میلگرد بستر (Bed Joint Reinforcement) یکی از کارآمدترین روشهای مسلحسازی دیوارهای بنایی است که در سالهای اخیر، جایگزین بسیاری از روشهای سنتی و سنگین والپست شده است. این محصول که ترکیبی از مفتولهای فولادی آجدار است، دقیقاً در بین رجهای ملات قرار گرفته و یکپارچگی دیوار را در برابر نیروهای خارجی تضمین میکند. در ادامه، با نگاهی مهندسی و دقیق، تمام جزئیات فنی، اجرایی و محاسباتی این محصول را بررسی میکنیم.
- میلگرد بستر چیست؟
- انواع میلگرد بستر از نظر شکل ظاهری
- مزایای استفاده از میلگرد بستر در ساختمانسازی
- آموزش نحوه اجرای میلگرد بستر (گامبهگام)
- الزامات اجرایی طبق پیوست ششم آییننامه 2800 و مبحث هشتم
- تفاوت عملکردی میلگرد بستر با والپستهای سنتی
- جدول وزن میلگرد بستر و فرمولهای محاسباتی
- عوامل مؤثر بر قیمت میلگرد بستر
میلگرد بستر چیست؟
میلگرد بستر از یک جفت مفتول طولی تغییر شکل یافته (آجدار) تشکیل شده است که توسط مفتولهای عرضی به صورت نردبانی یا خرپایی به یکدیگر جوش داده شدهاند. این محصول با قرارگیری در درزهای افقی ملات بین ردیفهای واحد بنایی (بلوک یا آجر)، صلبیت دیوار را افزایش داده و از ترکخوردگی آن جلوگیری میکند.
مشخصات فنی و استانداردهای تولید
شناخت دقیق مشخصات فنی برای خرید میلگرد بستر، مرز بین یک خرید موفق و ضرر مالی است. در بازار آهن، این محصول با مشخصات متنوعی عرضه میشود که باید با نقشههای محاسباتی سازه تطابق داشته باشد.
طبق استاندارد ASTM A951 و پیوست ششم آییننامه ۲۸۰۰ ایران، میلگرد بستر باید دارای ویژگیهای زیر باشد:
- جنس: مفتولهای فولادی با پوشش گالوانیزه (برای جلوگیری از خوردگی در محیط مرطوب ملات). اکثر محصولات موجود در بازار از مفتول سیاه (فولاد کربنی) تولید میشوند. اما طبق مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان، در مناطق با رطوبت بالا یا دیوارهای پیرامونی که احتمال نفوذ رطوبت وجود دارد، استفاده از مفتول گالوانیزه آجدار یا استنلس استیل (ضد زنگ) برای جلوگیری از خوردگی و پوسیدگی در طول زمان، الزامی است.
- قطر مفتول: معمولاً بین ۳ میلیمتر تا ۶ میلیمتر.
- عرض محصول: عرض میلگرد بستر باید حدود ۲ تا ۳ سانتیمتر کمتر از ضخامت دیوار باشد تا کاملاً توسط ملات پوشانده شود (پیوستگی با ملات).
- تنش تسلیم: حداقل ۴۵۰ مگاپاسکال.
- اهمیت آجدار بودن مفتول در درگیری با ملات : صاف بودن مفتول باعث لغزش آن در ملات هنگام زلزله میشود. آجدار بودن مفتولهای طولی، سطح تماس را افزایش داده و گیرایی مکانیکی (Mechanical Interlock) را بالا میبرد. این ویژگی تضمین میکند که نیروی کششی وارده بر دیوار، مستقیماً به فولاد منتقل شود.
جدول زیر مشخصات ابعادی رایج را نشان میدهد:
| عرض میلگرد بستر (cm) | مناسب برای دیوار با ضخامت (cm) | قطر مفتول استاندارد (mm) |
|---|---|---|
| ۵.۵ | ۱۰ (تیغهای) | ۴ |
| ۱۱ | ۱۵ (پیرامونی) | ۴ |
| ۱۵ | ۲۰ (پیرامونی عریض) | ۴ |
انواع میلگرد بستر از نظر شکل ظاهری
میلگرد بستر در دو نوع اصلی در بازار آهن تولید و عرضه میشود:
- میلگرد بستر نردبانی (Ladder Type): در این مدل، مفتولهای عرضی به صورت عمود بر مفتولهای طولی قرار گرفتهاند (شبیه پلههای نردبان). این نوع برای دیوارهایی با فشار جانبی کمتر مناسب است.
- میلگرد بستر خرپایی (Truss Type): در این مدل، مفتول وسط به صورت زیگزاگ بین دو مفتول طولی جوش داده میشود. این ساختار صلبیت بسیار بالایی ایجاد کرده و بهترین گزینه برای مهار نیروهای برشی است.
تحلیل انواع هندسه: نردبانی (Ladder) یا خرپایی (Truss)؟
هندسه جوشکاری مفتولهای عرضی به طولی، رفتار مکانیکی محصول را تغییر میدهد. انتخاب بین این دو مدل بستگی به نوع پروژه و محل اجرا دارد.
در مدل نردبانی، مفتولهای عرضی به صورت عمود بر مفتولهای طولی با جوش مقاومتی (Spot Weld) متصل شدهاند. این مدل برای دیوارهای با رجهای افقی منظم عالی است و اجرای همپوشانی (Overlap) در آن راحتتر صورت میگیرد.
در مدل خرپایی، مفتول میانی به صورت زیگزاگ جوش داده میشود. این هندسه باعث افزایش ممان اینرسی و سختی مجموعه میشود. اگرچه سختی آن بیشتر است، اما در کنجها و محلهای تلاقی، اجرای صحیح آن کمی دشوارتر از نوع نردبانی است.
برای دیوارهای با ارتفاع و طول زیاد که تحت بارهای جانبی شدیدتری هستند، مدل خرپایی به دلیل صلبیت بیشتر ترجیح داده میشود. اما اگر اولویت سهولت در اجرا و رعایت دقیق طول گیرایی (Lap Splice) باشد، مدل نردبانی گزینه محبوبتری نزد مجریان است.
مزایای استفاده از میلگرد بستر در ساختمانسازی
استفاده از این محصول تنها یک توصیه نیست، بلکه در مهندسی مدرن یک ضرورت است:
- مقاومت در برابر زلزله: با مهار دیوار به ستونها، از ریزش آواری دیوار در هنگام لرزه جلوگیری میکند.
- کنترل ترکهای حرارتی: انقباض و انبساط دیوار را کنترل کرده و مانع از ایجاد ترکهای ریز در گچکاری میشود.
- عدم نیاز به دوغابریزی: برخلاف روشهای قدیمی، سرعت اجرای بالایی دارد.
- اقتصاد پروژه: هزینه خرید میلگرد بستر و نصب آن نسبت به والپستهای نبشیکشی سنتی بسیار کمتر است.
- اتصال انواع دیوارها: قابل استفاده در دیوارهای سفالی، بلوکهای بتنی، لکا و بهویژه بلوک هبلکس (AAC).
آموزش نحوه اجرای میلگرد بستر (گامبهگام)
برای اجرای صحیح میلگرد بستر، استفاده از قطعات مکمل زیر الزامی است:
- گیره (Clamp): قطعهای که به ستون (فلزی یا بتنی) متصل میشود.
- قلاب (Hook): رابطی که میلگرد بستر را به گیره متصل کرده و اجازه حرکت محدود در راستای افقی را برای جذب تنشها میدهد.
اجرا به دو صورت افقی و عمودی انجام میشود، اما روش افقی رایجتر است:
- اتصال به ستون: ابتدا گیرهها را در ترازهای مشخص (معمولاً هر ۴۰ یا ۶۰ سانتیمتر از ارتفاع دیوار) به ستون جوش میدهید (در ستون بتنی با رولبولت یا تفنگی میخکوب).
- قرارگیری قلاب: قلاب را داخل سوراخ گیره قرار دهید.
- جایگذاری میلگرد: میلگرد بستر را روی ردیف بلوکها پهن کنید و سر آن را در قلاب درگیر نمایید.
- ملاتریزی: روی میلگرد بستر را با ملاتی به ضخامت حداقل ۱.۵ سانتیمتر بپوشانید تا پوشش بتنی (کاور) رعایت شود.
- نکته فنی: در گوشههای دیوار و محل تقاطعها، میلگرد بستر باید به صورت اورلپ (همپوشانی) حداقل ۲۵ سانتیمتری اجرا شود یا از قطعات پیشساخته L شکل استفاده گردد.
اشتباهات رایج اجرایی که عملکرد را مختل میکند
حتی بهترین مصالح اگر بد اجرا شوند، بیفایدهاند. نظارت بر موارد زیر برای مهندسین کارگاه ضروری است.
- استفاده از میلگرد ساده به جای آجدار : بزرگترین خیانت به سازه، استفاده از مفتول ساده است. مفتول ساده در داخل ملات سُر میخورد و عملاً هیچ کمکی به تحمل نیروی کششی نمیکند. حتماً از آجدار بودن مفتولها اطمینان حاصل کنید.
- عدم رعایت پوشش ملات (Cover) مناسب و خوردگی مفتول : میلگرد بستر باید کاملاً در ملات غرق شود. اگر عرض میلگرد بستر با ضخامت دیوار تناسب نداشته باشد و به سطح بیرونی نزدیک شود، رطوبت به سرعت باعث زنگزدگی آن شده و حجم زنگ، باعث ترکیدن ملات و خرابی نما میشود.
- جوشکاری نامناسب در اتصالات گیره : گاهی دیده میشود که بجای استفاده از اتصالات استاندارد (پیچ و رولپلاک)، میلگرد را مستقیماً به ستون جوش میدهند. این کار اشتباه است زیرا مانع حرکت آزاد دیوار در راستای افقی میشود و در زلزله باعث تخریب دیوار میگردد. همچنین محل اتصال دیوار به ستون باید با مصالح منعطف مانند پلی اورتان (یونولیت یا پشم سنگ) پر شود تا درز انقطاع رعایت گردد.
الزامات اجرایی طبق پیوست ششم آییننامه ۲۸۰۰ و مبحث هشتم
رعایت ضوابط پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰ خط قرمز مهندسین ناظر است. اجرای غیراصولی نه تنها تأییدیه نمیگیرد، بلکه هزینههای بازسازی را تحمیل میکند.
طبق آییننامه، به طور کلی برای دیوارهای با عملکرد یکطرفه، استفاده از میلگرد بستر در تمام رجها الزامی نیست. معمولاً اجرای آن در هر ۵۰ سانتیمتر ارتفاع (تقریباً هر دو یا سه رج بلوک سفالی یا سیمانی) کفایت میکند. اما در مناطقی با خطر لرزهخیزی بسیار زیاد، ممکن است محاسبات سازه، فواصل کمتری را دیکته کند.
اتصال میلگرد بستر به ستونها حیاتی است. برای این کار از گیره و قلاب والپست استفاده میشود. گیرهها باید توسط پیچ و رولپلاک یا تفنگ میخکوب و رولبولت به ستون (بتنی یا فلزی) متصل شوند. سپس قلاب داخل گیره افتاده و ساقهای آن روی میلگرد بستر قرار میگیرد تا آزادی حرکت در راستای افقی (داخل صفحه) حفظ شود.
یکی از نقاط ضعف دیوارهای بنایی، کنجها هستند. در این نقاط باید میلگردهای بستر دو دیوار عمود بر هم، با همپوشانی مناسب روی یکدیگر قرار گیرند و یا از المانهای اتصال دهنده مثل تسمه دوخت برای یکپارچگی کنج استفاده شود تا از جدایش دیوارها جلوگیری گردد.
اطراف بازشوها محل تمرکز تنش است. توصیه میشود در رجهای بالا و پایین پنجرهها و بالای دربها، حتماً از میلگرد بستر سراسری استفاده شود. همچنین در کنارههای عمودی بازشوها، استفاده از ناودانی منقطع برای مهار لبه آزاد دیوار الزامی است.
تفاوت عملکردی میلگرد بستر با والپستهای سنتی
بسیاری از سازندگان میپرسند: "آیا میلگرد بستر جایگزین والپست است؟" پاسخ این است که میلگرد بستر وظیفه مسلح کردن خودِ دیوار را بر عهده دارد، در حالی که والپست وظیفه انتقال بار دیوار به اسکلت را دارد. طبق پیوست ۶ آییننامه ۲۸۰۰، در بسیاری از دیوارها استفاده از میلگرد بستر به همراه ناودانیهای منقطع (والپست نوین) جایگزین کامل و ارزانتری برای نبشیکشیهای سنگین قدیمی است.
بر خلاف والپستهای سنتی (نبشیکشی) که سختی دیوار را به شدت بالا میبردند و اجازه حرکت به آن نمیدادند، میلگرد بستر به دیوار اجازه میدهد تا حدودی در برابر ارتعاشات زلزله منعطف باشد بدون آنکه فروبریزد. همچنین در مقایسه با سیستمهای جدیدتر مانند والپست مش (Wall Mesh)، میلگرد بستر سابقهی اجرایی طولانیتری در استانداردهای جهانی دارد و برای دیوارهای بلوک سیمانی و سفالی گزینهی بسیار مقاومی محسوب میشود.
جدول وزن میلگرد بستر و فرمولهای محاسباتی
برآورد وزن میلگرد بستر برای تخمین هزینههای پروژه و خرید ضروری است. توجه داشته باشید که این جداول بر اساس وزن تئوری فولاد با چگالی ۷.۸ محاسبه شدهاند و ممکن است محصول نهایی تولیدکنندگان مختلف تلورانس جزئی داشته باشد.
جدول وزن استاندارد برای عرضهای مختلف
| نوع محصول | عرض ۵.۵ سانت (kg) | عرض ۱۱ سانت (kg) | عرض ۱۵ سانت (kg) |
|---|---|---|---|
| نردبانی | ۰.۶۵ - ۰.۷۰ | ۰.۷۰ - ۰.۷۵ | ۰.۷۵ - ۰.۸۰ |
| خرپایی | ۰.۷۰ - ۰.۷۵ | ۰.۷۵ - ۰.۸۲ | ۰.۸۲ - ۰.۹۰ |
برای محاسبه، ابتدا سطح کل دیوارها را محاسبه کنید. سپس با توجه به ارتفاع دیوار و فاصله رجهای اجرایی (مثلاً هر ۵۰ سانت)، تعداد ردیفها را به دست آورید. فرمول سرانگشتی: (ارتفاع دیوار ÷ ۰.۵) × طول دیوار = متر طول میلگرد بستر مورد نیاز.
عوامل مؤثر بر قیمت میلگرد بستر
قیمت این محصول بر اساس پارامترهای زیر در بازار آهن تعیین میشود:
- وزن مفتول: هرچه قطر مفتول بیشتر باشد، وزن و قیمت افزایش مییابد.
- نوع گالوانیزه: کیفیت آبکاری روی در تعیین عمر مفید محصول موثر است.
- قیمت روز فولاد: نوسانات قیمت میلگرد و مفتول در بازار مستقیماً بر این محصول اثرگذار است.
