حداقل و حداکثر فاصله بین میلگردها در ساختمان های بتنی

 

 

حداقل و حداکثر فاصله بین میلگردها در سازه‌های بتنی مختلف، یکی از مهم‌ترین عواملی است که روی کیفیت بتن، دوام و استحکام سازه در بلندمدت تاثیر دارد و باید با دقت کافی تعیین شود. این مقادیر حداقلی و حداکثری برای هر قسمت از سازه، با توجه به بار و تنشی که به آن قسمت وارد می‌شود متفاوت هستند و در تعیین آن، عوامل مختلفی در نظر گرفته می‌شود.

 

فاصله بین میلگردها در ساختمانهای بتنی چه اهمیتی دارد؟

فاصله بین میلگرد یا آرماتورها در سازه‌های بتنی، اهمیت زیادی دارد. در ادامه به

مهم‌ترین دلایل اهمیت فاصله میلگردها در سازه‌های بتنی پرداخته‌ایم:

·         اطمینان از نفوذ و تراکم مناسب بتن: وقتی فاصله بین میلگردها خیلی کم است، بتن نمی‌تواند به‌خوبی در بین آنها نفوذ کند و حفره ایجاد می‌شود که دوام و مقاومت بتن را کاهش می‌دهد.

·         تضمین اتصال و چسبندگی مناسب بین میلگرد و بتن: در سازه‌هایی که با بتن مسلح ساخته می‌شوند، انتقال نیرو از بتن به میلگرد، به چسبندگی سطحی بستگی دارد. اگر میلگردها خیلی نزدیک باشند، در این نواحی چسبندگی کاهش یافته و رفتار مشترک بتن و فولاد مختل می‌شود. اگر میلگردها فاصله زیادی داشته باشند نیز همه بارها به بتن منتقل می‌شود و احتمال ترک‌خوردگی بالا می‌رود.

·         کنترل ترک‌خوردگی بتن: اگر فاصله میلگردها زیاد باشد، ترک‌های حرارتی یا انقباضی بزرگ‌تر و گسترده‌تری پدید می‌آید. اما در فاصله مناسب، تنش‌ها به صورت یکنواخت‌تر در بتن توزیع می‌شود و ترک‌ها ریزتر و متعددتر خواهند بود. دوام بتن نیز بیشتر می‌شود.

·         بهبود دوام و مقاومت در برابر خوردگی: وقتی بتن به خوبی میلگرد را در بر بگیرد، راه نفوذ آب و یون‌های مخربی مثل کلر کاهش می‌یابد و احتمال زنگ‌زدگی میلگرد کمتر می‌شود. اگر فاصله بین میلگردها کم باشد و بتن به اندازه کافی به اطراف آن نرسد، نواحی خالی یا متخلخلی ایجاد می‌شود که باعث نفوذ رطوبت و خوردگی می‌شود.

·         سهولت اجرا و جایگذاری میلگرد: اگر فاصله بین میلگردها کافی نباشد، ویبره کردن و بتن‌ریزی با مشکل مواجه شده و کیفیت بتن پایین می‌آید. اما در فاصله مناسب، فرآیند اجرایی به‌درستی پیش می‌رود و خطاهای انسانی هم کاهش پیدا می‌کند.

·         صرفه‌جویی در مصرف میلگرد: با تنظیم مناسب فاصله بین میلگردها، می‌توان بدون کاهش مقاومت سازه، از تراکم بی‌مورد میلگردها جلوگیری کرد و هزینه ساخت را کاهش داد.

 

حداکثر فاصله بین میلگردها در سازه‌های بتنی

 

برای حداکثر فاصله بین میلگردها در سازه‌های بتنی نمی‌توان عدد مشخصی در نظر گرفت، چراکه این فاصله با توجه به  نوع سازه، نوع بار، قطر میلگرد و ضوابط آیین‌نامه‌ای تعیین می‌شود.

اگر سازه بتنی براساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان یا ACI 318 ساخته شده باشد، فاصله‌ها به شکل زیر هستند:

·         در تیرها و دال‌ها

حداکثر فاصله میلگردهای طولی (تنشی) نباید از 3 برابر ضخامت عضو (h) یا 450 میلی‌متر بیشتر باشد.

حداکثر فاصله میلگردهای عرضی (خاموت/برشی) نیز در تیرهای معمولی، کمتر از 200 میلی‌متر است و مطابق طراحی برشی محاسبه می‌شود.

·         در ستون‌ها:

در تعیین حداکثر فاصله میلگرد طولی ستون، فاصله مرکز به مرکز میلگردها نباید بیشتر از 6 برابر قطر ستون باشد که معمولا 300 میلی‌متر است.

در خاموت‌ها یا میلگردهای عرضی ستون، فاصله نباید بیشتر از 200 میلی‌متر باشد یا اینکه براساس نسبت قطر میلگرد طولی، حداکثر 16 برابر قطر میلگرد طولی باشد.

·         در دال‌ها:

میلگردهای طولی در دال‌های دوطرفه، حداکثر می‌توانند 3 برابر ضخامت دال یا 300 میلیمتر باشد.

 

 

البته حداکثر فاصله میلگردها محدود به تیر، ستون و دال نیست بلکه عوامل دیگری نیز باید در نظر گرفته شود:

·         نوع عضو بتنی:

هر یک از قسمت‌های سازه نظیر تیر، ستون، دال، دیوار برشی، فونداسیون و پایه‌ها محدودیت‌های خاص خود را دارند، مثلا در دیوارهای برشی، فاصله میلگردهای عمودی و افقی، از تیرها کمتر است تا ترک‌ها کنترل شوند. این فاصله می‌تواند حداکثر 300 میلی‌متر باشد.

·         کنترل ترک:

در بتن‌هایی با مقاومت بالا یا بتن‌هایی که در محیط خورنده قرار می‌گیرند، فاصله میلگردها کمتر است تا ترک بزرگی ایجاد نشود.

·         قطر میلگرد و ضخامت پوشش بتن:

هرچه میلگرد ضخیم‌تر باشد، فاصله‌ها هم بیشتر می‌شوند. اما محدودیت پوشش بتن و لزوم جوش یا اتصال مناسب هم باعث محدود شدن فاصله می‌شود.

بتن پوشش‌دهنده میلگرد باید در کمترین میزان ممکن باشد تا خوردگی میلگرد کنترل شود. گاهی این موضوع باعث کاهش فاصله میلگردها می‌شود.

·         نوع بار و نحوه انتقال نیرو:

در قسمت‌هایی مثل لبه تیر که تحت برش شدید هستند، لازم است فاصله میلگردهای عرضی یا همان خاموت‌ها کمتر باشد.

در دال‌ها و سقف‌هایی که بار زیاد یا تکیه گاه کوتاهی دارند، فاصله میلگردهای طولی هم کاهش می‌یابد.

·         استانداردها و آیین نامه‌ها

هر کشوری یا هر آیین‌نامه‌ای مثل ACI 318، Eurocode 2 یا مبحث نهم ایران، مقادیر متفاوتی دارند. حتی ممکن است در همان آیین‌نامه، فاصله میلگردهای طولی و عرضی در قسمت‌های مختلف سازه، متفاوت باشد.

 

حداقل فاصله بین میلگردها در سازه‌های بتنی

اگر میلگردها خیلی به هم نزدیک باشند، بتن به‌خوبی بین آنها جریان پیدا نمی‌کند و تراکم آن کامل نمی‌شود. به این ترتیب میلگردها در معرض خوردگی مقاومت قرار می‌گیرند. در تعیین حداقل فاصله میلگردها بیش از هر چیزی باید قطر میلگرد و اندازه سنگدانه بتن را در نظر گرفت.

قاعده کلی در تعیین حداکثر فاصله آرماتور در فونداسیون، ستون‌ها، تیرها و سایر قسمت‌ها این است که حداقل فاصله بین میلگردهای طولی یا عرضی نباید کمتر از حداقل قطر میلگرد یا 25 میلی‌متر یا 1.5 برابر قطر سنگدانه بتن باشد.

·         در خاموت‌ها یا میلگردهای عرضی:

حداقل فاصله باید به اندازه‌ای باشد که بتن بتواند بین میلگردها جریان پیدا کند و فاصله دو خاموت نیز نباید کمتر از حداقل قطر میلگرد طولی یا 25 میلی‌متر باشد.

·         کاور بتن (پوشش میلگرد)

حداقل فاصله میلگردها باید بیشتر از دو برابر ضخامت کاور بتن باشد تا بتن بتواند میلگرد را پوشش دهد و جلوی خوردگی را بگیرد.

 

به جز قطر میلگرد و اندازه سنگدانه لازم است چند عامل دیگر هم در نظر گرفته شود:

·         نوع عضو:

تیر، ستون، دال، فونداسیون و سایر اجزا، نیاز به حداقل فاصله متفاوتی دارند. مثلا میلگردها در ستون و دیوارها به هم نزدیک‌ترند اما باید طوری باشند که بتن بتواند بین آنها جریان پیدا کند.

·         کاور بتن:

پوشش یا کاور بتن باعث می‌شود فاصله میلگرد‌ها، کمتر از ضخامت کاور نباشد. به عبارتی، فاصله بین میلگردها ≥ 2 × ضخامت کاور باشد تا بتن بتواند به خوبی میلگردها را احاطه کند.

·         ویبره و جای‌گیری بتن:

اگر میلگردها خیلی به هم نزدیک باشند، ویبره کردن بتن سخت شده و ممکن است هوا در آن محبوس شود. پس این فاصله باید طوری باشد که بتن به‌راحتی بین میلگردها جریان یابد و متراکم شود.

·         نوع میلگرد و شکل آن:

میلگردهای آجدار، مرکب یا مش‌بندی، نسبت به میلگردهای ساده نیاز به فاصله بیشتری دارند. مثلا برای مش‌های پیش‌ساخته، حداقل فاصله براساس ابعاد شبکه و سایز میلگرد تعیین می‌شود.

·         ضوابط آیین‌نامه‌ای

موارد حداقلی بیان‌شده در ACI 318، Eurocode 2 و مبحث نهم ایران با هم فرق دارند اما همه آنها متکی بر سه معیار قطر میلگرد، حداکثر اندازه سنگدانه و ضخامت کاور هستند.

تفاوت فاصله میلگرد‌ها در قسمت‌های مختلف ساختمان

 

فاصله میلگردها در سازه‌های بتنی به نوع عضو، شرایط بارگذاری، نوع بار، قطر میلگرد، کنترل ترک، محیط و ضخامت عضو بستگی دارد.

معمولا در تیرها، میلگردهای طولی با فاصله کمتر از سه برابر ارتفاع تیر یعنی حدود 450 میلی‌متر قرار می‌گیرند که در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها این فاصله کمتر می‌شود. میلگردهای عرضی یا خاموت‌ها به هم نزدیک‌ترند و بین 150 تا 200 میلی‌متر فاصله دارند تا برش و کمانش میلگردهای طولی کنترل شود.

در ستون‌ها فاصله میلگردهای طولی نباید بیشتر از شش برابر عرض ستون یا حدودا 300 میلی‌متر باشد، درحالی‌که فاصله میلگردها در خاموت‌ها بین 150 تا 200 میلی‌متر است.

در دال‌ها، فاصله میلگردهای طولی بین 200 تا 300 میلی‌متر است و در لبه‌ها یا جاهایی که که تنش کششی بالاست، میلگردها نزدیک‌تر می‌شوند. در دیوارهای برشی و نقاط اتصالی تیر وستون نیز به دلیل کنترل ترک و انتقال نیرو فاصله میلگردها کاهش می‌یابد.

در دیوارهای برشی، میلگرد عمودی و افقی به هم نزدیکتر هستند و بین 200 تا 300 میلی‌متر فاصله دارند تا مقاومت خمشی و برشی و ایجاد ترک‌ها کنترل شود.

در فونداسیون و نقاط اتصال نیز میلگردهای طولی فونداسیون نواری یا گسترده حدود 150 تا 300 میلی‌متر از هم فاصله دارند ولی میلگردهای عرضی به هم نزدیک‌تر هسنتند. در نقاط اتصال تیر، ستون، کنجها و نواحی‌ای که تنش بیشتر است میلگردها هم به هم نزدیک‌ترند.

 

جمع بندی

محاسبه دقیق حداقل و حداکثر فاصله میلگردها در پروژه‌های مختلف از اهمیت زیادی برخوردار است. بدیهی است که فاصله میلگرد یا آرماتور در یک ساختمان مسکونی با یک برج یا سوله صنعتی با هم متفاوت هستند. چون بار وارد شده به هر قسمت از این سازه‌ها فرق دارد. از طرفی نوع میلگرد به کار رفته از نظر آج‌دار یا ساده بودن هم مهم است. 

 

سوالات متداول

چرا فاصله بین میلگردها در سازه‌های بتنی مهم است؟

فاصله بین میلگردها تعیین‌کننده استحکام و پایداری سازه است و می‌تواند جلوی هزینه‌های اضافی را بگیرد.

 

آیا به کار بردن مقدار بیشتری میلگرد باعث مقاومت بیشتر بتن می‌شود؟

خیر اگر میلگردها خیلی به هم نزدیک باشند بتن به خوبی بین آنها جریان پیدا نمی‌کند و مقاومت سازه به دلیل خوردگی کاهش می‌یابد.

 

مهم‌ترین عواملی که در تعیین حداقل فاصله میلگردها در نظر گرفته می‌شود چیست؟

قطر میلگرد و اندازه سنگدانه بتن