اجرای میلگرد بستر در پروژههای ساختمانی به عنوان راهکاری برای تسلیح دیوارها در برابر نیروهای خارجی و تقویت مقاومت خمشی و کششی دیوار در راستای افقی به کار گرفته میشود. با توجه به نقش مهم و اهمیت بالای عملکرد میلگرد بستر در هنگام زلزله، اجرای صحیح و رعایت کامل جزئیات اجرایی آن امری ضروریست. در مهندسی سازه، دیوارهای غیرسازهای اغلب در برابر شتابهای خارج از صفحه ناشی از زلزله آسیبپذیر هستند. تسلیح این دیوارها با استفاده از مقاطع فولادی گالوانیزه که در درزهای افقی ملات مدفون میشوند، یکی از اقتصادیترین و موثرترین روشها برای جلوگیری از فروپاشی ناگهانی آنهاست. امروزه در بسیاری از پروژههای پیشرفته، به جای این سیستم از توری وال مش به عنوان یک سیستم تسلیح خارجی برای دیوارهای غیرسازهای استفاده میشود.
در این مقاله، ضمن بررسی متون اصلی و استانداردهای ملی، راهکارهای نوین مهار لرزهای دیوار نیز مورد تحلیل قرار میگیرند. ضرورت مهار اجزای غیرسازهای به حدی است که آییننامههای جدید نظیر پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰، عدم رعایت این اصول را مصداق تخلف مهندسی قلمداد کردهاند. در واقع، یک دیوار مسلح نشده، در هنگام زلزله مانند یک جسم صلب و شکننده عمل کرده و با کوچکترین جابجایی قاب، دچار فروپاشی میشود. نحوه اجرای میلگرد بستر باید به گونهای باشد که دیوار بتواند بارهای جانبی را تحمل کرده و بدون جدا شدن از سازه اصلی، انرژی لرزهای را مستهلک نماید.
مشخصات فنی میلگرد بستر
میلگرد بستر چه نوع میلگردی است؟ میلگرد بستر یک ابزار تقویتکننده دیوار در برابر نیروهای خارجی و بخصوص نیروهای جانبی ناشی از زلزله بوده و متشکل از دو میلگرد طولی موازی است که با کمک مفتولهای عرضی (به صورت نردبانی یا خرپایی) جوش داده شدهاند. مشخصات فنی این محصول طبق استانداردهای ASTM A951 و ضابطه ۷۲۹ سازمان برنامه و بودجه کشور تعیین میشود. فولاد مصرفی در ساخت مفتولها باید دارای حداقل تنش تسلیم ۴۵۰ مگاپاسکال و حداقل تنش نهایی ۵۵۰ مگاپاسکال باشد. همچنین برای اطمینان از پیوستگی کامل با ملات، سطح مفتولهای طولی باید به صورت آجدار طراحی شود تا درگیری مکانیکی حداکثری ایجاد گردد.
در دیوارهایی که از ملاتهای بستر نازک استفاده میشود (مانند بلوک AAC یا هبلکس)، تکنولوژیهای نوین به عنوان جایگزین مسلحکننده در سطوح خارجی دیوار پیشنهاد میگردد تا ضخامت لایههای اجرایی به حداقل برسد. ضخامت مفتولهای بستر معمولاً بین ۴ تا ۸ میلیمتر متغیر است. برای دیوارهایی با ضخامتهای مختلف، عرض میلگرد بستر نیز تغییر میکند (معمولاً ۵.۵، ۱۱ و ۱۵ سانتیمتر). نکته حیاتی در مشخصات فنی میلگرد بستر، پوشش گالوانیزه آن است. از آنجایی که میلگرد در میان ملات سیمانی قرار میگیرد و ملات خاصیت قلیایی دارد، خطر خوردگی بسیار بالاست. بنابراین، تمامی شاخهها باید دارای روکش گالوانیزه با ضخامت استاندارد باشند تا در طول عمر مفید ساختمان، دچار زنگزدگی و کاهش سطح مقطع نشوند.
کاربرد میلگرد بستر
کاربرد اصلی اجرای میلگرد بستر تقویت دیوارهای بلوکی در برابر بارهای جانبی، در راستای افقی است؛ چرا که دیوارهای بلوکی در این راستا عملکرد ضعیفی دارند و مقاومت خمشی آنها در این جهت ناچیز است. این سیستم در انواع دیوارهای پیرامونی، داخلی، جانپناهها و دیوارهای حائل کاربرد گستردهای دارد.
علاوه بر مهار لرزهای، کاربرد میلگرد بستر در کنترل ترکهای ناشی از نشستهای جزئی پی و یا جمعشدگی (Shrinkage) مصالح سیمانی بسیار موثر است. در پروژههایی که دیوارهای با طول بیش از 4 متر دارند استفاده از مش فایبرگلاس به همراه نبشی وال مش به جای میلگرد بستر به عنوان یک راهکار اقتصادی برای تامین پایداری خارج از صفحه پیشنهاد میگردد چرا که منجر به حذف وادارهای فولادی میگردد.
| نوع مصالح دیوار | نحوه مسلحسازی | ملاحظات فنی |
|---|---|---|
| بلوک سیمانی و لیکا | میلگرد بستر خرپایی | هر ۵۰ سانتیمتر ارتفاع |
| بلوک هبلکس (AAC) | بست تخت یا میلگرد بستر کتابی | ضخامت ملات کمتر از ۳ میلیمتر |
| آجر سفال | میلگرد بستر نردبانی/خرپایی | جلوگیری از شکست ترد سفال |
استانداردهای میلگرد بستر و جزئیات اجرای آن
جزئیات اجرای میلگرد بستر در آییننامههای داخلی و بینالمللی مورد اشاره قرار گرفته است. از جمله آییننامههای داخلی که در مورد میلگرد بستر توضیح دادهاند مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، پیوست ششم استاندارد 2800، نشریه شماره 729 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.
استانداردهای میلگرد بستر والپست 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 میلگرد بستر بدون رعایت فواصل استاندارد صورت گیرد، دیوار در مواجهه با بادهای شدید یا تکانهای لرزهای دچار گسیختگی برشی میشود. آییننامهها تاکید دارند که اتصال دیوار به سازه باید به صورت مفصلی باشد تا از انتقال لنگر به ستونها جلوگیری شود.
انواع میلگرد بستر
میلگردهای بستر بر اساس هندسه مفتولهای عرضی به دو نوع اصلی تقسیم میشوند که هر یک ویژگیهای عملکردی خاص خود را دارند:
۱. نوع نردبانی (Ladder Type):
این مدل شامل دو مفتول طولی موازی است که توسط مفتولهای عرضی با زاویه ۹۰ درجه به یکدیگر متصل شدهاند. ساختار ساده این مدل باعث سهولت در نصب و برش در محل پروژه میشود. این نوع بیشتر برای دیوارهای غیرباربر و تیغههای داخلی با بار جانبی کمتر توصیه میشود.
۲. نوع خرپایی (Truss Type):
در این مدل، مفتولهای عرضی به صورت زیگزاگ یا هفت و هشتی به مفتولهای طولی جوش داده میشوند. این طراحی مثلثی باعث ایجاد سختی خمشی و کششی بالاتری نسبت به مدل نردبانی شده و برای دیوارهای باربر یا دیوارهای با دهانه بلند توصیه میگردد.
انتخاب میان این انواع میلگرد بستر به محاسبات مهندسی و میزان بار جانبی مورد انتظار بستگی دارد. نوع خرپایی به دلیل شکل خرپایی، نیروهای کششی را بهتر در طول دیوار توزیع میکند. در بسیاری از موارد برای بهبود عملکرد سیستم، بررسی قیمت والمش و مقایسه آن با هزینههای تهیه و نصب میلگردهای خرپایی سنگین میتواند به سازندگان در انتخاب اقتصادیترین روش مقاومسازی کمک کند.
مزایای میلگرد بستر
استفاده از این روش مقاومسازی مزایای قابل توجهی را برای سازندگان به همراه دارد که عبارتند از:
- افزایش تا ۷۰ درصدی مقاومت دیوار در برابر نیروهای خارج از صفحه.
- کنترل و کاهش ترکهای ناشی از نشست یا تغییرات دمایی و انقباض ملات.
- امکان اجرای همزمان با دیوارچینی که سرعت پروژه را افزایش میدهد.
- افزایش شکلپذیری دیوار و جلوگیری از ریزش آوار در هنگام زلزلههای شدید.
این سیستم با ایجاد یکپارچگی میان بلوکها، به کمک وادارهای میانی دیوار را به یک دال دوطرفه تسلیح شده تبدیل میکند که عملکردی بسیار فراتر از یک دیوار ساده دارد.
اجرای میلگرد بستر الزامی است؟
پاسخ به این سوال بر اساس ضوابط صریح مهندسی در ایران، «بله» است. مطابق با پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰، تمامی دیوارهای غیرسازهای در ساختمانهای با اهمیت زیاد و متوسط باید در برابر نیروهای لرزهای مهار شوند. عدم رعایت این ضوابط منجر به عدم صدور پایان کار و مسئولیت حقوقی برای مهندس ناظر و مجری پروژه در صورت وقوع حادثه خواهد شد.
با این حال، اجرای میلگرد بستر زمانی الزامی خواهد بود که روش وال پست را برای مهار لرزهای دیوارها انتخاب کرده باشید. این در حالی است که راهکار جایگزین وال پست، یعنی وال مش، بدون هیچ نیازی به اجرای وادار و میلگرد بستر میتواند دیوارها را مطابق الزامات پیوست ششم استاندارد 2800 مهار کند. بنابراین در صورت استفاده از روش وال مش، اجرای میلگرد بستر اجباری نیست.
امروزه در بسیاری از بازرسیهای فنی، از اجرای وال مش به عنوان یکی از روشهای تایید شده نوین یاد میشود، اما میلگرد بستر همچنان سنتیترین راهکار برای پاسخ به الزامات آییننامهای است.
لوازم جانبی برای اجرای میلگرد بستر
نصب صحیح این سیستم نیازمند قطعات واسطی است که پیوستگی بین دیوار و اسکلت را تضمین کنند. لوازم جانبی برای اجرای میلگرد بستر شامل موارد زیر است:
- گیره (Clip): قطعهای فولادی که به ستون متصل میشود.
- قلاب (Tie): قطعهای که میلگرد بستر را به گیره متصل کرده و اجازه حرکت مفصلی به دیوار میدهد.
- ناودانی منقطع: جهت مهار لبههای دیوار در محل اتصال به ستون بتنی و تیرهای سقف.
برای نصب این قطعات بر روی سطوح بتنی، استفاده از رولپلاکهای فولادی توصیه میشود تا اتصال در برابر نیروهای کششی مقاوم باقی بماند. عدم استفاده از لوازم جانبی استاندارد، باعث میشود که دیوار در هنگام لرزش، از تکیهگاههای خود جدا شده و علیرغم مسلح بودن، واژگون گردد.
نحوه اجرای میلگرد بستر در اسکلت بتنی
در ساختمانهای بتنی، چالش اصلی اتصال قطعات فلزی به بتن سخت شده است. نحوه اجرای میلگرد بستر در اسکلت بتنی با علامتگذاری ترازهای دقیق روی ستون آغاز میشود (معمولاً هر ۴۰ سانتیمتر یا دو رج دیوار بلوک سیمانی). سپس سوراخکاری روی ستون با دریل انجام شده و گیره گالوانیزه توسط پیچ و رولپلاک به بدنه ستون محکم میگردد. طبق ضوابط پیوست ششم ۲۸۰۰، استفاده از تفنگهای میخکوب به دلیل آسیب احتمالی به میلگردهای اصلی ستون و ایجاد ترک در بتن ممنوع است.
پس از نصب گیره، قلابِ میلگرد بستر در سوراخ گیره قرار گرفته و میلگرد بستر روی رج دیوار مستقر میشود. در این مرحله، ۲۰ سانتیمتر انتهایی میلگرد باید به صورت ۹۰ درجه خم شود تا درگیری کامل ایجاد گردد. این فرآیند باید با دقت بالا انجام شود تا تراز دیوار حفظ گردد. در اسکلتهای بتنی، استفاده از ناودانیهای منقطع نیز راهکار بسیار مناسبی برای مهار لبههای قائم دیوار است که جایگزین روش گیره و قلاب در برخی دیتیلها میشود.
نحوه اجرای میلگرد بستر در اسکلت فلزی
نحوه اجرای میلگرد بستر در اسکلت فلزی تفاوتهایی در بخش اتصال به سازه دارد. در اینجا به جای سوراخکاری، از جوشکاری استفاده میشود. گیرهها باید به بال یا جان ستون فلزی با حداقل ۱ سانتیمتر خط جوش در هر طرف متصل شوند (مجموعاً ۴ سانتیمتر جوش در چهار طرف بست). پس از اتمام جوشکاری و نصب گیره، قلابها در جای خود قرار گرفته و دیوارچینی آغاز میشود.
باید دقت شود که تمامی نقاط جوشکاری شده با رنگ ضدزنگ یا اسپری روی پوشش داده شوند تا از خوردگی ناشی از رطوبت ملات جلوگیری شود. در ساختمانهای اسکلت فلزی، اجرای صحیح این سیستم تضمین میکند که نیروهای جانبی دیوار به درستی به ستونهای اصلی منتقل شده و دیوار دچار کمانش خارج از صفحه نمیگردد. همچنین در بخشهای بالایی دیوار، اتصال به زیر تیرها باید از نوع کشویی باشد تا تغییر شکل تیر به دیوار فشار وارد نکند.
نحوه اجرا میلگرد بستر در وال پست
والپستها المانهایی هستند که طول آزاد دیوار را کاهش میدهند. نحوه اجرا میلگرد بستر در وال پست به این صورت است که اگر عرض دیوار بیش از ۴ متر باشد، باید از وادارهای قائم والپست میانی استفاده کرد. در این حالت، گیرهها به جای ستون اصلی بر روی والپست نصب میشوند. میلگرد بستر در وال پست باید با قلاب استاندارد به وادار متصل شود تا اتصال مفصلی مورد نیاز تامین گردد.
نکته قابل توجه در نحوه اتصال میلگرد بستر به وال پست این است که این اتصال باید اجازه جابجایی محدود را بدهد تا هیچگونه قیدی روی ستون ایجاد نشده و در نتیجه نیروی عکسالعمل ثقلی به ستون وارد نگردد. این موضوع باعث میشود دیوار و سازه در هنگام زلزله رفتار مستقل و در عین حال هماهنگی داشته باشند. در بسیاری از موارد، از مش فایبرگلاس برای تقویت محل اتصال دیوار به والپست استفاده میشود تا ترکهای ناشی از لرزشهای جزئی نمایان نشوند.
اجرای میلگرد بستر در دیوارهای جدا شده از سیستم اصلی
جداسازی لرزهای یکی از اصول حیاتی پیوست ششم آییننامه ۲۸۰۰ است. اجرای میلگرد بستر در دیوارهای جدا شده از سیستم اصلی به این معناست که دیوار نباید به صورت صلب به زیر تیر یا بدنه ستون متصل گردد. دیوار باید با فاصلهای حدود ۱ درصد ارتفاع طبقه از ستونها و حداقل ۲.۵ سانتیمتر از زیر تیر سقف فاصله داشته باشد. این فضا با مصالح تراکمپذیر مانند یونولیت یا پشم سنگ پر میشود.
برای حفظ زیبایی و جلوگیری از ترکهای نازککاری در محل این درزهای سرد، استفاده از مش فایبرگلاس به همراه پلاستر وال مش بر روی درز انقطاع و سطح دیوار توصیه میشود تا پیوستگی ظاهری سطح حفظ گردد و در عین حال آزادی حرکت لرزهای دیوار آسیب نبیند. برخی از سایر ضوابط شامل موارد زیر است:
- حداقل یک سیم عرضی به قطر ۳ میلیمتر به ازای هر ۰.۲ مترمربع از مساحت دیوار.
- سیمهای طولی باید کاملاً در ملات خوابانده شوند.
- میلگردهای بستر باید با ملاتی که حداکثر ضخامتش ۱۶ میلیمتر است پوشش داده شوند.
نکات اجرای میلگرد بستر در دیوار چینی
برای دستیابی به حداکثر پایداری، رعایت نکات اجرای میلگرد بستر در دیوار چینی حیاتی است. اولاً، سطح رج قبلی باید کاملاً از گرد و غبار پاک شود تا ملات چسبندگی کافی داشته باشد. ثانیاً، در پاسخ به این سوال که میلگرد بستر هر چند رج یک بار باید اجرا شود، آییننامه حداکثر فاصله را ۴۰ تا ۵۰ سانتیمتر (معمولاً هر دو رج یک بار برای بلوکهای ۲۰ سانتیمتری) تعیین کرده است.
ثالثاً، در نحوه اجرای میلگرد بستر در دیوار، باید دقت شود که همپوشانی (اورلپ) شاخهها در دیوارهای بلند حداقل ۲۵ تا ۳۰ سانتیمتر باشد. همچنین نصب میلگرد بستر باید به گونهای باشد که میلگرد دقیقاً در وسط عرض دیوار قرار گیرد تا پوشش ملات از هر طرف یکسان باشد (حدود ۱ سانتیمتر فاصله از لبه بلوک). چهارم، هرگز نباید از میلگردهای زنگزده استفاده کرد. برای یادگیری بهتر، مشاهده فیلم اجرای میلگرد بستر که توسط انجمنهای مهندسی تهیه شده، میتواند جزییات ظریفی مانند نحوه اورلپ و کنترل تراز ملات را به خوبی آموزش دهد.
محاسبات فنی و ضوابط تکمیلی
برای اینکه بدانید ضوابط اجرای میلگرد بستر چیست، باید بدانید که مجموع سطح مقطع میلگردهای مورد نیاز برابر با ۰.۰۰۰۳ سطح مقطع مؤثر دیوار است. در دیوارهای باربر این نسبت به ۰.۰۰۰۷ افزایش پیدا میکند. برای مهار کامل دیوار، استفاده از وال پست میلگرد بستر ضروری است. این سیستم باید طوری طراحی شود که اتصال میلگرد بستر به نبشی در تراز سقف انجام شود تا حرکت کشویی دیوار مهار گردد.
دقت در نحوه اتصال میلگرد بستر به قلاب نیز اهمیت بالایی دارد. استفاده از مفتولهای آجدار گالوانیزه مطابق استاندارد ASTM A951 باعث تضمین کیفیت اجرا و افزایش مقاومت سازه میشود.
سخن پایانی
زلزلههای اخیر اهمیت بالای تقویت دیوارهای غیرسازهای ساختمان را بیش از پیش نمایان کرد. میلگرد بستر نقش مهمی در مهار این دیوارها ایفا میکند و لازم است جزئیات اجرایی آن به طور صحیح مورد توجه قرار گیرد. با این حال، اجرای این سیستم در مقایسه با راهکارهای نوین زمان و هزینه بیشتری را متوجه پروژه میکند. والمش روشی نوین برای تسلیح دیوار است که علاوه بر زمان کمتر، از سهولت اجرایی بیشتری برخوردار بوده و عملکرد مناسبی در مهار دیوار نشان میدهد. به دلیل همین مزایا است که سیستمهای مبتنی بر الیاف به سرعت در حال جایگزینی با روشهای سنتی در پروژههای پیشرفته هستند.
سوالات متداول
1.میلگرد بستر چیست و چه کاربردی دارد؟
میلگرد بستر نوعی تقویتکننده دیوار است که به منظور مقاومسازی دیوارها در برابر نیروهای خارجی، به ویژه نیروهای ناشی از زلزله، به کار میرود. این سیستم شامل دو میلگرد طولی است که توسط مفتولهای عرضی به هم متصل شده و در دیوارهای غیرسازهای به کار میرود تا در برابر بارهای جانبی مقاومت بهتری ایجاد شود.
2.چه استانداردهایی برای اجرای میلگرد بستر وجود دارد؟
اجرای میلگرد بستر باید بر اساس استانداردهای مختلف مانند ASTM A951 و استاندارد ملی ایران انجام شود. همچنین طبق آییننامه مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان و پیوست ششم استاندارد 2800 و ضابطه 729 سازمان برنامه و بودجه، دیوارهای غیرسازهای در ساختمانهای با اهمیت زیاد و متوسط باید در برابر نیروهای لرزهای مهار شوند.
3.چرا میلگرد بستر در زمان زلزله اهمیت دارد؟
میلگرد بستر موجب افزایش مقاومت دیوارها در برابر نیروهای جانبی مانند شتابهای زلزله میشود. با تقویت دیوارها، از ترکخوردگی و فروپاشی ناگهانی دیوارها جلوگیری کرده و ایمنی ساختمان را در برابر لرزشهای زمینلرزه افزایش میدهد.
4 .آیا اجرای میلگرد بستر در همه ساختمانها الزامی است؟
بله، طبق استانداردهای موجود، تمامی دیوارهای غیرسازهای در ساختمانهایی با اهمیت زیاد و متوسط که سیستم وال پست را برای مهار دیوارهایشان انتخاب کردهاند باید با استفاده از میلگرد بستر یا روشهای مشابه تقویت شوند تا در برابر نیروهای لرزهای مقاوم شوند. اما در صورت انتخاب سیستم وال مش برای مهار دیوارها، نیازی به اجرای میلگرد بستر و وادار نیست.
5.اجرای میلگرد بستر الزامی است؟
بله، اجرای میلگرد بستر الزامی است.طبق پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰، تمامی دیوارهای غیرسازهای در ساختمانهای با اهمیت زیاد و متوسط که سیستم وال پست را برای مهار دیوارهایشان انتخاب کردهاند باید در برابر نیروهای لرزهای مهار شوند. عدم رعایت این ضوابط میتواند منجر به عدم صدور پایان کار و مسئولیت حقوقی برای مهندس ناظر و مجری پروژه در صورت وقوع حادثه شود.