از جمله مصالح مهم و کلیدی در هر ساختمانی، میلگرد است؛ کم و بیش همه ما می‌دانیم که با افزایش قیمت میلگرد، هزینه نهایی ساختمان نیز افزایش پیدا می‌کند. این محصول فولادی برای جبران مقاومت کششی بتن، مورد استفاده قرار می‌گیرد و شبیه به یک سیم قطور است. میلگرد انواع مختلفی مانند ساده، آجدار، کلاف، آلیاژی و ... دارد. هر کدام از این میلگردها نیز زیر دسته‌‌بندی خاص خود را دارند. برای مثال میلگرد آلیاژی شامل مواردی همچون فولاد mo40، میلگرد st37 ، میلگرد vcn و ... است.
میلگرد آجدار نیز شامل انواع میلگردها در سایزهای مختلف و گریدهای متفاوت است. این محصول در هر کجای دنیا مطابق با استانداردهای همان کشور تولید می‌شود و استاندارد بعضی از کشورها معیار سایرین است. به طور مثال در ایران، ذوب آهن اصفهان با استاندارد روسیه این محصول را تولید می‌کند. اما در این مقاله قصد بررسی قطر میلگرد و محاسبه سطح مقطع میلگرد را داریم. برای اطلاع از نحوه تشخیص سایز میلگرد، میتوانید به مقاله مربوطه در سایت مرکزآهن مراجعه نمایید.
تشخیص قطر میلگرد برای مهندسان حوزه ساخت و ساز که سال‌ها با این محصول کار می‌کنند و کسانی که در این زمینه فعالیت دارند بسیار آسان است؛ اما اگر مهندسی تازه کار هستید یا به تازگی در این حرفه وارد شده‌اید، نمی‌توانید به صورت چشمی قطر میلگرد را تشخیص دهید؛ برای همین در ابتدای کار نیاز است که با دستگاه و ابزار، قطر آن را بسنجید تا به تدریج از نظر سنجش چشمی نیز ماهر شوید. همچنین پس از تعیین قطر میلگرد با استفاده از فرمول‌های مشخص میتوانید به محاسبه سطح مقطع میلگرد بپردازید. در ادامه شما را با نحوه محاسبه قطر و سطح مقطع میلگرد آشنا می‌کنیم.
با دانستن وزن محصول می‌توان قطر آن را به دست آورد. اگر وزن یک متر میلگرد را داشته باشید میتوانید از طریق فرمول زیر عدد دقیقی به دست آورید:
وزن یک متر میلگرد= (وزن مخصوص)*7850*یک متر**4( d^2 *3.14)
اگر محاسبه قطر میلگرد با فرمول برای شما سخت است میتوانید دو راه حل زیر را به کار ببرید:
با طناب یا حتی کاموا می‌توان قطر این محصول را اندازه گیری کرد. وقتی طناب را دور محیط دایره شکل آن بپیچید، میتوانید محیط دور دایره را اندازه بگیرید.
یکی از دقیق‌ترین ابزارها برای اندازه گیری قطر این محصول "کولیس" است. این وسیله شبیه به آچار فرانسوی است که بر روی دسته‌اش یک خط کش دقیق وجود دارد و سر این ابزار یک لبه چاقویی شکل دارد که برای اندازه گیری قطر هسته، میله‌های شیاردار یا همان نوع آجدار استفاده می‌شود. برای استفاده از این محصول ابتدا باید دو مفهوم قطر اسمی برای هر کدام از میلگرد ساده یا میلگرد آجدار را توضیح داد. شما میتوانید در مطلب نکات اندازه گیری با کولیس اطلاعات دقیقی درباره نحوه اندازه‌گیری و جزئیات مربوط به آن مطالعه کنید.
قطر اسمی میلگرد ساده در برگه شناسایی محصول آورده می‌شود و معادل قطر دایره‌ایست که مساحت آن برابر با مساحت مقطع عرضی میلگرد است. قطر اسمی میلگرد آجدار بسته به نوع آن به سه دسته تقسیم می‌شود. این تقسیم بندی شامل قطر اسمی، قطر زمینه‌ای که آج را در نظر نمی‌گیرند و قطر خارجی که فقط آج را در نظر می‌گیرند، می‌باشد. به طور مثال میلگرد 16 شامل این موارد می‌شود، قطر اسمی میلگرد 16، قطر زمینه‌ای 15، قطر خارجی 18 است.
اگر محصول ما از نوع ساده 240 باشد قطر آن بین 8 تا 28 میلی متر شاخه‌ای و 8 تا 16 میلیمتر کلاف است که آن را در وزن 1.5 تا 2 تن بسته‌بندی می‌کنند. در جدول زیر قطر میلگردهای آجدار را با استاندارد متفاوت بررسی نموده‌ایم.
حداقل قطر میلگردهای افت و حرارتی در سقف‌های تیرچه و بلوک، ۶ میلی متر است. حداکثر فاصله بین دو میلگرد افت و حرارتی در هر دو راستا، ۲۵ سانتی‌متر است.
| ردیف | نوع میلگرد |
قطر | کلاف |
| 1 | آج دار A2 -340 | 8 تا 16 میلی متر | 1.5 تا 2 تن بسته بندی می شود |
| 2 | آج دار A2 -350 | 8 تا 16 میلی متر | 1.5 تا 2 تن بسته بندی می شود |
| 3 | آج دار A3-400 | 8 تا 32 میلی متر | 8 تا 16 میلی متر به صورت کلاف 1.5 تا 2 تن بسته بندی می شود. |
| 4 | آج دار A3-420 | 8 تا 32 میلی متر | 8 تا 16 میلی متر به صورت کلاف 1.5 تا 2 تن بسته بندی می شود. |
| 5 | آج دار A4-500 | 8 تا 32 میلی متر شاخه ای | - |
| 6 | آج دار A4-520 | 8 تا 32 میلی متر شاخه ای | - |
یکی از راه‌های محاسبه قطر میلگرد به کمک بررسی وزن آن امکان پذیر است. جدول زیر برای این ارائه شده است که شما بتوانید پس از بررسی وزن میلگرد برای محاسبه قطر آن اقدام کنید.
| ردیف | قطر اسمی به میلی متر | وزن به طول کیلوگرم به متر | وزن یک شاخه 12 متری کیلو گرم |
| 1 | 8 | 0.395 | 4.75 |
| 2 | 10 | 0616 | 7.4 |
| 3 | 12 | 0.888 | 10.65 |
| 4 | 14 | 1.21 | 14.5 |
| 5 | 16 | 1.56 | 18.7 |
| 6 | 18 | 2 | 24 |
| 7 | 20 | 2.47 | 29.6 |
| 8 | 22 | 2.98 | 35.7 |
| 9 | 25 | 3.8 | 45.6 |
| 10 | 28 | 4.83 | 58 |
| 11 | 32 | 6.31 | 75.7 |
برای اندازه‌گیری قطر این محصول می‌توان از شابلون میلگرد استفاده کرد که مخصوص این کار هستند یا می‌توانیم خودمان درست کنیم. این شابلون مانند یک قیچی باز است که اندازه آرماتور را نشان می‌دهد.
میتوانید از آچار فرانسه کمک بگیرید و دهانه آچار را باز کنید در داخل آرماتور بگذارید و سپس سایز آن را با کمک متر مشخص نمایید. یکی از مواردی که در آن آرماتور مصرف می‌شود، سقف تیرچه بلوک است. در این سقف علاوه بر استفاده از بتن از تیرچه و میلگرد نیز استفاده می‌کنند. اهمیت قطر میلگرد تیرچه در محاسبات دو چندان می‌شود. در آرماتوربندی سقف تیرچه باید به دو بحث مهم توجه کرد:
در شالوده قطر میلگردها نباید کمتر از ۱۰ میلیمتر و فاصله محور تا محور آنها از یکدیگر نباید کمتر از ۱۰۰ میلی متر و بیشتر از ۳۵۰ میلیمتر در نظر گرفته شود.
همانطور که می‌دانید میلگردها دارای سطح مقطع دایره‌ای شکل هستند. محاسبه سطح مقطع میلگرد در محاسبات مهندسی بسیار کاربرد دارد از این رو اطلاع از عدد دقیق سطح مقطع میلگرد در هنگام کار ضروری است. بنابراین برای محاسبه سطح مقطع میلگرد تنها کافی است مساحت دایره را به دست آورید. برای این کار نیاز به قطر میلگرد و فرمول محاسبه سطح مقطع داریم. در ادامه شما را با نحوه محاسبه سطح مقطع میلگرد آشنا خواهیم کرد.
برای به دست آوردن سطح مقطع میلگرد با قطر مشخص، کافی است عدد قطر را در فرمول سطح مقطع دایره قرار دهیم. مساحت دایره برابر با πr2 است که π، عدد پی برابر با 3/14 و r شعاع دایره است. برای میلگرد با قطر 12، کافی است شعاع میلگرد را در فرمول ذکر شده قرار داده و به راحتی سطح مقطع میلگرد را محاسبه کنید.
مساحت میلگرد با قطر 12 به روش زیر محاسبه می‌شود:
6*6*3.14 = 113.04 میلیمتر مربع
برای تبدیل این عدد به سانتی‌متر مربع کافی است آن را به عدد 100 تقسیم کنید.
آیا ممکن است در کارگاه هنگامی که یک سایز میلگرد تمام شده باشد از یک سایز دیگر استفاده کرد؟ برای این کار باید ابتدا با طراح سازه مشورت کنید؛ زیرا میلگردها سایز، طولِ مهاری و طولِ اورلپ مشخصی دارند، علاوه بر موارد فوق، تنش تسلیم هرکدام متفاوت است! به همین دلیل تنها در صورت اجازه طراح، میتوانید اقدام به این کار نمایید. فرض کنید می‌خواهیم میلگرد 20 را با سایز 25 معادل‌سازی کنیم؛ به مثال زیر دقت کنید:
اگر در نقشه سازه‌ای 10 عدد میلگرد سایز 20 داشته باشیم ولی میلگرد موجود در کارگاه سایز 25 باشد چگونه میلگرد 20 را جایگزین کنیم؟
سطح مقطع میلگرد معادل در نقشه = سطح مقطع میلگرد در نقشه * تعداد میلگرد در نقشه
10 * 3.14 = 31.4 cm2
25 سطح مقطع میلگرد = 4.91 cm2
31.4 / 4.91 = 6.4 عدد
بنابراین تقریبا 7 عدد میلگرد سایز 25 نیاز داریم.
در ادامه جدول مساحت میلگرد براساس cm برای شما آورده شده است. برای محاسبه مساحت میلگرد در سایزهای مختلف، میتوانید به جدول زیر مراجعه نمایید:
| # 24 | # 20 | # 16 | # 15 | # 14 | # 13 | # 12 | # 11 | # 10 | # 9 | # 8 | # 7 | # 6 | # 5 | # 4 | # 3 | # 2 | # 1 | kg/m | d |
| 6.72 | 5.65 | 4.52 | 4.24 | 3.96 | 3.68 | 3.39 | 3.11 | 2.83 | 2.54 | 2.26 | 1.98 | 1.70 | 1.41 | 1.13 | 0.85 | 0.57 | 0.28 | 0.222 | Φ6 |
| 12.06 | 10.05 | 8.04 | 7.54 | 7.04 | 6.53 | 6.03 | 5.53 | 5.03 | 4.52 | 4.02 | 3.52 | 3.02 | 2.51 | 2.01 | 1.51 | 1.01 | 0.50 | 0.395 | Φ8 |
| 18.86 | 15.71 | 12.57 | 11.78 | 11.00 | 10.21 | 9.42 | 8.64 | 7.85 | 7.07 | 6.28 | 5.50 | 4.71 | 3.93 | 3.14 | 2.36 | 1.57 | 0.79 | 0.617 | Φ10 |
| 27.14 | 22.62 | 18.10 | 16.96 | 15.83 | 14.70 | 13.57 | 12.44 | 11.31 | 10.18 | 9.05 | 7.92 | 6.79 | 5.65 | 4.52 | 3.39 | 2.26 | 1.13 | 0.888 | Φ12 |
| 36.95 | 30.79 | 24.63 | 23.09 | 21.55 | 20.01 | 18.47 | 16.93 | 15.39 | 13.85 | 12.32 | 10.78 | 9.24 | 7.70 | 6.16 | 4.62 | 3.08 | 1.45 | 1.208 | Φ14 |
| 48.25 | 40.21 | 32.17 | 30.16 | 28.15 | 26.14 | 24.13 | 22.12 | 20.11 | 18.10 | 16.08 | 14.07 | 12.06 | 10.05 | 8.04 | 6.03 | 4.02 | 2.01 | 1.578 | Φ16 |
| 61.07 | 50.89 | 40.72 | 38.17 | 35.63 | 33.08 | 30.54 | 27.99 | 25.45 | 22.90 | 20.36 | 17.81 | 12.57 | 12.72 | 10.18 | 7.63 | 5.09 | 2.54 | 1.998 | Φ18 |
| 75.40 | 62.83 | 50.27 | 47.12 | 34.93 | 40.84 | 37.70 | 34.56 | 31.42 | 28.27 | 25.13 | 21.99 | 18.85 | 15.71 | 12.57 | 9.42 | 6.28 | 3.14 | 2.466 | Φ20 |
| 91.23 | 76.03 | 60.82 | 57.02 | 53.22 | 49.42 | 45.62 | 41.81 | 38.01 | 34.21 | 30.41 | 26.61 | 22.81 | 19.01 | 15.21 | 11.40 | 7.60 | 3.80 | 2.987 | Φ22 |
| 108.57 | 90.48 | 72.38 | 67.86 | 63.33 | 58.81 | 54.29 | 49.76 | 45.24 | 40.72 | 36.19 | 31.67 | 27.14 | 22.62 | 18.10 | 13.57 | 9.05 | 4.52 | 3.551 | Φ24 |
| 117.81 | 98.17 | 78..54 | 73.63 | 68.72 | 63.81 | 58.90 | 54.00 | 49.09 | 44.18 | 39.27 | 34.36 | 29.45 | 24.54 | 19.63 | 14.73 | 9.82 | 4.91 | 3.835 | Φ25 |
| 127.42 | 106.19 | 84.95 | 79.64 | 74.33 | 69.02 | 36.71 | 58.40 | 53.09 | 47.78 | 42.47 | 37.17 | 31.86 | 62.55 | 21.24 | 15.93 | 10.62 | 5.31 | 4.168 | Φ26 |
| 147.78 | 123.15 | 98.52 | 92.36 | 86.21 | 80.05 | 73.89 | 67.73 | 61.58 | 55.42 | 49.26 | 43.10 | 36.95 | 30.79 | 24.63 | 18.47 | 12.32 | 6.16 | 4.834 | Φ28 |
| 169.65 | 141.37 | 113.10 | 106.03 | 98.96 | 91.89 | 84.82 | 77.75 | 70.69 | 63.62 | 56.55 | 49.48 | 42.41 | 35.34 | 28.27 | 21.21 | 14.14 | 7.07 | 5.549 | Φ30 |
| 193.02 | 160.85 | 128.68 | 120.64 | 112.59 | 104.55 | 96.51 | 88.47 | 80.42 | 72.38 | 64.34 | 56.30 | 48.25 | 40.21 | 32.17 | 24.13 | 16.08 | 8.04 | 6.313 | Φ32 |
| 217.90 | 181.58 | 145.27 | 136.19 | 127.11 | 118.03 | 108.95 | 99.87 | 90.79 | 81.71 | 72.63 | 63.55 | 54.48 | 45.40 | 36.32 | 27.24 | 18.16 | 9.08 | 7.127 | Φ34 |
| 244.29 | 203.58 | 162.86 | 152.68 | 142.50 | 132.32 | 122.15 | 111.97 | 101.79 | 91.61 | 81.43 | 71.25 | 61.07 | 50.89 | 40.72 | 30.54 | 20.36 | 10.18 | 7.990 | Φ36 |
| 272.19 | 226.82 | 181.46 | 170.12 | 158.78 | 147.43 | 136.09 | 124.75 | 113.41 | 102.07 | 90.73 | 79.39 | 68.05 | 56.71 | 45.36 | 34.02 | 22.68 | 11.34 | 8.903 | Φ38 |
| 301.59 | 251.33 | 201.06 | 188.50 | 175.93 | 163.36 | 150.80 | 138.23 | 125.66 | 113.10 | 100.53 | 87.96 | 75.40 | 62.83 | 50.27 | 37.70 | 25.13 | 12.57 | 9.865 | Φ40 |
هنگامی‌که در سقف تیرچه بلوک، تیرچه‌ها با دهانه ساده باشند و در تکیه‌گاه مقدار لنگر آنها صفر باشد، باعث می‌شود که در عمل به خاطر یکپارچه بودن دال بتنی، مقداری لنگر منفی ایجاد شود، اینجاست که میلگردهای شماره 8، 10، 12 و حتی 14 را در قسمت فوقانی دال بتنی قرار می‌دهند تا نیروی کششی که به خاطر لنگر منفی در قسمت بالای دال ایجاد شده است را خنثی کند. به این عملیات و فرآیند اجرایی که برای تحمل لنگر انجام می‌شود «ممان منفی» می‌گویند. میلگردهایی که در تیرچه به کار برده می‌شود توان تحمل لنگر را ندارند و برای همین در سیستم دیافراگم سازه از لنگر منفی در طرفین برای تکیه گاه استفاده می‌کنند. معمولا قطر میلگرد تیرچه به این صورت mm ۱۶ ≥ قطر میلگرد کششی ≥ ۸mm است و قطر میلگردهای عرضی از 5 میلیمتر تا 10 میلیمتر متغیر است.