میلگرد پیچشی چیست و چه کاربردهایی دارد؟

سازه‌های بتنی برای اینکه کاملا مستحکم باشند، نیاز به استفاده از میلگرد پیچشی دارند. دلیل استفاده از این میله‌ های فلزی پیچشی در سازه‌ های بتنی افزایش مقاومت سازه است. این میلگردها نقش مهمی در تضمین یکپارچگی سازه‌ های ساخته‌شده از بتن دارند. حقیقت این است که بتن در شرایط خاص آن‌قدر قوی نیست که به‌ نظر می‌ آید و برای جبران این ضعف خود باید با ماده دیگری به نام میلگرد تقویت شود. انواع مختلف میلگرد مانند میلگرد ساده یا پیچشی (تغییر شکل یافته) در بازار وجود دارد که در این مقاله به نوع پیچشی آن می‌ پردازیم.

معرفی میلگرد پیچشی تیر

میلگرد تغییر شکل‌ یافته یا پیچشی، نوعی میلگرد است که معمولا برای ساخت‌ و‌ساز در بتن استفاده می‌ شود. این نوع از میلگرد یک ویژگی کلیدی دارد که آن را از سایر انواع میلگرد جدا می‌ کند که آن هم نوع بافت میلگرد است. میلگردهای تقویتی پیچشی نسبت‌ به سایر انواع میلگرد های تقویت‌ کننده بافت زبرتری دارند تا بتوانند بهتر با بتن ممزوج شوند. روی این میلگردها برآمدگی‌ هایی به‌صورت پیچشی وجود دارد که سطح آن‌ ها را زبرتر می‌ کند.

برجستگی ها به میلگردهای پیچشی تیرهای بتن آرمه اجازه می دهد تا بتواند تماس بهتر و موثرتری با سطح بتن برقرار کند. دلیل این امر آن است که میلگردهای تقویت کننده، تغییر شکل یافته و سطح بیشتری برای تماس با بتن دارند. به عبارت دیگر، از طریق سطح آجدار میلگردهای تغییر شکل یافته، پیوند بهتر و پایدارتری میان میلگرد و بتن ایجاد می شود.

رایج ترین نوع میلگردهای پیچشی از جنس فولاد کربنی می باشد که معمولا از میلگردهای گرد نورد گرم با الگوهای تغییر شکل حک شده بر روی سطح آن ها ساخته می شوند. فولاد و بتن دارای ضرایب انبساط حرارتی مشابهی هستند، بنابراین اعضای سازه ای بتن مسلح حداقل تنش دیفرانسیل را در طول تغییرات دما تجربه خواهند کرد.

کاربرد میلگرد پیچشی

میلگردهای تغییر شکل‌یافته برای تقویت کششی و دمایی بتن استفاده می‌ شود. آرماتور اصلی مقاومت لازم را برای تحمل بارهای موردنیاز را ارائه می‌ دهد. درحالی‌که میلگردهای پیچشی برای جلوگیری از انقباض و کشیدگی بتن و جلوگیری از ترک‌ خوردگی آن استفاده می‌ شود. میلگردهای پیچشی معمولا به‌دلایل زیر در پروژه‌ های ساختمانی مختلف استفاده می‌ شوند.

مدول الاستیسیته

فولاد یک ماده الاستیک است. زیرا می تواند در کشش تا 200 گیگا پاسکال بدون شکستن و تغییر شکل آن منبسط شود. میلگردهای پیچشی در داخل بتن قرار می گیرند تا از تنش کششی جلوگیری شود و احتمال بروز ترک خوردگی در بتن کاهش یابد.

مقاومت

میلگرد فولادی پیچشی می تواند شرایط سخت را در طول حمل و نقل، ذخیره سازی، بسته بندی و قراردادن در محل ساخت و ساز حفظ کند. بنابراین اگر آسیب جزئی رخ دهد، تاثیر قابل توجهی بر عملکرد آن ندارد.

ماندگار و محکم

میلگردهای پیچشی یک گزینه ایده آل برای تقویت سازه بتنی هستند، زیرا به خوبی با بتن ممزوج می شود. هرچه میلگرد بیشتر در معرض بتن قرار گیرد، نگه داشتن آن نیز قوی تر خواهد بود.

توانایی مقاومت در برابر دمای شدید

میلگردها به دلیل ویژگی آن برای استحکام ماندن علی رغم قرارگرفتن در معرض دماهای شدید مفید هستند. میلگرد و بتن به خوبی با همدیگر کار می کنند، زیرا با سرعت یکسان منبسط و منقبض می شوند.

اجزای اصلی آرماتور پیچشی

اجزای اصلی آرماتور پیچشی مجموعه ای از میلگردهای طولی و عرضی هستند که برای مقابله با لنگر پیچشی در تیر به کار می روند. زمانی که در طراحی سازه، تیر تحت پیچش قابل توجه قرار بگیرد، استفاده از آرماتور پیچشی در تیر ضروری می شود؛ زیرا بتن به تنهایی توان کافی برای کنترل ترک های ناشی از پیچش را ندارد. در این حالت، انتخاب درست سایز، فاصله و آرایش میلگردها علاوه بر مسائل فنی، روی برآورد هزینه و قیمت میلگرد مصرفی پروژه هم اثر می گذارد.

در طراحی و اجرای میلگرد پیچشی تیر باید به این نکته توجه کرد که این آرماتورها فقط یک میلگرد اضافه نیستند، بلکه بخشی از سیستم مقاومتی تیر محسوب می شوند. حتی در مدل سازی سازه، بررسی میلگرد پیچشی در ایتبس به مهندس کمک می کند تشخیص دهد کدام تیرها به آرماتور پیچشی نیاز دارند و چه مقدار آرماتور باید برای آنها در نظر گرفته شود.

1. میلگردهای طولی پیچشی
میلگردهای طولی پیچشی در امتداد طول تیر قرار می گیرند و معمولا در گوشه های مقطع تیر جانمایی می شوند. این میلگردها همراه با خاموت های بسته، مسیر مقاومتی لازم را برای تحمل پیچش ایجاد می کنند. انتخاب قطر و تعداد این میلگردها باید بر اساس محاسبات سازه ای انجام شود و تغییر آن می تواند روی مصرف فولاد و قیمت آهن پروژه تاثیر بگذارد.

2. خاموت بسته
خاموت بسته مهم ترین جزء عرضی در آرماتور پیچشی است. برخلاف خاموت باز، خاموت بسته دور مقطع تیر را کامل در بر می گیرد و باعث می شود ترک های مورب ناشی از پیچش کنترل شوند. در تیرهایی که پیچش دارند، اجرای خاموت بسته اهمیت زیادی دارد؛ چون نبود آن می تواند باعث کاهش شدید ظرفیت پیچشی تیر شود.

3. میلگردهای عرضی یا تنگ های پیچشی
میلگردهای عرضی همان خاموت ها یا تنگ هایی هستند که در فواصل مشخص در طول تیر نصب می شوند. این اجزا وظیفه دارند نیروهای کششی ناشی از پیچش را در عرض مقطع مهار کنند. هرچه مقدار پیچش بیشتر باشد، معمولا فاصله این تنگ ها کمتر می شود و همین موضوع مصرف فولاد و قیمت آهن مصرفی را افزایش می دهد.

4. میلگردهای گوشه ای
میلگردهای گوشه ای در چهار گوشه مقطع تیر قرار می گیرند و نقش مهمی در تکمیل قفسه مقاوم پیچشی دارند. این میلگردها به خاموت های بسته کمک می کنند تا عملکرد یکپارچه تری داشته باشند. اگر میلگردهای گوشه ای به درستی اجرا نشوند، سیستم آرماتور پیچشی ناقص می شود و کنترل ترک ها به خوبی انجام نمی گیرد.

5. قلاب و مهار انتهایی خاموت ها
قلاب های انتهایی خاموت ها برای درگیر شدن کامل میلگرد با بتن و جلوگیری از باز شدن خاموت استفاده می شوند. در آرماتور پیچشی، مهار مناسب اهمیت بیشتری دارد؛ چون نیروها به صورت پیچشی و مورب به مقطع وارد می شوند. اجرای نامناسب قلاب ها می تواند باعث کاهش عملکرد خاموت بسته و افت ایمنی تیر شود.

6. بتن پوششی اطراف آرماتور
بتن پوششی یا کاور بتن، فاصله سطح خارجی بتن تا میلگردهاست و از خوردگی میلگردها محافظت می کند. در تیرهای دارای آرماتور پیچشی، رعایت کاور مناسب باعث می شود میلگردها عملکرد دوام و سازه ای بهتری داشته باشند. کم بودن پوشش بتن می تواند باعث زنگ زدگی، کاهش چسبندگی و در نهایت ضعف عملکرد تیر شود.

7. فاصله گذاری و آرایش صحیح آرماتورها
فاصله خاموت ها، محل قرارگیری میلگردهای طولی و نحوه بستن آرماتورها باید مطابق نقشه سازه باشد. در آرماتور پیچشی، بی نظمی در فاصله گذاری می تواند باعث تمرکز تنش و ایجاد ترک های موضعی شود. بنابراین اجرای دقیق جزئیات، هم در ایمنی سازه و هم در کنترل مقدار مصرف فولاد و قیمت آهن اهمیت دارد.

روش تولید میلگرد پیچشی

میلگرد پیچشی به صورت محصول جداگانه و مستقل مانند یک نوع میلگرد خاص تولید نمی شود، بلکه از میلگردهای آجدار معمولی ساخته و طبق نقشه سازه خمکاری، برشکاری و در قفسه آرماتوربندی تیر جانمایی می شود. در این فرایند ابتدا قطر و تعداد میلگردهای طولی، فاصله خاموت ها و محل قرارگیری اجزا بر اساس محاسبات پیچش تعیین می شود؛ سپس میلگردها با دستگاه خم کن یا ابزار کارگاهی به شکل مورد نیاز در می آیند تا بتوانند همراه با خاموت های بسته، مقاومت لازم را در برابر لنگر پیچشی ایجاد کنند.

در اجرای میلگرد پیچشی، خاموت های بسته و میلگردهای طولی گوشه ای باید به صورت دقیق در کنار هم بسته شوند تا یک مسیر مقاومتی پیوسته در اطراف مقطع تیر شکل بگیرد. تفاوت این بخش با میلگرد برشی در این است که میلگرد برشی بیشتر برای کنترل نیروی برشی و ترک های مورب ناشی از برش استفاده می شود، اما آرماتور پیچشی برای مقابله با چرخش تیر و ترک های ناشی از پیچش طراحی می شود. به همین دلیل در تولید و اجرای آن، بسته بودن خاموت ها، مهار مناسب قلاب ها و رعایت فاصله گذاری اهمیت زیادی دارد.

طراحی میلگرد پیچشی در ایتبس

نرم افزار ایتبس ابزاری قدرتمند و بسیار سریع برای طراحی و ترسیم خودکار جزئیات آرماتور سازه های بتنی در یک رابط گرافیکی توسعه یافته، ساده و آسان است. در این نرم افزار می توانید پیش نمایش مدل سازه خود را در رابط های گرافیکی کاربر مشاهده کنید. همچنین جزئیات کاربرد میلگردهای تقویتی را طراحی کرده و سپس در عرض چند ثانیه نقشه های ساختاری پروژه های خود را ایجاد نمایید.

همچنین می توانید نقشه های ساختاری مدل خود را باتوجه به هر تعداد میلگرد پیچشی ایجاد کنید. این نرم افزار می تواند نقشه های سازه ای آماده شده را در قالب فایل نقشه های اتوکد ذخیره کند. برخی از خروجی های نرم افزار در زیر آورده شده است. علاوه براین ایتبس می تواند چندین نوع گزارش ازجمله لیست مصالح ساختاری را باتوجه به نوع عنصر یا توالی داستان و سایر گزارش های مفید تهیه کند.

فرآیند طراحی جزئیات آرماتور بتن و محاسبه میلگردهای پیچشی توسط نرم افزار ایتبس، تنها در چهار مرحله ساده زیر انجام می شود.

تولید فایل متنی مدل و ذخیره فایل نتایج طراحی ساختار توسط نرم افزار ایتبس.

واردکردن فایل های آماده شده در مرحله 1 به نرم افزار ایتبس.

درصورت لزوم پارامترهای طراحی را تنظیم کرده و سپس بر روی دکمه طراحی آرماتور کلیک کنید.

نرم افزار طراحی آرماتور سازه را کنترل کرده و سپس بر روی دکمه های ایجاد نقشه های سازه کلیک نمایید.

ویژگی های میلگرد پیچشی

میله‌های فولادی تغییر شکل‌یافته پیچشی با استحکام بالا، میله‌های فولادی نورد سرد با لبه‌ها یا تغییر شکل میله های فولادی تغییر شکل یافته پیچشی با استحکام بالا، میله های فولادی نورد سرد با لبه ها یا تغییر شکل روی سطح هستند. اما به طور گسترده و عمدتا برای اهداف تقویتی در ساخت و ساز استفاده می شود. این میله ها از نظر اندازه یا قطر مقطع از 4 تا 50 میلی متر متفاوت هستند.

ارزش کربن پایین

میلگردهای پیچشی دارای محتوای کربن پایینی هستند و به همین دلیل است که شکل پذیری، استحکام و جوش پذیری خوبی خواهند داشت.

استحکام باند عالی

میلگردهای پیچشی به دلیل استحکام باند عالی درهنگام استفاده با بتن زبانزد خاص و عام هستند.

جوش پذیری

ازآنجایی که این میله ها حاوی کربن کمتری هستند، 100 درصد نسبت به میله های معمولی قابلیت جوش دارند.

مقاومت کششی بالا

میلگردهای پیچشی دارای استحکام کششی بالایی هستند. این میلگردها کارایی بالایی را برای ساخت و سازهای نیازمند به خم شدن های فراوان فراهم می کنند.

طیف گسترده ای از کاربردها

این میله ها کاربردهای گسترده ای در انواع سازه ها مانند ساختمان های مسکونی، تجاری، صنعتی، پل ها و … دارند.

نحوه اجرای آرماتور پیچشی در تیر

برای اجرای آرماتور پیچشی در تیر، ابتدا باید محل تیرهای دارای پیچش از روی نقشه سازه مشخص شود. سپس میلگردهای طولی پیچشی معمولا در گوشه های مقطع تیر قرار می گیرند و خاموت های بسته در فواصل تعیین شده دور مقطع نصب می شوند. در این مرحله، رعایت قطر میلگرد، فاصله خاموت ها، طول مهاری، کاور بتن و محل دقیق قرارگیری میلگردها اهمیت زیادی دارد؛ چون کوچک ترین بی نظمی می تواند عملکرد پیچشی تیر را ضعیف کند.

بعد از جانمایی میلگردهای طولی و خاموت های بسته، آرماتورها با سیم آرماتوربندی به هم متصل می شوند تا قبل از بتن ریزی جابه جا نشوند. خاموت ها باید کاملا بسته و مهار شده باشند تا بتوانند همراه با میلگردهای طولی، یک قفسه مقاوم در برابر پیچش ایجاد کنند. پیش از بتن ریزی نیز کنترل نهایی توسط ناظر انجام می شود تا از درست بودن فاصله ها، بسته بودن خاموت ها و رعایت پوشش بتن اطمینان حاصل شود.

از میلگردهای پیچشی برای افزایش مقاومت کششی بتن استفاده می شود، به این دلیل که بتن بدون کمک در تحمل کشش ضعیف است. میلگرد پیچشی فقط به عنوان تقویت کننده استفاده نمی شود و برای افزایش بهبود ضریب انبساط حرارتی نیز کاربرد دارد چراکه فولاد در دمای بالا بهتر از بتن عمل می کند. بتن به طور کلی کم وزن و جامد است و استحکام کششی ضعیفی دارد به همین دلیل استفاده از میلگرد پیچشی در آرماتور، مقاومت کششی سازه را به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد.

سوالات متداول