به المانی متشکل از دو میلگرد طولی اصلی که به وسیله یک میلگرد به صورت نردبانی (پلکانی) یا خرپایی به هم متصل میگردد، میلگرد بستر می‌گویند. این نوع میلگرد در دیوارهای با بلوک یا سفال و به عبارت دقیق تر و صحیح تر در دیوارهایی با ملات سنتی یا ملاتی به غیر از ملات بستر نازک، به جهت حفظ دیوار در برابر بارهای جانبی و جلوگیری از شکست دیوار و کمک به عملکرد یکپارچه دیوار در لرزه استفاده می‌شود.
طریقه استفاده از این میلگردها به صورت هر دو رج یکبار و در راستای طول دیوار است. به گونه‌ای که پس از اجرای ردیف بلوک‌ها در رج و پیش از اجرای ملات بر روی بلوک‌ها می‌نشیند. سپس ملات با ضخامت بیش از ۱٫۵ سانتی متر بر روی آن می‌آید و میلگرد بستر در ملات مدفون میگردد. همچنین دو سر بلوک‌ها به وسیله قلاب یا هوک‌های طراحی شده به گیره نصب شده در المان سازه‌ای متصل می‌شود.
یادآوری میگردد که نصب این المان‌ها و نوع اتصال آن به قلاب و اتصال قلاب به گیره کاملا به صورت مفصلی صورت می‌پذیرد. و تنها گیره به سازه با استفاده از پیچ و رولپلاک در سازه‌های بتنی و استفاده از جوش در سازه‌های فولادی به اسکلت متصل میگردد.
جنس تمامی ادوات به کار رفته در اتصال فوق باید از گالوانیزه باشد. چرا که فولاد معمولی در برابر فرایند هیدراتاسیون سیمان در ملات دچار خوردگی شده و به مرور زمان پوسیده و دچار انفصال در اتصال انجام شده میگردد. همچنین پیشنهاد میگردد که پس از جوشکاری در سازه‌های فولادی، بر روی جوش انجام شده، اسپری زینک، اسپری گردد.
میلگرد بستر چیست؟
به هنگام طراحی و ساخت یک سازه، یکی از مهم‌ترین عواملی که باید در نظر گرفته شود، مقاومت سازه در برابر عوامل خارجی نظیر زلزله، باد، طوفان و همچنین توانایی آن در تحمل بار مرده ساختمان است. یکی از راه‌های مقاوم سازی سازه در برابر این عوامل، اجرای وال پست در هنگام ساخت دیوار است. وال پست دارای مزایای بسیاری است اما نیازمند تخصص، زمان و معمولا هزینه بالا است.
بهترین جایگزین وال پست، میلگرد یا آرماتور بستر نام دارد. این روش مقاوم سازی، نیازمند هرینه کمتری است و سرعت اجرای بالاتری دارد. در ادامه به بررسی بیشتر این موضوع و نکاتی نظیر نحوه‌ی اجرا، انواع آن، اتصالات رایج به هنگام اجرا و… می‌پردازیم.
به زبان ساده، مجموعه‌ای از پروفیل‌های نمره پایین (میلگرد) است که به منظور تقویت عملکرد سازه‌ای دیوارهای یک سازه برای تحمل بارهای جانبی(مثلا باد یا زلزله) اجرا می‌شود.
دلیل اجرای میلگرد بستر
میلگرد بستر در سازه‌های گوناگون به دلایل مختلفی اجرا می‌شود. مثلا ممکن است در یک ساختمان دیوارها به وسیله بست ارتجاعی یا متحرک به عناصر سازه‌ای متصل شوند تا در هنگام زلزله توانایی جابجایی داشته باشند. مقاوم سازی این نوع دیوارها یکی از رایج‌ترین کاربردهای آن است. کاربرد مهم دیگر آن در دیوارهای دارای بازشو است.
مهم ترین نقش آن در بازشو‌ها کاهش نوسانات وارده به درزهای انبساطی (میلگردهایی که به منظور جلوگیری از ترک خوردن دیوار بر اثر تغییرات دمایی نصب می‌شوند) می‌باشد. همچنین در هنگام استفاده از پنل‌های بزرگ در دیوار، دیوارهای حاشیه‌ای ساختمان، سازه‌هایی با دهانه‌های عریض و تقاطع دیوارها به کار می‌رود.
قطر پروفیل‌های مورد استفاده نیز معمولا ۴ میلی متر و جنس آن از استینلس استیل و یا کربن استیل گالوانیزه است تا در برابر عوامل محیطی مخرب سالم بمانند. همچنین شیارهایی روی آن وجود دارد تا سطح تماس آن با ملات بیشتر شده و به اصطلاح درگیری بیشتری با ملات داشته باشد. با این کار عملکرد میلگرد بستر در مقاوم‌سازی ساختمان، موثرتر خواهد بود.
انواع میلگرد بستر
به صورت به دودسته اصلی تقسیم می‌شود که تفاوت اصلی آنها در نحوه اجرا و شکل ظاهریشان است:
نوع اول: میلگرد بستر نردبانی
میلگرد بستر نردبانی درست مانند اسمش شکلی مانند یک نردبان دارد. به گونه‌ای که دو میلگرد به صورت موازی و با فاصله مشخص(متغیر نسبت به عرض بلوک یا ضخامت دیوار که می‌تواند بین ۶ تا ۱۱ سانتیمتر باشد) و مفتول‌های فلزی با فاصله حدود ۴۰ سانتی متر از یکدیگر بین این دو میلگرد قرار گرفته‌اند. توجه داشته باشید که میلگرد بستر نردبانی معمولا برای دیوارهای چند جداره و دیوارهایی که فضای خالی میان آنها و عناصر سازه‌ای بیشتر از حد معمول است به کار می‌رود.
نوع دوم: میلگرد خرپایی
میلگرد بستر خرپایی متشکل از دو میلگرد موازی است که بر خلاف میگلرد بستر نردبانی، مفتول‌های میان این دو میلگرد موازی به صورت زیگزاگ هستند.
انواع گفته شده معمولا به صورت آماده خریداری می‌شوند و در محل ساخت و ساز اقدام به اجرای آن با آرماتور عادی نمی‌شود. همچنین میلگردهای طولی یا همان دو میلگرد موازی باید از نوع آجدار باشند و مفتول‌های میانی ساده هستند.
اتصالات میلگرد بستر
برای اتصال میلگرد بستر به عناصر سازه‌ای از مجموعه‌ای از اتصالات استفاده می‌شود که هر کدام نقشی اساسی در عملکرد آن و مقاوم سازی دیوار دارند.
اولین عضو این مجموعه بست یا گیره است. در صورتی که ساختمان دارای اسکلت فلزی باشد، بست یا گیره با استفاده میخ مخصوص فلز و یا جوشکاری به ستون وصل می‌شود. در هنگام اجرای میلگرد بستر در ساختمان اسکلت بتنی، گیره یا بست به وسیله‌ی پیچ و رول بولت و یا میخ بتن، به ستون متصل میگردد.
دومین عضو از مجموعه‌ی اتصالات، قلاب است. در واقع قلاب همان چیزی است که میلگرد را به بست متصل می‌کند. معمولا روی بست یا گیره شکافی تعبیه شده است که قلاب درون آن قرار می‌گیرد.
نحوه اجرای میلگرد بستر
میلگرد بستر می‌تواند به دو صورت افقی و عمودی اجرا شود.
روش اول: اجرا به صورت افقی
در روش افقی، میلگرد نردبانی یا خرپایی و گاهی هر دو، به صورت افقی در میان ردیف‌های بلوک و زیر و روی دیوار قرار میگیرند.
روش دوم: اجرا به صورت عمودی
در روش عمودی از هیچ یک از انواع گفته شده استفاده نمی‌شود. در روش عمودی، میلگردهای معمولی به صورت عمودی در میان ردیف‌های بلوک قرار گرفته و با ملات پوشانده می‌شوند. استفاده از میلگرد بستر عمودی سبب کاهش فشار وارده بر دیوار بر اثر انقباض و انبساط عناصر سازه‌ای می‌شود.
نحوه اجرای میلگرد بستر افقی و عمودی تا حد زیادی یکسان است و تنها تفاوت‌های کوچکی با یکدیگر دارند. مراحل اجرای آن عبارتند از:
-
مرحله اول
برای اجرای میلگرد بستر افقی، محل اتصال میلگردها به ستون مشخص می‌شود. این نقاط معمولا دارای فواصل ۴۰ سانتی متر (در هر ۲ رج یک بار) از یکدیگر هستند.
-
مرحله دوم
پس از آن در صورتی که اسکلت بتنی باشد، ستون‌ها سوراخکاری شده و رولپلاک درون آن قرار می‌گیرد و در غیر این صورت بست یا گیره به وسیله‌ی میخ یا جوشکاری به ستون وصل می‌شود. همچنین در اجرای آنها باید به ضخامت ملات اضافه شده به ۴۰ سانتی متر توجه داشت.
-
مرحله سوم
باید توجه داشت که عرض دیوار در نحوه‌ی اجرای میلگرد تاثیر دارد. در صورتی که عرض دیوار بیشتر ۴ متر باشد، نیاز به اجرای وال پست عمودی است. در این صورت مرحله‌ی قبلی روی وال پست‌ها نیز انجام می‌شود تا انتهای میلگرد به وال پست وصل شود. گیره‌ها فقط می‌توانند به پروفیل وال پست جوش بخورند و با میخ متصل نمی‌شوند.
-
مرحله چهار
در مرحله‌ی بعد نوبت به قرار دادن میلگرد بستر میرسد. این مرحله برای اجرای افقی است. با شروع چینش دیوار، هر یک رج در میان(بسته به ارتفاع بلوک‌ها و با توجه به فاصله‌ی گیره‌ها با یکدیگر) میلگرد بستر نردبانی و یا خرپایی قرار می‌گیرد. همچنین انتهای هر میلگرد حدود ۲۰ سانتی متر خم می‌شود تا به خوبی به قلاب گیر کند. در ردیف آخر ، دیوار به وسیله‌ی یونولیت از تیر جدا می‌شود.
-
مرحله پنج
تفاوت اساسی نوع عمودی و افقی در مرحله‌ی قبل است. برای اجرای نوع عمودی، میلگردهای به قلاب یا گیره متصل نمی‌شوند. بلکه انتهای میلگرد تا ۹۰ درجه خم شده و داخل ناودانی تیر قرار می‌گیرد. سپس فضای خالی بین دیوار و تیر با بتن پر می‌شود.
قیمت میلگرد بستر و محاسبه‌‌ی مقدار میلگرد مورد نیاز
برای محاسبه مقدار میلگرد مورد نیاز یک دیوار، دو راه وجود دارد، راه اول راه محاسباتی پیرو آیین‌نامه‌ی ۲۸۰۰ است که بر اساس آن، مجموع سطح مقطع میلگردها باید برابر با ۰/۰۰۰۷ سطح مقطع دیوار باشد. راهکار دوم این است که به ازای هر ۴۰ سانتیمتر ارتفاع دیوار، یک ردیف میلگرد بستر اجرا شود. مثلا اگر ارتفاع دیواری ۴ متر باشد، باید حداقل ده ردیف نصب شود.
حال که در میان بحث محاسبات هستیم، بهتر است اشاره‌ای هم به هزینه‌های مصالح مورد نیاز داشته باشیم. میلگرد بستر با توجه به عرض خود قیمت‌های گوناگونی دارد. قیمت میلگرد بستر نیز مانند تمام مصالح ساختمانی با توجه به تولید کننده، کیفیت، محل تولید و مسافت حمل و نقل متغیر است و بهتر است قبل از خرید آن، به طور مستقیم با تولید کننده ارتباط برقرار کرد.
مزایای اجرای میلگرد بستر در سازه
همانطور که گفتیم هدف اصلی اجرای آن، مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله است. اما این تنها مزیت و در واقع تنها هدف اجرای میلگرد بستر نیست. مزایای دیگر اجرای آن عبارتند از:
امکان افزایش عرض دیوار
گفتیم که اگر طول دیواری بیش از ۴ متر باشد نیاز به اجرای وال پست عمودی و میلگرد بستر است. اما میلگرد بستر این امکان را فراهم می‌کند تا مهندسین بتوانند تا حد ممکن عرض دیوار را افزایش دهند. این مزیت معمولا برای ساختمان‌های با درجه اهمیت پایین امکان‌پذیر است.
ایجاد مقاومت در برابر بارهای جانبی
بادهای شدید به خصوص در مناطق موسمی، یکی از عواملی هستند که باعث ایجاد ترک دیوار می‌شود. میلگرد بستر عمودی یکی از رایج‌ترین راهکار‌‌ها برای افزایش مقاومت دیوار در برابر بارهای جانبی است.
افزایش مقاومت خمشی
مقاومت خمشی به حداکثر زمانی گفته می‌شود که جسمی می‌تواند نیروهای کششی یا فشاری را تحمل کند و نشکند. نیروی کششی مانند نیرویی که به دیوار از طرف عناصر سازه‌ای به هنگام تغییر اندازه (به علت تغییرات دمایی) وارد می‌شود و برای فشاری مثل نیروی عمودی بار مرده‌ی ساختمان که از بالا به دیوار وارد میگردد. استفاده از میلگرد بستر در دیوارهای سازه باعث می‌شود تا این مقاومت یا استحکام کششی افزایش یابد.
اتصال دیوارها
تقاطع دیوارها نقطه مهمی است که در هر سازه‌ای توجه ویژ‌ه‌ای به آن می‌شود. چرا که اتصال نادرست دو دیوار باعث کاهش استقامت آنها و در نهایت کاهش استقامت سازه می‌شود. میلگرد بستر افقی کاربرد گسترده‌تری در اتصال دیوارها به یکدیگر دارد.
سرعت بالای اجرا و هزینه پایین
میلگرد بستر با توجه به سایر روش‌های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله (مثلا مقاوم سازی با الیاف) با سرعت بالاتری انجام می‌شود. چرا که مصالح آن آماده است و تنها اقدام جهت آماده سازی و اجرای آن، نصب گیره‌ها و قلاب است. همچنین قیمت میلگرد‌بستر نسبت به پروفیل‌های وال پستی پایین‌تر است و استفاده از آن، هزینه نهایی ساخت و ساز را کاهش می‌دهد.
در این بین می‌خواهیم اشاره‌ای به یکی از معایب آن نیز داشته باشیم. برای اجرای میلگرد بستر، قطر میلگرد، تعداد ردیف‌های میلگرد موردنیاز، عرض آن و بسیاری از عوامل دیگر باید به دقت محاسبه شود. در صورت بروز خطا در این محاسبات، نه تنها عملکرد سازه بهبود نمی‌یابد، بلکه باعث ایجاد خسارت و کاهش استحکام سازه میگردد.
این محاسبات دقیق، تخصص و مهارت بالا و در نتیجه افراد باتجربه می‌طلبد که نه تنها باعث افزایش هزینه نیروی انسانی، بلکه باعث افزایش زمان طراحی و محاسبات سازه میگردد. پس، داشتن دانش کافی مهندسین برای اجرای کار الزامی است و با توجه به این مورد باید دقت داشت که در برخی از مناطق با نبود افراد متخصص، اجرای میلگرد بستر امکان‌پذیر نیست و بهتر است در صورت نبود امکانات در اجرای آن پرهیز کرد.
ضوابط اجرای میلگرد بستر
آیین‌نامه‌ی ملی جهت استفاده از میلگرد بستر به منظور مقاوم سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله در سال ۱۳۹۲ ایجاد شد. قوانینی که برای اجرای این کار باید به آن توجه داشت عبارتند از:
- فاصله هر ردیف از میلگرد بستر از یکدیگر باید حداکثر ۴۰ سانتی متر باشد.
- برای جوشکاری گیره به ستون، باید حداقل چهار سانتی متر، یعنی ۱ سانتی متر از هر طرف جوشکاری انجام شود.
- قطر میلگردهای طولی باید حداقل ۳ میلی متر باشد و عرض میلگرد بستر نردبانی باید حداقل ۵ و حداکثر ۱۱/۵ سانتی متر باشد.
- میلگردهای مصرفی باید دارای پوشش گالوانیزه باشند تا در اثر رطوبت محیط اکسید نشوند.
مقایسه میلگرد بستر با وال پست
وال پست راهی دیگر برای مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله است. برای اجرای وال پست از پروفیل‌هایی که معمولا از نوع ناودانی یا نبشی است، استفاده می‌شود. این پروفیل‌ها باعث می‌شوند تا اتصال دیوار و عناصر سازه‌ای و انتقال بار از دیوار به ستون و تیر به درستی انجام شود.
درصورتی که تمایل به کسب اطلاعات بیشتر در خصوص وال پست دارید میتوانید به مقاله “وال پست و انواع آن را بیشتر بشناسید” مراجعه کنید.
اولین تفاوت میلگرد بستر و وال پست، در مصالح آنها است. گفتیم که وال پست با استفاده از پروفیل ناودانی یا نبشی اجرا می‌شود. به این صورت که ناودانی‌ها با استفاده رول بولت یا جوشکاری به زمین و یا به ستون متصل شده و سپس دیوارچینی انجام می‌شود.
وال پست نسبت به میلگرد از تنوع بیشتری برخوردار است و البته مقاومت بیشتری نیز دارد. برای دیوارهایی که عرض بیشتر از ۴ متر دارند، اجرای وال پست عمودی به همراه میلگرد بستر انجام می‌شود. در واقع این کار جایگزینی برای وال پست بوده و در دیوارهایی که اجرای وال پست در آنها الزامی نیست، استفاده می‌شود.
در صورت به کارگیری هر روشی به منظور مقاوم‌سازی سازه در برابر زلزله، اجرای درست و اصولی آن ضروری است. میلگرد بستر یکی از این راه‌ها است که اجرای آن به تقویت عملکرد سازه کمک می‌کند. اما اجرای آن به تنهایی برای برخی دیوارها کافی نیست. با این حال به کارگیری آن نه تنها کمک کننده است بلکه برای بسیاری از سازه‌ها الزامی است.
