آشنایی با میلگرد بستر | بررسی مزایا، معایب و کاربردهای این میلگرد

میلگرد بستر از دو مفتول طولی موازی ساخته شده و مفتولی به شکل عمودی یا خرپایی این دو مفتول را به هم وصل کرده است. میلگردهای بستر بین مصالح ساخت دیوار جایگذاری و با ملات پوشانده می‌شود. در این مطلب توضیح می‌دهیم که میلگرد بستر چیست و استفاده از آن چه مزایا و معایبی دارد بستر را مرحله به مرحله شرح خواهیم داد.

میلگرد بستر چیست؟

همان‌طور که گفتیم میلگردهای بستر متشکل از دو مفتول موازی است که با چند مفتول عرضی به یکدیگر وصل شده‌اند. طول این دو میلگرد موازی 3 متر و فاصله بین آن‌ها براساس ضوابط تعیین شده بین 5.5، 11 یا 15 سانتی‌متر است.

میلگرد بستر در حین آجرچینی در میان دیوار کار گذاشته می‌شود. و بدین ترتیب با افزایش شکل‌پذیری دیوار در برابر تکان‌های شدید، مقاومت کششی و استحکام دیوار را بالا می‌برد. و در نتیجه مقاومت ساختمان در برابر بارهای جانبی، مثل زلزله، نیز افزایش می‌یابد.

جنس میلگرد بستر از چیست؟

بر طبق مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، جنس میلگردهای بستر باید از فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل باشد و میلگردها باید آجدار باشند. در کل تمامی میلگردها باید از جنس فولاد گالوانیزه و ضد زنگ باشند. در بنایی که در معرض خاک یا هواست و یا در دیوارهای داخلی که در معرض میانگین رطوبت بیش از 75٪ هستند، باید از میلگردهایی استفاده شود که روکش گالوانیزه یا اپوکسی دارند.

قطر میلگرد بستر

مفتول‌های استفاده‌شده در میلگردهای بستر باید قطری حداقل 4 میلی‌متر و حداکثر 8 میلی‌متر داشته باشند. از آن‌جا که قطر مفتول‌ها نباید از نصف ضخامت ملات بستر بیشتر شود، ضخامت ملات هم باید حداکثر 16 میلی‌متر باشد؛ که در حالت معمول هم قطر ملات بستر 10 میلی‌متر و قطر مفتول‌ها 4 تا 5 میلی‌متر است.

فرایند تولید میلگرد بستر

تولید میلگرد بستر در دو مرحله انجام می‌شود. در ابتدا با انجام عملیات کشسانی قطر کلاف‌ها از 5 میلی‌متر به 4 میلی‌متر تبدیل می‌شود. سپس این کلاف‌ها برای پخته شدن وارد کوره‌ای با دمای 900 درجه سانتی‌گراد می‌شوند. در نهایت نیز این مفتول‌های آماده شده برای تبدیل به میلگردهای بستر وارد مرحله بعد می‌شوند.

مشخصات فنی میلگرد بستر

علاوه بر جنس و قطر که پیش‌تر گفته شد، این میلگردها چند مشخصه‌ی فنی دیگر هم دارند:

• فولاد مصرفی طبق استاندارد ASTM A82 تعیین می‌شود.
• مفتول‌های طولی باید آجدار باشند، اما مفتول‌های میانی که دو مفتول طولی را به هم متصل می‌کنند می‌توانند ساده باشند.
• حداقل تنش تسلیمی فولاد باید برابر با 450 مگاپاسکال و حداقل تنش نهایی 550 مگاپاسکال باشد.
• مفتول 4 میلی‌متری رایج‌ترین مدل مورد استفاده در صنعت ساختمان است.
• در نقطه‌ی اتصال مفتول‌ها از جوشکاری نقطه‌ای اتوماتیک استفاده می‌شود.
• نسبت تنش نهایی به تسلیم نباید از 1.2 کمتر باشد؛ در صورت کمتر بودن، استفاده از آن فقط با تایید مهندس محاسب مجاز است.

انواع میلگرد بستر

 میلگردهای بستر به طور کلی به دو صورت نردبانی و خرپایی تولید می‌شوند. هر دو نوع با قلاب و گیره میان دیوار نصب می‌شوند و سپس روی آن‌ها سیمان ریخته و دیوارچینی ادامه پیدا می‌کند؛ تفاوت اصلی آن‌ها بیشتر به میزان سختی و عملکردشان در دیوار برمی‌گردد تا شکل ظاهری. استفاده از نوع خرپایی برای دیوارهای غیرکامپوزیتی مجاز نیست.

در عمل، هر دو نوع در پروژه‌های ساختمانی قابل استفاده هستند و انتخاب بین آن‌ها بیشتر به طراحی سازه و شرایط اجرایی وابسته است تا تفاوت‌های کلی در کاربرد.

کاربرد میلگردهای بستر

این المان فولادی با قرارگیری در بستر ملات، تنش‌های ایجاد شده در دیوار را کنترل کرده و احتمال ترک‌ خوردگی یا تخریب موضعی را کاهش می‌دهد. اهمیت آن زمانی بیشتر مشخص می‌شود که ساختمان تحت نیروهای جانبی مانند زلزله، باد یا نشست‌های جزئی قرار بگیرد؛ در چنین شرایطی دیوارهای فاقد مسلح‌سازی مناسب معمولاً دچار ترک‌های افقی، جداشدگی از اسکلت یا حتی ریزش می‌شوند.

میلگرد بستر با ایجاد پیوستگی بین اجزای دیوار این ضعف را برطرف می‌کند. به همین دلیل امروزه اجرای آن در بسیاری از پروژه‌ها، به‌ ویژه دیوارهای بلوکی و سفالی، به یکی از الزامات اجرایی تبدیل شده است. مهم‌ترین موارد کاربرد این میلگرد:

• افزایش مقاومت دیوار در برابر زلزله: رفتار یکپارچه‌تر دیوار هنگام لرزش و کاهش احتمال ترک‌ خوردگی یا فروریختن
• کاهش ترک‌ خوردگی دیوار: توزیع تنش در طول دیوار و جلوگیری از تمرکز نیرو ناشی از تغییرات دمایی، نشست ساختمان یا انقباض ملات
• افزایش یکپارچگی اجزای دیوار: بهبود اتصال بین رج‌ها در دیوارهای طویل و بهبود اتصال دیوار به وادار یا وال‌پست
• تقویت دیوارهای غیرسازه‌ای: کاهش خطر ریزش مصالح این دیوارها در زمان زلزله (که بخش زیادی از خسارت‌های زلزله مربوط به آن‌هاست، نه اسکلت اصلی)
• افزایش طول عمر دیوار: عملکرد بهتر در برابر تغییر شکل و آسیب‌های محیطی و کاهش هزینه تعمیر و نگهداری

میلگرد بستر در چه دیوارهایی کاربرد دارد؟

می‌توان از این میلگردها در دیوارهای باربر و غیرباربر استفاده کرد تا مقاومت آن‌ها را در برابر نیروهای خارجی افزایش داد. میلگرد بستر را می‌توان به صورت افقی یا عمودی در انواع دیوارها جایگذاری کرد. از جمله:

• دیوارهای آجری
• دیوارهای آجر سفالی
• بلوک‌های بتنی توخالی
• بلوک‌های سیمانی
• بلوک‌های ACC
• لیکا
• هبلکس

چرا هنگام دیوارچینی از میلگرد بستر استفاده می‌کنند؟

با استفاده از این آهن‌آلات، مقاومت دیوار در برابر نیروی عمود بر صفحه هنگام زلزله، طوفان یا سیل بالا می‌رود و یکپارچگی کافی ایجاد می‌شود. دلایل فنی استفاده از این میلگرد:

• بالا بردن استحکام سازه در برابر نیروهای عمود بر صفحه
• افزایش مقاومت برشی در داخل صفحه دیوار
• بهبود مقاومت خمشی در دیوارهایی با کارکرد دو طرفه یا دیوارهای مجهز به بازشو
• کنترل عرض و فاصله‌ی ترک‌هایی که به دلیل جمع‌شدگی یا تغییرشکل حرارتی به وجود می‌آیند
• کمک به اتصال نمای سنگ یا آجر به دیوار

مزیت استفاده از میلگردهای بستر

علاوه بر موارد فنی و کاربردی که گفته شد، این میلگردها چند مزیت اجرایی و عملکردی دیگر هم دارند:

• دیوارهای متقاطع را به یکدیگر متصل می‌کند
• برخلاف برخی روش‌های دیگر مسلح‌سازی، به دوغاب احتیاجی ندارد
• اندازه‌ی قاب دیوار را افزایش می‌دهد
• سازه‌های آجری که قبلاً دچار ترک شده‌اند را تقویت می‌کند
• بار وارد بر ساختمان را کنترل می‌کند

معایب میلگرد بستر

تا الان هرچه گفتیم نشان از مزیت‌ها و نکات مثبت استفاده از این میلگردها در ساختمان بود. اما این کار سختی‌ها و نکات منفی هم دارد. استفاده از میلگرد بستر نیازمند رعایت استانداردهای تعیین شده و محاسبات بسیار دقیق است و عدم انجام این کار می‌تواند به سازه آسیب‌هایی وارد کند. که به عنوان مثال اگر به اندازه قطر میلگردها دقت نشود، دیوارها دچار نقص و مشکل خواهند شد.

وزن میلگرد بستر

وزن میلگردهای بستر یکی از مشخصات مهم این محصول است که هم در برآورد هزینه پروژه و هم در محاسبات اجرایی اهمیت دارد. اطلاع از این وزن به پیمانکار و مهندس پروژه کمک می‌کند مقدار دقیق موردنیاز را محاسبه کرده و از افزایش پرت مصالح یا خرید اضافی جلوگیری کنند. وزن این محصول به عواملی مانند قطر مفتول، نوع میلگرد بستر (نردبانی یا خرپایی)، عرض آن و طول شاخه بستگی دارد؛ طبیعی است که با افزایش قطر مفتول یا ابعاد میلگرد، وزن نهایی هم بیشتر می‌شود.

برای محاسبه وزن معمولاً از فرمول استاندارد وزن مفتول فولادی استفاده می‌شود که بر پایه قطر مفتول (d) طراحی شده و وزن هر متر میلگرد (W) بر حسب کیلوگرم را مشخص می‌کند. برای مثال، برای مفتولی با قطر 4 میلی‌متر: W = 4²÷162 = 0.098 kg/m، یعنی وزن تقریبی هر متر مفتول برابر با 0.098 کیلوگرم است. از آن‌جا که میلگردهای بستر از چند مفتول تشکیل شده‌اند، وزن نهایی شاخه به تعداد مفتول‌ها و طول آن هم بستگی دارد.

جدول زیر وزن میلگردهای بستر را در سایزهای مختلف نشان می‌دهد:

عوامل مؤثر بر این وزن عبارت‌اند از:

محاسبه میزان میلگرد بستر

در مقررات ملی ساختمان دو روش برای محاسبه میزان میلگرد مورد نیاز برای ساختمان وجود دارد که به شرح زیر هستند:

1. روش محاسباتی: مجموع سطح مقطع مفتول‌ها باید برابر با 0.0007 سطح مقطع موثر دیوار باشد.
2. روش تجویزی: به ازای هر 40 سانتی‌متر ارتفاع دیوار یک ردیف میلگرد بستر اجرا می‌شود.

نتیجه‌گیری

میلگردهای بستر ساده‌ترین و مقرون به صرف‌ترین روش افزایش مقاومت ساختمان در برابر عواملی همچون زلزله و ترک خوردن ساختمان‌ها هستند. آن‌ها از دو مفتول موازی به طول 3 متر تشکیل می‌شوند و به دو نوع نردبانی و خرپایی ساخته و به دو روش افقی یا عمودی در میان دیوار جاگذاری می‌شوند.