محاسبه سطح مقطع میلگرد
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
میلگرد پرمصرف ترین محصول ساختمان سازی است که اغلب در سازه های بتنی و به منظور افزایش مقاومت کششی آن استفاده می شود. این محصول دارای سایز و گریدبندی های متنوعی است که هر کدام سطح مقطع متفاوتی دارند.
محاسبه سطح مقطع میلگرد از دو جهت اهمیت دارد. اولا میزان بار قابل تحمل آرماتور در هر سایز متفاوت است. دوما میزان مقاومت سازه بر اساس میزان بار قابل تحمل میلگرد تعیین می شود.
بنابراین با توجه به اهمیت این محاسبات و تاثیر آن در ایمنی و استحکام سازه، قصد داریم در این مطلب از دانشنامه اصفهان آهن به بررسی روش های محاسبه مساحت میلگرد بپردازیم.
فایل صوتی
سطح مقطع میلگرد چیست؟ روش های محاسبه
انتخاب نوع و سایز میلگرد برای یک سازه، به مقدار باری که باید تحمل کند بستگی دارد. بر اساس آنچه در مقدمه گفته شد، بار قابل تحمل میلگرد از طریق محاسبه سطح مقطع آن مشخص می شود.
سطح مقطع میلگرد، همان قسمت عرضی و دایره ای شکل آن است که دقیقا مطابق فرمول مساحت دایره محاسبه می شود. البته برای به دست آوردن سطح مقطع آرماتور، راه سریع تری وجود دارد که اطلاعات آن کاملا دقیق و استاندارد است.
جدول سطح مقطع میلگرد، راه حل سریع و کاربردی است که علاوه بر مساحت، اطلاعاتی مانند وزن، طول، شعاع ژیراسیون، گشتاور و… به مخاطب می دهد. این اطلاعات در حقیقت همان جدول اشتال میلگرد هستند که راهنمای مهندسان به شمار می رود.
محاسبه سطح مقطع میلگرد توسط فرمول
قبل از اینکه به بررسی فرمول محاسبه مساحت آرماتور بپردازیم، باید با قطر میلگرد آشنا شویم زیرا این موضوع پیچیده تر از آن است که فکرش را می کنید. میلگرد با سه نوع قطر یعنی اسمی، زمینه و خارجی شناخته می شود.
قطر اسمی که همان سایز میلگرد است، در محاسبه سطح مقطع میلگرد نیز با نادیده گرفتن آج ها، قطر زمینه و با در نظر گرفتن آن ها قطر خارجی به دست می آید.
به عنوان مثال اگر میلگرد سایز (قطر اسمی) 16 را در نظر بگیریم، قطر خارجی آن 18 و قطر زمینه 15 است؛ از میان این اعداد، در فرمول مساحت، قطر اسمی را قرار می دهیم.
بنابراین با توجه به فرمول مساحت دایره، ابتدا قطر اسمی میلگرد یعنی عدد 16 را تقسیم به 2 می کنیم، سپس حاصل به دست آمده (8) را به توان 2 می رسانیم و در عدد پی (3/14) ضرب می کنیم.
محاسبه سطح مقطع میلگرد توسط جدول
به کمک جدول اشتال میلگرد نیز می توان، سطح مقطع آن را محاسبه کرد با این شرط که مراحل زیر را به ترتیب انجام دهید.
- استخراج کل تعداد میلگردهای موردنیاز از نقشه سازه
- پیدا کردن وزن متناظر با هر سایز از جدول اشتال
- ضرب کردن وزن یک متر از هر سایز میلگرد در جمع طول شاخه های آن
- جمع کردن وزن کل به دست آمده برای هر شاخه
معادل سازی و جایگزینی میلگرد
احتمالا بارها در کارگاه های ساختمانی با مشکلاتی از قبیل تمام شدن سایز میلگرد مصرفی مواجه شده اید. اگر در حین کار باشید قطعا نمی توانید آن را نصفه رها کرده و برای تهیه همان آرماتور صبر کنید. بنابراین باید از سایر سایزها تحت شرایط خاص استفاده نمایید که معادل سازی نام دارد.
با توجه به اینکه مشخصاتی مانند طول مهاری، اورلپ و تنش تسلیم در هر سایز از این محصولات متفاوت است، معادل سازی باید توسط مهندس طراح و متخصص انجام شود. در این فرایند، سطح مقطع معادل میلگرد توسط فرمول زیر محاسبه می شود.
سطح مقطع میلگرد معادل در نقشه = سطح مقطع میلگرد در نقشه × تعداد میلگرد در نقشه
در این فرمول نه تنها سایز میلگرد، بلکه تعداد مصرفی آن نیز بسیار مهم است.
نکات مهم مربوط به معادل سازی
قبل از هر اقدامی، باید آگاه باشید که هر قسمتی از میلگرد که در نقشه های اجرایی سازه ذکر شده، الزاماً باید رعایت و اجرا شود و امکان تغییر آن وجود ندارد.
در موضوع دوم که به تنش جاری شدن میلگرد می پردازد، باید ابتدا توجه داشته باشید که تنش جاری شدن میلگرد به معنای تغییر شکل دائمی میلگرد در پاسخ به نیروهای کششی است. این تغییر شکل، زمانی که میلگرد در سازه هایی مثل سقف یا دیوارهای بتنی استفاده می شود، ممکن است منجر به مشکلات و خرابی های جدی شود. بنابراین، در هنگام تغییر مقطع و اجرای مقاطع معادل، توجه به تنش جاری شدن میلگرد بسیار حائز اهمیت است.
مورد سوم مرتبط با مقطع معادل، حداقل فواصل و تعداد میلگردها در یک مقطع است. طبق مفاد ماده نهم مقررات ملی ساختمان باید اصول این مقاطع رعایت شود. با تغییر ابعاد میلگردها، طبیعتاً تعداد آنها نیز افزایش خواهد یافت.
با وجود اهمیت منطقی موضوع معادل سازی، تصمیم گیری قطعی در این زمینه بدون مشورت مهندس ناظر امکان پذیر نیست. همچنین، در هنگام نصب میلگردها باید به طرز چینش، نصب سنجاق ها، اتصال ها، موقعیت آرماتورهای معادل و پس از آن قرارگیری ستون و کاور آن نیز دقت کامل شود.
سایر فرمول های محاسبه سطح مقطع آرماتور
سطح مقطع میلگرد معمولاً به متر مربع یا سانتیمتر مربع اندازه گیری می شود. برای محاسبه سطح مقطع میلگرد، می توانید یکی از فرمول های زیر را بسته به شکل میلگرد شما دارد.
سطح مقطع میلگرد دایره‌ای: اگر میلگرد شما شکل دایره است، مساحت آن را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنید
مساحت = π × (نصف قطر)²
سطح مقطع میلگرد مستطیلی: اگر میلگرد شما شکل مستطیلی دارد، مساحت آن را با ضرب طول و عرض مستطیل محاسبه کنید.
مساحت = طول × عرض
سطح مقطع میلگرد مستطیلی با سوراخ و دیواره نازک: اگر میلگرد شما دارای سوراخ در وسط و دیواره‌ی نازک است، مساحت آن را با انجام محاسبات مرتبط با دایره ها و مستطیل ها به شرح زیر محاسبه کنید
مساحت = (مساحت بخش مستطیلی بیرونی) – (مساحت دایره در وسط)
در این مطلب روش های محاسبه سطح مقطع میلگرد را توضیح دادیم. فرمول مساحت این مقاطع فولادی به شکل ظاهری آنها بستگی دارد. همچنین عبارت معادل سازی میلگرد را توضیح دادیم و مراحل آن نام برده شد.در بحث معادل سازی نکاتی مانند تنش جاری شدن، رعایت حداقل و حداکثر فواصل وجود دارد که باید به آن دقت کافی داشته باشید.
با چه ابزارهایی می توان قطر میلگرد را محاسبه کرد؟
طناب یا کاموا، شابلون، کولیس که شبیه به آچار فرانسوی است.
معادل سازی میلگرد به چه معناست؟
احتمالا بارها در کارگاه های ساختمانی با مشکلاتی از قبیل تمام شدن سایز میلگرد مصرفی مواجه شده اید. بنابراین باید از سایر سایزها تحت شرایط خاص استفاده نمایید که معادل سازی نام دارد.