آرماتوربندی نقش بسیار مهمی در استحکام و یکپارچگی سازه های بتنی دارد و به افزایش ایمنی و دوام آنها در برابر زلزله کمک زیادی می‌کند. در این فرایند بتن مورد استفاده برای اجرای سازه های بتنی با کمک میلگردهای فولادی تسلیح و تقویت میشود.
این کار باعث افزایش مقاومت آن در برابر فشار،ترک خوردگی و شکست میشود. دقت در اجرای آرماتوربندی در انواع پروژه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. این کار می‌بایست بر اساس ضوابط اجرایی و با نظارت های مهندسی صورت گیرد.
همچنین با اجرای اصولی این فرایند می‌توان پایداری، دوام و ایمنی سازه های بتنی را تا حد قابل توجهی بالا برد و آنها را در برابر حوادث طبیعی و نیروهای وارده مقاوم نمود.
با توجه به اهمیت بالای استفاده از آرماتورها در سازه های بتنی و نقش مهم و حیاتی آنها در استحکام و دوام این سازه ها، شرکت ساختمانی ما، در این مطلب قصد دارد ضمن معرفی آرماتوربندی به انواع آرماتورها و ویژگی ها و کاربردهای هر کدام از آنها در صنعت ساختمان سازی بپردازد.
آرماتوربندی چیست؟
آرماتوربندی در واقع به فرایندی گفته میشود که در آن آرماتورها طی مراحل مشخصی آماده سازی و بر اساس نقشه های اجرایی در ساختار بتن اجرا می‌گردند.
از اصطلاح آرماتور نیز برای نام گذاری مجموعه ای از میلگردهای فولادی استفاده میشود که با یک الگوی منظم در طراحی بتن جای میگیرند. این الگو حالت شبکه ای و منظم داشته و به افزایش انسجام و یکپارچگی ساختار بتن کمک زیادی می‌کند.
در فرایند آرماتوربندی میلگردها بر اساس شرایط و نیاز کاری برش داده شده و پس از خم کاری در محل های مورد نظر در طراحی بتن نصب می‌شوند. فرایند نصب آنها از طریق سیم های آرماتوبندی و طی شرایط خاصی صورت می‌گیرد.
تعریف علمی و فنی آرماتوربندی
در تعریف فنی و دقیق آرماتوربندی می‌توان گفت که این عنوان در واقع برای مجموعه ای از فرایندها در اجرای سازه های بتنی از جمله فرایند برش میلگرد، خم کردن، چینش میلگرد، بستن و اتصال آنها قبل از فرایند قالب بندی و بتن ریزی استفاده میشود. با این کار می‌توان استحکام و ایمنی بتن اجرایی در سازه های بتنی را به طرز قابل توجهی افزایش داد.
همچنین استفاده از آرماتورها در ساختار بتن به افزایش انسجام و یکپارچگی آنها کمک زیادی می‌کند و باعث افزایش ایمنی و دوام سازه های بتنی در برابر نیروهای وارده میشود.
امکان استفاده از آرماتورها در بخش های مختلف سازه از جمله بخش فونداسیون بتن، تیرها، ستون ها، سقف ها، دال بتنی، دیوارهای برشی و… وجود دارد.
دقت در اجرای آنها می‌تواند به افزایش کارایی و دوام این بخش ها در ساختار سازه کمک زیادی کند. از طرفی با تسلیح بخش های بتنی سازه با آرماتورها می‌توان ظرفیت تحمل آنها در برابر وزن سازه، تغییرات دمایی و نیروهای محیطی و تنشی ناشی از زلزله را افزایش داد.
ترکیب بتن و فولاد برای ساخت اعضای مقاوم
بتن معمولی که از سنگدانه، آب، سیمان و سایر افزودنی ها تشکیل شده، از مقاومت فشاری بالایی برخوردار بوده ولی مقاومت برشی و کششی پایینی دارد. این مسئله باعث کاهش کارایی و مقاومت آن در اجرای سازه میشود.
بر همین اساس لازم است این بتن با استفاده از دیگر مصالح تسلیح شود که عملیات آرماتوربندی می‌تواند روش بسیار کاربردی برای این کار باشند. در چنین حالتی با ترکیب بتن و فولاد و ساخت بتن مسلح یا بتن آرمه و استفاده از آن در طراحی بخش های مختلف سازه می‌توان مقاومت کششی و برشی سازه های بتنی را بالا برد.
در واقع شبکه آرماتور می‌تواند ظرفیت تحمل بتن در برابر بارهای کششی و برشی را بالا ببرد و از این نظر کاربرد گسترده ای در اجرای سازه های بتنی دارد. البته اهمیت این موضوع به ویژه در شرایطی که سازه بتنی در معرض زلزله قرار دارد بیشتر از پیش احساس میشود.
بر همین اساس خاموت گذاری در نواحی بحرانی به ویژه در ستون ها که بیشتر در معرض نیروهای ناشی از زلزله قرار میگیرند امری لازم و ضروری خواهد بود.
چرا بتن بدون آرماتور کافی نیست؟
همان طور که اشاره کردیم بتن از مقاومت بالایی در برابر فشارهای وارده برخوردار بوده ولی با این وجود این ساختار خود به تنهایی نمی‌تواند در برابر نیروهای کششی مقاوم باشد.
از این رو ساختار ضعیف و شکننده بتن در برابر نیروهای کششی سبب شده که در طراحی آن از آرماتورها استفاده شود تا در هنگام مواجهه سازه بتنی با نیروهای ناشی از زلزله، باد شدید و… از ایجاد ترک در ساختار بخش های مختلف سازه و گسترش این ترک ها جلوگیری شود.
پس با این تواصیف می‌توان گفت که فرایند آرماتوربندی با استفاده از بتن و فولاد می‌تواند یک روش کاربردی و مطمئن در افرایش استحکام و کارایی بخش های مختلف سازه باشد و میلگردهای فولادی نیز نقش بسیار مهمی در این زمینه ایفا می‌کنند.
از طرفی با طراحی و اجرای اصولی این میلگردها می‌توان بخش گسترده ای از بارهای وارده بر سازه را کنترل و جذب کرد و مانع از شکست و ریزش آنها در مواجهه با نیروهای وارده شد.
انواع آرماتورها در صنعت ساختمان سازی
در فرایند آرماتوربندی بسته به شرایط و نیاز کاری از میلگردهای مختلفی استفاده میشود که در این بین میلگردهای ساده و آجدار بیشترین کاربرد را دارند.
البته کاربرد میلگردهای آجدار به عنوان آرماتور در سازه های بتنی به مراتب بیشتر از میلگردهای ساده است. دلیل آن نیز می‌تواند درگیری بیشتر ساختار این میلگردها با ساختار بتن به دلیل طراحی آجدار آنها باشد. همین موضوع نیز به انسجام و استحکام هر چه بیشتر بتن کمک زیادی می‌کند.
از طرفی آرماتورها را می‌توان به دو دسته آرماتورهای اصلی و فرعی نیز تقسیم بندی کرد. این آرماتورها ترتیب با عنوان آرماتورهای طولی و عرضی نیز شناخته می‌شوند.
آرماتورهای طولی همان طور که از عنوان آنها پیداست به صورت طولی در اجزای سازه مانند تیر بتنی، ستون ها، فونداسیون و… جای میگیرند و باعث افزایش مقاومت این اجزای بتنی در برابر نیروهای کششی و خمشی می‌شوند. میلگردهای مورد استفاده برای اجرای این آرماتورها معمولاً از نوع میلگردهای A3 یا A4 هستند.
در طرف مقابل آرماتورهای عرضی یا فرعی به صورت عرضی در طراحی اجزای بتنی سازه قرار می گیرند و به نوعی نقش میلگردهای طولی را تکمیل می‌کنند. با استفاده از این میلگردها می‌توان مقاومت برشی بتن را بالا برد و از ترک خوردگی آن جلوگیری کرد.
همچنین خاموت ها، آرماتورهای حرارتی و سنجاقی ها را می‌توان در دسته آرماتورهای فرعی قرار داد.
در کنار این موارد از یک سری آرماتور با عنوان آرماتورهای تقویتی نیز در سازه های بتنی استفاده میشود که در محل های خاصی از سازه مانند نقاط با تنش بالا قرار میگیرند. از جمله این آرماتورها می‌توان به ممان منفی، ادکا، رکابی، خرک و رامکا اشاره کرد.
تفاوت آرماتور حرارتی با سازه ای
آرماتورهای حرارتی و سازه ای مورد استفاده در فرایند آرماتوربندی دارای یک سری تفاوت هستند که در این بخش به بررسی آنها می‌پردازیم. اولین تفاوت این آرماتورها به جنس و آج آنها برمی‌گردد که در طراحی مدل حرارتی این میلگردها از فولاد ساده استفاده میشود و این مصالح معمولاً آج کمتری نسبت به میلگردهای آجدار دارند.
در طرف مقابل میلگردهای سازه ای به دلیل ساختار آجداری که دارند از چسبندگی بیشتری با بتن برخوردار هستند و مقاومت کششی بیشتری دارند.
از نظر کاربردی نیز این آرماتوربندی ها تفاوت هایی با هم دارند. به عنوان مثال هدف استفاده از آرماتور حرارتی در بتن کنترل تنش های حرارتی در آن بوده تا از ترک خوردگی در ساختار بتن جلوگیری شود. علاوه بر آن استفاده از این نوع آرماتور در بخش هایی از سازه مانند دال ها، سقف ها و دیوارهای حایل که تغییرات دمایی زیادی در آنها وجود دارد بیشتر است. در طرف مقابل میلگردهای سازه ای نیز می‌توانند مصالح مناسبی برای اجرای تیرها، ستون ها، فونداسیون و سقف باشند.
آرماتورهای حرارتی تنش های حرارتی در بتن را از طریق انبساط و انقباض همراه با آن خنثی می‌کنند و در طرف مقابل آرماتورهای سازه ای به دلیل چسبندگی بالایی که دارند مقاومت کششی سازه بتنی را بهبود می‌بخشند.
در بررسی دیگر تفاوت های این مصالح می‌توان گفت که آرماتورهای حرارتی از نظر قطر کوچکتر از آرماتورهای سازه ای هستند و تعداد مورد استفاده از آنها در ساختار سازه کمتر از دیگر آرماتورهاست.
مراحل اجرای آرماتوربندی
اجرای صحیح و اصولی آرماتور در سازه های بتنی نیازمند پیمودن یک سری مراحل بوده که در ادامه به ترتیب به معرفی و بررسی آنها می‌پردازیم:
تهیه نقشه آرماتوربندی (نقشه اجرایی یا شاپ دراوینگ)
در قدم اول لازم است نقشه آرماتوربندی بر اساس شرایط و نیاز کاری ساختمان تهیه شود که در این مرحله طراح سازه یا مهندس معمار از روی نقشه ساختمان و بر اساس نیازهای باری آن، نقشه آرماتوربندی را تهیه می‌نماید و در اختیار عوامل اجرایی قرار می‌دهد.
برش، خم کاری و شماره گذاری میلگردها
در مرحله بعدی آرماتورها می‌بایست بر اساس نقشه ای که از قبل تهیه شده آماده گردند که برای این کار نیاز به برش، خم کاری و شماره گذاری میلگردها خواهد بود. بدین صورت که میلگردها پس از برش در سایزهای مشخص توسط ابزارهایی که برای این کار طراحی شده اند خم می‌شوند تا به شکل های مورد نظر جهت اجرای آرماتور درآیند. البته لازم است به تعداد میلگردهایی که در هر بخش از بتن مورد استفاده قرار میگیرند نیز توجه شود.
بستن آرماتورها با سیم آرماتوربندی
پس از آماده سازی آرماتورها و قرار دادن آنها در شبکه میلگردی نوبت به بستن آرماتورها می‌رسد که برای این کار می‌توان از سیم آرماتوربندی استفاده کرد. ضخامت سیمی که برای این کار استفاده می شود و نحوه بستن آن نیز تا حدودی بستگی به نوع آرماتور و نیاز کاری آن دارد که می‌تواند برای هر بخش متفاوت باشد.
رعایت کاور بتن و فاصله گذارها
توجه به کاور بتن و فاصله گذاری ها در فرایند آرماتوربندی امری ضروری بوده که طبق مقررات ملی ساختمان لازم است حداقل سه چهارم ضخامت پوششی بتنی بر روی آرماتورها قرار گیرد. از طرفی ضخامت پوششی میلگردهای مورد استفاده برای این کار نیز می‌بایست حداقل ۷۵ میلیمتر لحاظ گردد.
کنترل نهایی قبل از بتن ریزی
در نهایت و پس از تکمیل آرماتورها لازم است فرایند کاری مورد بررسی و بازبینی قرار گیرد تا در صورت مشاهده هر گونه مشکل در اجرای آرماتورها و یا طریق بستن آنها مشکل مورد‌نظر قبل از بتن ریزی اصلاح و رفع گردد.
نکات اجرایی مهم در آرماتوربندی
توجه به ضوابط آیین نامه ای در فرایند آرماتوربندی امری لازم و ضروری بوده تا بتن اجرایی از کیفیت و کارایی لازم برخوردار باشد.
به عنوان مثال استفاده حداقلی از ۴ میلگرد طولی در ستون ها ضروری است و میلگرد طولی که برای این کار استفاده میشود نباید کمتر از ۰.۵ درصد یا بیشتر از ۴ درصد شود. از طرفی فاصله میلگردهای طولی باید بیشتر از ۱.۵ برابر قطر اسمی میلگرد باشد که این مقدار در حداقل اندازه خود برابر ۳۸ میلیمتر خواهد بود.
در رابطه با تعداد میلگردهای مصرفی در ستون ها نیز می‌توان گفت که تعداد آنها بر اساس آیین نامه ها بستگی به شکل ستون دارد که برای ستون های دایره ای برابر ۶ شاخه، ستون های مربعی ۴ شاخه و ستون های مستطیلی ۶ الی ۸ شاخه خواهد بود.
جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی آرماتور
موضوع دیگر در این زمینه جلوگیری از خوردگی آرماتورها بوده که برای این کار می‌توان یک پوشش سطحی مانند پوشش بتنی یا مکانیکی را بر روی آنها ایجاد کرد. البته پوشش ایجاد شده می‌بایست به طور کامل سالم و بدون جای شکاف و حفره باشد.
در کنار این روش، رنگ آمیزی و آبکاری میلگردها نیز می‌تواند برای جلوگیری از زنگ زدن آنها استفاده کرد که هر چه ضخامت این لایه اضافه شده به میلگرد بیشتر باشد کارایی و دوام آن در برابر زنگ زندگی نیز بیشتر خواهد بود.
در آخر آرماتوربندی می‌بایست به صورت دقیق و اصولی و با نظارت مهندس ناظر ساختمان صورت گیرد تا در صورت مشاهده هر گونه مشکل در فرایند اجرایی سریعاً بررسی و برطرف گردد؛ چرا که اجرای غیر اصولی آرماتورها در ساختار بتن می‌تواند با کاهش کارایی و مقاومت آنها در سازه همراه باشد.
آرماتوربندی فونداسیون خطاهای رایج در آرماتوربندی و پیامدهای آن در فرایند آرماتوربندی ممکن است یک سری خطاها رخ دهد. این خطاها می‌تواند با پیامدهای ناگواری در سازه های بتنی همراه باشد. یکی از این خطاها می‌تواند عدم رعایت فاصله استاندارد بین میلگردها باشد که این فاصله ممکن است به دلیل خطای اجرایی کم یا زیاد شود.
اگر این فاصله کمتر از حد استاندارد باشد، نفوذ بتن بین آرماتورها به درستی صورت نمی‌گیرد. در چنین حالتی حفره های هوایی در ساختار بتن ایجاد شده که باعث تضعیف عملکرد آن در سازه می‌شوند.
از طرف دیگر با بیشتر شدن فاصله میلگردها پراکندگی مناسب میلگرد در ساختار بتن کم شده و مقاومت بتن مسلح در برابر نیروهای برشی و کششی کاهش می‌یابد.
از دیگر خطاهای رایج در این زمینه می‌توان به استفاده از میلگرد با قطر نامناسب در فرایند آرماتوربندی اشاره کرد.
اگر قطر میلگرد مورد استفاده برای این کار بیشتر از حد استاندارد باشد، فضای بیشتری از بتن توسط میلگردها اشغال میشود. در چنین حالتی نیاز به تغییر و افزایش فاصله بین آنها خواهد بود.
از طرف دیگر با بیشتر شدن قطرمیلگردها به دلیل کاهش فضای داخلی، عبور بتن با سختی انجام خواهد شود. حتی ممکن است بتن به برخی نقاط نتواند راه یابد و باعث ایجاد فضای خالی در این نقاط شود.
در کنار این موارد استفاده از میلگردها و آرماتورهای آسیب دیده و زنگ زده در ساختار بتن نیز از خطاهای رایج در این زمینه بوده که باعث کاهش دوام سازه بتنی، ایجاد ترک های سازه ای در آن و در نهایت فروپاشی و ریزش در بلندمدت میشود. بر همین اساس لازم است از آرماتورهای سالم و بدون هیچ گونه زنگ زدگی در ساختار سازه های بتنی استفاده شود.
کاربرد آرماتوربندی در انواع سازه ها
آرماتورها نقش بسیار مهمی در طراحی اجزای بتنی سازه ها دارند که می‌توان از آنها در طراحی فونداسیون ساختمان، تیرها و ستون ها، دال ها و سقفها، دیوارهای برشی و المان های خاص استفاده کرد.
آرماتور بندی فونداسیون
آرماتوربندی فونداسیون در واقع به مجموعه اقداماتی گفته میشود که طی آن میلگردهای فولادی به صورت شبکه ای و منظم در داخل قالب هایی قرار میگیرند. این قالب ها به طور کامل و یکدست با بتن پر می‌شوند تا یک سطح یکپارچه و منسجم برای برپایی سازه تشکیل شود. اجرای آرماتورها در فونداسیون سازه می‌تواند به دو صورت طولی و عرضی انجام شود.
آرماتور بندی تیرها و ستون ها
علاوه بر آن از میلگردها در طراحی تیرها و ستون های بتنی سازه نیز استفاده میشود که برای این کار نخست آرماتورهای طولی آماده شده در تعداد مشخص و در جهت طول ستون ها یا تیرها در ساختار بتن قرار میگیرند و این آرم اتورها در نهایت با میلگردهای عرضی پوشش داده می‌شوند.
در کنار این موارد می‌توان به نقش آرماتورها در طراحی دال ها و سقف ها اشاره کرد که باعث افزایش استحکام و یکپارچگی این بخش ها در برابر بارها و فشارهای وارده میشود.
البته آرماتورهای این بخش ها پس از تکمیل آرماتورهای ستون ها به صورت شبکه ای در داخل قالب ها اجرا می‌شوند و برای این کار از آرماتورهای طولی و عرضی که به صورت ویژه برش داده و خم شده اند استفاده میشود. درنهایت با استفاده از آرماتورهای افقی و قائم در طراحی دیوارهای برشی می‌توان این دیوارها را در برابر نیروهای ناشی از طوفان و زلزله مقاوم کرد که امکان استفاده از آنها در المان های با طراحی خاص نیز وجود دارد.
آرماتوربندی در قطعات پیش ساخته
قطعات پیش ساخته از قطعات مهم و کاربردی در ساخت و سازها هستند که به صورت پیش ساخته و در ابعاد مشخص در محل کارخانه تولید شده و سپس جهت نصب و اجرا به محل پروژه انتقال می‌یابند. در طراحی این قطعات معمولاً از بتن نیز استفاده میشود که طراحی آن بسته به زمینه کاری که مورد استفاده قرار میگیرند می‌تواند متفاوت باشد.
البته برای تسلیح و تقویت هر چه بهتر بتن مورد استفاده در این قطعات از روش های مختلفی استفاده میشود که آرماتوربندی یکی از رایج ترین و کاربردی ترین آنها خواهد بود.
بدین صورت که قالب های بتنی پیش ساخته قبل از اضافه نمودن بتن با استفاده از میلگردهای فولادی در ابعاد و اندازه های مشخص و به صورت یکپارچه و شبکه ای تسلیح می‌شوند که این کار به افزایش استحکام و یکپارچگی قطعات پیش ساخته کمک زیادی می‌کند.
کلام پایانی
امروزه سازهای بتنی به دلیل کیفیت و مقاومت بالایی که دارند به یک عضو ثابت در ساخت و سازها تبدیل شده اند. بنابراین نحوه تسلیح آنها می‌تواند تأثیر زیادی بر کیفیت و دوام این سازه ها در برابر نیروهای وارده داشته باشد.
یکی از بخش های مهم اجرای سازه های بتنی فرایند آرماتوربندی بوده که در این فرایند بتن مورد استفاده در این سازه ها از طریق آرماتورهای فولادی مسلح میشود. با این کار مقاومت سازه های بتنی در برابر نیروها و بارهای کششی و برشی بیشتر شده و ایمنی آن در برابر حوادث طبیعی به ویژه زلزله افزایش می‌یابد.
