مهم‌ترین کاربرد میلگردهای فولادی در ساخت ساختمان‌های اسکلت بتنی است. اما این میلگردها که اغلب در طول 12 متر تولید می‌شوند، برای کاربردهایی غیر از قرار گرفتن به‌صورت طولی در ستون‌ها و فونداسیون، باید خم شده و یا برش داده شوند. خمکاری میلگرد یک فرآیند حساس است که برای ساخت انواع حالت‌های میلگرد مانند میلگرد خاموت، میلگرد راستا، میلگرد ادکا و غیره انجام می‌شود و اگر به درستی و مطابق ضوابط صورت نگیرد، شکست میلگرد را به همراه خواهد داشت. در این مقاله به اصول خم کردن میلگرد و نیز انواع روشهای خمکاری میلگرد بر اساس ضوابط و دستورالعمل‌ها می‌پردازیم.
اهمیت خمکاری میلگرد
با وجود اینکه میلگردها به‌صورت طولی و عرضی در بتن قرار می‌گیرند تا فونداسیون و ستون‌های اصلی سازه را تقویت کنند، اما برای ساخت همین ستون‌ها و فونداسیون نیازمند آرماتوربندی هستیم که این عمل بدون خم کردن میلگردها امکان‌پذیر نخواهد بود. این فرآیند خود به صورت‌های مختلفی انجام می‌پذیرد که نتیجه آن ایجاد انواع حالت‌های میلگرد تحت عنوان میلگرد راستا، میلگرد خاموت، میلگرد ادکا، میلگرد سنجاقی، میلگرد رکابی و میلگرد خرک خواهد بود.
هر یک از این حالت‌های یادشده از میلگرد نیازمند خمکاری منحصربه‌فردی است که بر اساس میزان نیرو و نیز زاویه خمکاری متفاوت تولید می‌شوند. در همین راستا به بررسی دقیق‌تر انواع حالت‌های خمکاری میلگرد می‌پردازیم.
میلگرد خاموت
رایج‌ترین حالت خمکاری میلگرد، ایجاد خاموت است. خاموت یا میلگرد برشی به منظور جلوگیری از وقوع شکست زودتر از موعد مقاطع پس از ایجاد ترکی که ناشی از تنش‌های برشی است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. کارایی خاموت‌ها به شکل انتقال تنش‌های برشی به طرفین یک ترک مورب است. خاموت‌ها به انواع حالت‌های تنگ باز و تنگ بسته تقسیم می‌شوند.
میلگرد راستا
میلگردهای راستا در صورتی که استحکام کششی بتن به میزان مورد نیاز نرسد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. از ویژگی‌های این نوع میلگرد می‌توان به زاویه خم 90 درجه با دو انتهای برجسته اشاره کرد. این انتهای برجسته سبب قفل شدن بهتر میلگرد در بتن می‌شود که افزایش استحکام کششی بتن را به دنبال دارد. ضمن اینکه، از میلگردهای راستا می‌توان به منظور جلوگیری از ایجاد ترک در دیوارها نیز استفاده کرد.
میلگرد ادکا یا میلگرد اوتکا
خمکاری میلگردهای ادکا تخصصی‌ترین حالت خم کردن میلگرد است. این حالت از میلگرد به‌منظور تحمل نیروهای برشی و کششی و نیز لنگرهای ممان منفی در تکیه‌گاه تیرهای یکسره مورد استفاده قرار می‌گیرد. قسمت‌های بالایی و پایینی میلگرد ادکا وظیفه تحمل نیروهای خمشی و قسمت میانی آن وظیفه تحمل نیروهای برشی را برعهده دارند.
میلگرد سنجاقی
خمکاری میلگرد برای ایجاد میلگرد سنجاقی به دو صورت انجام می‌شود. حالت اول شامل خم 90 درجه در هر دو طرف میلگرد است و حالت دوم شامل یک خم 90 درجه در یک سمت و یک خم 135 درجه در طرف دیگر میلگرد می‌شود. کاربرد میلگرد سنجاقی به‌صورت میلگرد عرضی برای مقابله با نیروهای برشی است.
میلگرد رکابی
میلگرد رکابی به شکل یک مستطیل اما با سه ضلع ایجاد می‌شوند که هر دو خم آن به‌صورت 90 درجه است. از این نوع میلگرد به‌منظور نگه داشتن میلگردهای طولی و عرضی استفاده می‌شود.
میلگرد خرک
این حالت از میلگرد نیز مشابه با میلگرد رکابی دارای سه ضلع بوده اما ضلع‌های کناری آن از نیمه با یکدیگر 180 درجه اختلاف داشته و در جهت مخالف هم قرار گرفته‌اند. از میلگرد خرک برای قرار دادن دو شبکه افقی متوالی با فاصله معین از هم استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای خرک در آرماتورهای بالایی فونداسیون است جایی که خاموت کاربرد ندارد.
اصول و ضوابط خمکاری میلگرد
اصول خم کردن میلگرد شامل استفاده از روشهای مناسب و نیز ابزارهای مخصوص و رعایت ضوابط ایمنی در حین کار است. اما آنچه که از نظر فنی در اینجا اهمیت دارد، رعایت زاویه خم و حداقل قطر لازم برای میلگرد است. در همین راستا از دو اصطلاح تحت عنوان استاندارد قطر خم میلگرد و جدول خم میلگرد استفاده می‌شود که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.
استاندارد قطر خم میلگرد
قطر خم استاندارد میلگرد بر اساس قوانینی که در دو مبحث نهم و ACI از روشهای خمکاری میلگرد آورده شده است، انتخاب می‌شود. رعایت نکردن محدوده قطر و نیروی اعمالی سبب شده تا میلگرد در کشش و فشار ناشی از خم کردن بیش از حد ضعیف شده و شکست در آن اتفاق افتد. در هنگام خم کردن میلگرد، سطح داخلی محل خم تحت تنش فشاری و سطح خارجی آن تحت تنش کششی قرار می‌گیرد.
قطر استاندارد خم برای میلگردهای اصلی
برای میلگردهای اصلی حاوی خم 180 درجه یا نیم‌دایره‌ای، طول خم در انتهای آزاد میلگرد نباید از 60 میلی‌متر کمتر باشد. میلگردهای اصلی می‌توانند دارای خم 90 درجه هم باشند که در این صورت طول خم در انتهای آزاد آن‌ها نباید کمتر از 12 برابر قطر خم یا 12db باشد.
قطر استاندارد خم برای میلگردهای تقسیم و خاموت ها
برای میلگردهایی که قطر آن‌ها حداکثر 16 میلی‌متر است می‌توان از خم 90 درجه استفاده کرد اما طول مستقیم در انتهای آزاد باید بیش از 6db باشد و نیز کمتر از 60 میلی‌متر نشود. برای میلگردهای با قطر بیش از 16 میلی‌متر و کمتر از 25 نیز باید از حداقل 2db در طول آزاد میلگرد در زاویه خم 90 درجه استفاده شود.
در صورتی‌که از خم 135 درجه در میلگردهای تقسیم و خاموت استفاده شود، باید طول آزاد میلگرد به ترتیب حداقل 6db و 60 میلی‌متر باشد. همچنین، برای میلگردهای انتظار و میلگردهای ستون، مقدار شیب قسمت مایل میلگرد خم شده نسبت به محور ستون نباید بیش از 1 به 6 باشد. ضمن اینکه، طول خم میلگرد ریشه ستون با در نظر گرفتن طول قلاب استاندارد مشخص می‌شود که برابر 15 سانتی‌متر یا 8 برابر قطر میلگرد است.
نکته قابل توجه در خمکاری میلگردهای خاموت این است که در خاموت‌های مستطیلی یا مربعی زاویه خم 90 یا 135 درجه است اما استفاده از زاویه 135 درجه باعث ایجاد حداکثر چسبندگی میلگرد به بتن می‌شود. همچنین، با افزایش سایز خاموت‌ها، قطر خم استاندارد آن‌ها نیز افزایش می‌یابد.
جدول خم میلگرد
یکی دیگر از روشهای محاسبه زاویه خم استاندارد میلگرد، استفاده از جدول خم میلگرد است که یک روش سریع بوده و احتمال اشتباه در محاسبات را به حداقل می‌رساند. جدول خم میلگرد مقدار حداقل قطر خم را بر اساس سایز و نوع میلگرد مشخص می‌کند.
| قطر میلگرد | حداقل قطر خم بر اساس نوع میلگرد | ||
| فولاد نرمه S220 | فولاد نیم سخت S300 | فولاد سخت S400 و S500 | |
| 16 میلی‌متر و کمتر | 2.5 db | 4 db | 4 db |
| 16 تا 28 میلی‌متر | 5 db | 5 db | 6 db |
| 28 تا 34 میلی‌متر | 5 db | 6 db | 8 db |
| 36 تا 55 میلی‌متر | 7 db | 10 db | 10 db |
انواع روش های خمکاری میلگرد
خم کردن میلگردها به دو روش دستی و اتوماتیک انجام می‌شود. روش دستی شامل خمکاری میلگرد توسط اپراتور است و در روش اتوماتیک این فرآیند توسط دستگاه انجام شده و اپراتور نقش ناظر را ایفا می‌کند. در روش دستی خم کردن میلگرد، از ابزارهایی همچون میز خمکاری میلگرد، صفحه خم کن و آچار خم کردن میلگرد استفاده می‌شود.
صفحه خم کن از جنس فولاد بر روی میز تعبیه شده و بر روی آن نیز تعدادی پین موسوم به خار قرار دارد. برای خم کردن میلگردها، آن‌ها را بین پین‌ها قرار داده و با آچار خم کن یا آچار F، حول محور پین اقدام به خم کردن پین می‌کنند. در هنگام اجرای خم کردن دستی میلگرد، باید که از تجهیزات ایمنی نظیر دستکش، کلاه، کفش مخصوص و لباس کار استفاده شود.
روش خمکاری اتوماتیک نیز شامل استفاده از دستگاه‌های برقی و هیدرولیک مانند دستگاه خاموت زن و دستگاه خم کن پرتابل برقی می‌شود. در این دستگاه‌ها، حرکت آچار به کمک نیروی الکتریکی انجام می‌شود. روشهای خم کردن اتوماتیک سرعت بالاتری داشته و برای خم کردن میلگردهای سایز بالا نیز بسیار مناسب است. دستگاه‌های اتوماتیک قابلیت ایجاد خم تا زاویه 135 درجه را دارند.
نکات فنی خم کردن میلگرد
مهم‌ترین شرایط و نکات اجرایی هنگام خم کردن میلگرد عبارتند از:
- انجام فرآیند خمکاری میلگرد به روش سرد و پرهیز از حرارت دادن میلگردها
- متناسب بودن قطر فلکه یا پین مورد استفاده با نوع و قطر میلگرد فولادی
- رعایت سرعت خم کردن میلگردها متناسب با نوع فولاد و دمای محیط
- ایجاد انحنای خم ثابت در آرماتور
- انجام خمکاری با یک‌بار عبور و سرعت ثابت
- عدم انجام خمکاری در محیطی با دمای کمتر از منفی 5 درجه سانتی‌گراد به منظور جلوگیری از وقوع پدیده شکست ترد
- پرهیز از خم کردن مجدد میلگردی که یک‌بار خم شده است. در صورت لزوم، اجازه دستگاه ناظر ضروری است.
- پرهیز از خم کردن میلگردهایی که یک سر آن‌ها در بتن قرار دارد مگر اینکه دستگاه ناظر اجازه چنین کاری را دهد.
خمکاری میلگرد در یک کلام
خمکاری میلگرد یک فرآیند معمول در اکثر کارهای ساختمانی به‌منظور ساخت سازه‌های با اسکلت بتنی است. این فرآیند با توجه به نوع و سایز میلگرد و به روشهای دستی و اتوماتیک انجام می‌شود. ایجاد خم در میلگرد باید بر اساس ضوابط و دستورالعمل‌های مهندسی مربوطه انجام شود تا منجر به شکست میلگرد نشود. برای اطلاع از مقدار استاندارد خم میلگرد، بهترین راه استفاده از جدول خم میلگرد است که حداقل و حداکثر میزان خم و طول آزاد استاندارد میلگرد را براساس سایز و نوع میلگرد مشخص می‌کند. انواع حالت‌های میلگرد خاموت، راستا، ادکا، رکابی، سنجاقی و خرک با استفاده از خم کردن میلگردها تحت زاویه‌های 90 و 135 درجه حاصل می‌شوند.
سؤالات متداول
در ادامه به برخی سوالات مخاطبان درباره خمکاری میلگرد اشاره خواهیم کرد.
1- دلیل خم کردن میلگرد چیست؟
میلگردها برای استفاده در آرماتور، فونداسیون و ستون باید به شکل‌های مختلفی خم شوند تا میلگردهای طولی و عرضی را محکم در جای خود نگه دارند.
2- بهترین روش برای خمکاری میلگرد کدام است؟
استفاده از دستگاه‌های خم کردن اتوماتیک مانند دستگاه‌های برقی و هیدرولیک هم سرعت بیشتری داشته و هم نیاز به اعمال نیروی اپراتور نیست و برای خمکاری مناسب‌تر هستند.
3- زاویه خم مناسب برای میلگرد چقدر است؟
زاویه مناسب خم براساس سایز میلگرد متفاوت است. برای اطلاع از زاویه خم استاندارد میلگردها باید به جدول خم میلگرد مراجعه کنید.
4- انواع حالت‌های خم میلگرد کدام اند؟
معمولاً میلگردها با زاویه‌های 90 و 135 درجه خم می‌شوند که حاصل آن ایجاد حالت‌هایی از میلگرد مانند میلگرد خاموت، میلگرد ادکا، میلگرد راستا، میلگرد سنجاقی، میلگرد رکابی و میلگرد خرک است.