میلگرد مقطع فولادی توپر با سطح مقطع دایره‌ای است که برای جبران ضعف بتن در برابر کشش، درون آن قرار می‌گیرد. در این صفحه با انواع میلگرد، رده‌های استاندارد، شکل آجها، جدول وزن میلگرد و نکات فنی مربوط به کاربرد و نگهداری آن آشنا می‌شوید.
میلگرد چیست؟
میلگرد (آرماتور) محصولی فولادی است که از نورد گرم شمش فولادی به دست می‌آید و به صورت شاخه یا کلاف عرضه میشود. بتن در برابر نیروهای فشاری مقاومت بالایی دارد، اما مقاومت کششی آن تنها کسر کوچکی از مقاومت فشاری‌اش است. با قرار دادن میلگرد در ناحیه کششی عضو بتنی، فولاد نیروهای کششی را تحمل می‌کند و ترکیب این دو ماده، «بتن مسلح» یا «بتن آرمه» را می‌سازد.
دو ویژگی، همکاری فولاد و بتن را ممکن می‌کند: نخست اینکه ضریب انبساط حرارتی این دو ماده به هم نزدیک است و با تغییر دما تنش داخلی قابل‌توجهی بین آن‌ها ایجاد نمی‌شود؛ دوم اینکه بتن با محیط قلیایی خود، لایه محافظی روی سطح فولاد ایجاد می‌کند که سرعت خوردگی را کاهش می‌دهد.
انواع میلگرد
میلگردها را می‌توان بر اساس شکل سطح، روش تولید و نوع پوشش دسته‌بندی کرد:
رده‌های میلگرد و مشخصات مکانیکی
در استاندارد ملی ایران به شماره 3132، میلگردها بر اساس حداقل تنش تسلیم رده‌بندی میشوند. عدد هر رده، حداقل تنش تسلیم آن را بر حسب مگاپاسکال نشان می‌دهد. نام‌های A1 تا A4 نام‌گذاری قدیمی‌تری است که هنوز در گفت‌وگوهای فنی رایج است.
| رده | نام رایج | شکل ظاهری | حداقل تنش تسلیم (MPa) | حداقل مقاومت کششی (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| S240 | A1 | ساده (بدون آج) | 240 | 360 |
| S340 | A2 | آجدار مارپیچ (یکنواخت) | 340 | 500 |
| S400 | A3 | آجدار جناقی | 400 | 600 |
| S500 | A4 | آجدار مرکب | 500 | 650 |
مقادیر جدول حداقل‌های استاندارد هستند. در ویرایش‌های جدید استاندارد، رده‌های دیگری مانند S350، S420 و S520 نیز تعریف شده است.
هرچه رده بالاتر می‌رود، استحکام افزایش و شکل‌پذیری کاهش می‌یابد. به همین دلیل انتخاب رده میلگرد در اعضای مقاوم در برابر زلزله تابع ضوابط آیین‌نامه طراحی است و باید مطابق نقشه‌های سازه انجام شود.
شکل آج در هر رده
- S240: سطح کاملاً صاف و بدون آج.
- S340: آج‌های عرضی هم‌جهت که به صورت مارپیچ دور میلگرد قرار گرفته‌اند.
- S400: آج‌های دو طرف میلگرد در جهت مخالف هم هستند و طرحی شبیه عدد هفت و هشت (جناقی) می‌سازند.
- S500: ترکیبی از آجها با زاویه‌های متفاوت که به آن آج مرکب گفته میشود.
جدول وزن میلگرد
وزن اسمی میلگرد به قطر آن بستگی دارد و از چگالی فولاد محاسبه میشود. جدول زیر وزن اسمی قطرهای متداول را نشان می‌دهد:
| قطر اسمی (mm) | سطح مقطع (mm²) | وزن هر متر (kg) | وزن شاخه 12 متری (kg) |
|---|---|---|---|
| 8 | 50.3 | 0.395 | 4.74 |
| 10 | 78.5 | 0.617 | 7.40 |
| 12 | 113 | 0.888 | 10.66 |
| 14 | 154 | 1.21 | 14.50 |
| 16 | 201 | 1.58 | 18.94 |
| 18 | 254 | 2.00 | 23.97 |
| 20 | 314 | 2.47 | 29.59 |
| 22 | 380 | 2.98 | 35.81 |
| 25 | 491 | 3.85 | 46.24 |
| 28 | 616 | 4.83 | 58.00 |
| 32 | 804 | 6.31 | 75.76 |
| 36 | 1018 | 7.99 | 95.88 |
| 40 | 1257 | 9.86 | 118.38 |
وزن واقعی هر شاخه می‌تواند در محدوده رواداری مجاز استاندارد با مقادیر اسمی تفاوت داشته باشد.
وزن تئوری بر پایه چگالی 7850 کیلوگرم بر متر مکعب؛ وزن واقعی در محدوده رواداری استاندارد می‌تواند کمی متفاوت باشد.
فرمول محاسبه وزن میلگرد
اگر قطر میلگرد (d) بر حسب میلیمتر باشد، وزن هر متر آن بر حسب کیلوگرم از رابطه زیر به دست می‌آید:
W = d² ÷ 162
برای مثال وزن هر متر میلگرد 16 برابر است با 16 × 16 ÷ 162 که حدود 1.58 کیلوگرم میشود. این رابطه، ساده‌شده حاصل‌ضرب سطح مقطع دایره در چگالی فولاد است.
روش تولید میلگرد
ماده اولیه میلگرد، شمش فولادی (بیلت) است. شمش در کوره تا دمایی حدود 1100 تا 1200 درجه سانتی‌گراد گرم میشود و با عبور از قفسه‌های نورد پیاپی، سطح مقطع آن کاهش می‌یابد. در قفسه پایانی، غلتک‌های شیاردار طرح آج و علامت شناسایی را روی سطح ایجاد میکنند. سپس میلگرد روی بستر خنک‌کننده قرار می‌گیرد، به طول استاندارد بریده و بسته‌بندی میشود.
علامت شناسایی: روی میلگردهای آجدار استاندارد، علامتی برجسته حک میشود که تولیدکننده و رده محصول را مشخص می‌کند و امکان ردیابی آن را فراهم می‌سازد.
کاربردهای میلگرد
- فونداسیون و شالوده: شبکه‌های میلگرد در پایین و بالای پی، نیروهای کششی ناشی از خمش را تحمل میکنند.
- ستون و دیوار برشی: میلگردهای طولی بار محوری و خمش را تحمل میکنند و خاموت‌ها مانع کمانش آن‌ها میشوند.
- تیر و دال: میلگردهای طولی در ناحیه کششی و خاموت‌ها برای مقابله با برش به کار می‌روند.
- سازه‌های زیربنایی: پل، تونل، سد، مخزن و اسکله از مصرف‌کنندگان اصلی میلگرد هستند.
- صنعت: میلگرد ساده در ساخت قطعات، انکربولت و تجهیزات فلزی کاربرد دارد.
نکات نگهداری و انبارش میلگرد
- میلگرد باید روی تکیه‌گاه و با فاصله از زمین نگهداری شود تا با خاک و رطوبت تماس مستقیم نداشته باشد.
- زنگزدگی سطحی نازک معمولاً چسبندگی به بتن را کاهش نمی‌دهد، اما زنگ پوسته‌شده، روغن، گریس و گل باید پیش از مصرف پاک شوند.
- رده‌ها و قطرهای مختلف جدا از هم چیده شوند تا در هنگام اجرا با هم اشتباه نشوند.
- خم‌کاری باید به صورت سرد و با قطر خم مجاز انجام شود؛ گرم کردن میلگرد برای خم‌کاری خواص آن را تغییر می‌دهد.
سوالات متداول درباره میلگرد
تفاوت میلگرد A2 و A3 چیست؟
میلگرد A2 (رده S340) حداقل تنش تسلیم 340 مگاپاسکال و آج مارپیچ دارد، در حالی که میلگرد A3 (رده S400) حداقل تنش تسلیم 400 مگاپاسکال و آج جناقی دارد. A2 شکل‌پذیرتر و A3 مقاوم‌تر است.
وزن میلگرد چگونه محاسبه میشود؟
مربع قطر میلگرد بر حسب میلیمتر را بر عدد 162 تقسیم کنید تا وزن هر متر بر حسب کیلوگرم به دست آید. با ضرب این عدد در 12، وزن اسمی یک شاخه 12 متری محاسبه میشود.
چرا میلگرد آجدار در بتن استفاده میشود؟
آجها باعث قفلشدن مکانیکی میلگرد در بتن میشوند و از لغزش آن جلوگیری میکنند. به این ترتیب نیرو به خوبی بین بتن و فولاد منتقل میشود.
آیا میلگرد زنگزده قابل استفاده است؟
زنگ سطحی نازک و چسبنده معمولاً مشکلی ایجاد نمیکند. اما اگر زنگزدگی به صورت پوستهپوسته باشد یا سطح مقطع میلگرد را کم کرده باشد، باید تمیز و از نظر قطر و وزن بررسی شود.
طول استاندارد شاخه میلگرد چقدر است؟
طول رایج شاخههای میلگرد 12 متر است. قطرهای کوچک به صورت کلاف نیز تولید میشوند.
مقاطع فولادی مرتبط
تیرآهنورقپروفیللولهنبشیناودانی
منابع و استانداردهای مرجع
- استاندارد ملی ایران شماره 3132: میلگردهای گرم‌نوردیده برای تسلیح بتن، ویژگی‌ها و روش‌های آزمون
- ISO 6935-2: فولاد برای تسلیح بتن، بخش دوم: میلگردهای آجدار
- ASTM A615/A615M: مشخصات استاندارد میلگردهای ساده و آجدار فولاد کربنی برای تسلیح بتن
- مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران: طرح و اجرای ساختمان‌های بتن‌آرمه
