آشنایی با اصول آرماتوربندی و مزیت و معایب
آرماتور بندی از قسمت‌های حساس و بسیار بااهمیت در ساختمان سازی محسوب می‌شود و در اجرای آن باید نهایت دقت را بکار برد.بتن معمولی که متشکل از سنگدانه ، سیمان ، آب و مواد افزودنی می‌باشد، دارای مقاومت فشاری بالا و مقاومت کششی و برشی پایینی می‌باشد که در طراحی سازه از آنها صرفنظر می‌شود. به همین دلیل برای بالا بردن مقاومت کششی و برشی در اجزای سازه ای ساختمان ، به این اجزا فولاد را به شکل آرماتور اضافه می‌کنیم که به عضو متشکل از بتن و فولاد ، بتن آرمه یا بتن مسلح گفته می‌شود. در مقاله پیش رو به این موضوع می‌پردازیم که اصول آرماتوربندی چیست و ضمن ارائه نکات مهم در این رابطه، صفر تا صد اصول آرماتور بندی را بررسی کنیم.
آرماتوربندی که به زبان عام الموتور بندی نیز گفته می‌شود، از بخش‌های مهم ساخت ساختمان است. زمانی که روی میلگرد به عنوان یکی از مصالح ساختمان تغییراتی ایجاد کنیم تا آماده استفاده در بتن شود، آن را با نام آرماتور می‌شناسیم. این عناصر در سازه‌های بتنی به صورت شبکه‌ای به هم متصل می‌شوند و هدف از به‌کارگیری آنها برطرف کردن ضعف بتن در برابر کشش است؛ چرا که فولاد مقاومت کششی بسیار بیشتری نسبت به بتن دارد.
استفاده از آرماتورها در صنعت ساخت‌وساز و عمران به‌خصوص در ساختمان‌های بتنی، پل‌ها، تونل‌ها و سد‌ها برای افزایش مقاومت و استحکام سازه از اهمیت بالایی برخوردار است.
اصول آرماتوربندی
آرماتور چیست؟
وقتی روی میلگرد تغییراتی ایجاد می‌کنند تا برای استفاده در بتن آماده شود، به آن آرماتور می‌گویند. استفاده از آرماتور در سازه‌ها، ساخت‌وساز و عمران به‌خصوص در ساختمان‌های بتنی، پل‌ها، تونل‌ها و سد‌ها، برای افزایش مقاومت و استحکام سازه‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.
تعریف آرماتوربندی
آرماتور بندی ساختمان به زبان ساده به فرآیند برش، خم کردن، بستن، چینش و اتصال آرماتورها پیش از قالب بندی و بتن ریزی می‌گویند. آرماتورها برای ایجاد شکل، اندازه و الگوی مناسب به منظور به حداکثر رساندن اتصال با بتن و بهینه‌سازی عملکرد آن به کار می‌روند. از آرماتور در قسمت‌های مختلف سازه مانند فونداسیون، تیرها، ستون‌ها و دیوارهای برشی استفاده می‌شود.
در ساختمان سازی، آرماتورها به‌صورت میلگردهای عمودی و افقی قرار می‌گیرند و اغلب از میلگرد آجدار استفاده می‌شود، چرا که درگیری با بتن را بیشتر کرده و استحکام بیشتری ارائه می‌دهد.
آرماتور بندی در دو حالت کلی صورت می‌گیرد؛ آرماتور بندی اصلی یا اولیه و آرماتور بندی ثانویه. در واقع پس از بستن آرماتورهای اصلی، بنابر نیاز، ممکن است از آرماتورهای تقویتی یا حرارتی به منظور ایجاد استحکام بیشتر سازه استفاده شود.
چیدن آرماتورها
در این مرحله آرماتورها با سایز و فواصل مشخص که در نقشه تعیین شده است، در محل خود قرار می‌گیرند.
بستن آرماتورها
در مرحله بعد برای اطمینان از اینکه آرماتورها در جای خود محکم شوند، لازم است آنها را به یکدیگر ببندیم که این کار غالبا با استفاده از سیم آرماتور بندی صورت می‌گیرد. روش دیگر جوش دادن انتهای دو آرماتور است که طبیعتا اتصال بهتری را رقم می‌زند. خاموت‌گذاری نیز بخش دیگری از عملیات بستن آرماتورها محسوب می‌شود.در برآورد هزینه آرماتور بندی فیمت خاموت اهمیت دارد.
آرماتوربندی باید به گونه‌ای انجام شود که پس از اتمام کار و قبل از بتن ریزی، اگر روی آن بایستیم، مقاوم باشد. پس از انجام آرماتور بندی، مراحل قالب بندی و بتن ریزی انجام می‌شود. برای آشنایی با انواع قالب بندی بتن مقاله ما را در این باره بخوانید.
در مجموع، کار آرماتور بندی یک فرآیند مهم در ساخت‌وساز است که به تجربه، دقت و دانش فنی نیاز دارد و برای این منظور می‌بایست از تخصص آرماتوربند های ماهر بهره گرفت. انجام صحیح عملیات می‌تواند به استحکام و پایداری سازه کمک کند تا از عمر مفید و ایمنی سازه اطمینان حاصل شود؛ بنابراین در هر پروژه ساخت‌وساز، رعایت استانداردها و مقررات مربوط به آرماتور بندی بسیار حائز اهمیت است.
خصوصیات لازم آرماتورها در آرماتور بندی ساختمان
آرماتورها باید مقاومت کافی در برابر کشش داشته باشند تا بارهای کششی را که در سازه‌ها ایجاد می‌شود، تحمل کرده و از شکستگی ساختمان جلوگیری کنند.
آرماتورها می‌بایست از انعطاف‌پذیری کافی برخوردار بوده تا بتوانند به تغییرات ابعاد و شکل سازه در طول زمان پاسخ دهند و تغییرات حرارتی و لرزه‌ای را جذب کنند. گاهی از سیم آرماتور بندی یا مفتول در کنار میلگرد استفاده می‌کنند تا سازه در برابر کشش مقاوم‌تر شود.
نکات مهم آرماتور بندی
به‌طورکلی، آرماتورها در طراحی و ساخت سازه‌ها، بسیار مهم بوده و باعث افزایش مقاومت و استحکام سازه‌ها در برابر بارها و نیروها می‌شوند. استفاده صحیح از آرماتورها و رعایت نکات فنی و استانداردهای مربوطه، بهبود عملکرد و طول عمر سازه‌ها را تضمین می‌کند. البته اینکه آرماتوربندی برای چه سازه‌ای انجام می‌شود، به لحاظ اجرایی اهمیت دارد. به طور مثال آرماتوربندی استخر یا ساختمان با آرماتوربندی سازه‌های بزرگ متفاوت است.
برش و خمکاری آرماتورها در آرماتور بندی
آرماتور در پروژه‌های کوچک به کمک اهرم‌های دستی خم می‌شود و در پروژه‌های بزرگ‌تر برای این منظور از دستگاه‌های خم‌کن استفاده می‌کنند. خمکاری میلگرد و همچنین برشکاری آن جهت آرماتوربندی، باید طبق اصول مشخصی انجام شود.
برشکاری در دو نوع و به کمک قیچی مخصوص و سنگ فرز صورت می‌پذیرد. آرماتور در قطرهای معمول به‌راحتی با قیچی بریده می‌شود و برای برش میلگردهای قطور از سنگ فرز کمک می‌گیرند. همچنین در خمکاری آرماتور جهت ایجاد هندسه مناسب آرماتور بندی از اهرم دستی و دستگاه خم زن استفاده می‌شود.
نکته قابل ذکر اینکه این فرآیندها می‌بایست روی میلگرد در دمای معمولی صورت گیرند و اعمال هوابرش جهت برش طبق مقررات ممنوع است. همچنین برشکاری و خم کردن میلگرد جهت آرماتوربندی نباید در دمای کمتر از ۵ درجه سانتیگراد انجام شود.
اتصال آرماتورها در آرماتوربندی
بسیاری از اوقات حین آرماتوربندی، به دلیل محدودیت طول میلگرد آجدار، نیاز به اتصال آنها به یکدیگر ایجاد می‌شود. اتصال میلگرد به روش‌های مختلفی قابل انجام است که عبارتند از اورلب، مکانیکی، فورج و تکیه‌گاهی.
اورلب معمول‌ترین روش جهت رفع نیاز اتصال در آرماتوربندی است. در این روش دو میلگرد به اندازه مشخصی روی یکدیگر قرار می‌گیرند و به کمک سیم آرماتوربندی به یکدیگر متصل می‌شوند. طبق مقررات ملی ساختمان، طول اورلب دو میلگرد باید ۵۵ برابر قطر آن باشد. روش‌های مختلفی برای گره زدن سیم آرماتور حین آرماتور بندی وجود دارد که این موضوع باید طبق استاندارد آرماتور بندی صورت گیرد.
در روش مکانیکی میلگردها رزوه‌زنی شده و برای اتصال آنها از کوپلر یا جفت‌کننده استفاده می‌شود. در روش فورج به کمک حرارت بالا دو میلگرد به یکدیگر جوش می‌خورند که این شیوه در آرماتور بندی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش تکیه‌گاهی نیز به کمک بست صورت می‌پذیرد که در آن آرماتورها را با پیچ و مهره به هم متصل می‌کنند.
در برخی موارد این اتصال با جوشکاری نیز انجام می‌شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص انواع روش های وصله میلگرد به لینک مشخص شده مراجعه کنید.
کاور یا پوشش مناسب
آرماتورهای بیرونی در شبکه آرماتور بندی، پس از بتن ریزی باید به میزان مشخصی با بتن پوشیده شده باشند که به آن کاور یا پوشش آرماتور می‌گویند. این میزان که در شرایط مختلف معمولا بین ۳ تا ۹ سانتی‌متر است، در زمان آرماتوربندی و قالب بندی لحاظ می‌شود. پوشش روی آرماتورها به منظور جلوگیری از تاثیر رطوبت و شرایط جوی روی آن‌هاست صورت می‌گیرد.
به دلیل حجیم بودن اکسید آهن در مقایسه با خود آهن یک انبساط حجمی در فضای درون بتن آرمه رخ می‌دهد. این انبساط باعث ایجاد ترک شده که در این حالت، رطوبت و هوای بیشتری به سطح میلگرد می‌رسد و خوردگی تشدید می‌شود .
در این حالت بتن آرمه به تدریج آسیب جدی دیده و مقاومت آن به شدت کاهش می‌یابد. به همین دلایل در برخی موارد و شرایط جوی حساس، از میلگرد پوشش‌دار استفاده می‌کنند. از جمله انواع میلگرد مقاوم نسبت به خوردگی می‌توان به میلگرد گالوانیزه اشاره کرد.
این نوع میلگرد به دلیل ماهیت شیمیایی خود، علاوه بر خاصیت مقاومت در برابر خوردگی، باعث ایجاد چسبندگی بهتر میلگرد به بتن نیز می‌شود.
روش های پیاده سازی و اصول آرماتور بندی
آرماتور بندی و پیاده‌سازی آن با‌توجه‌به نوع سازه، اندازه پروژه، شرایط محیطی و تجهیزات موجود، متفاوت است. در ادامه، چندین روش معمول را برای انجام عملیات آرماتور بندی در ساخت ساختمان ذکر می‌کنیم:
قالب‌بندی و نصب آرماتور به‌صورت دستی
در این روش که شیوه رایج در ساخت ساختمان‌های معمولی است، آرماتورها به‌صورت دستی در قالب‌ها قرار گرفته و با استفاده از ابزارهای دستی نصب می‌شوند. این روش در پروژه‌های کوچک و متوسط با استفاده از تجهیزات ساده و کارگران ماهر صورت می‌پذیرد.
به‌کارگیری میلگردهای پیش تنیده
در این روش از میلگردهای پیش تنیده برای آرماتوربندی استفاده می‌شود. در کارخانه روی این میلگردها تغییراتی صورت می‌گیرد تا بارهای کششی را در حد بالایی تحمل کنند. از این میلگردها که در برابر خوردگی نیز مقاومت بالایی دارند، در ساخت سازه‌هایی مانند پل‌ها و قطعات پیش‌ساخته بتنی استفاده می‌شود.
استفاده از میلگردهای پیچشی (Rebar Couplers)
میلگردهای پیچشی بافت زبرتری در قیاس با میلگردهای معمولی دارند و این امر موجب می‌شود تا با بتن بهتر درگیر شوند. در این شیوه، آرماتورها با استفاده از مفصل‌ها و پیچ‌های پیچشی به یکدیگر متصل می‌شوند و در نتیجه زمان و هزینه ارماتور بندی کاهش می‌یابد.
هر یک از روش‌ها، مزایا و معایب خاص خود را دارد و انتخاب روش مناسب به نوع پروژه، بودجه، زمان اجرا و تجهیزات وابسته است. همچنین، رعایت استانداردها و ضوابط مربوط به این عملیات امری بسیار مهم است، چرا که در این صورت اطمینان از عملکرد بهینه و ایمنی سازه حاصل می‌شود.
روش های پیاده سازی و اصول آرماتور بندی
آرماتور بندی و پیاده‌سازی آن با‌توجه‌به نوع سازه، اندازه پروژه، شرایط محیطی و تجهیزات موجود، متفاوت است. در ادامه، چندین روش معمول را برای انجام عملیات آرماتور بندی در ساخت ساختمان ذکر می‌کنیم:
قالب‌بندی و نصب آرماتور به‌صورت دستی
در این روش که شیوه رایج در ساخت ساختمان‌های معمولی است، آرماتورها به‌صورت دستی در قالب‌ها قرار گرفته و با استفاده از ابزارهای دستی نصب می‌شوند. این روش در پروژه‌های کوچک و متوسط با استفاده از تجهیزات ساده و کارگران ماهر صورت می‌پذیرد.
به‌کارگیری میلگردهای پیش تنیده
در این روش از میلگردهای پیش تنیده برای آرماتوربندی استفاده می‌شود. در کارخانه روی این میلگردها تغییراتی صورت می‌گیرد تا بارهای کششی را در حد بالایی تحمل کنند. از این میلگردها که در برابر خوردگی نیز مقاومت بالایی دارند، در ساخت سازه‌هایی مانند پل‌ها و قطعات پیش‌ساخته بتنی استفاده می‌شود.
استفاده از میلگردهای پیچشی (Rebar Couplers)
میلگردهای پیچشی بافت زبرتری در قیاس با میلگردهای معمولی دارند و این امر موجب می‌شود تا با بتن بهتر درگیر شوند. در این شیوه، آرماتورها با استفاده از مفصل‌ها و پیچ‌های پیچشی به یکدیگر متصل می‌شوند و در نتیجه زمان و هزینه ارماتور بندی کاهش می‌یابد.
هر یک از روش‌ها، مزایا و معایب خاص خود را دارد و انتخاب روش مناسب به نوع پروژه، بودجه، زمان اجرا و تجهیزات وابسته است. همچنین، رعایت استانداردها و ضوابط مربوط به این عملیات امری بسیار مهم است، چرا که در این صورت اطمینان از عملکرد بهینه و ایمنی سازه حاصل می‌شود.
استاندارد میلگرد در آرماتور بندی
همانطور که اشاره شد، میلگرد در استانداردهای مختلفی تولید و راهی بازار می‌شود. میلگرد ساده در استاندارد A1 و میلگرد آجدار در استانداردهای A2 ، A3 و A4 تولید می‌شود. سطح استحکام و هندسه آج این استانداردها با یکدیگر متفاوت است.
طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان جهت ارماتوربندی ستون‌ها، تیرها و فونداسیون سازه از میلگرد با استاندارد A3 استفاده می‌شود و برای اتصال‌های عرضی و خاموت می‌بایست میلگرد با استاندارد A2 به کار رود.
آرماتوربندی قسمت‌های مختلف ساختمان
آرماتور بندی در بخش‌های مختلف ساختمان شامل فونداسیون، شناژ، تیر، ستون، راه پله، دیوار برشی و سقف انجام می‌شود. فونداسیون یا پی ساختمان انواع مختلفی دارد که آرماتوربندی آنها دارای نکاتی است.
شناژ نیز قسمت بسیار مهمی از فونداسیون محسوب می‌شود که به نوعی نقش تیر رابط را در آن ایفا می‌کند. اصول کلی آرماتوربندی شناژ مانند سایر المان‌های بتنی است و می‌بایست مطابق نقشه اجرا شود. برای آرماتور بندی سقف تیرچه بلوک و دیگر قسمت‌ها نیز می‌بایست نکاتی که در بالا ذکر شد، رعایت شوند.
آشنایی با اصول آرماتوربندی و مزیت ها
مزایا و معایب آرماتور بندی
در ادامه به بررسی مزایا و معایب و اصول آرماتوربندی در سازه می‌پردازیم.
مزایای آرماتور بندی
از جمله مهمترین مزیت در اصول آرماتوربندی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- افزایش استحکام و مقاومت کششی
- برخورداری از قدرت فشرده‌سازی و تراکم‌سازی بالا
- جلوگیری از انحراف ساختمان
- قیمت پایین آرماتور بندی همراه با بتن ریزی
- طراحی آرماتوربندی به شکل دلخواه
- ایجاد مقاومت و سیستم قوی در ساختمان
- ایجاد مقاومت در برابر آب وآتش با در کنار هم قرارگرفتن بتن و آرماتور
آشنایی با اصول آرماتوربندی و معایب ها
معایب آرماتور بندی
ارماتوربندی معایبی نیز دارد که شامل موارد زیر می‌شود:
- بالابودن هزینه نصب و رعایت اصول آرماتوربندی و شکل‌دهی بتن
- دشوار بودن عملیات اجرایی
- بالا رفتن وزن سازه با اجرای آرماتور بندی
- نیاز به طراحی آرماتور بندی صحیح و دقیق برای بهره‌برداری کامل و بهینه از آرماتورها
- حساسیت نسبت به خوردگی
- پیچیدگی تعمیر آرماتورها
به‌طورکلی مهندسین و متخصصین باید نکات فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی را در انتخاب و طراحی آرماتوربندی برای هر پروژه در نظر بگیرند و تصمیم‌گیری صحیح و اقدامات مناسب را برای بهینه‌سازی استفاده از آرماتورها و کاهش معایب آنها انجام دهند.
هزینه آرماتوربندی
قیمت آرماتوربندی در سازه‌های بتنی به عوامل متعددی بستگی دارد و می‌تواند متغیر باشد. برخی از عوامل مؤثر بر هزینه اجرای این عملیات عبارتند از:
مقیاس پروژه
اندازه و مقیاس پروژه ساختمانی در هزینه نهایی آرماتوربندی بسیار تأثیرگذار است. پروژه‌های بزرگ معمولاً نیاز به حجم بالای آرماتور بندی دارند که هزینه ساخت سازه را بالا می‌برد. قیمت انواع میلگرد به ویژه قیمت میلگرد 12 و 14 به عنوان مقاطع فولادی پرکاربرد در صنعت ساختمان، بر قیمت آرماتور بندی تاثیر به‌سزایی دارد.
نوع و کیفیت آرماتور
نوع و کیفیت اصول آرماتورهای استفاده شده نیز بر هزینه این کار تأثیر دارد. استفاده از مواد باکیفیت و استانداردهای بالا هزینه‌های بیشتری دربردارند. همچنین استفاده از آرماتورهای پیش تنیده نیز هزینه‌ها را افزایش می‌دهد.
روش‌های دیگر تقویت بتن
علاوه بر آرماتور بندی، چند روش دیگر برای تقویت بتن در برابر کشش وجود دارد که برخی از آنها عبارتند از:
الیاف فولادی
با استفاده از الیاف فولادی در بتن به مقاومت کششی بیشتری دست می‌یابیم. این نوع بتن را می‌توان الهام گرفته از کاهگل سنتی دانست.
الیاف شیشه‌ای
عملکرد الیاف شیشه‌ای نیز مانند الیاف فولادی است، با این تفاوت که به جای فولاد، از شیشه استفاده می‌شود.
بتن سبک
بتن سبک وزن کمتری نسبت به بتن معمولی دارد و آن را با اضافه کردن مصالح سبک‌تر به بتن تهیه می‌کنند. در واقع وزن و چگالی این نوع بتن به میزان قابل توجهی کاهش یافته و می‌تواند استحکام مناسبی در برابر نیروهای کششی از خود نشان دهد.
هر یک از این روش‌ها مزایا و محدودیت‌های خود را دارند و از آنها می‌توان براساس نیاز و شرایط گوناگون بهره گرفت.
مهندس میرزایی 09120682440
