میلگرد بستر چیست؟ کاربرد انواع میلگرد بستر + ضوابط اجرایی

میلگرد بستر همچون انواع مختلفی از روش‌های ساخت، مصالح بنایی (آجر، بلوک و …) و ملات‌ها وجود دارد که هر کدام از آن‌ها ویژگی‌های مختص خودشان را دارند. دیوارهای بلوکی دارای رفتاری دوطرفه در توزیع نیرو هستند. از آن جا که این دیوارها در راستای افقی مقاومت ناچیزی دارند نیازمند تسلیح به کمک ابزار و مصالح مناسب هستند. به این منظور می‌توان از آن استفاده نمود، که در ادامه به بررسی آن پرداخته می‌شود.

میلگرد بستر چیست و چه نقشی در ساختمان‌سازی دارد؟

به طور کلی (Bed Joint Reinforcement) یک المان تسلیح‌کننده و تقویت‌کننده دیوارهای بلوکی است. طبق تعریف مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، میلگرد بستر در دیوار شامل یک جفت مفتول طولی تغییرشکل یافته است که مفتول‌های عرضی به صورت نردبانی یا خرپایی به آن جوش داده شده و در ابعاد مناسب برای قرارگیری در درزهای ملات بین ردیف‌های واحدهای بنایی (دیوار آجری، بلوکی و …) نصب می‌شود. به صورت تارهای مقاوم کششی داخل ملات و در بین رج‌های دیوار با فواصل مشخص قرار می‌گیرد.

وظیفه میلگردهای بستر، مسلح کردن مصالح ترد و شکننده بنایی و یا به عبارتی افزایش مقاومت خمشی صفحه دیوار است. مطابق پیوست ششم استاندارد 2800 استفاده از آن به منظور مسلح کردن دیوار و بالا بردن مقاومت خمشی در همه دیوارها (داخلی و پیرامونی) با هر ابعادی که باشد الزامی است.

کاربرد میلگرد بستر چیست؟

میلگرد بستر در ابتدا برای کنترل ترک خوردگی دیوار به دلیل انقباض و انبساط حرارتی یا رطوبتی و همچنین به عنوان راهکاری برای گره زدن مصالح بنایی به یکدیگر مورد استفاده قرار گرفت. از دیگر کاربردهایی که برای میلگرد بستر در نظر گرفته شده است می‌توان به افزایش مقاومت کششی و خمشی دیوار نیز اشاره کرد. اجزای غیرسازه‌ای ساختمان (مانند دیوارهای خارجی و داخلی) باید در برابر نیروهای جانبی به خوبی مهار شوند. روش‌های مهار لرزه‌ای این اجزا باید دارای ویژگی‌های به خصوصی باشند. دیوارهای بلوکی به مانند یک دال دوطرفه در توزیع نیروهای وارده عمل می‌کنند.

در هنگام اعمال نیروهای جانبی بر اثر زلزله یا باد، دیوار تحت ممان خمشی در هر دو راستای افقی و قائم قرار می‌گیرد. با توجه به این که مقاومت دیوار جداسازی شده غیرمسلح در راستای افقی بسیار ناچیز است، تسلیح دیوار در راستای افقی امری ضروریست. یکی از روش‌های مسلح کردن دیوار در راستای افقی استفاده از میلگرد است. برای بهبود عملکرد سازه‌ای و افزایش استحکام و پایداری دیوارهای بنایی در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله به کار گرفته می‌شود.

نحوه عملکرد مشابه با یک تیر بتنی با ضخامت کم است که با توجه به سختی که دارد به عنوان یک المان افقی، مقاومت خمشی دیوار را در برابر ممان‌های عمود بر صفحه دیوار بالا برده و مانع تخریب دیوار می‌شود. از در انواع دیوارهای بلوکی از جمله دیوار آجری، بلوک سیمانی یا سفالی، لیکا و … استفاده می‌شود.

معرفی انواع میلگرد بستر

با توجه به شرایط موجود در پروژه، می‌توان از دو نوع مختلف که در ادامه توضیح داده شده است استفاده کرد:

• میلگرد بستر نردبانی (Ladder-type)

شامل مفتول‌های طولی است که مفتول‌های عرضی به صورت عمودی به آن جوش شده‌اند و از نظر ظاهری شبیه یک نردبان است. این نوع میلگرد نسبت به نوع خرپایی از سختی کمتری برخوردار است. برای تسلیح دیوارهای چندجداره این نوع توصیه می‌شود.

• میلگرد بستر خرپایی (Truss-type)

شامل مفتول‌های طولی است که با مفتول‌های عرضی مورب متصل شده‌اند. این نوع سختی بیشتری نسبت به مدل نردبانی در دیوار ایجاد می‌کند. از آنجایی که مفتول‌های عرضی مورب ممکن است در قرارگیری فولاد تقویت‌کننده قائم تداخل ایجاد کند، در دیوارهای تقویت شده با مقاطع فولادی قائم می‌توان از نوع نردبانی استفاده کرد.

نحوه ساخت میلگرد بستر چگونه است؟

میلگرد بستر را می‌توان با استفاده از دو مفتول طولی و مفتول‌های عرضی جوش شده به آن تهیه نمود. نوع نردبانی را می‌توان به راحتی و با استفاده از میلگردهای حرارتی که معمولاً در کارگاه‌های ساختمانی موجود است در محل پروژه تولید نمود. البته توجه به ابعاد و فواصل قرارگیری میلگردهای عمودی در تولید این نوع میلگردهای بستر ضروری است. طبق جزئیات ارائه شده در پیوست ششم استاندارد 2800، فاصله میلگردهای عرضی در مدل نردبانی باید بین 40 تا 50 سانتی‌متر بوده و عرض 3 سانتی‌متر از عرض دیوار کمتر باشد. نوع خرپایی را می‌توان به صورت پیش‌ساخته و متناسب با عرض دیوار مورد نظر تهیه کرد.

معمولاً مفتول‌های طولی 3 متری بوده و عرض بسته به عرض دیواری که قرار است داخل آن قرار گیرد 5.5، 11 و یا 15 سانتی‌متر انتخاب می‌شود. قطر مفتول‌های معمولاً 4 میلی‌متر انتخاب می‌شود. قطر این مفتول‌ها نباید از نصف ضخامت ملات دیوار بیشتر باشد. باید توجه شود که میلگردهای بستر قرارگرفته در دیوار باید با ملاتی که حداقل ضخامتش 16 میلی‌متر است در برابر هوازدگی پوشش داده شود. ضخامت ملات بین واحدهای بنایی و نباید کمتر از 6 میلی‌متر باشد. همچنین طبق ضوابط مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، میلگردها و بست‌های مورد استفاده باید از جنس فولاد ضدزنگ یا فولاد گالوانیزه یا میلگرد آج‌دار سرد نورد شده باشند.

نحوه اجرای میلگرد بستر 

اجرای میلگرد بستر پیچیدگی چندانی نداشته و برای اکیپ‌های اجرایی کار سختی محسوب نمی‌شود. با این حال اجرای صحیح و دقیق برای عملکرد مناسب آن حائز اهمیت است. مراحل و نحوه اجرای میلگرد بستر به طور خلاصه در زیر آمده است:

• در ابتدا قبل از این که دیوارچینی انجام شود، تراز قرارگیری میلگردهای بستر روی ستون مشخص شده و یک گیره به کمک پیچ و رولپلاک به ستون متصل می‌شود. در ساختمان‌های اسکلت فولادی و یا در محل وادارهای میانی می‌توان گیره را به کمک جوشکاری روی ستون یا وادار نصب کرد. معمولاً هر 40 سانتی‌متر (دو رج دیوار بلوک سیمانی یا سفالی) یک ردیف میلگرد اجرا می‌گردد. با این حال بسته به نقش دیوار در سازه و میزان بار وارد بر آن، این عدد می‌تواند متفاوت باشد. بند پ-6-1-4-2 پیوست ششم استاندارد 2800 در قسمت جزئیات اجرایی دیوارهای داخلی و خارجی، حداکثر فاصله قطعات مسلح‌کننده افقی در ارتفاع دیوار را یک متر مشخص کرده است. به علت کم بودن نیروهای عمود بر صفحه در طبقات پایین‌تر ساختمان می‌توان فاصله بین ردیف‌های میلگرد در این طبقات را حداکثر (یک متر) در نظر گرفت. به همین ترتیب هرچه به سمت طبقات بالاتر حرکت می‌کنیم با افزایش نیروهای عمود بر صفحه فاصله ردیف‌ها کمتر می‌شود. به عنوان مثال در طبقات پایین‌تر به ازای هر 4 رج دیوار یک ردیف میلگرد قرار داده می‌شود و در طبقات بالایی دو رج در میان از آن استفاده می‌گردد. لازم به ذکر است که انجام این کار و طراحی جزئیات اجرایی براساس نیاز دیوار، از لحاظ اقتصادی برای پروژه مقرون به صرفه است.

• پس از نصب گیره‌ها، قلاب (شاخک) داخل سوراخ لوبیایی شکل گیره قرار می‌گیرد.

• با شروع دیوارچینی، زمانی که رج دیوار به تراز گیره‌ها می‌رسد، میلگرد آماده شده، روی رج دیوار قرار می‌گیرد. توجه شود، که باید با قلاب (شاخک) همپوشانی داشته باشد. همچنین باید به صورت کامل در ملات دیوار مدفون شود تا دچار هوازدگی در طول زمان نشود.

مزیت‌های استفاده از میلگرد مقاومتی بستر

از جمله مزایای استفاده از میلگرد بستر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• افزایش مقاومت کششی دیوار
• افزایش مقاومت خمشی دیوار
• استحکام و پایداری مناسب دیوار در هنگام زلزله و جلوگیری از تخریب دیوار
• افزایش مقاومت دیوار در برابر ترک‌خوردگی

ضوابط فنی مربوط به میلگرد بستر چیست؟

ضوابط فنی مربوطه در آیین‌نامه‌های داخلی و بین‌المللی مورد اشاره قرار گرفته است. از جمله آیین‌نامه‌های داخلی که در این مورد توضیح داده‌اند، مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، پیوست ششم استاندارد 2800 و نشریه 819 هستند. همچنین ضابطه شماره 714 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی در بند 12-2-2-4، استفاده از میلگرد بستر در وال‌پست (تسلیح دیوار در راستای افقی) را به عنوان یکی از الزامات طراحی وال‌پست بیان کرده است.

وال‌ پست با کوتاه کردن طول آزاد دیوار و کنترل نسبت طول به ارتفاع دیوار موجب توزیع عکس‌العمل دیوار در هر دو راستا می‌شود تا قسمتی از بارهای عمود بر صفحه دیوار که در راستای قائم وارد می‌شدند، در راستای افقی توزیع شوند. با توجه به این که مقاومت دیوار در راستای افقی ناچیز است، تسلیح دیوار در این راستا الزامی است. در صورتی که اجرای وال‌پست بدون تسلیح دیوار صورت گیرد، تقاضای خمشی دیوار در راستای افقی بیش از ظرفیت آن شده و اجرای وال‌پست بدون میلگرد بستر موجب خرابی دیوار در نیروی کمتری می‌شود.

برخی از سایر ضوابط آمده در آیین‌نامه‌ها به شرح زیر می‌باشند:

• حداقل یک سیم عرضی به قطر 3 میلی‌متر به ازای هر 0.2 مترمربع از مساحت دیوار پیش‌ساخته برای دیوارهای بنایی باید در نظر گرفته شود و فاصله عمودی نباید بیشتر از 40 سانتی‌متر باشد.
• سیم‌های طولی باید کاملاً در ملات خوابانده شوند، همه جداره‌های دیوار (در دیوارهای چندجداره) را دربرگیرد.
• میلگردهای بستر قرارگرفته در دیوار باید با ملاتی که حداقل ضخامتش 16 میلی‌متر است، در برابر هوازدگی پوشش داده شود. ضخامت ملات بین واحدهای بنایی نباید کمتر از 6 میلی‌متر باشد.
• دیوارهای بنایی جداشده از سازه اصلی باید دارای حداقل میلگرد افقی برابر با 0.007 مساحت مقطع عرضی دیوار باشند. این ضابطه باید با توزیع یکنواخت که فاصله آن‌ها از یکدیگر بیش از 120 سانتی‌متر نباشد رعایت گردد.

در بین آیین‌نامه‌های بین‌المللی ASTM A951 تحت عنوان Standard Specification for Masonry Joint Reinforcement ضوابطی را در نظر گرفته که به طور خلاصه در زیر به آن‌ها اشاره شده است:

• در سفارش باید به مواردی چون مقدار سفارش، نوع(خرپایی یا نردبانی)، عرض(بر اساس عرض دیوار)، مشخصات و قطر مفتول‌ها، پوشش مفتول‌ها و … توجه کرد.
• در ساخت باید از ابزار و ماشین‌آلاتی استفاده شود، که ابعاد و فواصل موردنظر را دقیق اجرا کنند. همچنین اتصال مفتول‌های طولی و عرضی در هر تقاطع باید به طور کامل و با استفاده از جوشکاری مقاومتی صورت گیرد.
• مفتول‌هایی که در ساخت میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید دارای مقاومت کششی حداقل 550 مگاپاسکال و مقاومت تسلیم حداقل 485 مگاپاسکال باشند.
• سایر ضوابط در زمینه پوشش محافظتی، ابعاد و اندازه‌گیری، نمونه‌گیری و سنجش، بازرسی و … در بندهای 5 تا 10 ASTM A951 توضیح داده شده است.

سخن پایانی

میلگرد بستر به عنوان راهکاری برای تسلیح دیوار در راستای افقی و افزایش استحکام و پایداری دیوار در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله در صنعت ساختمان ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد. اجرای میلگرد بستر به دلیل ایجاد اختلال در فرآیند دیوارچینی، نیاز به سوراخکاری در بتن، جوشکاری و … فرآیند دیوارچینی را طولانی می‌کند.

فناوری نوین وال مش با ایجاد رفتار دال یک‌طرفه در دیوارهای بلوکی، نیاز به تسلیح افقی دیوار را برطرف نموده و دیوار بدون آن اجرا می‌گردد. به همین دلیل سرعت اجرای دیوار افزایش یافته و با سهولت بیشتری انجام می‌شود. استفاده از وال مش به عنوان یک فناوری نوین و مورد تأیید آیین‌نامه‌های داخلی بهترین راهکار برای مهار لرزه‌ای دیوارهای غیرسازه‌ای محسوب می‌شود.