محاسبه طول مهاری میلگرد

زمان مطالعه: 6 دقیقه

یکی از مهم ترین موضوعات مربوط به علوم عمران و ساختمان سازی، محاسبه طول مهاری میلگرد است. در واقع، میلگردها اصلی ترین مقاطع فولادی هر سازه به شمار می روند. بنابراین، موضوعاتی مانند طول مهاری، شعاع خم، میزان گیرایی و… مهم ترین مباحث مهندسی هستند.

اصلی ترین دلیل استفاده از میلگرد در سازه، افزایش استحکام بتن و مسلح کردن آن است. افزایش استحکام بتن به کمک میلگرد آجدار، بهتر صورت می گیرد؛ در واقع، میلگرد آجدار چسبندگی بیشتری نسبت به نوع ساده آن دارد. در این مطلب از دانشنامه اصفهان آهن به بررسی طول مهاری میلگرد و عوامل وابسته به آن خواهیم پرداخت؛ پس ادامه مطالب را از دست ندهید.

طول مهاری میلگرد چیست؟

طول مهاری میلگرد یا طول چسبندگی آن، شامل تعاریف متعددی است که عبارتند از:

• مقدار طول لازم برای اتصال و چسبیدن میلگرد به بتن
• نسبت قطر و طول میلگرد در مقدار چسبندگی با بتن
• طولی از آرماتور که داخل بتن فرورفته و از خروج آن در هنگام اعمال بار جلوگیری می کند.
• حداقل طول لازم برای یک آرماتور در داخل بتن که از مقدار تنش میلگرد به مقدار تنش تسلیم افزایش می یابد.
• طولی از میلگرد داخل بتن، که موجب رسیدن به پیوستگی لازم بین فولاد و بتن می شود.

تمامی تعاریف از لحاظ علمی صحیح هستند و به افزایش چسبندگی و استحکام بتن اشاره دارند. در کتاب های علمی و آموزشی نیز طول مهاری میلگرد را با نماد L_d نشان می دهند. پیوستگی و چسبندگی میان فولاد با بتن، به سه عامل یعنی مواد شیمیایی، اصطکاک و مهار مکانیکی در انتهای میلگرد بستگی دارد که تاثیر مورد سوم، یعنی همان طول مهاری میلگرد از همه بیشتر است.

روش های مهار میلگرد در بتن

مهار میلگرد در بتن یا طول مهاری میلگرد، به چهار روش قابل اجرا است. طبیعی است که هر چه روش استفاده شده جدیدتر، عمیق تر و تخصصی تر باشد، میلگرد ثبات بیشتری در بتن خواهد داشت.

مهار میلگرد در بتن به روش مستقیم

مهار آرماتور در بتن به روش مستقیم، اولین روشی است که برای طول مهاری میلگرد مورد استفاده قرار گرفت. در این روش، طول آرماتوری که درون بتن کاشته می شود، اهمیت بسیار زیادی دارد. طبیعتا هر چه طول آرماتور کاشته شده کوتاه تر باشد، استحکام کمتری نیز خواهد داشت.

میلگرد آجدار بهترین آرماتوری است که برای این روش مورد استفاده قرار می گیرد؛ زیرا وجود آج روی سطح آن باعث درگیری بیشتر با بتن و در نتیجه، چسبندگی بالاتری می شود. هزینه کمتر نسبت به روش های جدید، مهم ترین دلیلی است که برخی افراد ترجیح می دهند همچنان از این روش استفاده کنند.

مهار میلگرد در بتن به روش خم 90 درجه

اگر مهار میلگرد در بتن به روش مستقیم قابل اجرا نباشد، باید با استفاده از روش خم 90 درجه، قلاب استانداردی در انتهای میلگرد ایجاد شود. این روش، یکی از متداول ترین راه ها، برای مهار میلگردهایی است که عرض کمتری دارند (مانند ستونها و دیوارهای باریک).

البته این روش دارای ضوابط مشخصی است که روش اجرای آن را تعیین می کند. در این آیین نامه دو موضوع یعنی طول قبل از خم (L_dh) و طول خم شده (L_ext) معرفی می شوند. بر اساس این قوانین، ما نمی توانیم هر نوع آرماتوری را با مقدار دلخواه خم کنیم.

مهار میلگرد در بتن به روش خم 180 درجه

این روش نیز مانند روش قبلی بوده و مخصوص آرماتورهایی است که دارای محدودیت خم 90 درجه هستند. آیین نامه روش خم 180 درجه نیز، قوانین اجرای آن را تعیین می کند که حتما باید رعایت شود.

مهار میلگرد در بتن با استفاده از وسایل مکانیکی

در این روش، با استفاده از دریل، محل اتصال میلگرد مشخص می شود. سپس متناسب با طول و عمق میلگرد، وسایل مکانیکی مناسب انتخاب می شوند. این روش مخصوص آرماتورهایی مانند میلگردهای طولی ستون در طبقات آخر یک سازه یا بولت های صفحه ستون است، که محدودیت اجرای خم دارند.

شما مهندسین و مجریان پروژه عزیز می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ضوابط اجرای این روش و سایر روش ها، به آیین نامه ACI-318 مراجعه کنید.

عوامل موثر در محاسبه طول مهاری میلگرد

در محاسبه طول مهاری میلگرد عوامل متعددی دخیل هستند، که بر انتخاب روش اجرای آن نیز تاثیر می گذارند. پیکربندی و نوع میلگرد، اولین و مهم ترین فاکتور تاثیرگذار در محاسبه این فرایند است. همانطور که اشاره شد، میلگرد آجدار نسبت به میلگرد ساده ارجحیت دارد؛ زیرا چسبندگی آن به بتن بیشتر است. بنابراین، مهم ترین عامل در کیفیت اجرای طول مهاری میلگرد، نوع آرماتور است.

عامل دوم، قطر آرماتور است که باز هم در قسمت های قبل به آن اشاره شد. قطر آرماتور رابطه مستقیمی با طول مهار دارد؛ به این صورت که هرچه قطر آرماتور بیشتر باشد، طول مورد نیاز برای مهار آن نیز افزایش خواهد یافت. این فاکتور نیز، از اصلی ترین پارامترهای محاسبه طول مهاری است.

تنش تسلیم فولاد یا Fy نیز پارامتر دیگری است که رابطه مستقیمی با طول مهاری آرماتور دارد. هرچه تنش تسلیم فولاد بیشتر، طبیعتا طول موردنیاز برای مهار نیز بیشتر خواهد شد.

بر خلاف سه پارامتر قبلی، مقاومت فشاری بتن یا Fc رابطه معکوس با طول مهاری میلگرد دارد. دلیل این موضوع هم رابطه معکوس Fc با تنش پیوستگی (تابعی از مقاومت فشاری) است. هرچه مقاومت فشاری بتن کاهش یابد، طول مهاری آرماتور افزایش پیدا می کند.

کاور میلگرد به عنوان پوشش محصور در اطراف آرماتور، پنجمین عامل تاثیر گذار در محاسبه طول چسبندگی است. این پوشش در کنترل تاثیرات اپوکسی ساختمان نقش مهمی دارد؛ زیرا باعث می شود که میلگرد در بتن شکاف و ترک ایجاد نکند.

فاصله بین آرماتورها (میلگرد) عامل مهم دیگری است که اگر ضوابط آن رعایت نشود، یعنی از فاصله قانونی کمتر یا بیشتر باشد، موجب از بین رفتن چسبندگی و در نتیجه شکستن بتن خواهد شد. در نتیجه آرماتور از داخل بتن جدا می شود. مشکلات این عامل را می توان از طریق قرار دادن خاموت در اطراف میلگردهای طولی برطرف کرد.

فرمول محاسبه طول مهاری میلگرد

طول مهاری میلگرد آجدار که تحت کشش قرار دارد، از طریق فرمول زیر محاسبه می شود.

طول مهاری میلگردهای فونداسیون

میلگردهایی که درون بتن قرار می گیرند، دارای دسته بندی های دو، سه و چهارتایی هستند که برای محاسبه طول مهاری هر کدام ضرایب مختلفی وجود دارد.

ضریب مهاری برای دسته های دوتایی 1، در دسته های سه تایی ضریب 1.2 و برای دسته های چهارتایی ضریب 1.33 در نظر گرفته شده است. هر یک از ضرایب، برای محاسبه طول مهاری میلگرد یا آرماتور، ضروری و موردنیاز هستند.

جدول طول مهاری میلگرد

جدول طول مهاری میلگرد، در محاسبه طول چسبندگی کمک زیادی می کند. در واقع، به کمک این جداول، تمامی خطاها و مشکلات زمان بر مربوط به محاسبات دستی برطرف خواهد شد.

در این مطلب به چگونگی محاسبه طول مهاری میلگرد پرداخته شد. قبل از محاسبه آن موضوعاتی مانند فاکتورهای تاثیرگذار و روش های اجرای طول چسبندگی مورد بررسی قرار گرفت. طول مهاری میلگرد به نام های طول چسبندگی یا LD نیز شناخته می شود.

طول مهاری میلگرد از طریق فرمول و ضرایب آن مشخص می شود؛ اما به دلیل اینکه احتمال خطا در آن بسیار زیاد است و زمان زیادی از افراد می گیرد، جداول ارائه شده از طرف نظام مهندسی (آیین نامه ACI-318) را برای سهولت محاسبات شما قرار دادیم.

طول مهاری میلگرد چگونه محاسبه می شود؟

محاسبه طول مهاری میلگرد، به دو صورت یعنی فرمول دستی و استفاده از جداول ACI-318-19 انجام می شود.

روش های مهار میلگرد (آرماتور) در بتن کدامند؟

مهار میلگرد در بتن به سه روش مستقیم، قلاب استاندارد (خم 90 و 180 درجه)، وصله مکانیکی انجام می شود.

عوامل موثر در محاسبه طول مهار میلگرد کدامند؟

پیکربندی و نوع میلگرد، قطر آرماتور، تنش تسلیم فولاد (Fy)، مقاومت فشاری بتن (Fc)، کاور میلگرد