روش محاسبه میلگرد حرارتی سقف

میلگرد حرارتی چیست؟ معرفی، نکات اجرا و نحوه محاسبه میلگرد حرارتی

میلگرد حرارتی از استحکام کششی بسیار بیشتری نسبت به دیگر انواع میلگرد ها برخوردار است، به همین دلیل این نوع میلگرد برای جلوگیری از ترک‌خوردگی بتن گزینه مناسب ‌تری است. بتن یکی از گزینه های کاربردی در ساختمان سازی است که به منظور افزایش استحکام و ایمنی سازه مورد استفاده قرار می گیرد؛ اما تحت تاثیر گرما و سرما، منبسط و منقبض می گردد و در نهایت ترک هایی بر روی آن ایجاد می شود.

وجود چنین ترک هایی در سازه به خصوص سقف آن بسیار خطر ناک است و می تواند خطرات جانی نیز برای افراد به دنبال داشته باشد. ‌از این رو توصیه می گردد برای جلوگیری از خسارات ناشی از ترک خوردگی بتن، از میلگرد حرارتی در سازه استفاده شود. با آهن هایپر همراه باشید تا بیشتر در مورد میلگرد حرارتی، ویژگی ها و نحوه اجرا آن بدانید

آهن ملل	ویژگی های محصول
۱	نام محصول	میلگرد حرارتی (Temperature reinforcement)
۲	کاربرد	افزایش استحکام سقف سازه‌ ها و جلوگیری از گسستگی دیافراگم سقف کاهش احتمال فرو ریختن سقف، هنگام حوادث و خطرات افزایش باربری سازه
۳	ویژگی شاخص	دارای کربن کمتر و در نتیجه استحکام کششی بالاتر
۴	سایز میلگرد مورد استفاده	معمولا از میلگرد با قطر ۵ تا ۶ میلی ‌متر استفاده می‌ شود، اما قطر ۴ میلی ‌متر تا قطر بزرگ ‌تر از ۶ میلی‌ متر نیز قابل اجراست

از میلگرد و انواع آن چه می دانید؟

انواع میلگرد از جنبه های متفاوتی قابل دسته بندی است. به طور مثال انواع میلگرد از نظر جنس به دسته های کربن دار، گالوانیزه، میلگرد اروپایی و … تقسیم بندی می شوند؛ اما پر استفاده ترین تقسیم بندی میلگردها از نظر کاربرد و ظاهر آنهاست.

میلگرد حرارتی: از معرفی تا بیان ویژگی ها

برای پاسخ به سوال میلگرد حرارتی چیست، ابتدا باید در مورد چیستی آرماتور حرارتی توضیح داد. با استفاده از آرماتور می‌ ‌توان عملکرد بتن را بهبود بخشید و استحکام سازه بتنی را افزایش داد. زمانی که آرماتور حرارتی تحت تنش حرارتی قرار می ‌گیرد، طول آن نسبت به بتن کم یا زیاد شده و باعث کاهش تنش وارده بر بتن می‌شود. از آنجا که وظیفه عمده میلگردهای حرارتی کاهش تنش‌ های ناشی از جمع‌شدگی و حرارت بتن است، به آنها آرماتور حرارتی نیز گفته می‌ شود.

همانطور که گفتیم تولید میلگرد حرارتی یا آرماتور حرارتی به منظور مقاوم‌ سازی ساختمان و سازه ‌ها است. این کار با جلوگیری از انبساط، انقباض و ترک ‌خوردگی در بتن اتفاق می ‌افتد. میلگردهای حرارتی در ساختار خود کربن کمتری دارند. وجود کربن کمتر، باعث پردازش ترمومکانیکی فولاد تقویت شده در جریان نورد شده و قابلیت ارتجاعی میلگرد را بیشتر می کند. به همین دلیل میلگرد حرارتی مناسب ‌ترین میلگرد برای جلوگیری از ترک‌ خوردگی بتن است.

در واقع میلگرد حرارتی می‌ تواند به تقویت دال ‌های بتنی به منظور بهبود مقاومت کششی کلی بتن کمک کند. اما در صورت عدم استفاده از میلگرد حرارتی و وقوع ترک در بتن، عملکرد یکپارچه دیافراگم سقف به هنگام زلزله کاهش می ‌یابد.

کاربرد های میلگرد حرارتی

• بیشترین کاربرد میلگرد حرارتی افزایش استحکام سقف سازه‌ ها و جلوگیری از گسستگی دیافراگم سقف است. به طور کل این میلگرد با کاهش عرض ترک ‌ها، مقاوت سازه را افزایش می‌ دهد.
• افزایش باربری سازه، یکی دیگر از کاربردهای میلگردهای حرارتی است. سقف سازه‌ ها به دلیل افقی بودن، بخشی از بار ساختمان را تحمل می‌ کنند و می ‌توانند در برابر نیروهای وارده آسیب ‌پذیرتر باشند. استفاده از میلگرد حرارتی در سقف باعث یکپارچه عمل نمودن سقف در برابر نیروهای وارده می‌ شود.
• کاهش احتمال فرو ریختن سقف، هنگام حوادث و خطراتی مانند زلزله یکی دیگر از مزایای این نوع میلگرد است؛ زیرا میلگرد حرارتی مانع ایجاد ترک در بتن سقف به دلیل نیروهای کششی و جانبی ناشی از زلزله می‌ شود.

نکته مهمی که لازم است در داین قسمت از مقاله به آن اشاره کنیم این است که میلگرد حرارتی نقشی در کاهش احتمال آتش‌ سوزی ندارد.

نحوه اجرای میلگرد حرارتی

برای بستن میلگردهای حرارتی و آرماتور حرارتی از سیم مفتول استفاده می ‌شود که خود به دو روش ضربدری و کرواتی بسته می ‌شوند. آرماتورها و میلگردهای حرارتی در حالت قائم نسبت به یکدیگر و به شکل  T قرار می‌ گیرند. از آنجا که معمولا در یک ساختمان هم از آرماتور معمولی و هم از آرماتور حرارتی استفاده می ‌شود، آرماتورهای حرارتی به صورت شبکه ‌ای به کار رفته و عمود بر تیرچه‌ های کار شده در سقف قرار می ‌گیرند. همچنین در دال‌ هایی که آرماتورهای خمشی فقط در یک سو اجرا می ‌شوند، برای تنش‌ های حاصل از افت و حرارت، باید آرماتورها را در جهت عمود بر آرماتورهای خمشی قرار داد.

برای نحوه اجرای میلگرد حرارتی به طور دقیق، حتما لازم است مهندسان سازه سایز، مقدار، نوع و وزن میلگرد حرارتی را مشخص کنند. اما حداکثر فاصله بین دو میلگرد افت و حرارت ۲۵ سانتیمتر است. بهترین مکان قرارگیری این میلگرد ها یک سوم بالای ضخامت دال بتنی است. دال بتنی یکی از مهم‌ترین عضوهای سازه‌ای است که از صفحات تخت بتنی تشکیل شده است. دال بتنی در سازه‌های مختلف (ساختمان، سد، پل، تونل) و با کاربری‌های متنوع (سقف، فونداسیون، پیاده‌رو) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش محاسبه میلگرد حرارتی سقف

میلگرد حرارتی را نمی‌توان به صورت دلخواه در سقف جایگذاری کرد؛ زیرا قرارگیری نادرست آن باعث خسارت به کل سازه می‌ شود.  نحوه محاسبه میلگرد حرارتی سقف باید با توجه به عوامل خاصی که در زیر به آن ها اشاره می‌ کنیم، طراحی و اجرا گردد:

• نوع میلگرد (ساده یا آجدار): بهتر است از میلگردهای ساده به عنوان میلگرد حرارتی استفاده شود.
• سایز میلگرد: برای تولید میلگرد حرارتی معمولا از میلگرد با قطر ۵ تا ۶ میلی ‌متر استفاده می‌ شود، اما قطر ۴ میلی ‌متر تا قطر بزرگ ‌تر از ۶ میلی‌ متر نیز قابل اجراست.
• مقدار میلگرد: با توجه به فاصله قرارگیری میلگرد حرارتی، می ‌توان تعداد میلگرد مورد استفاده را مشخص کرد. این فاصله باید از حدود ۲۵ سانتی ‌متر تا ۵۰ سانتی ‌متر باشد.
• وزن میلگرد: برای به دست آوردن وزن میلگرد باید با توجه به نوع میلگرد، قطر آن و فواصل استفاده، تعداد میلگرد مورد نیاز را مشخص کرده و وزن را محاسبه نمود. سپس با در نظر گرفتن حداکثر وزن استاندارد برای سقف، وزن مجاز برای میلگردهای حرارتی را محاسبه نمود.

علاوه بر موارد ذکر شده، قیمت میلگرد حرارتی نیز در نحوه محاسبه میلگرد حرارتی برای سقف بی تاثر نیست. زیرا قیمت میلگرد در روزهای مختلف سال نوسان‌ های بسیاری را تجربه می ‌کند. قیمت میلگرد حرارتی نیز از این قاعده مستثنا نیست. شرکت آهن ملل نیز به عنوان یکی از معتبرترین فروشگاه های آهن الات، توانسته انواع میلگرد را با بهترین قیمت هاش به مشتریان خود عرضه کند. کافیست برای خرید میلگرد به لینک زیر مراجعه نمایید.

فاصله میلگرد حرارتی از یکدیگر در سازه

میلگرد های حرارتی معمولا بعد از نصب گل‌‌ میخ ‌‌ها و به صورت یک شبکه مش، آرماتور بندی می‌‌ شوند. فاصله میلگرد حرارتی باید به‌ صورت دقیق توسط مهندسین سازه محاسبه گردد. اما به طور کل آرماتورهای حرارتی در فاصله ۲۵ سانتی‌ متری از یکدیگر قرار داده می‌ شوند. همچنین حداکثر فاصله میلگرد حرارتی نباید بیش از ۵۰ سانتی‌ متر و یا بیش از ۵ برابر ضخامت دال باشد.

دیدگاه ‌های مختلف درباره استفاده از میلگرد حرارتی

دو دیدگاه متفاوت در مورد استفاده از میلگرد حرارتی وجود دارد. دیدگاه مثبت مهندسین سازه در مورد لزوم استفاده از میلگرد حرارتی به دلیل مزایای زیر است:

• جلوگیری از ترک‌ خوردگی بتن در ساعت‌ های ابتدایی گیرش بتن، که تمایل به انبساط و انقباض بیشتری دارند
• اعتقاد به جلوگیری از نفوذ آب و سولفات ‌ها و درنتیجه جلوگیری از خوردگی بتن.
• نقش باربری میلگرد های حرارتی در سقف.
• یکپارچه عمل نمودن سقف و اتصال تیرچه ها به یکدیگر

اما دیدگاه منفی برخی دیگر از مهندسین در مورد میلگرد حرارتی به این دلیل است که آن ها معتقدند بسیاری از سقف‌ ها حتی با وجود میلگرد های حرارتی ترک خورده‌ اند. این دسته از مهندیسن سازه به جای استفاده از میلگرد های افت و حرارت، از روش ‌های دیگری برای جلوگیری از ترک‌ خوردگی بتن استفاده می‌ کنند.

البته مشکل عنوان شده در دیدگاه منفی، بیشتر به دلیل وجود مشکلات حین اجرای میلگرد حرارتی است؛ زیرا  در زمان بتن‌ ریزی در صورت عبور کارگران و عوامل اجرایی بر روی میلگرد ها و فرو رفتن میلگردها در سقف، میلگرد حرارتی دیگر اثر لازم را نخواهد داشت. بنابراین، بهتر است در اجرا از شبکه‌ های مش استفاده شود.

 روش‌های جایگزین میلگرد حرارتی

در صورت عدم تمایل به استفاده از میلگرد حرارتی، می‌ توان روش‌ های دیگری را جایگزین آن کرد. از جمله روش‌ های پیشنهادی به شرح زیر است:

• استفاده از بتن الیافی: الیاف فلزی موجود در بتن الیافی نقش میلگرد حرارتی را ایفا کرده و از ترک خوردگی بتن جلوگیری می ‌کند.
• کم کردن نسبت آب به سیمان: در بتن سخت شده، مقاومت بتن با نسبت آب به سیمان رابطه عکس دارد.
• استفاده از فوق روان ‌کننده: استفاده از فوق روان کننده باعث افزایش چشمگیر مقاومت در بتن های سازه ای می شود.

روش‌ های آرماتور بندی میلگرد حرارتی

نکته مهم دیگری که باید در مورد میلگرد حرارتی بدانید روش آرماتور بندی میلگرد حرارتی در سقفاست. چرا که برای آرماتور بندی میلگرد های حرارتی نمی ‌توان از روش های جوشکاری استفاده کرد. میلگردهای حرارتی به دلیل میزان پایین کربن در ساختار خود، به خوبی جوش‌ پذیر نیستند و برای اتصال آن ها از سیم مفتول یا جوش سرد استفاده می‌ شود. به ‌طورکلی دو روش برای بستن میلگرد ها (چه حرارتی و چه معمولی) به کمک سیم مفتول وجود دارد.

روش کناری (کراواتی): این روش بیشتر در فونداسیون و سقف استفاده می‌ شود. سیم مفتول از زیر میلگرد پایینی عبور داده شده و سپس آن را از کنار میلگرد بالایی عبور می‌ دهند. در آخر، انتهای آن ها به هم بسته می ‌شود.

روش ضربدری: با استفاده از سیم مفتول و به حالت ضربدری، دو میلگردِ روی هم قرار گرفته را به یکدیگر متصل می ‌کنند. یعنی سیم مفتول به حالت ضربدری از زیر و روی میلگرد ها عبور کرده و بعد از بستن سیم‌ ها، باقیمانده سیم مفتول را به سمت پایین خم می ‌کنند تا از ایجاد یک سطح نوک تیز جلوگیری شود.

تفاوت میلگرد حرارتی و معمولی

• قابلیت جوشکاری و اتصال: تفاوت اصلی میلگرد های حرارتی و دیگر میلگرد ها ابتدا در قابلیت جوشکاری آن هاست؛ چرا که آرماتورهای حرارتی به علت کربن کمتر، قابلیت جوشکاری ندارند.
• سایز میلگرد: تفاوت دیگر میلگرد حرارتی و معمولی در سایز آن هاست. سایز میلگردهای معمولی بین ۱۰ الی ۱۲ است در حالی که میلگردهای حرارتی تا قطر ۶ و ۸ میلی‌ متر قابل استفاده هستند.
• کاربرد میلگرد: همچنین میلگرد های حرارتی در سقف و فونداسیون قابل استفاده هستند، اما میلگردهای معمولی در فونداسیون، سقف، ستون و تیرهای بتنی نیز استفاده می ‌شوند.

بتن با وجود مقاوت و ایمنی بالایی که دارد، مقاومت چندانی در برابر نیروهای کششی و چرخشی نداشته و در این حالت دچار ترک‌ خوردگی می‌ شود. استفاده از میلگرد حرارتی برای افزایش مقاومت بتن در برابر نیروهای کششی یک روش پرکاربرد و اصولی است. اگر از میلگرد های حرارتی در اجرای سقف استفاده نشود، علاوه بر ایجاد ترک ‌های عرضی در بتن، باعث نفوذ آب و سولفات ها در بتن شده و در نهایت منجر به خوردگی میلگردهای اصلی می ‌شود.

 کاربرد میلگرد حرارتی در سقف:

میلگرد حرارتی کاربردهای متفاوتی در سقف های مختلف دارد. این میلگرد به نوع خاصی برای هر سقف اجرا می شود. در ادامه به استفاده از این مقاطع در سقف ها اشاره می کنیم.

میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک:

سقف تیرچه و بلوک به اصطلاح به سقفی گفته می شود که در آن از تیرچه به همراه بلوک های سفالی یا سیمانی استفاده می گردد و سپس برای کاهش مقاومت کششی، سقف تیرچه بلوک را بتن ریزی می کنند. میلگرد حرارتی در اینجا به کمک بتن آماده می آید تا از جمع شدگی آن جلوگیری کند. میلگرد حرارتی به تنهایی در سقف تیرچه بلوک قرار نمی گیرد و در اصل مکمل میلگردهای داخلی می شود.

این میلگردها به صورت یک شبکه و به روش جوش سرد یا مفتول به هم متصل و تبدیل به آرماتور حرارتی می شوند. میلگرد حرارتی یا همان آرماتور حرارتی به صورت عمود و چپ و راست در تیرچه قرار گرفته و با تنش های افت حرارت بتن که باعث ترک خوردگی آن خواهد شد مقابله می کند.

این آرماتورهای حرارتی یک جای مشخصی برای قرارگیری دارند و آن هم حدود یک سوم بالای ضخامت دال بتنی می باشد. قرارگیری میلگردها در این مکان باعث به حداقل رسیدن نیروهای کشش سطحی و عدم ترک خوردن بتن می شود، ضمن اینکه فاصله آنها از هم حدود 25 سانتیمتر محاسبه می شود.

جالب است بدانید که میلگرد حرارتی تنها باعث استحکام بتن و جلوگیری از ترک خوردن آن نمی شود بلکه وظیفه باربری ساختمان را نیز به عهده دارد و جالب تر اینکه به هنگام آتش سوزی از تخریب و آتش سوزی بتن جلوگیری می کند.

نکته قابل توجه در مورد آرماتور بندی میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک، این است که به هنگام این کار از روش های جوشکاری برای اتصال میلگردها بهم استفاده نمی شود. زیرا اغلب میلگردهای حرارتی به دلیل میزان کم کربن در محتوای آنها به خوبی جوش پذیر نیستند و جوش های زده شده خیلی سریع شکسته خواهد شد. به همین جهت برای این اتصالات از جوش سرد یا مفتول مورد استفاده قرار می گیرد.

میلگرد حرارتی در سقف عرشه فولادی:

ساختمان دارای سقف عرشه فولادی از اسکلت فلزی ساخته شده است. میلگردهای حرارتی معمولا بعد از اینکه گل میخ ها نصب شدند، به صورت یک شبکه مش، آرماتور بندی می شوند. فاصله میلگردها به صورت دقیق توسط مهندسین معمار محاسبه می گردد، زیرا قرارگیری نادرست آنها باعث خسارت به کل سازه می شود.

میلگرد حرارتی در سقف اسکلت بتنی:

در سقف هایی که دارای اسکلت بتنی هستند، میلگردهای حرارتی دقیقا بعد از اینکه ورق سیاه وفولادی سرجای خود قرار گرفتند نصب می شوند. میلگردهای حرارتی در این نوع سقف وظیفه تقسیم و تنظیم حرارت را دارند و اجازه نمی دهند که اسکلت بتنی بر اثر انقباض و انبساط دچار ترک های عمیق شود.

میلگرد حرارتی در سقف کرومیت:

بستن میلگرد حرارتی در سقف کرومیت به عنوان آخرین مرحله انجام می گیرد و پس از آن عملیات بتن ریزی صورت می پذیرد. قبل از بتن ریزی، میلگردهای حرارتی یا همان آرماتورها به تیرچه ها توسط جوش سرد یا مفتول متصل می شوند.

سوالات متداول میلگرد حرارتی و روش های جایگزین آن

میلگرد حرارتی چیست؟

برای جلوگیری از خسارات ناشی از ترک خوردگی بتن، از میلگرد حرارتی در سازه استفاده می شود. در واقع استفاده از میلگرد حرارتی یا آرماتور حرارتی به منظور مقاوم‌ سازی ساختمان و سازه ‌ها است. این کار با جلوگیری از انبساط، انقباض و ترک ‌خوردگی در بتن اتفاق می ‌افتد.

میلگرد حرارتی چه سایزهایی دارد؟

برای تولید میلگرد حرارتی معمولا از میلگرد با قطر ۵ تا ۶ میلی ‌متر استفاده می‌ شود، اما قطر ۴ میلی ‌متر تا قطر بزرگ ‌تر از ۶ میلی‌ متر نیز قابل اجراست.

روش های جایگزین میلگرد حرارتی چیست؟

به جای میلگرد حرارتی می توان از بتن الیافی، کم کردن نسبت آب به سیمان و یا فوق روان کننده ها استفاده کرد.

همانطور که می دانید بتن یک ماده صلب و سخت است که از آن در کار ساختمان سازی استفاده می شود.

بتن باعث می شود سازه مورد نظر محکم، مقاوم و ایمن باشد.

اما این ماده متاسفانه تحت تأثیر گرما و سرمای فصول منبسط و منقبض می شود و همین امر کافی است تا ترک هایی در آن ایجاد کند.

به وجود آمدن ترک به خصوص در سقف سازه جایی که بیشترین فشار به آن وارد می شود، باعث ریزش سقف شده و خطر جانی برای افراد ساکن در محل ایجاد می کند.

به همین منظور مهندسین به فکر چاره ای برای رفع این مشکل افتادند و آن هم استفاده از میلگرد حرارتی درون میلگرد است.

اما اینکه میلگرد حرارتی چیست و چگونه باعث استحکام بتن و سقف تیرچه بلوک می شود، بهتر است در ادامه مطلب بررسی کنیم.

منظور از میلگرد حرارتی چیست؟

از مهم ترین مشکلات سقف تیرچه بلوک ترک خوردن بتن آن است که برای اجتناب از این امر میلگردهای حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند. میلگردهای حرارتی نوعی میلگرد است که از آنها برای جلوگیری از ایجاد ترک در سقف ها و به خصوص سقف تیرچه بلوک استفاده می شود. این مقاطع که محتوای کمی از کربن را در خود دارا هستند وظیفه این را دارند که با تنش های ایجاد شده در بتن که بر اثر انقباض و انبساط به وجود می آیند مقابله کنند.

میلگرد حرارتی باعث عدم ایجاد ترک عمیق در بتن خواهد شد و جلوی شکستن و ریزش آن را می گیرد.میلگردهای حرارتی که به آنها آرماتورهای حرارتی نیز گفته می شود با قرارگیری درون بتن با آن درگیر می شوند و اجازه ترک های عمیق به بتن نمی دهند. میلگرد حرارتی دارای خواص ترمودینامیکی بوده که در طی نورد گرم به وجود می آید و باعث افزایش خاصیت ارتجاعی و الاستیکی میلگرد می شود.