صفر تا صد آرماتوربندی و نکات اجرایی آن

یکی از سوالاتی که اغلب برای خریداران حوزه آهن آلات پیش می آید تفاوت میلگرد و آرماتور می باشد. خیلی مواقع نمی دانیم که چه فرقی مابین این دو محصول بوده و حتی این اصطلاحات را به جای هم نیز استفاده می کنیم. البته جابجایی استفاده از این اصطلاحات در صنعت ساختمان سازی بسیار مصطلح شده است و لازم است در این رابطه اطلاع رسانی گردد. اگر به واژه نامه مهندسی عمران نگاهی بیندازید میلگرد در زبان انگلیسی با کلمه bar و آرماتور با کلمه reinforcement bar یا rebar تعریف می گردد. اگر بخواهیم بر روی مفاهیم این لغات دقت کنیم خواهیم دید که آرماتور به معنای میلگرد مسلح بوده به این مفهوم که زمانی که میلگرد را در قطعات بتنی استفاده نکرده ایم و خم و برش ها را بر روی آن انجام نداده ایم و با استفاده از سیم آرماتوربندی در المان های سازه ای از آن ها استفاده نکرده ایم و اصطلاحا آن را نبسته ایم میلگرد می گوییم.

در حقیقت زمانی که به چشم مصالح به آن نگاه می کنیم میلگرد نامیده می شود. حال آرماتور چیست؟ زمانی که این محصولات خم و برش می شود و مطابق نقشه های اجرایی در المان های سازه ای توسط سیم های آرماتوربندی بسته می شود و به عبارتی در بتن جایگذاری می شود به آن آرماتور می گویند. جهت اطلاع از قیمت میلگرد می توانید به لینک مربوطه در سایت مرکزآهن مراجعه نمایید.

در مقاله های بعدی در خصوص وصله جوشی میلگرد نیز توضیحاتی ارائه میگردد.

موارد استفاده از آرماتور

بتن مسلح بیش از یک قرن است که در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد. فردی که استفاده از بتن مسلح را آغاز کرد، ژوزف مونیز نام دارد. ژوزف که در سال 1845 تنها یک باغبان بود، برای ساخت گلدان و نیمکت از میلگرد استفاده کرد. وی با کسب امتیازات مربوط به ساخت پل، تیوپ و … توانست نام خود را به عنوان مخترع بتن مسلح ثبت کند. پس از آن در سال 1847 میلادی تادیوس هیات توانست امتیاز ساخت بتن سیمانی که به وسیله صفحات فولادی و این محصول به صفحات و تیرهایی تبدیل می شود را کسب کند.

پس از این سال تصمیم بر آن شد که میلگردهای فولادی را برای مسلح کردن ساختمان‌های بتنی استفاده کنند. سازه‌های بتنی انواع مختلفی دارند که چند نمونه از آن‌ها پل‌، سد، ساختمان، قطار و … هستند.

تعاریف بتن

همانند بسیاری از ترکیبات کاربردی موجود در صنعت، بتن نیز با استفاده از چند ماده اولیه ساخته می‌شود.آب و سیمان مواد اولیه‌ای هستند که برای ساخت بتن از آن‌ها استفاده می‌شود. پس از اینکه این مواد سفت شدند، ماده اصلی یا بتن تولید می‌شود. بتن خواص مثبت و منفی زیادی دارد. برای مثال مقاومت بتن در برابر تنش و نیروی فشار قوی بسیار بالا بوده ولی در برابر تنش کششی عملکر مثبتی ندارد. با فرو بردن میلگردهای بتن آرمه (میلگردهای مسلح کننده ای که تغییر شکل سطحی یافته اند) به درون بتن، مقاومت در برابر تنش کششی بتن افزایش یافته و دیگر شاهد ایجاد ترک در منطقه کششی نخواهیم بود.

برای انتقال نیروهای کششی و برشی نیاز به استفاده از فولاد در داخل سازه های بتنی می باشد. این کار برای تقویت و مسلح کردن بتن انجام می شود. برای ایجاد قطعه و یا سازه ای مستحکم، مقاومت فشاری بتن و مقاومت کششی و برشی فولاد هر دو مورد نیاز است. از این رو بتن و فولاد هر دو با هم به کار برده می شوند. این افزایش استحکام سازه توسط ایجاد اتصال بین این محصول و بتن امکان پذیر می باشد.

 

آرماتور و فولادهای پیش تنیده

آرماتورها فولادهایی هستند که برای تقویت و مسلح کردن بتن یا ایجاد بتن پیش تنیده به بتن اضافه می شوند.

فولادهای مورد استفاده برای بتن پیش تنیده یا فولادهای پیش تنیده

فولادهای مورد استفاده در بتن پیش تنیده به تنهایی یا به همراه آرماتورها پیش تنیده شده و تنش های اعمالی بر آن ها طبق جداولی برای اعمال نیروهای فشاری به بتن در اختیار می باشند. نکته قابل توجه آن که فولادهای پیش تنیده شده که دارای کربن بیش از 5/0 درصد بوده و میزان تنش تسلیم خارج مرکز (تنش تسلیم به ازای کرنش 002/0 ) آن ها بیشتر از 835 نیوتون بر میلی متر مربع می باشد، جوش پذیر نیستند.

خصوصیات آرماتور

در صورتی که نیاز دارید استحکام بتن را افزایش دهید، نیروهای موجود باید از سمت بتن به آرماتور تغییر پیدا کند. برای اینکه بتوانید این تغییر نیرو را به خوبی اعمال کنید، روی آرماتور آج یا فرو رفتگی ایجاد شده است. این موضوع از حرکت میلگرد در بتن جلوگیری کرده و به بانتقال نیرو را بهبود می‌بخشد.

خواص ضروری که در انتخاب فولادهای مورد استفاده برای مسلح کردن بتن باید مد نظر باشند عبارتند از:

• نقطه تسلیم
• مقاومت خستگی در برابر نیروهای ضربه ای (دینامیک)
• جوش پذیری مناسب
• خواص اتصال

میزان مقاومت بالای مشخص شده برای آرماتور توسط یکی از موارد زیر حاصل می آید:

شکل دادن سرد فولاد که منجر به افزایش چگالی نابجایی ها و در نتیجه افزایش استحکام آرماتور می گردد.

عملیات حرارتی که شامل سرد کردن زیر دمای نورد با کنترل دما می باشد، که منجر به ریزدانگی فولاد می گردد.

کنترل اندازه دانه در حین انجماد و عملیات رسوب سختی و ریز کردن دانه ها (مانند فولادهای رسوب سخت شده طبیعی)

انواع آرماتور

آرماتور به طور کل به چه معناست؟ آرماتور در حقیقت یک قطعه فولادی است. این قطعه دارای ظاهری دایره‌ای شکل است که در ساختمان‌های بتنی وظیفه مسلح کردن و تقویت بتن را به عهده دارد. همان طور که در ابتدا گفته شد در شکل ظاهری این قطعات شما فرو رفتگی یا بر‌آمدگی‌هایی را مشاهده خواهید کرد.

انواع آرماتور مطابق استاندارد DIN488

مطابق با این استاندارد که مربوط به کشور آلمان می باشد، آرماتورهای مورد استفاده در ساخت و ساز سازه ها به سه دسته تقسیم می شوند:

میلگرد: این گروه فولادهایی هستند که از محصولات صاف تهیه شده و به صورت منفرد برای مسلح کردن بتن مورد استفاده قرار می گیرند.

شبکه: یک گروه از آرماتور که شبکه نام دارند در کارگاه مونتاژ شده و برای اینکه مقاومت آن‌ها بالا برود، به هم متصل می‌شوند. جهت اطلاع از قیمت مش فولادی می توانید به لینک مربوطه مراجعه کنید.

سیم: ظاهر این دسته صاف و قرقره ای است. مسلح سازی آرماتور سیم در کارگاه‌ها انجام می‌شود.

نشانه گذاری مدل های آرماتور براساس استاندارد DIN

هدف از نشانه گذاری

• میلگردهای بتن با توجه به خصوصیات ظاهری از هم مجزا می شوند. دلایل تفاوت در ظاهر این محصولات عبارت است از:
• تشخیص جنس محصول که آیا توسط فولاد بتن ساخته شده است یا نه؟
• تشخیص کمترین نقطه تسلیم میلگرد بتن
• نشان دادن و مشخص کردن کارخانه سازنده و ایجاد تمایز بین محصولات کارخانجات متفاوت

نشانه گذاری مدل های میلگردهای بتن طبق استاندارد DIN

این نمونه از نشانه گذاری با کمک برچسب انجام می‌شود. به گونه‌ای که روی میلگرد را یک برچسب ضد آب می‌چسبانند. این تنها یکی از انواع نشانه گذاری بوده؛ نمونه‌های دیگر در ادامه به شما معرفی می‌شوند.

با توجه به اینکه مواد مورد استفاده در ساخت آرماتور در استاندارد DIN88 به فولادهای زیر معطوف می شوند، هریک از این نوع محصول توسط یک سری علایم و نشانه های ظاهری که بر روی سطح آن ها نصب شده است شناسایی می شوند.

نشانه گذاری میلگرد آج دار مدل Bst 420 S

روی محیط این نوع محصول دو ردیف آج مورب با زاویه مختلف وجود دارد.

در شکل بالا هرکدام از این ردیف ها در نیمی از محیط محصول قرار دارند. علامت گذاری این محصول توسط آج هایی ضخیم تر از آج های اصلی در طول آن انجام می شود.

نحوه آج گذاری به این ترتیب می باشد که در اوایل شاخه میلگرد ابتدا دو آج ضخیم کنار هم وجود دارد که نشان دهنده شروع محل علامت گذاری است. بعد از چند آج با ضخامت عادی آج ضخیم دیگری وجود دارد (سومین آج ضخیم). مطابق جدول زیر تعداد آج های عادی بین دو آج، ابتدا تا آج سوم نشان دهنده کشور سازنده می باشد. با عبور از سومین آج ضخیم بعد از تعداد آج عادی، آج ضخیم دیگری مشاهده خواهد شد که تعداد آج با اندازه معمولی بین آج ضخیم سوم و آج آخری؛ نشان دهنده نحوه ساخت محصول می باشد.

نشانه گذاری میلگرد آج دار مدل Bst 500 S

برای اینکه میلگردهای آجدار 500s را نشانه‌گذاری کنند در قسمت موازی آج‌ها، علامت‌گذاری به روش Bst 420 S انجام می‌شود. (همانند شکل ارائه شده زیر)

نشانه گذاری شبکه آجدار مدل Bst 500 m

شبکه ها توسط شکل و همچنین آج هایی که بر روی میلگردها قرار می دهند، نشانه گذاری می شوند. نحوه نشانه گذاری به این صورت است که بر روی شبکه ها 3 ردیف آج مورب وجود دارد. تنها یکی از سه ردیف آج نشانه گذاری می شود و آن هم به این صورت که نشانه گذاری توسط آج های کوتاه تر بین آج هایی با طول معمولی و یا جای خالی آج ها انجام می شود. نشانه ها هر یک متر تکرار می شود. (شکل زیر)

نشانه گذاری سیم های بتن

سیم‌های بتن با روش شکل دهی سرد، توسط فولاد 500 p و 500 g تولید می‌شود. سیم‌های بتنی را می‌توان با سطح صاف یا شکل‌دار تهیه کرد.

سیم ها توسط چهارگوشه های موازی فرو رفته در سطح سیم، مشخص می شوند و در این مورد چهار گوشه های مشخصه جهت نشانه گذاری دارای طول بیشتری می باشند.

طبقه بندی آرماتورها براساس استاندارد ASTM

با توجه به استاندارد نوع ASTM، میلگردهای بتن را می توان در سه دسته جای داد:

1. نوع A615 یا آرماتورهایی که سطح مربعی صاف دارند.
2. مدل بعدی آرماتورهای ریلی را شامل شده و با نام A616 شناخته می‌شود.
3. مدل سوم با توجه به این استاندارد، A617 نامیده شده و آرماتورهای استوانه‌ای را شامل می‌شود.

برای آگاهی از تفاوت های این سه طبقه بندی می توان از اطلاعات شکل زیر استفاده کرد:

نشانه گذاری مدل های مختلف براساس ASTM

در کشور آمریکا پس از ساخت میلگردهای آرماتور روی آن‌ها علامت گذاری متناسب با کد سازنده انجام می‌شود. کدهای ارائه شده با توجه به استانداردهای تولید کننده کارخانه و گزارش آزمون Mill مشخص می‌شود. تمام علامت‌ گذاری روی آرماتور با توجه به استانداردهای تعریف شده برای این محصول است.

در قسمت بعد نشانه گذاری، نوع فولاد را مشخص می‌کنند:

• برای نمایش فولادهایی که سطح مقطع مربعی شکل دارند از حرف N استفاده می‌شود.
• حرف تعریف شده A مقاطع دایره‌ ای شکل را شامل می‌شود.
• سومین علامت برای ریل‌های آهنی تعریف شده است.

در مرحله بعد مدل فولاد نشانه گذاری می‌شود. از مرکز میلگرد 5 برابر فاصله را توسط خطوط تکی یا دوتایی، نشانه گذاری می‌کنند. زمانی که خط تک برای نشانه گذاری استفاده می‌شود، محصول شما (میلگرد) مقاومت متوسطی خواهد داشت. درصورتی‌که از دو خط استفاده شود، استحکام و مقاومت میلگرد شما بالا تعریف می‌شود.

اما چه دلیلی برای مشخص کردن نوع و مدل فولاد وجود دارد؟ در جواب به این سوال باید بگوییم که این اطلاعات کاربردی برای تهیه WPS، بررسی استحکام میلگرد و اطلاع از حداقل نقطه تسلیم (KSI) به شما کمک می‌کند. البته توجه داشته باشید که این ابعاد تنها برای میلگرد نوع A615 در سایزهای بزرگتر از 14 در دسترس است.

فولاد میلگرد بتن با توجه به استاندارد بین‌المللی ASTM در ابعاد مختلفی تولید می‌شود. به طور کلی 11 اندازه مختلف برای میلگردهای آرماتور وجود دارد که از 3 تا 18 میلی‌متر متغیر است. این اعداد نشان‌دهنده قطر اسمی میلگرد هستند. طول این محصولات را می‌توان تا بالای 60 فوت تولید کرد.

آرماتورهای مورد تایید استاندارد AWS D 1-4

در جدول زیر می‌توانید آرماتورهایی که کد تایید جوشکاری داشته و با استانداردهای ASTM تولید می‌شوند را مشاهده کنید.

برای افزایش سطح آگاهی در زمینه نکات آرماتور بندی مطالعه مقالات زیر را به شما پیشنهاد می کنیم:

قیمت تمام شده ساختمان اسکلت بتنی در سال 1401
محاسبه مقدار میلگرد مصرفی ساختمان سال 1401
مقایسه قیمت اسکلت بتنی با فلزی

محاسبه و شناسایی میلگرد آرماتورهای ناشناخته براساس کربن معادل

با توجه به فرمول محاسباتی زیر می‌توانید میزان کربن آرماتورهای فولادی (به غیر از ASTM A706) را بدست بیاورید:

C.E.=%C+%Mn/6

برای بدست آوردن میزان کربن در مدل‌هایی که با استاندارد ASTM A706 ساخته شده‌اند از فرمول زیر استفاده کنید:

C.E.=%C+%Mn/60%Cu/40+%Ni/20+%Cr/10-%Mo/5-%V/10

با توجه به تحقیقات انجام شده میزان کربن موجود در آرماتورهای شما نباید از 0.55 بالاتر باشد.

در صورتی که از ترکیب شیمیایی ناشناخته استفاده شده بود، به روش زیر عمل کنید:

• پیشگرم با میزان ْ150 برای میلگردهای کوچک ( کمتر از 6) استفاده کنید. این میزان حداقل پیشگرم پیشنهادی است.
• پیشگرم با میزان ْ260 برای میلگردهای بزرگ (بیشتر از 7) استفاده کنید.

شما می‌توانید برای محصولاتی که با استاندارد ASTM A706 هستند، میزان پیشگرم و دمای بین پاسی را در جدول شماره 4 مشاهده کنید.

از دو استاندارد ASTM و کد AWS D1-4 برای بررسی مشخصات میلگرد و اتصال استفاده می‌شود. مشخصات تولید و آزمون با استاندارد ASTM و نحوه اتصال با کد AWS D1-4 مشخص می‌شود.

وقتی نوع فولاد مشخص نباشد (فولادهای لیست AWS)، بررسی توسط کدهای عمومی ساختمان یا توسط مهندس انجام می شود. بدین ترتیب که تهیه و بررسی ترکیب شیمیایی و کربن معادل و سنجش جوش پذیری آن ها توسط آزمون های مربوطه صورت می پذیرد. در اینجا منظور مهندس پیمانکار یا مدیر اجرایی پروژه است. با توجه به نوع فولاد، کد جوشکاری استفاده شده توسط مهندس مربوطه در متن قرارداد قید می‌شود.

1- در اتصال جوشی آرماتور به فولاد ساختمانی، پیشگرم مورد نیاز فولاد ساختمانی باید مد نظر قرار گیرد. کمترین پیشگرم مورد نیاز برای ایجاد این اتصال جوشی باید بیشتر از مقادیر ذکر شده در جداول باشد. با این وجود توجه ویژه ای را باید در جوشکاری میلگرد به فولادهای کوئنچ شده مبذول داشت. اگر پیشگرم باعث هرگونه مشکلی در سلامت فولاد شود، جوشکاری انجام نخواهد شد.

2- جوشکاری در دمای محیطی کمتر از -18 درجه سانتی گراد انجام نمی شود. وقتی فلز پایه در زیر دماهای فهرست شده باشد فرایندهای جوشکاری انجام می شود و در اندازه و محدوده کربن معادل محصول پیشگرم انجام می شود.

برای اطمینان از سلامت و عدم ترک باید موارد مختلفی مورد بررسی قرار گیرد. در ابتدا عرض مقطع باید بالاتر از 150 میلی‌متر باشد. درمای اطراف نباید بالاتر از دمای کمینه برود.

3- در مرحله پس از جوشکاری حتما اجازه بدهید تا میلگردها به دمای محیط رسیده و کامل سرد شوند. این موضوع از بوجود آمدن هرگونه نقص در زمان جوش جلوگیری می‌کند.

4- در صورتی که آنالیز شیمیایی در دسترس شما نبود، کربن را بالاتر از 0.75 در نظر نگیرید.

5- در صورتی که فلز پایه ای که استفاده میکنید دمایی کمتر از صفر درجه داشته باشد، در زمان جوشکاری دمای پیشگرم را حداقل 20 درجه بگذارید.

مشخصات فولادهای کاربردی در سازه های بتن آرمه مطابق استاندارد DIN

با توجه به استاندارد DIN 488 نیز خواص آرماتور تعیین می‌شود.

درجه بندی که برای مسلح کردن بتن با توجه به استاندارد کشور مشخص می‌شود. در زیر جدولی با توجه به استاندارد DIN برای بررسی خواص برای شما ارائه شده است.

توضیحات مربوط به جدول

1- این جدول به منظور کمک به نقشه کشی و محاسبات استاتیکی استفاده می‌شود.

2- اطلاعاتی که در ستون ارائه شده است برای شبکه‌ی آرماتور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3- میزان درصد P به کار رفته برای احتمال استاتیکی به کار می‌رود.

4- در شرایط محدود شده که اندازه اسمی قطر میلگرد 4 و 4.5 میلی متر است، نیازی به در نظر گرفتن مقاومت به خستگی وجود ندارد.

5- نشانه هایی که قبلا مورد استفاده قرار گرفته اند را نشان می دهد.

6- در تست کشش عدد دقیق Rm کمتر از 1/05 RC نیست. آرماتور نوع Bst500M با مقاومت تسلیمی 550 نیوتون نباید تست کششی کمتر از 1/03 RC داشته باشد.

7- اگر مقادیر نمایش داده شده در سطر ششم اجرا شود، مقاومت خستگی میلگردهای صاف اجرا می‌شود.

8- مقادیری که در پرانتز مشاهده می‌کنید، آنالیز شیمیایی محصولات هستند.

9- عددی که اعلام شده برای میزان کلی نیتروژن است. در صورتی می‌توانید نیتروژنی بیش از این میزان استفاده کنید که یزان ثابت کننده نیتروژن را افزایش دهید.

10- Gp: نشان دهنده جوشکاری تحت فشار

RA: جوشکاری سر به سر جرقه ای

RP: جوشکاری مقاومتی نقطه ای

E: جوشکاری الکترود دستی

11- جوشکاری نوع MAG تنها زمانی انجام می‌شود که قطر اسمی میلگردهای شما بیش از 6 میلی‌متر باشد. نوع MMA W برای قطرهای بیشتر از 8 میلی‌متر است. میلگرد موجود در شبکه نیز باید قطر زیر 14 میلی‌متر داشته باشد.

نقش شبکه و سیم فولادی در آرماتور بندی

طرح، ابعاد و جرم آرماتورهای به شکل شبکه و سیم با جوشکاری میلگرد ها اتفاق می افتد. به طور کلی شبکه ها دارای مش شماره 1 کارخانه ای هستند. همچنین مقادیر اسمی گام سیم در طول شبکه و اندازه سیم در جهت شبکه تغییر نمی کنند. مشخصات و جزئیات شبکه در نقشه مربوطه آورده می شود.
فولاد گرید Bst 500M شبکه جوشکاری شده از سیم هایی است که دارای شرایط زیر می باشند:

1. به روش کار سرد آج دار شده اند.
2. دارای ابعاد اسمی از 4 تا 12 میلی متر باشند.
3. دارای سیم های طولی و یا عرضی در طول شبکه هستند.
4. اتصال در محل های تقاطع با جوشکاری نقطه ای مقاومتی انجام شده است.

توجه داشته باشید که سیم های طولی و یا عرضی شامل دو نوع هستند.
• سیم های منفرد
• سیم های دوتایی: شامل دو سیم با قطر یکسان که کنار هم چسبیده اند.
همچنین ورق های شبکه تنها در یک جهت می توانند سیم های دوتایی داشته باشند و فاصله گام (a) سیم در شبکه ها از مرکز تا مرکز محاسبه می شود. به شکل های زیر توجه نمایید.

گام سیم های طولی و یا عرضی overhang سیم های تک

گام سیم های طولی و یا عرضی overhang سیم های دوتایی

این مدل ها عموما به شکل زیر پیاده سازی می شوند:

• برای سیم های طولی برابر 50 میلی متر
• برای سیم های عرضی برابر 25 میلی متر
• برای سیم های دوتایی بالاتر از 100 میلی متر

همچنین معمولا حداکثر طول صفحه شبکه برابر طول سیم خواهد بود. در مورد شبکه ها کاهش طول و مساحت مقطع عرضی میلگردها مجاز می باشد، مثلا برای ساخت شبکه های ورقه ای می توان از سیم های نازک تر یا کوتاهتر استفاده کرد.
مقدار overhang شکل بالا نباید کمتر از 10 میلی متر باشد.
در مورد نسبت اندازه اسمی مقاطعی از شبکه که دو سیم از رو هم می گذرند ( دارای تقاطع هستند) باید موارد زیر مد نظر قرار بگیرد.
برای سیم های تک:

در مورد سیم های دوتایی:

توجه داشته باشید که اگر سیم های عرضی فقط نگه دارنده باشند و دارای گام زیاد باشند، میزان نسبت فوق کمتر می شود. نکته دیگر آنکه صفحه شبکه مورد آزمون نباید دارای عیب باشند.

مشاهده نسخه pdf مقاله : صفر تا صد آرماتوربندی و نکات اجرایی آن