میلگرد یکی از اجزای اصلی و پرکاربرد در صنایع مختلف از قبیل ساختمان‌سازی است. میلگرد زیگزاگ یا خرپا یا خراپا نوع مقاوم‌تری از میلگرد معمولی بوده که از ترکیب 1 میلگرد ساده و 3 میلگرد آج‌دار ساخته می‌شود. به این صورت که میلگردهای ساده در وسط و میلگردهای آج‌دار در بالا و پایین آن‌ها قرار می‌گیرند. این میگردها به‌صورت پیش‌ساخته و خام وجود دارند که می‌توان اقداماتی مانند جوشکاری را روی آن‌ها انجام داد. این محصول دارای کاربردهای متنوعی است که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به استحکام بالای سقف و مقاومت کششی بتن‌ها اشاره کرد.
اجزای تشکیل دهنده میلگرد تیرچه زیگزاگ
از نظر ساختاری میلگرد زیگزاگ کمی پیچیده‌تر از میلگرد معمولی است. جهت‌گیری قرار گرفتن این اجزا به گونه‌ای بوده که استحکام قابل قبولی را برای آن به‌وجود می‌آورد. این میلگرد خراپا یا زیگزاگی از اجزای زیر تشکیل شده است:
- قسمت بالایی: در این قسمت میلگردهای آج‌دار قرار می‌گیرند و نقش مهمی در تحمل بار و قالب‌بندی در سازه‌های مختلف را برعهده دارند. مهم است بدانید که تمامی نیروهای وارد شده از طریق انبساط و انقباض روی تیرچه، به‌وسیله میلگردهای بالایی خنثی می‌شوند. این میلگردها از عملکردی مانند بال‌های تیرآهن برخوردار هستند.
- میلگرد پایینی، کششی: این میلگردها در مقابل نیروهای کششی از خود مقاومت نشان می‌دهند. از جمله این نیروها می‌توان به نیروی باربری و نیروی حاصل از وزن مرده سقف اشاره کرد. این میلگردها اولین نیروی ناشی از باربری را تحمل می‌کنند و سپس به اجزای دیگر منتقل می‌شود.
- قسمت میانه: میلگردهای ساده در این قسمت قرار می‌گیرند و از نظر ظاهری این بخش بهشکل زیگزاگ دیده می‌شود. این میلگردها کششی هستند.
- قسمت عرضی: میلگردهای عرضی به‌صورت مورب در میلگرد عرضی قرار می‌گیرند. این میلگردها باعث ایجاد همبستگی میان ملات و میلگردها می‌شوند. آن‌ها نیروهای برشی که در بخش‌های مختلف وجود دارند را تحمل کرده و مقاومت سازه را افزایش می‌دهند.
نحوه ساخت میلگرد زیگزاگ
در صنعت، ساخت میلگردها به دو صورت دستی و مکانیزه انجام می‌شود. در ادامه نحوه ساخت میلگرد به هر دو صورت را شرح می‌دهیم:
روش دستی
برای تهیه میلگرد تیرچه زیگزاگ به روش دستی به یک میلگرد ساده و سه میلگرد آج‌دار نیاز است. در اولین مرحله میلگردهای آج‌دار را در کنار یکدیگر قرار داده و سپس آن‌ها را از نظر طولی بررسی می‌کنند و تا بخش موردنیاز را علامت می‌زنند. در مرحله بعد با استفاده از دستگاه برش، محل‌های مورد نظر را برش داده و میلگردهای ساده را در بین آن‌ها قرار می‌دهند.
سپس کافیست با خم کردن میلگردها آن‌ها را بهشکل حرف v درآورند. دقت داشته باشید که در مرحله آخر می‌بایست 2 میلگرد آج‌دار در پایین و یک میلگرد ساده در بالا قرار گیرند. پس از تنظیم آن‌ها لازم است میلگردهای آج‌دار را به یکدیگر جوشکاری کرد.
البته روش دیگری به نام قلاب کردن نیز وجود دارد که برای اتصال میلگردها به یکدیگر استفاده می‌شود. در این روش می‌بایست میلگردهای عرضی بلندتر باشند تا بتوان به کمک میلگرد آج‌دار آن‌ها را به یکدیگر قلاب کرد. متأسفانه انجام این روش هرچند که به دستگاه‌های پیشرفته نیازی ندارند؛ اما نیاز به زمان طولانی و نیروهای کار بیشتری دارد.
روش مکانیزه
در این روش کلیه مراحل با استفاده از دستگاه‌های پیشرفته و به کمک تکنسین‌ها انجام می‌گیرند. در روش مکانیزه در ابتدا میلگردها به کمک دستگاه‌هایی صاف می‌شوند. در مرحله بعد میلگردهای عرضی را بهشکل حرف v خم می‌کنند تا میلگردهای صاف شده را با استفاده از آرماتور به یکدیگر اتصال دهند. این روش بسیار سریع‌تر بوده و به‌دلیل عدم نیاز به نیروهای کاری زیاد، هزینه کمتری را درپی دارد.
مواردی که در ساخت میلگرد تیرچه باید به آن ها دقت داشت
برای ساخت میلگرد زیگزاگ لازم است به قواعد و قوانینی دقت داشته باشید تا به افزایش استحکام و طول عمر آن کمک نمایید. این موارد عبارتند از:
- فاصله میان تیرچه‌ها نباید از 70 سانتی‌متر بیشتر باشد.
- از بهترین مواد اولیه استفاده کنید.
- به قطر و ضخامت میلگرد و تناسب آن با استانداردهای ملی و بین‌المللی توجه نمایید.
- ابعاد و شکل زیگزاگ را براساس محاسبات مهندسی و طرح سازه مشخص کنید.
- خم کردن میلگردهای ساده را با استفاده از دستگاه‌های دقیق انجام دهید.
- جوشکاری روی میلگرد را به جوشکاران ماهر بسپارید.
- کیفیت تمامی اتصالات و میلگردهای آج‌دار و ساده را بررسی کنید.
- به تراز بودن زیگزاگ‌ها توجه داشته باشید.
- از پوشش‌های بتنی باکیفیت استفاده نمایید.
- اندازه‌هایی مانند طول، ضخامت، قطر و وزن را به‌طور دقیق بسنجید.
انواع میلگرد زیگزاگ
در برخی از مواقع به‌دلیل نوع نیاز ممکن است لازم باشد که از میلگردهای زیگزاگ متنوعی استفاده کنیم. انتخاب انواع میلگرد زیگزاگ به میزان زیادی به نوع سازه، ابعاد آن، هزینه و مقاومت موردنیاز آن بستگی دارد. به‌طور کلی این نوع میلگرد را از نظر نوع مصالح استفاده شده در آن‌ها به انواع زیر دسته‌بندی می‌کنند:
- میلگرد زیگزاگ با نبشی: در این نوع میلگردها بهجای استفاده از میلگرد آج‌دار در قسمت بالا و پایین، از میلگرد نبشی استفاده می‌کنند. این موضوع باعث افزایش استحکام آن‌ها می‌شود.
- میلگرد زیگزاگ با تسمه: استفاده از تسمه فولادی بهجای میلگردهای آج‌دار می‌تواند باعث تشکیل اشکال بسیار متنوعی از میلگرد زیگزاگ شود. این موضوع انعطاف و کشش میلگرد زیگزاگ را بیشتر می‌کند.
ویژگی های میلگرد خراپا
شکل هندسی خاص میلگرد زیگزاک باعث می‌شود که بتوان از آن در موقعیت‌های مختلف و در صنایع تجاری، مسکونی و صنعتی استفاده کرد. از جمله مهم‌ترین قابلیت‌های میلگرد خراپا عبارتند از:
- تحمل فشارهای بالا: شکل هندسی زیگزاگی میلگرد خرپا باعث می‌شود تا در مقابل نیروهای خمش و برش بسیار مقاوم باشد. مهم است بدانید که این شکل ظاهری سبب گردیده تا توزیع نیروهای وارد شده به میلگرد بسیار متوازن انجام گیرد.
- وزن سبک: میلگرد خرپا به‌دلیل متریال سازنده خود و مقدار کم فولاد، باعث کاهش بار مرده روی زیرسازهای ساختمان می‌شود.
- انعطاف و کشش مناسب: شکل هندسی خاص میلگرد خرپا باعث می‌شود تا سازه در برابر نیروهایی مانند زمین لرزه و… در امان بماند.
- مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی: استفاده از مواد ضدزنگ و متریال باکیفیت باعث شده که میلگرد زیگزاگ در برابر انواع نیروها و رطوبت از خود مقاومت نشان دهد. این موضوع طول عمر سازه را به میزان زیادی افزایش می‌دهد.
- کاهش ضخامت سقف: میلگرد زیگزاگ در عین دارا بودن وزن پایین، ضخامت بسیار کمی نیز دارد. این موضوع سبب می‌گردد که بتوان از آن بهجای تیرآهن در ساخت سقف استفاده کرد.
- مقرون‌به‌صرفه بودن: باتوحه به این‌که میلگردهای زیگزاگ براساس وزن قیمت‌گذاری می‌شوند، وزن کم آن‌ها سبب کاهش قیمت میلگرد خراپا خواهد شد.
- راحتی در اجرا و نصب: میلگردهای خرپا به‌راحتی با انواع اجزای سازه اتصال می‌یابند و به‌دلیل برخورداری از وزن پایین، جابه‌جایی آن‌ها راحت و بدون نیاز به ماشین‌آلات پیچیده است.
جدول وزن میلگرد خراپا
محاسبه وزن میلگرد خراپا با استفاده از فرمول‌ها و قواعد پیچیده‌ای صورت می‌گیرد که فاکتورهای متعددی را دربردارد. اطلاع از این فاکتورها و همچنین دارا بودن تخصص در این زمینه به محاسبه وزن میلگرد کمک می‌کند. از جمله عوامل موثر در وزن میلگرد خرپا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جنس فولاد و چگالی آن
- نوع خرپا (خرپای پل، سقفی، دیواری و…)
- اندازه خرپا
- میزان بارهای مرده، زنده، زلزله و باد وارد شده بر خرپا
- نوع استانداردهای طراحی
- قطر میلگرد بالا و پایین
- قطر زیگزاگ
محاسبه وزن میلگرد زیگزاگ
اندازه‌گیری وزن میلگرد زیگزاگ به‌دلیل داشتن شکل هندسی پیچیده، نیازمند دقت و تخصص بالاتری است. در راستای محاسبه وزن میلگرد می‌بایست به عواملی مانند قطر و طول میلگردها، چگالی فولاد، تعداد شاخه‌ها در هر متر طول و… دقت داشت. روش‌های متنوعی برای مجاسبه وزن میلگرد زیگزاگ وجود دارند که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم:
- محاسبه دقیق با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری: در علم معماری نرم افزارهای ویژه‌ای وجود دارند که با طراحی سه‌بعدی شکل میلگرد زیگزاگ این امکان را فراهم می‌سازند تا بتوان با در نظر گرفتن جنس فولاد، وزن و تمام جزئیات، وزن میلگرد را اندازه گرفت. از جمله این نرم افزارها می‌توان به ETABS، SAFE و SAP2000 اشاره کرد.
- محاسبه دستی: برخی از مهندسان معماری یا عمران می‌توانند با استفاده از فرمول‌های پیچیده و متنوعی و در نظر گرفتن شکل هندسی میلگرد زیگزاگ، اقدام به محاسبه تقریبی وزن آن‌ها نمایند.
- با استفاده از جدول: برخی از تولیدکنندگان انواع میلگرد زیگزاگ، جدول‌هایی را برای محاسبه تقریبی وزن میلگرد براساس قطر و طول ارائه می‌دهند.
- با استفاده از روش حجمی: برخی از مهندسان، شکل میلگرد زیگزاگ را به اشکال هندسی ساده‌تری مانند مستطیل در نظر می‌گیرند و به این طریق می‌توانند وزن هر شاخه را به‌دست آورند. هرچند این روش دقت بالایی ندارد؛ اما در برخی از مواقع برای برآورد تقریبی قیمت میلگرد زیگزاگ استفاده می‌شود.
محاسبه طول میلگرد زیگزاگ
برای اندازه‌گیری طول میلگرد زیگزاگ روش‌هایی مانند استفاده از نرم افزار، روش دستی و استفاده از فرمول وجود دارند. به‌طور معمول بسیاری از افراد و همچنین تولیدکنندگان از فرمول محاسبه طول میلگرد زیگزاگ استفاده می‌کنند. در این فرمول نیاز به مقادیری بوده که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم:
H= d-(a-b)-
منظور از پارامترهای ذکر شده در فرمول بالا موارد زیر هستند:
- H: حدفاصل میان میلگرد بالا و پایین
- D: میزان ضخامت سقف سازه
- A: میزان ضخامت بتن‌ریزی سقف
- B: حدفاصل بین میلگرد بالایی تا بلوک
- C: میزان ضخامت بتن زیر تیرچه
- دقت داشته باشید که پس از محاسبه حدفاصل میان میلگرد بالا و پایین (H) مرحله دیگری وجود دارد که با کمک آن می‌توان طول میلگرد محاسبه کرد. این فرمول عبارت است از:
Z=
در این فرمول منظور از پارامتر G میزان فاصله هر میلگرد از میلگرد دیگر است. پارامتر Z یا همان مقدار به‌دست آمده، نشان می‌دهد که طول هر میلگرد عرضی است. این میلگرد بین میلگردهای بالا و پایین قرار می‌گیرد. برای به‌دست آوردن طول نهایی میلگرد نیز می‌بایست از فرمول زیر استفاده شود.
L=n*z
*دقت داشته باشید که در فرمول بالا منظور از پارامتر n همان تعداد مقاطع عرضی است.
کاربرد های میلگرد زیگزاگ
میلگردهای زیگزاگ به‌دلیل داشتن مقاومت و پایداری بالا، شکل هندسی مناسب، راحتی نصب و وزن کم در سازه‌های مختلفی قابل استفاده هستند. این مصالح ساختمانی می‌توانند در مکان‌های زیر مورد استفاده قرار گیرند:
- مقاومت ستون‌ها: میلگرد زیگزاگ نقش مهمی در افزایش استحکام و تقویت ستون‌ها دارد.
- بهبود مقاومت برش: استفاده از میلگرد زیگزاگ در دیوارهای برشی، نقش مهمی در افزایش تحمل فشارهای جانبی دارد.
- زیرسازی (فونداسیون): برای تقویت زیرسازی در مناطقی که دارای خاک نرم هستند، از میلگردهای زیگزاگ استفاده می‌شود.
- افزایش مقاومت کششی: از میلگردهای زیگزاگ به‌عنوان آرماتور کششی برای بهبود مقاومت کششی استفاده می‌شود.
- تهیه سازه‌های فلزی: استفاده از میلگرد زیگزاگ در سازه‌هایی مانند پل‌ها، زیرگذرها و سازه‌های صنعتی مانند سوله و کارگاه‌ها بسیار متداول است.
- ساخت سقف‌های تیرچه بلوک: میلگردهای زیگزاگ دارای مقاومت بالا در برابر خمش و برش هستند. علاوه‌بر این می‌توانند باعث توزیع یکنواهت بار و کاهش وزن سازه شوند و استحکام آن را بیشتر کنند.
سخن پایانی
میلگرد زیگزاگ از ترکیب میلگردهای ساده و آج‌دار ایجاد شده که این شکل هندسی سبب تحمل بارهای زنده و مرده می‌گردد. این نوع میلگرد به‌دلیل وزن پایین خود جایگزین مناسبی برای انواع تیراهن‌ها به‌حساب می‌آید. قیمت میلگرد زیگزاگ باتوجه به وزن و طول آن محاسبه شده و به‌طور کلی از بسیاری از اجزای ساختمانی از قیمت پایین‌تری برخوردار است.
