس رفتار واقعی عضو بتنی انجام شود.میلگردهای کششی معمولاً در پایین تیرها یا دال‌ها و در وسط دهانه قرار داده می شوند. زیرا در این نقاط بتن تحت کشش قرار می گیرد و نیاز به تقویت دارد. در مقابل، میلگردهای فشاری در بالای مقطع یا در ستون‌ها به کار می‌روند تا نیروهای فشاری را تحمل کنند و پایداری سازه را افزایش دهند.
به بیان ساده:
۱٫ میلگرد کششی: مقابله با کشش در پایین مقطع (وسط دهانه).
۲٫ میلگرد فشاری: تحمل بارهای فشاری در بالای مقطع یا ستون.
۳٫ میلگرد ممان منفی : مقابله با کشش در بالای تکیه گاه‌ها و محل اتصال تیرها
آیین نامه‌ها و استاندارد های بین المللی مرتبط با میلگرد ممان منفی
طراحی و اجرای میلگرد ممان منفی تنها به تجربه اجرایی بسنده نمی کند، بلکه باید مطابق با آیین نامه ها و استاندارد های معتبر بین المللی انجام شود. این مقررات چارچوبی روشن برای تعیین محل، مقدار و سایز میلگردها در سازه های بتنی ارائه می دهند.
یکی از مهم ترین منابع آیین‌نامه ACI 318 (انجمن بتن آمریکا) است. این آیین نامه دستورالعمل های دقیقی برای طراحی تیرها، دال‌ها و ستون‌ها دارد و به طور خاص بر تقویت بالای تکیه گاه‌ها با میلگرد های ممان منفی تأکید می کند. طبق ACI، مقدار حداقل و حداکثر آرماتور، طول مهاری و نحوه‌ی خم کردن میلگردها مشخص شده است تا عملکرد سازه تحت بارگذاری واقعی تضمین شود.
استانداردهای ملی مثل مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران نیز هم راستا با این منابع معتبر بین المللی، ضوابط خاصی برای طراحی میلگرد ممان منفی ارائه کرده اند. از جمله: حداقل تعداد میلگرد در بالای تکیه‌گاه ها، رعایت پوشش بتنی کافی برای جلوگیری از خوردگی و الزام به استفاده از سایزهای مناسب میلگرد (مانند سایزهای ۱۶ تا ۱۸ برای تیرهای معمولی).
سایزهای پرکاربرد برای میلگرد ممان منفی
در طراحی و اجرای دال ها و سقف های بتنی، انتخاب سایز میلگرد ممان منفی نقش مهمی در کنترل ترک خوردگی و افزایش دوام سازه دارد. مهندسان سازه معمولاً با توجه به بارهای وارد بر سقف، دهانه تیرها و شرایط اجرایی، از سایزهای متداولی همچون میلگرد ۱۶ و ۱۸ استفاده می کنند. این سایزها علاوه بر تأمین مقاومت خمشی لازم، از نظر اقتصادی نیز به صرفه هستند و در اکثر پروژه‌های ساختمانی کاربرد فراوان دارند.
به‌ویژه میلگرد ۱۸ به دلیل استحکام مناسب و قابلیت استفاده در دهانه‌های متوسط تا بزرگ، یکی از انتخاب‌های اصلی برای آرماتوربندی نواحی ممان منفی به شمار می رود. از این رو هنگام برآورد هزینه ها و برنامه ریزی مالی پروژه، توجه به قیمت میلگرد ۱۸ اهمیت زیادی دارد. چرا که این سایز در بسیاری از نقشه های اجرایی و آیین نامه‌ها به عنوان گزینه استاندارد معرفی شده است.
به گفته آهن جم سپاهان : میلگرد ۱۸ با قطر ۱.۸ سانتی‌متر یا ۱۸ میلی‌متر و در شاخه ۱۲ متری تولید میشود. هر شاخه ۱۲ متری میلگرد ۱۸ وزن ۲۴ کیلوگرم دارد. می‌توان گفت که میلگرد ۱۸ اولین سایز سنگین میلگرد است که نسبت به سایزهای کمتر استحکام و مقاومت بیشتری دارد و کاربرد آن هم در ساختمان‌های بزرگتر و چند طبقه می‌باشد .
میلگرد ۱۸ توسط کارخانجات زیادی تولید میشود که هر کدام میلگرد ۱۸ را با وزن ، کیفیت ، استاندارد و قیمت متفاوتی عرضه می‌کنند .علاوه بر این گرید میلگرد ۱۸ که A1 ، A2 ، A3 و A4 باشد در تعیین کاربرد و قیمت آن نقش حیاتی دارد. میلگرد ۱۸ با گرید A3 مصرف و تقاضای بیشتری دارد و عمدتاً مشتریان به دنبال خرید و استعلام قیمت میلگرد ۱۸ A3 می‌باشند
نکات اجرایی در نصب میلگرد ممان منفی
اجرای صحیح میلگرد ممان منفی اهمیت زیادی در عملکرد سازه ای دال ها و سقف‌های بتنی دارد. اگر این آرماتورها به درستی جای گذاری یا مهار نشوند، مقاومت سازه در برابر خمش منفی کاهش یافته و ترک‌های خطرناک در بالای تیرها یا نواحی تکیه گاهی ایجاد می شود.این میلگرد ها باید با سیم آرماتور بندی محکم شوند و از جوشکاری میلگرد استفاده نشود زیرا آسیب هایی ایحاد میکند.
خطاهای رایج در استفاده از میلگرد ممان منفی و راهکارهای جلوگیری
اجرای میلگرد ممان منفی اگر با خطا همراه باشد، می‌تواند کل سیستم باربری دال یا سقف را دچار ضعف کند و ترک ها و تغییرشکل‌های غیرمجاز ایجاد نماید. در ادامه مهم ترین اشتباهات رایج و راهکارهای عملی برای پیشگیری از آنها بررسی شده است:
کم گذاشتن میلگرد ممان منفی
برخی پیمانکاران برای کاهش هزینه، تعداد میلگرد ممان منفی را کمتر از مقدار طراحی شده قرار می دهند. این کار باعث میشود ظرفیت مقطع در برابر خمش منفی کاهش یافته و ترک‌های قابل توجهی در بالای تیر یا محل تکیه گاه ایجاد شود.
جایگذاری اشتباه میلگردها
یکی از رایج ترین مشکلات، قرارگیری میلگرد ممان منفی در موقعیت نامناسب است. به طور مثال به جای بالای دال، در بخش میانی یا حتی پایین دال قرار داده می شود. این خطا عملاً میلگرد را بی اثر میکند.
انتخاب سایز نامناسب میلگرد
استفاده از سایزهای غیر استاندارد یا کوچک تر از مقدار محاسبه شده (مثلاً به‌جای میلگرد ۱۸ از میلگرد ۱۲) باعث افت شدید ظرفیت خمشی میشود. گاهی هم استفاده از سایز بیش از حد بزرگ، تراکم میلگردها را افزایش داده و بتن ریزی را مشکل میکند.
مهار ناکافی میلگردها
در بعضی موارد میلگردهای ممان منفی طول مهاری کافی ندارند یا به خوبی با سایر آرماتورها بسته نمی شوند. این موضوع می‌تواند باعث لغزش میلگرد در بتن و از دست رفتن بخشی از مقاومت سازه شود.