ستون‌ها یکی از بخش‌های اصلی و بسیار مهم ساختمان‌ها هستند. در واقع ساختمان‌ها بر روی ستون‌ها بنا می‌شوند و این ستون‌ها هستند که از فرو ریختن ساختمان‌ها جلوگیری میکنند. یکی از بخش‌های اصلی و سازنده ستون‌ها، میلگردها هستند. به همین جهت محاسبه تعداد میلگرد در ستون از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. تعداد میلگرد در ستون در میزان مقاومت ستون بسیار تاثیرگذار است.
در عین حال اگر تعداد میلگرد در ستون بیشتر از حد معمول باشد، منجر به افزایش وزن ساختمان و هزینه‌های ساخت و ساز با توجه نوسان قیمت میلگرد میشود. به همین علت تعداد میلگرد باید به اندازه‌ای باشد که علاوه بر حفظ مقاومت ستون، هزینه‌ها و وزن سازه را بهینه کند. با توجه به اهمیت این موضوع در ساختمان‌سازی، در این مقاله نحوه محاسبه وزن و تعداد میلگرد در ستون را بررسی خواهیم کرد.
ستون چیست و چرا اهمیت زیادی در ساختمان سازی دارد؟
ستون‌ها بخش عمودی سازه هستند که وظیفه انتقال بار سازه به فونداسیون یا زمین را برعهده دارند. در واقع ستون‌ها بار سقف، طبقات و بارهایی که به دلیل برف، طوفان و زلزله یا سایر عوامل به ساختمان وارد میشود را تحمل میکنند و با انتقال این بارها موجب استحکام ساختمان می‌شوند. همان‌گونه که استخوان‌ها وزن بدن را تحمل میکنند و آن را به زمین منتقل میکنند.
ستون‌ها تا اندازه ای در استحکام ساختمان مهم هستند که گاهی آسیب رساندن به یک ستون ممکن باعث تخریب یک ساختمان شود. به همین علت در ساختمانهای جدید که بیشتر به صورت طبقاتی ساخته می‌شوند، طراحی ستون‌ها و اطمینان از استحکام آنها بسیار اهمیت دارد. یکی از اجزای اصلی سازنده ستون‌ها، به خصوص در ساختمانهای بتنی میلگردها هستند. محاسبه تعداد میلگرد در ستون علاوه بر این که از جهت رعایت استانداردهای ساخت ساز و اطمینان از استحکام سازه مهم است، بر میزان هزینه‌های ساخت و ساز نیز تاثیرگذار است.
لازم است به این نکته توجه داشته باشید که هر عضو عمودی در سازه ساختمان، ستون به حساب نمی‌آید. فقط اعضای عمودی ساختمان ستون محسوب می‌شوند که طول موثرشان بیشتر از 3 برابر سطح مقطع‌شان باشد. همچنین در یک سازه همه ستون‌ها از اهمیت یکسانی برخوردار نیستند. ممکن است برخی از ستون‌ها فقط جنبه تزئینی داشته باشند. در حالی که برخی از ستون‌ها بار محوری ساختمان را حمل میکنند و هرگونه آسیب به آنها موجب کاهش پایداری ساختمان میشود. پیشنهاد می کنیم برای اطلاع از کاربردهای بیشتر میلگرد مقاله کاربرد میلگرد فولادی در ساختمان‌سازی را نیز مطالعه نمایید.
برای اطلاعات بیشتر:
نحوه محاسبه تعداد میلگردها در ستون
در ادامه به جزئیات نحوه محاسبه تعداد میلگردها در ستون اشاره شده است.
میلگرد طولی
ستون‌ها شکل‌ها، اندازه‌ها و سطح مقطع‌های متفاوتی دارند و تعداد میلگردهای به کار رفته در هر ستون با توجه به سطح مقطع و اندازه ستون متفاوت است. اما به طور کلی برای هر سطح مقطع پیشنهاد میشود تعداد میلگردهای زیر به عنوان میلگرد طولی به کار برده شود:
- حداقل تعداد میلگرد در ستون با مقاطع مربعی: 4 میلگرد
- حداقل تعداد میلگرد در ستون با مقطع مستطیلی: 6 تا 8 میلگرد
- حداقل تعداد میلگرد در ستون با مقطع شش ضلعی: 6 میلگرد
- حداقل تعداد میلگرد در ستون با مقطع دایرهای شکل: 6 میلگرد
در اشکال منتظم دیگر، تعداد میلگرد در هر ستون به اندازه تعداد اضلاع خواهد بود.
علاوه بر سطح مقطع، نکته مهم دیگری که در هنگام محاسبه تعداد میلگرد در ستون باید به آن توجه داشته باشید، اندازه میلگرد است. طبق استاندارهای ساخت ساز اندازه میلگردهای به کار رفته در ستون‌های با شرایط معمولی حداقل باید به اندازه یک درصد سطح مقطع ستون باشد و در ستون‌های قاب خمشی با شکل پذیری متوسط حداکثر درصد میلگرد ستون بتنی هشت درصد در نظر گرفته شده است. توجه داشته باشید که در هنگام محاسبه طول میلگرد به کار رفته در ستون، علاوه بر طول ستون باید بخش‌های خم ستون را نیز در نظر بگیرید و مقدار کاور را از هر دو طرف کسر نمایید.
استانداردهای انتخاب میلگرد در ساختمان‌سازی
می‌توان گفت که استاندارد میلگرد از موارد مهمی هستند میلگرد به بالا بردن کیفیت ساخت کمک بسزای خواهد کرد. باید بدانید اولین بار در سال (1878) تادئوس هایت استانداردسازی و تولید نظام‌مند را در ساخت میلگردها مطرح کرده بود. می‌توان گفت که تا قبل از آن تولید این قطعات بدون در نظر گرفتن قواعد و روشی خاص انجام می‌شده. فقط تنها بر پایه آزمون‌وخطا شکل می‌گرفته.
می‌توان اشاره داشت به کاربردهای روزافزون آرماتورها و نقش مهم آنها در مستحکم سازی سازه‌ها استفاده میشود. همچنین تعیین و تعریف استاندارد میلگرد اهمیت بسیار زیادی پیداکرده است. به‌طور کل استانداردهای مختلف برای تولید و رواداری و همچنین مشخصات و حتی کاربرد انواع آنها به وجود آمده است. شرکت‌های زیادی در کشورهای گوناگون اقدام به تدوین و انتشار استانداردها کرده‌اند. درنتیجه استانداردها قواعدی را در رابطه با موارد زیر تعریف خواهند کرد.
1. شکل ظاهری:
می‌توان گفت که این مورد بر ساده یا آجدار بودن میلگرد تمرکز داشته است.
2. ترکیب شیمیایی:
می‌توان گفت که فاکتورهایی مانند میزان کربن و منگنز و فسفر قرار دارد. همچنین سیلیسیم و گوگرد و نیتروژن و همچنین حداکثر کربن معادل در دسته مشخصات شیمیایی قرار خواهند گرفت.
3. مشخصات هندسی:
می‌توان گفت که سطح مقطع محصول در قطر آن و میزان رواداری و همچنین طول جزء مشخصات هندسی هستند. همچنین در جدول وزنی آن نوشته خواهد شد.
4. کیفیت مکانیکی:
می‌توان گفت که میزان ازدیاد طول نسبی و استحکام کششی و همچنین استحکام تسلیم هستند. حتی نسبت استحکام کششی به استحکام تسلیم جزء مشخصات مکانیکی خواهند بود. باید توجه داشت که هر تولیدکننده آنها را به‌طور شفاف اعلام کند.
با به‌کارگیری این استانداردها موجب خواهد شد که تولیدکنندگان معیاری واحد را در تولید دنبال کنند. به‌طور کل می‌توانند محصولی باکیفیت بالا را به خریداران ارائه دهند.
کاربرد میلگرد خاموت در ستون
هنگام محاسبه تعداد میلگرد در ستون و اتصالات میلگرد باید به این نکته توجه داشته باشید که علاوه بر میلگردهای طولی که برای ساخت ستون به کار برده می‌شوند، تعدادی میلگرد خاموت نیز جهت نگه داشتن میلگردهای تقویت کننده اصلی به کار برده می‌شوند. این میلگردها به طور عمودی در دور میلگردهای طولی بسته می‌شوند تا از کمانش آنها جلوگیری کنند.
برای محاسبه طول و تعداد میلگرد خاموت در ستون به این نکته توجه داشته باشید که خاموت‌ها به دور ستون پیچیده می‌شوند، پس برای محاسبه طول‌ها آنها باید اندازه طول هر چهار وجه ستون را همراه با اندازه بخش خم شده در نظر بگیرید.
مقررات مهم دیگری که هنگام محاسبه تعداد میلگرد خاموت باید در نظر داشته باشید، عبارت‌اند از:
- قطر میلگردهای خاموت باید حداقل 8 میلی متر باشد.
- فاصله خاموت‌ها از یکدیگر باید حداکثر 20 سانتی‌متر باشد و در صورت عدم رعایت این استاندارد باید جلوی بتن‌ریزی ساختمان گرفته شود
- خاموت‌ها باید به وسیله سیم آرماتور بندی به میلگردهای طولی متصل شوند.
ممکن است به غیر از میلگرد خاموت، میلگردهای سنجاقکی نیز برای ساخت ستون مورد نیاز باشند. به همین جهت تعداد آنها نیز در هنگام محاسبه تعداد میلگرد در ستون باید در نظر گرفته شود.
نحوه محاسبه وزن میلگرد در ستون
باید بدانید که میلگردهای که مورداستفاده قرارگرفته شده در یک ساختمان بزرگ،که وزن و هزینه بسیار کمی را به خود اختصاص خواهد؛ اما این نکته باید توجه لازم را داشته باشید زیرا باید نکته‌ها رعایت شود که میلگرد انتخاب‌شده باید وزن و مستحکم بودن مناسب و منطقی را داشته باشد. در زمان طراحی کردن ستون‌ها و وزن مناسب و مستحکم بودن میلگردها اصلی‌ترین نکته‌ها را موردتوجه باید باشد.اگر در این دو مورد گفته‌شده اختلاف یا کم‌کاری وجود داشته باشد، ممکن است عواقب خطرناکی را در همراه خود داشته. اما وزن میلگرد چگونه محاسبه خواهد شد؟
وزن میلگردها اغلب با استفاده کردن از جداول خاص خود محاسبه خواهند کرد. اما در بیشتر موقعیت‌ها کارفرماها بهصورت فرمولی این کار را انجام می‌دهند. به‌هرحال جدول که مورداستفاده قرار میگیرد همیشه در دسترس نمی‌باشد. در این مقاله به چند روش محاسبه کردن وزن میلگردها اشاره داشته‌ایم.
استفاده از جدول اشتال
اگر میلگردهای طولی و خاموت بر اساس استاندارد اشتال ساخته شده باشند با مراجعه به جدول اشتال می‌توانید وزن واحد میلگردها را مشاهده کنید. سپس کافی است وزن واحد را در تعداد و طول میلگردها ضرب نمایید تا بتوانید وزن میلگرد در ستون را محاسبه نمایید.
استفاده از فرمول
در بسیاری از مواقع ممکن است میلگردها بر اساس استانداردها جدول اشتال ساخته نشده باشند. در این موارد برای محاسبه وزن میلگرد در ستون باید ابتدا وزن یک متر میلگرد را اندازه گیری نمایید و سپس مقدار به دست آمده را در تعداد و طول میلگرد مورد نظر ضرب کنید.
W = D²L / 162
- W: وزن میلگرد
- D: قطر میلگرد
- L: طول میلگرد
توجه داشته باشید هر چه وزن میلگرد نسبت به مقدار تعیین شده در جدول اشتال کمتر باشد، مقاومت آن میلگرد نیز کمتر خواهد بود. از آنجایی که استحکام میلگرد در ساخت ستون بسیار مهم است، بهتر است از مرکزی مطمئن اقدام به خرید میلگرد کنید.
حداقل و حداکثر درصد میلگرد ستون چقدر مقدار خواهد بود؟
محاسبه تعداد میلگرد در ستون ،این مقداری که باید در نظر گرفت باید از اصول تخصصی در مهندسی عمران و سازه‌ها استفاده شود،ممکن خواهد بود که مقدار حداقل و حداکثر در هر یک از ساختمان‌ها با یکدیگر متفاوت بوده باشد. شکل‌ها و سطح مقطعی که آرماتورها در آن قرار داده می‌شوند تعیین‌کننده این مقدارها خواهد بود. برای اینکه اصول ساختمان‌سازی به‌طور کامل رعایت شود، در آیین‌نامه مقررات ملی ساختمان به‌طور کامل و روشن میزان درصدهای آنها ثبت‌شده است،که طبق این آیین‌نامه که گفته‌شده نسبت سطح مقطع این محصول‌ها به سطح مقطع ستون‌ها باید حداقل میزان آن‌یک درصد و حداکثر میزان آن هشت درصد باید رعایت شود. آشنا شدن با روش‌های کاشت میلگرد در بتن‌ها موجب خواهد شد و انتخاب ستون و فونداسیون در بهترین تعداد این محصول در زمان ساخت‌وساز به شما کمک فراوانی خواهد کرد.
تشخیص سایز میلگرد برای استفاده مناسب
می‌توان گفت که مهندسین و معماران باتجربه روش‌های دیگری برای خود خواهند داشت. می‌توانند به‌وسیله آنها به‌راحتی سایز میلگردها را تشخیص دهند. به‌طور کل سایز و وزن میلگردها به‌طور مستقیم بر قیمت میلگرد تأثیر فراوانی خواهد گذاشت. البته باید بدانید که دقت آنها بسیار متفاوت بوده است. در این قسمت از متن به بعضی از این روش‌ها به‌اختصار اشاره‌ای داشته باشیم:
تشخیص چشمی سایز میلگرد: باید بدانید که درصد خطا و اشتباه در این روش بسیار بالابودِ است.
استفاده از انگشتان دست: این روشی بسیار سریع و حرفه‌ای بوده است. این روش برای مهندسان و معماران زرنگ که خودشان از قبل از اندازه بندانگشتانشان آگاهی داشته‌اند بسیار مؤثر بوده؛ بنابراین برای انجام این روش انگشتان خود را روی میلگرد قرار داده و به‌راحتی و بدون هیچ وسیله‌ای سایز میلگرد را متوجه شوید.
استفاده از شابلون: این‌یک روش ابتکاری بین معماران و مهندسان ناظر بوده است. این روش از دقت بسیار بالایی هم برخوردار خواهد بود. به‌خصوص برای افرادی که از شابلون‌های آماده استفاده میکنند. در شابلون سایز میلگردها روی آن مشخص‌شده است. استفاده از این روش کار را به‌مراتب ساده‌تر و دقیق‌تر خواهد بود.
استفاده از ریسمان یا طناب: با این روش طناب یا ریسمان را به دور میلگرد بسته میشود و با در نظر گرفتن محیط و قطر و همچنین سایز آن را به دست خواهد آمد.
می‌توان گفت که وزن کردن که این روش قبل از بسته شدن آرماتورها امکان‌پذیر بوده است. در این روش باید یک شاخه یک متری از میلگرد موردنظر را وزن کرده. بعد از وزن کردن باید در فرمول زیر قرار داده شود. ابتدا وزن و بعد سایز میلگرد به دست خواهد آمد:
فرمول اندازه‌گیری: وزن یک شاخه یک متری میلگرد= (7.850*3.14*شعاع (میلی‌متر)*شعاع (میلی‌متر)) / 1000
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص تشخیص سایز میلگرد می توانید به این لینک مراجعه کنید.
نتیجه گیری
ستون‌ها یکی از اجزای اصلی ساختمان به حساب می‌آیند تا حدی که بدون ستون‌ها ساخت ساختمان‌ها غیرممکن به نظر می‌رسد. در واقع ستون‌ها نقش نگهدارنده ساختمان را برعهده دارند. میلگردها هم به عنوان پروفیل‌های اصلی در ساخت ستون به کار می‌روند. محاسبه تعداد میلگرد در ستون می‌تواند به برآورد هزینه‌های ساخت و ساز کمک کند. زیرا قیمت میلگرد اهمیت قابل توجهی در محاسبه هزینه‌ها دارد. همچنین محاسبه تعداد و وزن میلگرد در ستون می‌تواند به فعالان حوزه ساختمان‌سازی کمک نماید تا برای تامین و خرید میلگرد برنامه‌ریزی نمایند.
سوالات متداول
