میلگرد بستر برای غلبه بر نیروهای کششی و فشاری بتن استفاده می‌شود. مدیریت فشارهای کششی و فشاری یکی از مهمترین اصول ساختمان‌سازی است. بتن به‌دلیل مقاومت فشاری یکی از مهمترین مصالح ساختمانی محسوب می‌شود، اما برای ایجاد مقاومت کششی در آن باید از میلگرد بستر استفاده کرد.
آمارها نشان می‌دهد که بیشترین آسیب و خسارت منازل مسکونی و ساختمان‌های شهری در اثر زلزله ناشی از آوار سقف و دیوارها است. بنابراین، ضرورت اقدام به مقاوم‌سازی مناسب و مهندسی شده ساختمان‌ها در برابر زلزله لازم است. یکی از روش‌های موثر برای تقویت دیوارها به هنگام زمین لرزه استفاده از میلگرد بستر است.
میلگرد بستر چیست؟
میلگرد بستر (bed joint reinforcement) یک عضو فلزی است که در بین رج‌های دیوار یا اصطلاحا در بند بستر دیوار با هدف مقابله با نیروی خارج از صفحه به کار گرفته می‌شود. استفاده از مفتول‌های فولادی گالوانیزه با ضخامت 4 میلی‌متر و نوع آجدار در ساخت آن متداول است. البته گاهی فولاد ضد زنگ جایگزین فولاد گالوانیزه شده و از دو مفتول متصل با جوش در تولید این میلگرد استفاده می‌شود.
میلگرد بستر به یک جفت میلگرد آجدار به قطر ۴ تا ۶ میلی‌متر گفته می‌شود که در موازات هم با میلگردهای دیگری به هم وصل می‌شوند. این جفت میلگرد به دو صورت عمودی یا نردبانی و زیگزاگ یا خرپا به هم وصل می‌شوند. معمولاً فاصله این دو میلگرد موازی از هم ۵.۵، ۱۱ یا ۱۵ سانتی‌متر است. دو سر میلگرد بستر با اتصال به وادارهای کناری دیوار رج‌های چیده شده دیوار را یکپارچه می‌کنند. جنس میلگرد بستر معمولاً از فولاد ضد زنگ یا گالوانیزه است. قیمت روز میلگرد با توجه به این انواع متغیر است.
مشخصات فنی میلگرد بستر
به‌طور کلی، مهمترین مشخصات میلگرد بستر دیوار عبارت‌اند از:
- فولاد مورد استفاده جهت ساخت مفتول‌های این میلگرد باید مطابق استاندارد ASTM A82 از نوع فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه باشد.
- قطر مفتول‌های آن باید در کمترین حالت برابر با 4 میلی‌متر و در بیشترین مقدار برابر با نصف ضخامت ملات بستر یعنی 8 میلی‌متر باشد. با این حال، قطر 4 میلی‌متر رایج‌ترین ضخامت برای تولید این میلگرد است.
- برای پیوستگی بهتر بین میلگردهای بستر و ملات، باید مفتول‌های طولی آرماتور، سطحی آجدار داشته باشند. البته برای مفتول‌های میانی که دو مفتول طولی را به یکدیگر متصل می‌کنند استفاده از نوع ساده یا صاف مانعی ندارد.
- این میلگرد باید به روش جوشکاری از نوع جوش نقطه‌ای اتوماتیک ساخته شود.
- حداقل تنش تسلیمی فولاد میلگرد بستر باید برابر با 450 مگاپاسکال و حداقل تنش نهایی 550 مگاپاسکال باشد.
توجه داشته باشید که نسبت تنش نهایی به تسلیم نباید از 1.2 کمتر باشد. در صورتی که حداقل تنش تسلیم از میزان استاندارد کمتر باشد، تنها در صورت تایید مهندس محاسب، استفاده از آن بلامانع است.
کاربرد میلگرد بستر
میلگرد بستر برای غلبه بر نیروهای کششی و فشاری بتن استفاده می‌شود. میلگرد بستر به دو صورت افقی و عمودی در میان انواع دیوارهای باربر و غیرباربر استفاده می‌شود. میلگردها را می‌توان در انواع دیوارها استفاده کرد.
اصلی‌ترین کاربرد میلگرد بستر در دیوارچینی است، زیرا دیوارهای ساخته شده با بلوک سیمانی یا سفالی به تنهایی یکپارچگی لازم برای مقابله با نیروی عمود بر صفحه به هنگام زلزله، باد و طوفان را ایجاد نمی‌کنند. بنابراین، نیاز است که با استفاده از این میلگردها، مقاوم‌سازی دیوارها افزایش پیدا کند. مهمترین کاربردهای این میلگرد عبارت‌اند از:
- تقویت و افزایش استحکام دیوار ها در برابر نیروهای خارج از صفحه (عمود بر صفحه)
- افزایش میزان مقاومت برشی داخل صفحه دیوار
- افزایش پایداری و شکل پذیری خمش خارج از صفحه دیوار
- بهبود مقاومت خمشی در دیوارهایی با کارکرد دو طرفه یا دیوارهای مجهز به بازشو
- کنترل عرض و فاصله ترک‌ها در اثر جمع شدگی و تغییرشکل‌های حرارتی
انواع میلگرد بستر
در حالت کلی بر حسب قرارگیری مفتول میانی، 3 نوع آرماتور بستر از جمله خرپایی، نردبانی و مشبک وجود دارد. از آنجایی که در پیوست ششم استاندارد 2800 تنها به دو شکل نردبانی و خرپایی اشاره شده است، لذا نوع مشبک آن در بازار عرضه نمی‌شود.
میلگرد بستر خرپایی
در صورتی که مفتول وسطی میلگرد به شکل 7 و 8 (زیگزاگ) باشد، از نوع خرپایی است. این نوع میلگرد از فولاد گالوانیزه آجدار ساخته شده است که توانایی تحمل تنش‌های عمودی و افقی را دارد. میزان سختی نوع خرپایی نسبت به نردبانی بیشتر است.
میلگرد بستر نردبانی
در صورتی که مفتول میانی میلگرد تقویتی بستر به شکل عمود بر مفتول‌های طولی باشد، از نوع نردبانی است. معمولا به کارگیری میلگرد خرپایی نسبت به نردبانی ارجحیت دارد.
مزایای میلگرد بستر
در دیوارها ، ضروری است که خیز تیر بالا و پایین دیوار، نیروهای جانبی و جابه‌جایی نسبی طبقات بر روی عملکرد دیوار تأثیر نگذارد و اتصال آن به سازه با امکان حرکت دیوار در نظر گرفته شود. علاوه بر این، دلایل و مزایای متعدی برای استفاده از این میلگرد وجود دارد که مهمترین آن‌ها به شرح زیر است:
- بهبود شکل پذیری دیوار
- عدم تغییر شکل در فرآیند ساخت دیوار
- امکان قرار دادن به شکل عمود در دیوار
- عدم نیاز به واحدهای بنایی با شکل خاص
- قابلیت اتصال دیوارهای دو لایه به یکدیگر
- فراهم کردن تسلیحات لازم پیرامون بازشوها
- امکان برقراری اتصال در دیوارهای متقاطع
ضوابط میلگرد بستر
در مبحث ششم استاندارد 2800 به الزام میلگرد بستر برای اجرای دیوارچینی اشاره شده و برای مثال، یکی از ضوابط اجرای این آرماتور در آیین نامه 2800 به شرح زیر است:
در دیوارهای بلوکی باید از المان مسلح کننده میلگرد بستر مورب یا نردبانی برای دیوارهای دارای ملات ماسه سیمان و از بست‌های فولادی منقطع یا پیوسته برای دیوارهای دارای ملات بستر نازک و یا محصولات جدید مانند مش الیاف، جهت یکپارچه سازی و حفظ پیوستگی دیوار استفاده نمود. اتصال دیوارها به سازه باید به نحوی انجام شود که در اثر خیز تیرهای زیر و بالای دیوار، جابجایی نسبی طبقات و یا عوامل وارد آورنده نیروی خارج از صفحه از جمله زلزله، باد و ،… قطعه دیوار پایدار بماند و عملکرد آن حفظ شود و از ایجاد ترک شدید در دیوار جلوگیری نماید.
محاسبه میلگرد بستر
استفاده از آرماتور بستر در فواصل حداکثر 60 سانتی‌متری توصیه می‌شود. این به معنای استفاده از آن در هر دو رج یا سه رج دیوارچینی است. تعداد میلگردهای بستر در هر دیوار با توجه به تراز طبقه توسط طراح و طبق نشریه 819 (راهنمای طراحی سازه‌ای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیر سازه‌ای) تعیین می‌شود. هر چه دیوار در طبقات بالاتری اجرا شود، جا به جایی دیوار بیشتر بوده و توصیه می‌شود هر دو رج کار شود. اما برای طبقات همکف و زیر زمین با نظر طراح هر سه رج نیز مورد تایید است.
پیوست ششم استاندارد 2800 و ضابطه 819 برای ساختمان‌های با اسکلت بتنی و فولادی است. برای ساختمان‌های بنایی بر حسب مبحث هشتم مقررات ملی، محاسبه میلگرد بستر طبق دو روش زیر انجام می‌شود:
- روش محاسباتی: مشابه پیوست ششم آیین نامه 2800 مجموع سطوح مقطع مفتول‌های مورد استفاده برابر با 0.0003 سطح مقطع موثر دیوار است.
- روش تجویزی: به ازای حداکثر هر ۴۰ سانتی‌متر ارتفاع دیوار یک ردیف میلگرد بستر استفاده شود.
مطابق بند 6-1-4-2-پ پیوست ششم آیئن نامه 2800، میلگردها و بست‌های مورد استفاده باید طبق ضوابط مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان در مواردی که مورد نیاز است از جنس فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه و یا میلگرد آجدار سرد نورد باشند.
حداقل سطح مقطع قطعه مسلح کننده 0.0003 سطح مقطع موثر دیوار در برش خارج از صفحه می‌باشد. حداکثر فاصله قائم قطعات مسلح کننده در ارتفاع دیوار یک متر می‌باشد که باید قطعه بر اساس آن طراحی و محاسبه شود.
نحوه اجرای میلگرد بستر
اجرای میلگرد به این صورت است که قبل از دیوارچینی به وسیله تراز، جای دقیق میلگردهای بستر روی ستون مشخص می‌شود. گیره مخصوص میلگرد بستر به ستون پیچ و رول پلاک یا جوشکاری می‌شود. میلگرد بستر معمولاً در فاصله هر 40 سانتی‌متر، تقریباً به اندازه دو رج بلوک، قرار می‌گیرد. با این حال بسته به نقش دیوار در سازه و میزان بار وارد بر آن، این عدد می‌تواند متفاوت باشد.. پس از نصب گیره‌ها، قلاب یا شاخک داخل سوراخ گیره گذاشته می‌شود.
در اولین قدم برای اجرای این میلگرد باید بست را به شکل افقی به سازه متصل کرد. بدین منظور کافی است از گیره و شاخک یا جوشکاری استفاده شود. به‌طور کلی، نحوه اجرای میلگرد بستر در اسکلت فلزی و اتصال بست به وادارهای فلزی به کمک جوشکاری انجام می‌شود.
در حالی که نحوه اجرای میلگرد بستر در اسکلت بتنی برای اتصال دیوار به ستون به دو روش زیر انجام می‌شود:
ناودانی منقطع یا پیوسته
در این روش پلیت را قبل از بتن ریزی در المان بتنی جای گذاری کرده یا از ناودانی منقطع یا پیوسته به کمک پیچ و رول پلاک استفاده شده سپس به آن جوش داده می‌شود.
اتصال با گیره و شاخک میلگرد بستر
در این روش اتصال به کمک پیچ و رول پلاک به المان بتنی انجام می‌شود؛ بدین شکل که گیره میلگرد بستر با پیچ و رول پلاک به ستون یا دیوار بتنی متصل شده و اتصال میلگرد به کمک شاخک یا قلاب میلگرد بستر توسط آرماتور بندی انجام می‌شود.
نکات اجرایی میلگرد بستر
به هنگام نصب میلگرد بستر در دیوار رعایت نکات زیر الزامی است:
- فاصله میلگرد بستر در جهت عرض دیوار (فاصله افقی) بین 5/5 تا 15 سانتی‌متر و فاصله این میلگرد در جهت ارتفاع دیوار (فاصله عمودی) معمولا 40 تا 60 سانتی‌متر است. توجه داشته باشید که فاصله آرماتور بستر بایستی توسط مهندس طراح سازه مشخص شود.
- به هنگام دیوار چینی برای اتصال میلگردهای بستر به بست 20 سانتی‌متر انتهای آن 90 درجه خم شده و به طور مستقیم در داخل بست قرار بگیرد.
- آرماتور باید درون رج مدنظر بر روی بلوک‌ها قرار گیرد. دقت داشته باشید که حداقل ضخامت ملات میلگرد بستر 1.5 سانتی‌متر باشد.
- برای دیوارهایی که طولشان از 3.6 متر بیشتر است، همپوشانی میلگرد بستر باید 25 سانتی‌متر یا 75 برابر قطر این میلگرد انجام شده و در نهایت با مفتول به هم بسته شوند.
- لازم به ذکر است که برای نصب در ساختمان‌های بنایی، اجرای بست الزامی نداشته و تنها آرماتورها بر اساس ضوابط ذکر شده در بالا، داخل رج‌ها قرار می‌گیرند.
- برای جلوگیری از خوردگی میلگردهای بستر باید گالوانیزه بوده یا پوشش اپوکسی داشته باشند. در غیر این حالت، آرماتورهای بستر باید از نوع فولاد ضد زنگ باشند.
- در رابطه با بلوک‌های هبلکس که بند بسترشان از 3 میلی‌متر کمتر است، مقطع مفتول‌های آرماتور بستر می‌تواند به حالت مستطیلی یا همان کتابی باشد. به این شکل مفتول به طور کامل در ملات نازک دفن خواهد شد. البته برای بلوک‌های هبلکس از تسمه و میخ به جای میلگرد بستر استفاده می‌شود.
اتصال دیوار به زیر سقف
مطابق مبحث ششم استاندارد 2800 می‌بایست در اجرای دیوارهای داخلی رج آخر دیوار یا یکی ماقبل آن با استفاده از میلگردهای بستر یا بست مسلح شود. در اجرای دیوارهای داخلی به خصوص در انواع سقف‌هـای دارای تیرچـه یـا تیـر یـا هـر نـوع سـقف مخـتلط کـه در آن‌ها تیری در راستای دیـوار نباشـد، مانند دیوارهای خارجی مـی تـوان رج انتهـایی دیـوار یـا رج ماقبـل آن را با میلگرد بستر یا بست مسلح کرد.
اجرای میلگرد بستر در وال پست
طبق آیین نامه ۲۸۰۰ چنانچه طول دیوار بیش از ۴ متر باشد، باید از وال پست استفاده کرد. در نتیجه مراحل و نکات اجرایی فوق باید بر روی وال پست عملیاتی شود. نحوه اتصال و اجرای میلگرد بستر به وال پست با جوشکاری امکان پذیر است. در دیوارهای بلوکی، فاصله بین وال پست‌ها با میلگردهای بستر یا تسمه‌های فولادی مسلح می‌شود. دقت کنید اجرای وال پست و میلگرد بستر هر دو ضروری بوده و نمی‌توان یکی را حذف کرد.
جمع‌بندی
ما در این مقاله به طور کامل به طریقه نصب میلگرد بستر و تمام جزئیات آن پرداختیم. به‌طور کلی، آرماتور بستر یک ابزار تقویتی برای افزایش استحکام دیوارها و سازه‌ها به هنگام زلزله است. این میلگردها با مقابله در برابر نیروی خارج از صفحه می‌تواند امکان حرکت دیوار را پس از زمین لرزه ایجاد کند. بدون شک اجرای استاندارد و دقیق این میلگردها سبب کاهش خسارت‌های جانی و مالی به هنگام زلزله می‌شود. کاربرد میلگرد بستر در دیوار ساختمان باعث افزایش مقاومت آن در برابر فشارهای مختلف از جمله سیل و زلزله می‌شود. اجرای غیر اصولی میلگرد بستر باعث کاهش مقاومت دیوار ساختمان و ازبین‌رفتن مقاومت کششی می‌شود.