میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک شبکه‌ای از میلگردهای نازک است که در دو جهت عمود بر هم، در دال بتنی بالای بلوک‌ها قرار می‌گیرد و جلوی ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و تغییر دمای بتن را می‌گیرد. در این راهنما ضوابط قطر و فاصله، محل دقیق قرارگیری، مراحل اجرا، اشتباهات رایج و روش برآورد مقدار میلگرد برای متراژ مشخص را می‌خوانید. این مطلب راهنمای عمومی است و جای نقشه محاسباتی و نظر مهندس ناظر را نمی‌گیرد.
کاربرد میلگرد حرارتی در سقف
عمده مصرف آرماتور های حرارتی در سقف می‌باشد، چرا که بیشترین افت دما و حرارت در سقف ساختمان اتفاق می‌افتد. طریقه چیدمان این آرماتورها به صورت چپ و راست بر روی یکدیگر بوده و باید از سایز ۶ تا ۸ میلیمتر این مقاطع مورد استفاده قرار بگیرد. مطلوب ترین حالت ممکن برای قرار گرفتن این مقاطع یک سوم بالاتر از ضخامت دال بتنی می‌باشد. این آرماتورها علاوه بر جلوگیری از ترک خوردن سقف از تخریب بتن در هنگام آتش سوزی جلوگیری کرده همچنین نقش باربری در سازه را ایفا می‌کند.
نمره میلگرد حرارتی
همیشه این سوال مطرح بوده که عملکرد میلگردهای آجدار حرارتی بهتر است یا آرماتورهای ساده؟ برخی بر این باورند که مقاطع آجدار به دلیل دارا بودن آج از انقباض و انبساط بتن جلوگیری می‌کند اما چیزی نگذشت که مساله‌ی لزوم جاری بودن آرماتور ها مطرح شد. که در صورت آجدار بودن آرماتور، این مقطع جاری نمی‌شود.
برای روشن تر شدن موضوع بیایید به بررسی آن بپردازیم. در سقف ساختمان نیروهای وارده آنقدر شدید نیست که باعث سر خوردن آرماتور شود. علاوه بر آن نیرویی که باعث سر خوردن مقاطع می‌شود طول مهاری آرماتورهای داخل بتن است. بنابراین آرماتور باید آجدار باشد تا طول مهاری را کم کند. تنها در صورتی که طول مهاری آرماتور حرارت به اندازه کل سقف باشد می‌توان از آرماتورهای ساده استفاده کرد.
میلگرد حرارتی با میلگرد اصلی و ممان منفی چه فرقی دارد؟
سه گروه میلگرد در سقف تیرچه بلوک کارهای متفاوتی انجام می‌دهند:
| نوع میلگرد | محل قرارگیری | وظیفه |
|---|---|---|
| میلگرد کششی (پایین تیرچه) | پایین مقطع تیرچه | تحمل خمش و بار اصلی سقف |
| میلگرد منفی (ممان منفی) | روی تکیه‌گاه‌ها، بالای سقف | تحمل ممان منفی کنار تکیه‌گاه |
| میلگرد حرارتی | دال فوقانی، روی بلوک‌ها | کنترل ترک ناشی از افت و حرارت |
جایگاه میلگرد حرارتی در اجزای سقف
سقف تیرچه بلوک از چهار جزء ساخته می‌شود: تیرچه، بلوک (سفالی، سیمانی یا یونولیت)، دال بتنی روی بلوک‌ها و میلگردهای کمکی. شبکه حرارتی بعد از چیدن تیرچه و بلوک و قبل از بتن‌ریزی، بالای بلوک‌ها قرار می‌گیرد و داخل دال پوششی می‌ماند.
چرا سقف تیرچه بلوک به میلگرد حرارتی نیاز دارد؟
بتن پس از گرفتن آب از دست می‌دهد و منقبض می‌شود. دال سقف علاوه بر آن در معرض تغییرات دمای روز و شب هم هست. چون تیرچه‌ها و بلوک‌ها مانع حرکت آزاد بتن می‌شوند، تنش کششی ایجاد می‌شود و بدون آرماتور، سطح دال ترک می‌خورد.
نقش میلگرد حرارتی در کنترل ترک و یکپارچگی سقف
شبکه حرارتی ترک را کاملاً حذف نمی‌کند. آن را به ترک‌های ریز و پراکنده تبدیل می‌کند تا به‌جای چند ترک پهن و عمیق، سطح یکپارچه بماند. این یکپارچگی برای عملکرد سقف به‌عنوان یک صفحه صلب در برابر نیروهای جانبی مثل زلزله هم اهمیت دارد.
از آن طرف، میلگرد حرارتی مقاومت خمشی یا برشی به سقف اضافه نمی‌کند و با آن نمی‌توان کمبود میلگرد اصلی تیرچه را جبران کرد. نقشی در جلوگیری از آتش‌سوزی یا جداشدن بلوک هم ندارد.
اگر میلگرد حرارتی نگذاریم چه می‌شود؟
معمولاً ترک‌های سطحی در دال بتنی پدید می‌آید که ممکن است به کف‌سازی، نازک‌کاری و عایق‌کاری روی سقف هم آسیب بزند. شدت مشکل به ضخامت دال، نوع بتن، شرایط عمل‌آوری و دمای محیط بستگی دارد. در هر حال، اجرای شبکه حرارتی طبق ضوابط، الزام آیین‌نامه‌ای است و حذف آن قابل توجیه نیست.
ضوابط فنی میلگرد حرارتی: قطر، فاصله و عمق قرارگیری
پیش از اجرا باید نقشه محاسباتی پروژه را ببینید. ضوابط عمومی را در ادامه آورده‌ایم.
حداقل قطر و حداکثر فاصله میلگردها
| مورد | ضابطه رایج |
|---|---|
| جهت‌ها | دو جهت عمود بر هم (شبکه) |
| حداکثر فاصله بین دو میلگرد در هر جهت | ۲۵ سانتی‌متر |
| محل در دال | بخش فوقانی دال، حدود ۲ سانتی‌متر پایین‌تر از سطح بالای بتن |
| نوع میلگرد | آجدار (طبق مبحث نهم ویرایش ۱۳۹۹) |
| قطر در عمل | حداقل ۸ میلیمتر |
| حداقل نسبت سطح مقطع آرماتور به بتن | حدود ۰٫۰۰۱۸ برای میلگرد آجدار، بسته به رده فولاد و ویرایش آیین‌نامه |
علت استفاده از میلگرد حرارتی
این مقاطع هم مانند بسیاری از مقاطع دیگر مزایا و معایبی دارد که در ادامه به بررسی این عوامل خواهیم پرداخت: برخی استفاده از آرماتورهای حرارتی در سازه را برای جلوگیری از خوردگی و ترک برداشتن بتن مطابق با آیین نامه ملی ایران ۳۱۳۲ الزامی می‌دانند. دلیل الزام آن است که بتن در ابتدای کار بتن ریزی خیس بوده و بعد از گذشت چند روز کم کم خشک می‌شود.
ماهیت بتن به گونه ایست که در هنگام خشک شدن تمایل به منبسط و منقبض شدن دارد که در صورت عدم وجود آرماتورهای حرارتی بعد از خشک شدن کامل بتن شاهد ترک هایی بر روی سطح آن خواهیم بود. بنابراین وجود آرماتورهای حرارتی در ساعات ابتدایی خشک شدن بتن لزوم دارد و باعث ایجاد مقاومت در بتن در برابر انبساط ها و انقباض بتن می‌شود.
این آرماتورها باعث یکپارچه عمل نمودن سقف در برابر نیروهای وارده شده و از تمرکز نیروها بر یک نقطه از سقف جلوگیری می‌کند. عدم اجرای این آرماتورها در سقف برابر با ایجاد ترک‌های عرضی است که موجب نفوذ آب و مواد آلی به داخل بتن و در نهایت زنگ زدگی و خوردگی آرماتورهای اصلی می‌شود. در سقف‌ها زمانی که از مقاطع حرارتی استفاده شود کارگران ناچار به رعایت فاصله قانونی مقاطع بر روی یونولیت ها هستند، ولی در صورت عدم استفاده از آن این فاصله قانونی که باید ۷۰ سانتی متر باشد برابر با یک لایه ۵ سانتی‌متری می‌باشد. از دیگر مزایای استفاده از این نوع مقاطع نقش باربری ست که در سازه ایفا می‌کند.
در کنار تمامی مزایای این محصول در صورت اجرا نکردن این آرماتورها در سازه و ایجاد ترک در سقف ساختمان ممکن است در هنگام وقوع زمین لرزه دیافراگم سقف بهم بریزد که این هم عامل تخریب سقف می‌باشد و ممکن است خسارات جبران ناپذیری به بار بیاورد. بهترین انتخاب در سایز این مقاطع سایز ۸ بوده چرا که این آرماتورها به کف یونولیت نمی‌چسبد همچنین در داخل رویه قرار می‌گیرد و از بروز ترک خوردگی بتن جلوگیری می‌کند. با توجه به مزایایی که تا اینجا گفته شد مهندسان اجرای آرماتورهای حرارتی را در سازه امری ضروری می‌دانند.
مراحل اجرای میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک
ترتیب اجرا
- تیرچه‌ها و بلوک‌ها چیده می‌شوند و میلگردهای ممان منفی و ادکا (در صورت نقشه) در محل‌شان قرار می‌گیرند.
- میلگردهای عمود بر تیرچه‌ها را با فاصله مجاز پهن کنید.
- میلگردهای راستای تیرچه را در صورت نیاز روی آن‌ها بچینید و در تقاطع‌ها با سیم آرماتوربندی ببندید.
- با خرک یا اسپیسر مناسب، ارتفاع شبکه را طوری تنظیم کنید که میلگرد روی بلوک نخوابد.
- وصله‌ها را طبق نقشه و ضوابط انجام دهید.
- شبکه را پیش از بتن‌ریزی بازبینی کنید.
نکات مهم اجرایی
آویزهای سقف کاذب، اگر پیش‌بینی شده باشند، باید پیش از بتن‌ریزی با شبکه یا میلگرد تیرچه درگیر شوند. هنگام بتن‌ریزی از رفت‌وآمد کارگران و پمپ روی شبکه، بدون صفحه عبور، خودداری کنید، چون شبکه فرو می‌رود.
اشتباهات رایج در اجرا
- نشستن میلگرد روی بلوک یا یونولیت و نبود پوشش بتنی زیر آن
- فاصله بیش از ۲۵ سانتی‌متر یا چیدمان نامنظم
- استفاده از قطر کمتر از مقدار تعیین‌شده در نقشه
- نداشتن اتصال در محل تقاطع و جابه‌جا شدن شبکه هنگام بتن‌ریزی
- بالا افتادن شبکه تا نزدیکی سطح بتن
چه میلگردی برای شبکه حرارتی مناسب است؟
میلگرد ساده یا آجدار؟
برای آرماتورهای مصرفی در سازه‌های بتن‌آرمه آجدار الزامی است و میلگرد ساده فقط برای کاربردهای خاص مثل دورپیچ مجاز می‌باشد. بنابراین برای شبکه حرارتی، در پروژه‌هایی که به این ویرایش استناد می‌کنند، میلگرد آجدار انتخاب درست‌تری است. رده فولاد (مثلاً A2 یا A3) را مهندس محاسب مشخص می‌کند. قطرهای کوچک را به‌صورت شاخه یا میلگرد کلاف می‌توان تهیه کرد.
معیارهای انتخاب میلگرد باکیفیت
- استاندارد و مشخصات روی برچسب یا بسته کارخانه را بررسی کنید.
- یکنواختی آج و نبود زنگ‌زدگی یا پوسته‌های شل را ببینید.
- در صورت لزوم از فروشنده گواهی کارخانه یا نتایج آزمایش بخواهید.
- قطر واقعی را با کولیس بسنجید تا با قطر اسمی تطابق داشته باشد.
مقدار و وزن میلگرد حرارتی مورد نیاز را چطور برآورد کنیم؟
فرمول سرانگشتی و مثال محاسبه
وزن هر متر طول میلگرد آجدار تقریباً برابر است با مربع قطر (برحسب میلیمتر) تقسیم بر ۱۶۲، به کیلوگرم. با شبکه ۲۵ در ۲۵ سانتی‌متر، در هر مترمربع حدود ۴ متر میلگرد در هر جهت لازم است، یعنی نزدیک ۸ متر در مجموع. برای میلگرد ۸ این حدود ۳٫۲ کیلوگرم در هر مترمربع می‌شود.
برای سقفی ۱۰۰ مترمربعی:
- طول کل: حدود ۸۰۰ متر
- وزن: حدود ۳۱۶ کیلوگرم
- با ۵ تا ۱۰ درصد اضافه برای وصله و ضایعات: حدود ۳۳۰ تا ۳۵۰ کیلوگرم
اگر نقشه برای راستای تیرچه از میلگرد فوقانی تیرچه استفاده کرده باشد یا فاصله‌ها متفاوت باشد، مقدار واقعی کمتر یا بیشتر می‌شود. برآورد دقیق را از روی نقشه بگیرید.
جدول وزن میلگرد برای قطرهای رایج
| قطر (میلیمتر) | وزن تقریبی هر متر (کیلوگرم) |
|---|---|
| ۶ | ۰٫۲۲۲ |
| ۸ | ۰٫۳۹۵ |
| ۱۰ | ۰٫۶۱۷ |
| ۱۲ | ۰٫۸۸۸ |
برای وزن شاخه‌ها و سایر مقاطع می‌توانید از جداول وزنی آهن‌آلات استفاده کنید.
عوامل مؤثر بر قیمت و نحوه استعلام
قیمت میلگرد حرارتی به قطر، رده فولاد، کارخانه تولیدکننده، شاخه یا کلاف بودن و شرایط بازار آهن بستگی دارد و در طول روز و هفته تغییر می‌کند. برای قیمت روز و مقایسه تأمین‌کنندگان، از صفحه قیمت میلگرد در فولاد ۲۴ استعلام بگیرید. بهتر است قطر، مقدار برآوردی و شهر محل تحویل را از قبل مشخص کنید.
آیا بتن الیافی می‌تواند جایگزین میلگرد حرارتی شود؟
الیاف پلی‌پروپیلن بیشتر ترک‌های جمع‌شدگی پلاستیک اولیه، در ساعت‌های نخست پس از بتن‌ریزی، را کنترل می‌کنند. به‌طور کلی نمی‌توان فرض کرد که الیاف خودبه‌خود جای شبکه آرماتور افت و حرارت را می‌گیرد؛ این جایگزینی باید توسط طراح در نقشه تأیید شده باشد. شبکه مفتولی جوش‌شده هم اگر مهندس طراح تأیید کند و سطح مقطع و فاصله‌اش با ضوابط هم‌خوانی داشته باشد، می‌تواند گزینه اجرایی‌تری باشد. در هر حالت، بدون تأیید مهندس ناظر، مصالح یا روش را عوض نکنید.
معایب استفاده میلگرد حرارتی
تا اینجای مطلب با اهمیت استفاده از مقاطع حرارتی در سازه شده اید. با این حال برخی مهندسان بر این باورند که استفاده از این مقاطع در ساختمان فقط اتلاف وقت و هزینه می‌باشد. چرا که در مواردی، سقف هایی با وجود دارا بودن این مقاطع دیده شده که دچار شکستگی و ترک شده اند. مهندسان در این شرایط راه های دیگری را جایگزین این مقاطع کرده‌اند.
سه روش جایگزین
-
استفاده از فوق روان کننده
-
استفاده از بتن الیافی
-
کم کردن نسبت آب به سیمان
از راهکارهایی که مهندسان برای استفاده نکردن از آرماتورهای حرارتی جایگزین کرده اند کم کردن مقدار آب در هنگام مخلوط کردن با سیمان می‌باشد. در این صورت ملات سفت تر بوده و کمتر دچار ترک می‌شود. همچنین استفاده از ترکیب الیاف‌های فلزی با بتن را پیشنهاد داده اند، این کار در رفتار نهایی بتن مانند مقاطع حرارتی عمل کرده و مقاومت بتن را بالا می‌برد. راه سوم فوق روان کننده هاست که باعث افزایش روانی بتن می‌شود و از ترک برداشتن بتن جلوگیری می‌کند. با وجود این راه‌های پیشنهادی مهندسان ساختمان لزومی بر استفاده از این مقاطع نمی‌بینند.
سوالات متداول
فاصله میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک چقدر است؟
حداکثر ۲۵ سانتی‌متر در هر دو جهت. شبکه معمولاً ۲۵ در ۲۵ سانتی‌متر اجرا می‌شود.
حداقل قطر میلگرد حرارتی چند میلیمتر است؟
در ویرایش‌های قدیمی‌تر ۶ میلیمتر ذکر شده بود. بر اساس ویرایش ۱۳۹۹ میلگرد باید آجدار باشد و چون آجدار ۶ رایج نیست، در عمل قطر ۸ میلیمتر حداقل است.
میلگرد حرارتی را قبل از بتن‌ریزی چطور باید قرار داد؟
پس از چیدن بلوک‌ها، شبکه را دو جهته پهن کنید، تقاطع‌ها را ببندید و با خرک ارتفاع را طوری تنظیم کنید که حدود ۲ سانتی‌متر زیر سطح بتن قرار بگیرد.
میلگرد حرارتی چه تفاوتی با آرماتور ممان منفی دارد؟
ممان منفی روی تکیه‌گاه‌ها برای تحمل خمش منفی گذاشته می‌شود. میلگرد حرارتی برای مقابله با ترک دال است و نقش باربری ندارد.
آیا میلگرد حرارتی ترک را کاملاً از بین می‌برد؟
خیر. ترک‌ها را کوچک و پراکنده نگه می‌دارد. عمل‌آوری درست بتن، نسبت اختلاط مناسب و اجرای صحیح هم در نتیجه نهایی اثر دارند.
برای سقف ۱۰۰ مترمربعی چقدر میلگرد حرارتی لازم است؟
با شبکه ۲۵ در ۲۵ و میلگرد ۸، حدود ۸۰۰ متر طول و ۳۱۶ کیلوگرم میلگرد لازم است. با اضافه برای ضایعات، حدود ۳۳۰ تا ۳۵۰ کیلوگرم.
میلگرد حرارتی را باید ساده خرید یا آجدار؟
بر اساس مبحث نهم ویرایش ۱۳۹۹، آجدار. نوع و رده نهایی را نقشه محاسباتی تعیین می‌کند.
نتیجه گیری
درست است که استفاده از آرماتورهای حرارتی ضروری می‌باشد اما گاهی با عبور کارگران از روی سقف های تازه بتن ریزی شده باعث فرو رفتن مقاطع در سقف می‌شود. این کار باعث از بین رفتن تمامی زحمات و هزینه‌های شما می‌گردد. بنابراین برای موثر واقع شدن این مقاطع بهتر است از شبکه‌های مش استفاده شود. البته این اواخر استفاده از سقف‌های تیرچه بلوک ممنوع و استفاده از دال بتنی در سازه‌های بتنی و همینطور سقف کامپوزیت در سازه های فولادی الزامی شده است.
میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک شبکه‌ای دو جهته در دال فوقانی است که ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و تغییر دما را کنترل می‌کند و نقش باربری ندارد. نکته‌های اصلی این است که فاصله میلگردها از ۲۵ سانتی‌متر بیشتر نشود، شبکه حدود ۲ سانتی‌متر زیر سطح بتن قرار بگیرد، میلگرد آجدار باشد و قطر آن با نقشه و ویرایش مبنای پروژه هم‌خوان باشد. میلگرد فوقانی تیرچه فقط در شرایط مشخص می‌تواند جای شبکه را در یک جهت بگیرد.
برای برآورد دقیق مقدار، طول شبکه را بر اساس متراژ و فاصله‌ها حساب کنید و وزن را با جدول وزنی به دست آورید. پیش از اجرا، نقشه و دستورات مهندس ناظر را مبنا قرار دهید. برای قیمت روز و مقایسه تأمین‌کنندگان، به صفحه قیمت میلگرد در فولاد ۲۴ سر بزنید.
