محاسبه مقدار مصالح مورد استفاده در هر پروژه عمرانی، یکی از مهم‌ترین بخش‌های مربوط به آن است. مقاطع فولادی از جمله میلگرد، به عنوان یکی از مهم‌ترین اجزا پروژه‌های ساختمانی به حساب می‌آیند که قیمت آن‌ها با نوسانات مختلفی همراه است. برای محاسبه مقدار میلگردهای مورد نیاز برای ساختمان، بر اساس تعداد طبقات و فونداسیون، ابتدا باید نوع و ابعاد میلگردهای مورد استفاده را مشخص کنید. معمولا در ساختمان‌های بتنی از میلگردهای آرماتور دایره‌ای استفاده می‌شود. ابعاد میلگردها را بر اساس استانداردهای ملی ساختمان تعیین می‌کنند. برای محاسبه متراژ میلگردهای مورد نیاز، ابتدا باید نوع فونداسیون را مشخص کنید. سپس ابعاد فونداسیون را در نظر بگیرید و متراژ میلگردهای مورد نیاز برای آن را بر اساس این ابعاد و استانداردها محاسبه کنید. علاوه بر این‌ها، محاسبه تعداد طبقات، تعداد میلگردها و همچنین در نظر گرفتن مقدار میلگرد اضافی برای مواقعی که امکان خرابی یا تعمیرات به وجود می‌آید نیز از موارد قابل توجه در نحوه محاسبه میلگرد فونداسیون هستند.
نحوه محاسبه میلگرد موردنیاز برای ساختمان
با افزایش تعداد طبقات ساختمان، نیاز به مصرف بیشتری از مواد سازه‌ای مانند میلگرد وجود دارد. این امر به دلیل زیاد شدن متراژ سقف و ستون‌ها و نیز افزایش بارهای افقی و عمودی در ساختمان است که به منظور افزایش استحکام سازه مورد نظر، استفاده می‌شود.
هر چقدر تعداد طبقات بیشتر باشند، فشار و بار ناشی از تجهیزات نیز افزایش می‌یابند. برای تحمل این فشارها و افزایش عمر و استحکام سازه، مقاطع فولادی بیشتری نیاز است که با استفاده از انواع میلگردها در قطرها و اندازه‌های مختلف، این نیازها برطرف می‌شوند. همچنین ساختمان‌های چند طبقه، نیاز به فونداسیون عمیق‌تری دارند تا وزن ساختمان را به درون خاک منتقل کنند و استحکام لازم را برای سازه به وجود آورند. عمق فونداسیون بستگی به خصوصیات خاک، وزن ساختمان و بارهای عملکردی دارد. استفاده از فونداسیون عمیق‌تر نیز منجر به مصرف بیشتر میلگرد در سازه می‌شود.
برای تخمین مقدار میلگرد مورد نیاز برای هر پروژه، به محاسبات سازه‌ای دقیق توسط کارشناسان و مهندسین سازه نیاز است. این محاسبات شامل تحلیل بارها، تعیین قطر و طول میلگردها، تعیین تعداد و الگوی قرارگیری آن‌ها است. با استفاده از این محاسبات، می‌توان میلگرد مصرفی برای هر طبقه و فونداسیون ساختمان را تخمین زد.
میلگرد موردنیاز برای ساختمان یک طبقه
برای ساختمان‌های یک طبقه معمولا از دو نوع میلگرد با سایز 16 و 18 و دو نوع خاموت با سایز 8 و 10 استفاده می‌شوند. تعداد میلگردهای لازم برای ساختمان یک طبقه به طور میانگین 8 عدد است و در هر جهت 3 میلگرد قرار می‌گیرد که به طور تقریبی می‌توان مقدار میلگرد مورد نیاز برای هر طبقه را در حدود 35 کیلوگرم در نظر گرفت.
میلگرد موردنیاز برای ساختمان دو طبقه
برای سازه‌های دو طبقه، از میلگردهای سایز 16 و 18 استفاده می‌شود. همچنین برای هر مترمربع از سازه دو طبقه، به حداقل 40 کیلوگرم میلگرد نیاز است. بنابراین برای محاسبه تعداد میلگردهای مورد نیاز، ابتدا باید مساحت کل سازه را محاسبه کرده و سپس وزن میلگرد مورد نیاز را بر اساس مساحت مورد نظر به دست آورید. به عنوان مثال، فرض کنید مساحت کل سازه دو طبقه شما برابر با x مترمربع باشد. در این صورت، وزن میلگرد مورد نیاز برابر با 40X* کیلوگرم خواهد بود. سپس بر اساس این مقادیر، می‌توانید تعداد میلگردهای لازم را بر اساس وزن واحد هر میلگرد (مثلا وزن میلگرد با سایز 16 یا 18) به دست آورید.
لازم به ذکر است که در محاسبه مقادیر دقیق‌تر، عوامل دیگری مانند نوع سازه، بارهای موجود، نوع استفاده و استانداردهای معمول در منطقه مورد نظر نیز باید در نظر گرفته شوند.
میلگرد موردنیاز برای ساختمان سه طبقه
در ساختمان سه طبقه از میلگردهایی با سایز 14، 16 و 20 استفاده می‌شود. همچنین خاموت‌های سایز 8 یا 10 برای مهار این میلگردها به کار می‌روند. برای هر ستون در ساختمان سه طبقه، تعداد 16 میلگرد استفاده می‌شود که در هر ضلع مربعی 5 میلگرد قرار دارد. این طراحی به منظور افزایش استحکام و مقاومت ستون‌ها استفاده می‌شود.
در طبقات پایینی، معمولا از میلگردهای سایز بزرگتر استفاده می‌شود تا پایه سازه مستحکم‌تر شود. این امر به دلیل آن است که طبقات پایینی ساختمان بیشترین بارهای موجود را تحمل می‌کنند و نیاز به استحکام بیشتری دارند. با استفاده از میلگردهای سایز بزرگتر، استحکام سازه افزایش یافته و احتمال فرسوده شدن میلگردها کاهش می‌یابد.
مقدار میلگرد طولی فونداسیون
برای محاسبه میلگرد مورد استفاده در فونداسیون، ابتدا باید ابعاد فونداسیون (طول، عرض و ارتفاع) و اطلاعات مربوط به میلگردها را داشته باشیم. سپس می‌توانیم طول میلگردهای مورد نیاز را بر اساس حالت قرارگیری آن‌ها در فونداسیون (طولی، عرضی یا تقویتی) محاسبه کنیم.
برای محاسبه میلگرد طولی در فونداسیون، از رابطه زیر استفاده می‌کنیم:
طول میلگرد طولی = طول فونداسیون - 2 × (کاور نهایی) - میزان خمش
در این رابطه، طول فونداسیون نشان دهنده طول محور فونداسیون است. کاور نهایی، فاصله میلگرد از سطح بیرونی فونداسیون را نشان می‌دهد و میزان خمش، مقداری است که برای جای‌گیری راحت‌تر میلگردها در ناحیه دو سر میلگرد در نظر گرفته می‌شود.
مقدار میلگرد عرضی فونداسیون
برای محاسبه عرض میلگرد در فونداسیون ساختمان، می‌توانید از فرمول زیر استفاده کنید:
عرض میلگرد = (2 * عرض کاور) - (2 * طول خم) + عرض محور
عرض کاور نشان دهنده فاصله بین قسمت خارجی میلگرد و حاشیه فونداسیون است. طول خم نشان دهنده طول قسمت خمیده میلگرد است و عرض محور نیز نشان دهنده عرض محور فونداسیون است. برای محاسبه دقیق و کاربردی هر کدام از این موارد، باید ابعاد دقیق فونداسیون و نیز ضوابط مربوط به استانداردها و مقررات مربوطه را مورد بررسی قرار دهید.
مقدار میلگرد تقویتی فونداسیون
میلگرد تقویتی یا آرماتور بتنی نوعی میلگرد است که برای افزایش مقاومت و استحکام سازه‌های بتنی استفاده می‌شود. این قطعات در فونداسیون‌ها، ستون‌ها، پل‌ها و سایر سازه‌های بتنی قرار می‌گیرند.
میلگرد تقویتی به طور عمده از فولاد تولید می‌شود و دارای خواص مکانیکی بالا مانند مقاومت در برابر کشش و خمش است. شکل عمده‌ای که برای این پروفیل‌ها استفاده می‌شود، شکل استوانه‌ای با سطح‌های مشبک است. این سطح‌های مشبک به عنوان مسیری برای اتصال محکم بین بتن و میلگرد عمل می‌کنند.
وظیفه میلگرد تقویتی در سازه‌های بتنی، تحمل نیروهای کششی است که به دلیل ایجاد سازه به وجود می‌آید. بتن به تنهایی مقاومت کششی کمتری نسبت به مقاومت فشاری دارد؛ اما با استفاده از میلگردهای تقویتی می‌توان مقاومت سازه را در برابر نیروهای کششی افزایش داد. این قطعات به صورت افقی (میلگردهای قائم و افقی) و عمودی (میلگردهای افقی) در سازه‌های بتنی قرار می‌گیرد. میلگردهای افقی به عنوان قطعات اصلی (Primary Reinforcement) وظیفه تحمل بارهای عمودی سازه را بر عهده دارند و میلگردهای قائم به عنوان قطعات ضعیف‌تر و ثانویه (Secondary Reinforcement) وظیفه تقویت سازه در برابر نیروهای جانبی و پیچشی را برعهده دارند.
میلگرد تقویتی با استفاده از اتصالات مناسب به بتن متصل می‌شود تا انتقال نیروها به صورت موثر و پایدار انجام شود. با استفاده از این پروفیل‌ها، مقاومت سازه‌های بتنی در برابر لرزه‌ها، بارهای استاتیک و دینامیکی و عوامل دیگر افزایش می‌یابد.
وزن میلگردهای تقویتی می‌تواند از طریق حاصل‌ضرب طول آرماتور در تعداد و وزن واحد طول میلگرد محاسبه شود. برای انجام این محاسبه، می‌توان از فرم ریزمتره یا جدول ریزمتره استفاده کرد.
با استفاده از فرم ریزمتره، می‌توانید به صورت زیر مقدار میلگرد تقویتی را محاسبه کنید:
ابتدا در ستون‌های فرم ریزمتره، طول و عرض میلگرد را وارد کنید. سپس با ضرب مقدار ارتفاع هر طبقه در مقادیر ستون، مقدار وزن پروفیل مورد نظر برای آن طبقه را به دست آورید.
به عنوان مثال، فرض کنید میلگردهای تقویتی شما طولی برابر با 2 متر و عرضی برابر با 10 میلی‌متر دارند و ارتفاع هر طبقه فونداسیون 3 متر است. لازم به ذکر است که فرم ریزمتره‌ها به شکل‌ها و استانداردهای مختلفی وجود دارند و ممکن است بسته به نوع پروژه و استانداردهای محلی متفاوت باشند.
عوامل مؤثر در محاسبه تعداد میلگرد موردنیاز برای ساختمان
برای محاسبه تعداد و مقدار میلگرد مورد استفاده در ساختمان‌های یک یا چند طبقه، لازم است به نکات و موارد مختلفی توجه کنید که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.
نوع ساختمان
ساختمان‌هایی که دارای پیچیدگی‌های ساختاری و طراحی خاص هستند، نسبت به زلزله آسیب پذیرتر هستند و نیاز به فونداسیون مستحکم‌تری دارند. این نوع سازه‌ها معمولا شامل ساختمان‌های بلند، سازه‌های با شکلهای نامنظم هستند.
استفاده از جزئیات و پیچیدگی‌های مختلف به ویژه در ساختمان‌های بلند، امکان ایجاد فضاهای بزرگ و باز، افزایش استفاده از نور طبیعی، بهبود استفاده از انرژی و ایجاد ظاهری منحصر به فرد را فراهم می‌کند. اما در عین حال، این نوع سازه‌ها نیازمند استفاده از میلگردهای بیشتری هستند تا استحکام و مقاومت لازم را در برابر نیروهای زلزله و بارهای دیگر فراهم کنند.
نوع خاک
نشست خاک پدیده‌ای طبیعی است که در نتیجه فشار و وزن ساختمان بر خاک رخ می‌دهد. این پدیده معمولا به طور آهسته اتفاق می‌افتد؛ اما در برخی موارد می‌تواند ناگهانی و مخرب باشد. نشست ناگهانی می‌تواند منجر به ترک‌ها، شکستگی‌ها و تغییر شکل نامناسب ساختمان شود که خسارت‌های جدی و حتی تخریب ساختمان را در پی دارد. استفاده از میلگردهای بیشتر و مقاوم‌تر در احداث ساختمان‌ها می‌تواند در به حداقل رساندن خسارت موثر باشد.
نوع سقف
نوع سقفی که در ساختمان استفاده می‌شود، تاثیر زیادی بر مقاومت ساختمان در برابر تنش‌ها و زلزله دارد. سقف دال بتنی و وافل اغلب از بتن مسلح تهیه می‌شوند. این نوع سقف‌ها به دلیل استفاده از بتن مسلح و طراحی مناسب، مقاومت بالاتری در برابر تنش‌ها و زلزله دارند. بتن مسلح با استفاده از میلگردهای فولادی قوی، قابلیت جذب و تحمل بارهای استاتیک و دینامیک را بهبود می‌بخشد. بنابراین، ساختن سقف دال بتنی یا وافل نیاز به میلگرد بیشتری دارد تا بتواند بارهای زلزله را به خوبی تحمل کند. علاوه بر این، ارتفاع سقف و فاصله بین ستون‌ها نیز در محاسبه مقدار میلگرد مورد استفاده در ساختمان تاثیر گذار هستند.
به طور کلی، محاسبه مقدار میلگرد مورد استفاده در ساختمان‌ها، می‌تواند در برآورد هزینه‌ها و اجرای برنامه‌های بعدی پروژه موثر باشد. برای این کار به اطلاعات کافی در مورد نوع ساختمان و خصوصیات آن نیاز دارید. محاسبه دقیق مقدار میلگرد، باعث استحکام بیشتر ساختمان و پیشگیری از خسارات ناشی از حوادث و بلایای طبیعی می‌شود.
