انواع میلگرد در فونداسیون و کاربرد هرکدام

بتن در برابر فشار مقاومت مناسبی دارد، اما مقاومت آن در برابر کشش محدود است. هنگامی که وزن ساختمان از طریق ستون‌ها و دیوارها به فونداسیون منتقل می‌شود، فشار خاک و بار سازه باعث ایجاد خمش، برش و تنش‌های موضعی در پی خواهد شد.

میلگردها در محل‌هایی قرار می‌گیرند که احتمال ایجاد تنش کششی وجود دارد. بااین‌حال، توزیع نیرو در تمام نقاط فونداسیون یکسان نیست. اطراف ستون‌ها، محل اتصال دیوارها، لبه‌های پی و نواحی دارای تغییر ضخامت ممکن است به آرماتور بیشتری نیاز داشته باشند.

به همین دلیل، شبکه اصلی میلگرد در بعضی قسمت‌ها با میلگردهای تقویتی، انتظار یا آرماتورهای موضعی تکمیل می‌شود.

۱. میلگرد شبکه پایین فونداسیون

شبکه پایین یکی از مهم‌ترین بخش‌های آرماتوربندی فونداسیون است. این شبکه معمولاً از میلگردهایی تشکیل می‌شود که در دو جهت عمود بر هم قرار گرفته و با سیم آرماتوربندی به یکدیگر بسته می‌شوند.

در بسیاری از فونداسیون‌ها، فشار رو به بالای خاک و بار رو به پایین ستون باعث ایجاد کشش در ناحیه پایین پی می‌شود. در این حالت، میلگردهای شبکه پایین نقش اصلی را در تحمل نیروهای کششی و کنترل ترک‌های خمشی بر عهده دارند.

کاربرد شبکه پایین

• تحمل کشش ناشی از خمش فونداسیون
• توزیع نیرو در سطح پی
• کاهش عرض و گسترش ترک‌های خمشی
• ایجاد رفتار یکپارچه در فونداسیون
• کمک به انتقال مناسب نیرو در دو جهت

شبکه پایین نباید مستقیماً روی بتن مگر یا خاک قرار گیرد. برای تأمین فاصله میلگرد از سطح زیرین، از اسپیسر یا لقمه مناسب استفاده می‌شود. مقدار پوشش بتن باید مطابق نقشه‌های اجرایی و شرایط محیطی پروژه باشد؛ زیرا کاور ناکافی می‌تواند احتمال نفوذ رطوبت و خوردگی میلگرد را افزایش دهد. جزئیات پوشش، فاصله‌نگهدارها و موقعیت آرماتورها باید در مدارک اجرایی مشخص شود.

۲. میلگرد شبکه بالا فونداسیون

در بعضی فونداسیون‌ها علاوه بر شبکه پایین، یک شبکه میلگرد در قسمت بالایی پی نیز اجرا می‌شود. استفاده از شبکه بالا به نوع فونداسیون، ضخامت پی، شرایط بارگذاری و نتایج طراحی بستگی دارد.

شبکه بالایی در فونداسیون‌های گسترده، پی‌های دارای ضخامت زیاد و نواحی اطراف ستون‌ها و دیوارها بیشتر مشاهده می‌شود. در این قسمت‌ها ممکن است بر اثر تغییر جهت خمش یا تمرکز نیرو، بخش بالایی بتن تحت کشش قرار گیرد.

کاربرد شبکه بالای فونداسیون

• تحمل کشش در قسمت فوقانی پی
• تقویت نواحی اطراف ستون‌ها و دیوارهای بتنی
• کنترل ترک‌های سطح فوقانی
• تأمین آرماتور مورد نیاز در نواحی با لنگر منفی
• افزایش یکپارچگی فونداسیون گسترده

وجود شبکه بالا در تمام فونداسیون‌ها الزامی نیست. اجرا یا حذف این شبکه باید فقط براساس نقشه سازه انجام شود.

برای نگه‌داشتن شبکه بالایی در ارتفاع مشخص، معمولاً از میلگرد خرک یا نگهدارنده‌های مناسب استفاده می‌شود. شبکه بالا نباید هنگام رفت‌وآمد نیروهای اجرایی یا بتن‌ریزی تغییر موقعیت دهد.

۳. میلگرد طولی فونداسیون

میلگرد طولی در امتداد طول اصلی فونداسیون قرار می‌گیرد. این اصطلاح بیشتر در فونداسیون نواری، کلاف‌های رابط و پی‌های مستطیلی استفاده می‌شود.

در فونداسیون نواری، میلگردهای طولی در امتداد نوار قرار دارند و براساس عملکرد سازه‌ای پی، بخشی از نیروهای خمشی را تحمل می‌کنند. در پی‌های گسترده نیز میلگردهای هر امتداد می‌توانند نسبت به نوار مورد بررسی، نقش آرماتور طولی را داشته باشند.

کاربرد میلگرد طولی

• تحمل خمش در امتداد طول پی
• پیوسته‌کردن بخش‌های مختلف فونداسیون
• توزیع بار ستون‌ها یا دیوارها در طول نوار
• کنترل ترک‌های ایجادشده در امتداد عرض پی
• تشکیل شبکه اصلی آرماتور همراه با میلگردهای عرضی

در فونداسیون نواری، نباید به‌صورت پیش‌فرض تصور کرد که میلگردهای طولی همیشه تنها آرماتور اصلی هستند. جهت و مقدار آرماتور اصلی باید از روی محاسبات و نقشه‌های اجرایی مشخص شود.

۴. میلگرد عرضی فونداسیون

میلگردهای عرضی عمود بر میلگردهای طولی قرار می‌گیرند و شبکه آرماتور فونداسیون را کامل می‌کنند. بسته به نوع پی و جهت خمش، میلگرد عرضی ممکن است نقش آرماتور اصلی یا توزیعی داشته باشد.

در یک پی مستطیلی دوطرفه، مقدار و نحوه توزیع آرماتور در دو جهت یکسان نیست و به نسبت ابعاد پی و محل ستون بستگی دارد. مبحث نهم نیز برای توزیع میلگردهای طولی و عرضی در شالوده‌های منفرد مستطیلی ضوابط جداگانه‌ای ارائه کرده است.

کاربرد میلگرد عرضی

• تحمل خمش در جهت عرض فونداسیون
• حفظ آرایش میلگردهای طولی
• توزیع نیرو در عرض پی
• کنترل ترک در جهت عمود بر میلگردها
• تشکیل شبکه یکپارچه آرماتور

این تصور که میلگرد عرضی همیشه قطر کمتری دارد یا صرفاً برای نگه‌داشتن میلگردهای طولی استفاده می‌شود، درست نیست. در بعضی پی‌ها میلگردهای عرضی نیز آرماتور محاسباتی مهمی محسوب می‌شوند.

۵. میلگرد تقویتی فونداسیون

میلگرد تقویتی، آرماتوری است که علاوه بر شبکه عمومی فونداسیون، در یک محدوده مشخص قرار می‌گیرد. هدف از اجرای آن، افزایش سطح فولاد در نواحی دارای لنگر، کشش یا تمرکز نیروی بیشتر است.

این میلگردها معمولاً طول محدودتری نسبت به میلگردهای سراسری دارند و محل شروع، پایان، طول مهاری و جهت قرارگیری آن‌ها در نقشه مشخص می‌شود.

محل‌های متداول استفاده از میلگرد تقویتی

• اطراف ستون‌های فونداسیون گسترده
• زیر یا کنار دیوارهای بتنی
• نواحی دارای بار متمرکز
• محل تغییر ضخامت فونداسیون
• اطراف بازشوها و چاله‌ها
• لبه‌ها و گوشه‌های خاص پی
• نواحی اتصال کلاف یا شناژ به فونداسیون

میلگرد تقویتی را نباید براساس تشخیص تجربی کارگاه حذف، کوتاه یا جابه‌جا کرد. گاهی یک میلگرد کوتاه در نقشه، نقش مهمی در تأمین ظرفیت خمشی یک ناحیه بحرانی دارد.

۶. میلگرد انتظار ستون و دیوار

میلگرد انتظار که با نام‌های میلگرد ریشه یا داول نیز شناخته می‌شود، برای اتصال ستون یا دیوار بتنی به فونداسیون به کار می‌رود. بخشی از این میلگرد داخل پی مهار می‌شود و قسمت دیگر آن برای اتصال به آرماتورهای عضو قائم از سطح فونداسیون بیرون می‌ماند.

وظایف میلگرد انتظار

• انتقال نیرو میان ستون یا دیوار و فونداسیون
• تأمین پیوستگی آرماتورها
• انتقال نیروی کششی و فشاری
• کمک به انتقال لنگر خمشی
• تثبیت محل اجرای ستون یا دیوار

براساس ضوابط طراحی شالوده، انتقال نیرو در سطح تماس ستون یا دیوار با فونداسیون می‌تواند از طریق میلگردهای ادامه‌یافته ستون، میلگردهای انتظار یا اتصال‌دهنده‌های مکانیکی انجام شود. این آرماتورها باید برای انتقال نیروهای محاسباتی و تأمین پیوستگی مناسب باشند.

نکات اجرایی میلگرد انتظار

• محل میلگردها باید پیش از بتن‌ریزی دقیقاً کنترل شود.
• فاصله، تعداد و قطر میلگردها باید با نقشه ستون یا دیوار مطابقت داشته باشد.
• طول مهاری داخل فونداسیون نباید به‌صورت کارگاهی تغییر کند.
• میلگردهای انتظار باید در برابر جابه‌جایی هنگام بتن‌ریزی مهار شوند.
• راستای میلگردها باید با محور و ابعاد عضو قائم تطابق داشته باشد.
• خم‌کردن یا اصلاح میلگرد پس از بتن‌ریزی بدون تأیید طراح مجاز نیست.

۷. میلگرد خرک فونداسیون

خرک یک میلگرد شکل‌داده‌شده است که میان شبکه پایین و شبکه بالا قرار می‌گیرد و شبکه فوقانی را در ارتفاع طراحی‌شده نگه می‌دارد.

خرک معمولاً نقش نگهدارنده اجرایی دارد و نباید بدون تصریح نقشه به‌عنوان بخشی از آرماتور خمشی محاسباتی در نظر گرفته شود.

کاربرد میلگرد خرک

• حفظ فاصله میان شبکه بالا و پایین
• جلوگیری از افتادگی شبکه فوقانی
• تحمل بار موقت ناشی از رفت‌وآمد اجرایی
• جلوگیری از تغییر تراز آرماتورها هنگام بتن‌ریزی
• کمک به حفظ ضخامت مؤثر فونداسیون

ارتفاع خرک باید با توجه به ضخامت فونداسیون، پوشش بتن و قطر شبکه‌های بالا و پایین تعیین شود. استفاده از خرک کوتاه یا ضعیف می‌تواند باعث پایین‌رفتن شبکه فوقانی و تغییر ارتفاع مؤثر آرماتورها شود.

فاصله خرک‌ها نیز نباید تنها براساس یک عدد ثابت و عمومی انتخاب شود. وزن شبکه بالا، قطر میلگردها، نحوه رفت‌وآمد و شرایط اجرایی در تعیین آرایش نگهدارنده‌ها مؤثر است.

[لینک داخلی پیشنهادی با انکرتکست: «میلگرد خرک و نحوه اجرای آن در فونداسیون»]

۸. میلگرد پوستی یا جلدی در فونداسیون‌های حجیم

در فونداسیون‌های دارای ارتفاع و حجم زیاد، ممکن است در سطوح جانبی پی از میلگرد پوستی یا جلدی استفاده شود. این میلگردها بیشتر برای کنترل ترک‌های سطحی ناشی از تغییرات دما، جمع‌شدگی بتن و رفتار بتن حجیم به کار می‌روند.

میلگرد جلدی جایگزین شبکه اصلی فونداسیون نیست و مقدار و فاصله آن باید براساس ضوابط طراحی و جزئیات نقشه تعیین شود. مبحث نهم نیز برای شالوده‌های حجیم و کنترل ترک‌های سطحی، استفاده از شبکه میلگرد جلدی را پیش‌بینی کرده است.

۹. میلگرد کلاف و شناژ فونداسیون

کلاف یا شناژ رابط، عضوی است که فونداسیون‌های جدا از هم را به یکدیگر متصل می‌کند. آرماتوربندی این عضو معمولاً شامل میلگردهای طولی بالا و پایین و آرماتورهای عرضی یا خاموت است.

وظیفه آرماتورهای کلاف با شبکه اصلی پی تفاوت دارد. این میلگردها می‌توانند در انتقال نیرو، کنترل حرکت نسبی فونداسیون‌ها و ایجاد پیوستگی میان پی‌های منفرد نقش داشته باشند.

در ساختمان‌هایی که دارای چند فونداسیون جدا از هم هستند، نحوه اتصال پی‌ها و جزئیات کلاف‌های رابط باید دقیقاً مطابق نقشه سازه اجرا شود.