انتخاب صحیح میلگرد برای سازه های مقاوم در برابر زلزله، یکی از مهم ترین گام ها در طراحی و ساخت ساختمان های مقاوم است. در این راستا، نوع و ویژگی های میلگرد مقاوم در برابر زلزله، اهمیت فراوانی دارد. در این مقاله، به بررسی عوامل موثر در انتخاب بهترین میلگرد برای مناطق زلزله خیز می پردازیم و نکات کلیدی در انتخاب صحیح میلگردها را بر اساس استانداردهای بین المللی، قیمت آهن و شرایط خاص پروژه بررسی می کنیم.
بهترین میلگرد برای مناطق زلزله خیز، میلگردهایی هستند که در برابر نیروهای لرزه ای مقاومت کرده و از تخریب سازه جلوگیری کنند. چنین میلگردهایی باید از فولاد با استحکام بالا و انعطاف پذیری مناسب ساخته شده باشند تا در زمان وقوع زلزله بتوانند انرژی بیشتری جذب کرده و سازه را از فروپاشی نجات دهند.
در ادامه، ویژگی های میلگرد مقاوم در برابر زلزله، انواع و استانداردهای آن را بررسی می کنیم.
میلگرد مقاوم در برابر زلزله باید دارای ویژگی های زیر باشد.
میلگردهای زیر، برای مناطق زلزله خیز، بهترین انتخاب هستند.
میلگرد (Thermo Mechanically Treated) TMT:
این نوع میلگرد مقاوم در برابر زلزله از طریق فرآیند ترمو مکانیکی تولید می شود که شامل گرم کردن و سپس سرد کردن سریع آن است. این فرآیند باعث ایجاد یک ساختار دو لایه می شود؛ سطح خارجیِ سخت و مقاوم و هسته نرم و انعطاف پذیر. این ویژگی ها استحکام کششی بالایی را فراهم کرده و انعطاف پذیری آن امکان جذب انرژی زلزله و جلوگیری از شکست ناگهانی را فراهم می کند.
میلگرد (High Strength Deformed) HSD:
میلگردهای HSD به دلیل داشتن آج های خاص روی سطح، چسبندگی بهتری با بتن ایجاد می کنند. این میلگردها، مقاومت بالایی در برابر نیروهای کششی و فشاری دارند و از ترک خوردگی و جدا شدن بتن در زلزله جلوگیری می کنند. ویژگی های استحکام و پیوند قوی این نوع میلگرد، باعث افزایش دوام و ایمنی سازه های مقاوم به زلزله می شود.
میلگردهای پوشش دار اپوکسی:
این میلگرد مقاوم در برابر زلزله با یک لایه نازک اپوکسی پوشیده شده که از خوردگی و تأثیرات مخرب رطوبت و مواد شیمیایی خورنده جلوگیری می کند. میلگردهای پوشش دار اپوکسی به ویژه در مناطق مرطوب، ساحلی و محیط های خورنده استفاده می شوند. زیرا در این مناطق مقاومت در برابر خوردگی برای حفظ یکپارچگی سازه های ضد زلزله بسیار حیاتی است.
لازم به ذکر است که قیمت تیرآهن، که یکی دیگر از اجزای اصلی ساخت ساختمان های ضد زلزله است، با قیمت این میلگردها کاملا در ارتباط است؛ زیرا موارد سازنده هر دو، فلز آهن و ترکیباتی مانند کروم، نیکل و… است.
برای انتخاب میلگرد مقاوم در برابر زلزله، توجه به استانداردهای ملی و بین المللی بسیار اهمیت دارد. میلگرد باید مطابق با استانداردهایی مانند ISO، ASTM و ISIRI باشد. این استانداردها تضمین می کنند که میلگرد از نظر کیفیت و مقاومت مکانیکی، توانایی تحمل بارهای ناشی از زلزله را دارد. همچنین، این استانداردها مشخصات فنی دقیق مانند ترکیب شیمیایی، مقاومت کششی و میزان خمش پذیری میلگرد را تعیین می کنند. علاوه بر استانداردهای ISO و ASTM، استانداردهای ملی ایران (ISIRI) نیز برای تعیین مشخصات فنی میلگردهای مقاوم در برابر زلزله به کار می روند.
مشخصات میلگرد برای ساختمان های مقاوم در برابر زلزله به شرح زیر است.
برای انتخاب میلگرد مقاوم در برابر زلزله لازم است نکات کلیدی زیر را در نظر بگیرید.
میلگرد مقاوم در برابر زلزله، به روش های زیر بر مقاومت سازه های ضد زلزله تأثیر می گذارند.
کیفیت میلگرد مقاوم در برابر زلزله در ایمنی ساختمان ها نقش اساسی دارد. میلگردهایی با کیفیت بالا، با دارا بودن مقاومت کششی مناسب و انعطاف پذیری مطلوب، می توانند نیروهای زلزله را به طور مؤثری تحمل کرده و از شکست سازه جلوگیری کنند. استفاده از میلگردهای استاندارد و با کیفیت، به ویژه در نقاط حساس سازه مانند اتصالات تیر به ستون، اهمیت ویژه ای دارد؛ زیرا در صورت عدم رعایت کیفیت در این نقاط، ممکن است در هنگام زلزله شکست های ناگهانی رخ دهد که منجر به خسارات جانی و مالی قابل توجهی شود.
ارزیابی مقاومت میلگرد در برابر تنش های زلزله از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا این مسئله مستقیماً با ایمنی و پایداری سازه مرتبط است. برای این منظور، آزمایش های متنوعی انجام می شود که در ادامه به طور خلاصه معرفی می شوند.
تست کشش:
در این آزمایش، میلگرد تحت کشش تدریجی قرار می گیرد تا مقاومت آن در برابر نیروهای کششی مشخص شود. در این تست، دو پارامتر کلیدی اندازه گیری می شوند؛ استحکام کششی نهایی (حداکثر نیرویی که میلگرد می تواند تحمل کند) و نقطه تسلیم (حدی که پس از آن میلگرد تغییر شکل دائمی می دهد). این آزمون تعیین می کند که میلگرد چه اندازه از نیرو را قبل از شکستن یا تغییر شکل غیر قابل بازگشت می تواند تحمل کند.
آزمون خستگی:
در این تست، میلگرد مقاوم در برابر زلزله تحت بارگذاری های متناوب یا سیکلی قرار می گیرد که مشابه بارهای ناشی از زلزله یا سایر ارتعاشات است. این آزمون برای بررسی مقاومت میلگرد در برابر تکرار تنش ها انجام می شود و نشان می دهد که میلگرد در برابر تغییرات سریع نیرو چگونه رفتار می کند. نتایج این آزمون اهمیت بالایی در دوام و ایمنی سازه دارند.
آزمایش شبیه سازی لرزه ای:
این آزمایش، شرایط واقعی زلزله را برای میلگرد هایی که در بتن کاشته شده اند شبیه سازی می کند. نیرو ها و ارتعاشات مشابه زلزله بر سازه اعمال می شوند تا عملکرد میلگرد در انتقال و تحمل این نیروها ارزیابی شود. نتایج این آزمون کمک می کند تا میزان کارایی میلگرد در حفظ یکپارچگی سازه در هنگام زلزله مشخص شود.
سوالات متداول
میلگرد مناسب باعث افزایش استحکام سازه در برابر نیروهای کششی و لرزه ای می شود و از ترک خوردگی و فروپاشی ساختمان در زلزله جلوگیری می کند.
میلگرد مقاوم در برابر زلزله باید مقاومت کششی بالا، انعطاف پذیری مناسب، چسبندگی به بتن و مقاومت در برابر خوردگی داشته باشد.
استانداردهای معتبری مانند ASTM A615، ASTM A706، و ACI 318 باید رعایت شوند که مشخصات فنی، نوع و کاربرد میلگرد را تعیین می کنند.
خیر، فقط میلگردهایی با خواص مکانیکی مناسب و استاندارد، مانند میلگردهای آج دار یا تقویت شده، برای سازه های ضد زلزله مناسب اند.
با انجام آزمایش هایی مانند تست کشش، آزمون خستگی و شبیه سازی لرزه ای، مقاومت میلگرد مقاوم در برابر زلزله بررسی می شود.