میلگرد انتظار چیست؟ | کاربرد آرماتور انتظار در عضوهای بتنی — به زبان ساده

میلگرد انتظار یا آرماتور انتظار، میلگردی است که برای اتصال عضوهای بتنی مجاور و انتقال موثر نیرو بین آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، به معرفی میلگرد انتظار و کاربردهای آن در عضوهای بتنی می‌پردازیم.

میلگرد انتظار یا آرماتور انتظار چیست؟

«آرماتور انتظار» (Reinforcement Dowel) یا اصطلاحا «میلگرد انتظار» (Dowel Bar)، یکی از انواع خاص میلگردها است که به منظور انتقال بار از یک عضو بتنی به عضو مجاور آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آرماتور، زمینه را برای ادامه بتن‌ریزی و یا توسعه سازه فراهم می‌کند. آرماتور انتظار، معمولا از میلگردهای ساده فولادی با عیار 250 ساخته می‌شود. البته به منظور جلوگیری از خوردگی میلگردها می‌توان از روکش اپوکسی یا فولاد ضد زنگ نیز استفاده کرد.

فیلم آموزش روش های اجرای سازه های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی در فرادرس

کلیک کنید

دلیل استفاده از میلگرد انتظار چیست؟

در بسیاری سازه‌های بتنی، امکان ساخت یکجای عضوها وجود ندارد. دلیل این موضوع می‌تواند حجم زیاد بتن مورد نیاز یا محدودیت‌های اجرایی در بتن‌ریزی باشد. در این موارد، هر عضو به صورت مجزا قالب‌بندی و بتن‌ریزی می‌شود. بتن‌ریزی یک عضو در چند مرحله، امکان ایجاد درز سرد بین لایه‌های مختلف و کاهش استحکام سازه را در پی خواهد داشت. به منظور حل این مشکل،‌ لایه‌های مجاور توسط میلگرد انتظار به یکدیگر متصل می‌شوند. به کارگیری این میلگردها، انتقال بار بین عضوهای بتنی مجاور و درزهای بین آن‌ها را بهبود می‌بخشد. به این ترتیب، امکان جابجایی عضوهای مجاور و کاهش بارهای ضربه‌ای ناشی از حرکت مستقل هر عضو کاهش می‌یابد. علاوه بر این، میلگرد انتظار با بهبود عملکرد درزها، از شکست آن‌ها و ترک‌خوردگی گوشه‌ها نیز جلوگیری می‌کند.

کاربرد میلگرد انتظار چیست؟

آرماتور انتظار در اتصال بین عضوهای مختلف بتنی و لایه‌های مختلف یک عضو مورد استفاده قرار می‌گیرد. از کاربردهای این نوع آرماتور می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اتصال ستون به فونداسیون
• اتصال دال به ستون
• اتصال دال به دال
• اتصال ستون به ستون
• اتصال ستون به تیر
• اتصال تیر به تیر
• اتصال راه‌پله به دال

از بین موارد بالا، میلگرد انتظار اغلب برای اتصال ستون به فونداسیون استفاده می‌شود. میلگردهای انتظار مورد استفاده در این حالت با عنوان میلگرد ریشه ستون نیز شناخته می‌شوند. آرماتور انتظار در روسازی و کف‌سازی نیز کاربرد گسترده‌ای دارد. در بخش‌های بعدی، به معرفی برخی از مهم‌ترین کاربردهای این آرماتورها و الزامات اجرایی آن‌ها می‌پردازیم.

کاربرد میلگرد انتظار در فونداسیون چیست؟

فونداسیون، پایین‌ترین بخش سازه است که وظیفه انتقال و توزیع بارهای اعمال شده از طرف بخش‌های بالایی نظیر ستون و دیوار را برعهده دارد. در طراحی فونداسیون، آرماتورهای انتظار به عنوان یکی از اتصالات مهم و از پارامترهای موثر در تحلیل نیرو و گشتاورهای اعمال شده بر سازه در نظر گرفته می‌شوند. در فونداسیون، وظیفه انتقال نیروهای فشاری و کششی بر عهده این آرماتورهای انتظار است.

فیلم آموزش ترسیم پلان فونداسیون و جزئیات فونداسیون ها با نرم افزار AutoCAD (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

کاربرد میلگرد انتظار در فونداسیون باسکولی چیست؟

آرماتور انتظار به طور گسترده برای تقویت اتصال بین ستون یا دیوارهای موجود بر روی پی‌های باسکولی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این حالت، میلگردهای انتظار پیش از بتن‌ریزی در محل فونداسیون جانمایی شده و سپس به آرماتور طولی ستون یا دیوار وصله می‌شوند.

تصویر بالا، آرماتورهای انتظار بین ستون و فونداسیون را نمایش می‌دهد. در حالتی که انتظار می‌رود تمام میلگردهای ستون تحت فشار قرار بگیرند، میلگردهای انتظار تا عمق مشخصی از فونداسیون گسترش پیدا می‌کنند تا انتقال بارهای فشاری به خوبی انجام شود. در این حالت، آرماتور انتظار معمولا تا تراز آرماتور خمشی ادامه می‌یابد و سپس خم (قلاب) می‌شود. مساحت سطح مقطع آرماتور انتظار باید حداقل 0.5 درصد مساحت سطح تماس بین ستون و فونداسیون باشد.

طول موثر میلگرد انتظار در فونداسیون باسکولی چقدر است؟

مطابق استاندارد ACI 318-14، انتقال بارهای فشاری، به طول اتصالات میان ستون و فونداسیون بستگی داشته و خم ریشه ستون در فونداسیون، تاثیری بر روی عملکرد آرماتور انتظار در انتقال بارهای فشاری ندارد. به طور کلی، به منظور اطمینان از عملکرد مناسب سازه در انتقال بارهای فشاری، باید حداقل طول موثر میلگرد انتظار در فونداسیون را بر اساس رابطه زیر محاسبه کرد:

$$h > {l_{dc} +r+d_{bd}+2d_{bf}+C}$$

• h: حداقل طول موثر میلگرد انتظار
• l_dc: فاصله سطح فونداسیون تا شروع خم میلگردهای انتظار
• r: شعاع خم میلگرد انتظار (قطاع بخش خمیده)
• d_bd: قطر میلگرد انتظار
• d_bf: قطر میلگرد خمشی
• C: فاصله میلگردهای خمشی با کف فونداسیون

آرماتور انتظار باید توانایی تحمل تمام نیروهای کششی (مستقیم و غیر مستقیم) موجود در سطح اتصال بین فونداسیون و ستون را داشته باشد. مهار کششی میلگردهای انتظار در یک فونداسیون معمولا توسط یک قلاب استاندارد با خم 90 درجه فراهم می‌شود. این قلاب در انتهای آرماتور انتظار به وجود می‌آید. طول قلاب استاندارد مورد استفاده در آرماتورهای انتظار باید حداقل برابر با 15 سانتی‌متر یا 8 برابر قطر میلگرد مورد استفاده باشد.

محل بیرون زدگی میلگرد انتظار از فونداسیون چگونه است؟

محل بیرون‌زدگی آرماتور انتظار از فونداسیون بر روی فرآیند نصب آرماتورهای پیش ساخته ستون (کیج ستون) تاثیرگذار می‌گذارد. محل بیرون‌زدگی آرماتورها نباید هیچ تداخلی با میلگردهای طولی و خاموت‌های ستون داشته باشد. تصویر زیر، انواع پیکربندی آرماتور انتظار نسبت به میلگردها و خاموت‌های ستون را نمایش می‌دهد.

از بین الگوهای نمایش داده شده در تصویر بالا، بالاترین الگو، مطلوب‌ترین حالت بیرون‌زدگی آرماتورهای انتظار است.

کاربرد میلگرد انتظار در فونداسیون گسترده چیست؟

آرماتور انتظار در پی گسترده نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. نحوه به کارگیری این آرماتورها برای اتصال پی گسترده و ستون یا دیوارهای روی آن، مشابه پی باسکولی است. در این حالت نیز باید آرماتور انتظار را تا تراز میلگردهای خمشی فونداسیون ادامه داد و انتهای پایینی آن‌ها را تحت زاویه 90 درجه خم کرد. این کار، امکان بستن میلگردهای انتظار به ردیف‌های بالایی و پایینی میلگردهای فونداسیون برای جلوگیری از جابجایی آن‌ها در حین بتن‌ریزی را فراهم می‌کند.

کاربرد میلگرد انتظار در دال چیست؟

یکی دیگر از کاربردهای گسترده آرماتور انتظار، استفاده از آن برای اتصال بخش‌های مختلف دال یا عضوهای مختلف به دال است. این کاربرد، گسترش زیادی در کف‌سازی ساختمان‌های مسکونی و روسازی مسیرهای حمل و نقل دارد.

فیلم آموزش نرم افزار SAFE برای طراحی دال ها و پی های بتن مسلح در فرادرس

کلیک کنید

طول و قطر میلگرد انتظار دال چقدر است؟

مطابق با استاندارد ACI 302.1R، طول و قطر آرماتورهای انتظار مورد استفاده در دال‌های بتنی به ضخامت آن‌ها بستگی دارد. جدول زیر، طول و قطر پیشنهادی میلگرد انتظار بر اساس ضخامت‌های مختلف دال را نمایش می‌دهد.

البته در ضخامت‌های بالاتر و شرایط مختلف، امکان استفاده از میلگردهای انتظار با قطرهای بیشتر (تا 38 میلی‌متر) و طول‌های بلندتر (تا 460 میلی‌متر) نیز وجود دارد. طول خیلی زیاد، تاثیری بر روی انتقال بهتر بارهای فشاری یا کششی نخواهد داشت. در طرف مقابل، طول خیلی کم، باعث افزایش تمرکز تنش در سطح درز و شکست بتن می‌شود.

جانمایی میلگرد انتظار در دال چگونه است؟

نحوه جانمایی آرماتورهای انتظار بر روی انتقال بار، ترک‌خوردگی و پوسته پوسته شدن ناحیه اتصال تاثیرگذار است. جهت‌گیری این آرماتورها باید با دقت و نگهداری کافی انجام شود. نصب میلگردهای انتظار باید موازی با محور مرکزی عضو بتنی صورت گیرد. به عبارت دیگر،‌ راستای نصب این میلگردها، ارتباطی با شیب و جهت‌گیری درزها ندارد. علاوه بر این، برابر بودن طول درگیری میلگردها در دو بخش مجاور دال، نتیجه بهتری را در پی خواهد داشت.

فاصله مرکز به مرکز آرماتورهای انتظار باید حدود 300 میلی‌متر باشد. به طور کلی، میلگردهای انتظار نباید با فاصله خیلی کم از یکدیگر جانمایی شوند. این کار می‌تواند باعث تداخل در روند ساخت و ساز شود. از طرف دیگر، فاصله خیلی زیاد نیز برای نصب میلگردهای انتظار مناسب نیست. این کار، عملکرد میلگردها در برابر خمش را با مشکل مواجه می‌کند.

کاربرد میلگرد انتظار در اتصال دال به دیگر عضوهای بتنی چیست؟

آرماتور انتظار، به منظور انتقال نیروی برشی اعمال شده بین دال و دیوار است. تصویر زیر، نمونه‌ای از پیکربندی آرماتور انتظار در دال و دیوار را نمایش می‌دهد.

میلگردهای انتظار، به شکل‌های متفاوت و برای مقاصد مختلفی نظیر انتقال بارهای برشی و خمشی در اتصال دال به راه‌پله نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. تصویر زیر، نمونه‌ای از به کارگیری صحیح این میلگردها در اتصال راه‌پله به دال را نمایش می‌دهد.

در صورتی که احتمال گسترش ساختمان در آینده وجود داشته باشد، باید از میلگرد انتظار در انتهای تیرها و ستون‌های اصلی استفاده شود. البته این کار برای ساختمان‌هایی که مجوز گسترش نداشته باشند، یک تخلف محسوب می‌شود. تصویر زیر، نمونه‌ای از میلگردهای انتظار به کار رفته برای گسترش‌های احتمالی ساختمان در آینده را نمایش می‌دهد.

کاربرد میلگرد انتظار در اتصال درزها چیست؟

همان‌طور که در بخش‌های قبلی اشاره کردیم، آرماتور انتظار اغلب برای اتصال سطح بخش‌های مختلف یک عضو یا عضوهای مختلف به یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در برخی از سازه‌های بتنی، به منظور کنترل رخ دادن و گسترش ترک، از درزهای اجرایی، انبساطی (جابجایی) و یا انقباضی (کنترلی) استفاده می‌شود. این درزها، به انتقال و توزیع بهتر نیرو درون بخش‌های مختلف بتن کمک می‌کنند. استفاده از میلگردهای انتظار در سطح اتصال این درزها، باعث بهبود عملکرد آن‌ها می‌شود. میلگردهای انتظار اغلب در کنار درزهای اجرایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در بتن‌ریزی‌های مرحله‌ای، هر لایه پس از سخت شدن لایه قبلی ریخته می‌شود. به این ترتیب، فاصله کوچکی بین دو لایه (درز اجرایی) به وجود می‌آید. در صورت وجود بارگذاری‌های دینامیک و یا بارهای سنگین، استفاده از آرماتور انتظار می‌تواند دو طرف درز اجرایی را به خوبی به هم متصل کند. این کار باعث بهبود انتقال بار و مقاومت سازه می‌شود. به طور کلی، در صورت امکان باید از ایجاد درزهای اجرایی درون عضوهای بتنی خودداری شود. با این وجود، ایجاد این درزها در برخی از دال‌ها، ستون‌ها و تیرهای بزرگ اجتناب‌ناپذیر است.

معرفی فیلم آموزش الزامات فنی و حقوقی مهندس ناظر و مجری ساختمان

بخش‌های مختلف سازه‌های بتنی و فولادی باید مطابق با الزامات فنی اجرا شوند. مهم‌ترین وظیفه مهندسان ناظر، بررسی بخش‌های مختلف سازه و کنترل مطابقت آن‌ها با الزامات آورده شده در استاندادها است. به منظور آشنایی کامل دانشجویان، فارغ‌الحصیلان و علاقه‌مندان به قوانین فنی و حقوقی نظارت ساختمان، فردارس، آموزش جامعی را به مدت 8 ساعت و 18 دقیقه در قالب 11 درس تهیه کرده است.

درس هفتم این فرادرس، علاوه بر معرفی نکات نظارتی بخش‌های مختلف تیر و سقف، قوانین بررسی میلگرد انتظار و روند برخورد با تخلفات احتمالی را آموزش می‌دهد.

• برای مشاهده فیلم آموزش الزامات فنی و حقوقی مهندس ناظر و مجری ساختمان + اینجا کلیک کنید.

مزایای میلگرد انتظار چه هستند؟

از مزایای اصلی آرماتور انتظار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بهبود انتقال و توزیع بارها بین عضوهای مختلف
• افزایش ظرفیت باربری دال
• افزایش عمر سازه با کاهش تاثیر بارگذاری بر روی درزها
• کاهش تغییر شکل و تنش
• افزایش سرعت اجرا
• کاهش مصرف میلگرد
• امکان گسترش سازه (افزودن طبقات جدید)

استفاده از میلگردهای انتظار، یک اقدام پیشگیرانه برای مقابله با اثرات منفی تشکیل درزهای سرد بین عضوهای مختلف است. به همین دلیل، نمی‌توان عیب بخصوصی را برای استفاده از این میلگردها در نظر گرفت. با این وجود، اجرای صحیح و دقیق میلگردهای انتظار، اهمیت بسیار بالایی در پایداری سازه‌های بتنی و امکان گسترش آن‌ها دارد. به همین دلیل، فرآيند آماده‌سازی و بتن‌ریزی بر روی آن‌ها باید با نظارت کافی همراه باشد.