تولید کنندگان : فولاد پیشگان
مقدمه
مقاومت میلگرد در برابر زلزله یکی از حیاتی‌ترین موضوعات در طراحی و اجرای سازه‌های بتن‌آرمه است. اگر میلگرد از کیفیت و مقاومت مناسبی برخوردار نباشد، بتن به‌تنهایی توان تحمل نیروهای جانبی شدید زلزله را نخواهد داشت و احتمال ترک، کمانش و فروریزش سازه به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. بر اساس آخرین استانداردهای لرزه‌ای، کیفیت فولاد مصرفی، درصد شکل‌پذیری و نحوه اجرای آن، بیش از ۷۰٪ عملکرد لرزه‌ای سازه را تعیین می‌کند. در این مقاله به‌صورت کامل و کاربردی بررسی می‌کنیم که میلگرد تا چه حد در برابر زلزله مقاوم است، چه عواملی این مقاومت را تعیین می‌کند و بهترین روش‌های به‌کارگیری میلگرد برای افزایش ایمنی سازه چیست.
میلگرد چگونه با زلزله مقابله می‌کند؟
میلگرد با ایجاد خاصیت کشسانی و شکل‌پذیری در بتن، مانع از شکست ترد آن می‌شود. بتن در فشار مقاوم است اما در کشش ضعیف؛ بنابراین زمانی که زلزله نیروی جانبی وارد می‌کند، میلگردها این نیروها را جذب، کنترل و به اعضای سازه منتقل می‌کنند. میلگردهای با استاندارد بالا می‌توانند تا بیش از ۲۰٪ تغییر شکل را بدون گسیختگی تحمل کنند. هرچه میلگرد شکل‌پذیرتر باشد، سازه عملکرد بهتری در هنگام وقوع زلزله خواهد داشت.
چه عواملی مقاومت میلگرد در برابر زلزله را تعیین می‌کنند؟
۱. نوع فولاد و رده میلگرد
- میلگردهای A3 و A4 برای سازه‌های لرزه‌ای مناسب‌ترند.
- میلگردهای A2 شکل‌پذیرتر هستند اما در مناطق با خطر لرزه‌ای بالا اغلب نیاز به مقطع حجیم‌تر دارند.
- میلگردهای ترمومکانیکی (TMT) به دلیل چقرمگی بالا عملکرد لرزه‌ای بهتری دارند.
۲. مقاومت تسلیم و کشش
- مقاومت تسلیم میلگردها معمولاً بین ۳۴۰ تا ۵۰۰ مگاپاسکال است.
- هرچه مقاومت تسلیم بالاتر باشد، میلگرد دیرتر وارد ناحیه گسیختگی می‌شود.
- نسبت مقاومت کششی به تسلیم باید بالا باشد تا میلگرد در برابر زلزله رفتار نرم داشته باشد.
۳. شکل‌پذیری (Ductility)
- بهترین شاخص مقاومت ضدزلزله، میزان شکل‌پذیری است.
- میلگرد باید قبل از شکست، تغییر شکل قابل توجهی داشته باشد.
- میلگردهای حرارت‌دیده یا نامرغوب شکل‌پذیری پایینی دارند و در زلزله بشدت خطرناک‌اند.
۴. قطر و طول مهاری مناسب
- انتخاب قطر مناسب طبق نقشه سازه اهمیت زیادی دارد.
- مهار میلگرد در بتن باید به‌اندازه استاندارد باشد تا از بیرون‌کشیدگی جلوگیری شود.
- برای مناطق لرزه‌خیز معمولاً از میلگردهای قطر متوسط با تعداد بیشتر استفاده می‌شود تا شکل‌پذیری افزایش یابد.
۵. اجرای صحیح آرماتوربندی
- خاموت‌گذاری مناسب مهم‌ترین عامل مقاومت ستون و تیر در برابر زلزله است.
- فاصله خاموت‌ها، طول اورلپ، قلاب‌ها و جوش‌ها باید مطابق آیین‌نامه باشد.
- خم‌کاری و برش غیراصولی موجب کاهش مقاومت واقعی میلگرد می‌شود.
عملکرد میلگرد در سازه بتنی هنگام زلزله
- میلگردها نیروهای کششی ناشی از تغییر مکان افقی را تحمل می‌کنند.
- خاموت‌ها مانع کمانش میلگردهای طولی ستون‌ها می‌شوند.
- در تیرها، آرماتورهای تحتانی بیشترین نقش را در مقابله با کشش لرزه‌ای دارند.
- در دیوار برشی، آرماتورهای افقی و عمودی با هم مقاومت جانبی ایجاد می‌کنند.
- در فونداسیون، میلگردها انرژی ارتعاشی را به زمین منتقل می‌کنند.
در یک سازه بتن‌آرمه مطلوب، میلگرد باید انرژی زلزله را به‌صورت تدریجی جذب کند و مانع شکست ناگهانی شود.
بهترین روش‌ها برای افزایش مقاومت میلگرد در برابر زلزله (روش‌های پیشنهادی ۲۰۲۵)
استفاده از میلگردهای TMT یا کم‌آلیاژ با شکل‌پذیری بالا
- چقرمگی زیاد
- تحمل تغییر شکل بدون شکست
- مناسب برای سازه‌های بزرگ و بلندمرتبه
آرماتوربندی ویژه لرزه‌ای
- استفاده از خاموت‌های نزدیک به هم
- طراحی قفسه فولادی مقاوم در ستون‌ها
- جلوگیری از کمانش میلگردهای طولی
استفاده از وصله مکانیکی به‌جای اورلپ سنتی
- یکنواختی انتقال نیرو
- کاهش ضعف‌های ناشی از همپوشانی
- مناسب برای پروژه‌های صنعتی و برج‌ها
کنترل کیفی دقیق میلگردها قبل از مصرف
- تست کشش، تست خمش و تست جوش
- بررسی برند، علامت و استاندارد
- جلوگیری از مصرف میلگردهای حرارت‌دیده یا زنگ‌زده
خطاهای رایج که مقاومت لرزه‌ای میلگرد را کاهش می‌دهد
۱. استفاده از میلگرد بی‌کیفیت یا فاقد استاندارد
۲. خم‌کاری با دستگاه‌های نامناسب که باعث ترک در میلگرد می‌شود
۳. فاصله زیاد خاموت‌ها در ستون و تیر
۴. جوشکاری غیراصولی میلگردها
۵. پوشش ناکافی بتن در اطراف میلگرد
۶. اجرای غیراستاندارد وصله‌ها (اورلپ کوتاه یا نامناسب)
۷. استفاده از میلگردهای زنگ‌خورده یا آسیب‌دیده
این خطاها می‌توانند در هنگام زلزله باعث از دست رفتن ناگهانی مقاومت سازه و ایجاد خرابی گسترده شوند.
مقاومت میلگرد در برابر زلزله چقدر است؟ (جمع‌بندی فنی)
در شرایط استاندارد و مطابق طراحی لرزه‌ای، میلگرد قادر است چندین برابر تغییر شکل خود را بدون شکست تحمل کند و بارهای جانبی شدید را جذب کند. میلگردهای آلیاژی استاندارد تا حدود ۵۰۰ مگاپاسکال تنش کششی را مقاومت می‌کنند و در صورت اجرای صحیح، می‌توانند سازه را از فروپاشی کامل نجات دهند. مهم‌ترین نکته این است که مقاومت واقعی میلگرد تنها به جنس آن وابسته نیست؛ بلکه نوع طراحی سازه، نحوه آرماتوربندی و اجرای صحیح است که عملکرد لرزه‌ای واقعی را تعیین می‌کند.
نکات اجرایی مهم
- خاموت‌ها را طبق ضوابط لرزه‌ای نزدیک به هم اجرا کنید.
- میلگردهای زنگ‌زده را قبل از مصرف سندبلاست یا تعویض کنید.
- از جوشکاری غیرضروری روی میلگرد خودداری کنید.
- طول اورلپ را دقیقاً مطابق نقشه رعایت کنید.
- از بتن‌ریزی با ویبره صحیح برای چسبندگی بهتر میلگرد و بتن استفاده کنید.
مقایسه انواع میلگرد از نظر عملکرد لرزه‌ای
| نوع میلگرد | شکل‌پذیری | مقاومت تسلیم | مقاومت در برابر زلزله | کاربرد |
|---|---|---|---|---|
| A2 | بالا | متوسط | متوسط | سازه‌های معمولی |
| A3 | متوسط | بالا | بالا | سازه‌های لرزه‌خیز |
| A4 | خوب | بسیار بالا | بسیار بالا | برج‌ها، سازه‌های ویژه |
| TMT | بسیار بالا | بالا | بسیار بالا | مناطق با خطر لرزه‌ای زیاد |
نکات کلیدی
- مقاومت میلگرد در برابر زلزله به نوع فولاد، شکل‌پذیری و نحوه آرماتوربندی بستگی دارد و میلگردهای استاندارد قادرند تنش‌های بالا را بدون شکست تحمل کنند.
- برای افزایش مقاومت لرزه‌ای، استفاده از میلگردهای با شکل‌پذیری بالا و اجرای صحیح خاموت‌گذاری ضروری است.
- بیشترین ضعف سازه‌های بتنی هنگام زلزله، ناشی از آرماتوربندی غیراصولی و استفاده از میلگردهای غیراستاندارد است.
- میلگردهای TMT و A4 بهترین عملکرد را در تحمل نیروی زلزله و جلوگیری از شکست ناگهانی سازه دارند.
سوالات متداول
۱. مقاومت میلگرد در برابر زلزله چقدر است؟
میلگردهای استاندارد می‌توانند تنش‌های تا حدود ۵۰۰ مگاپاسکال را تحمل کنند و شکل‌پذیری کافی برای جذب انرژی زلزله دارند.
توضیح بیشتر: عملکرد نهایی به نحوه آرماتوربندی و طراحی سازه بستگی دارد.
۲. کدام نوع میلگرد برای مناطق زلزله‌خیز مناسب‌تر است؟
میلگردهای A3، A4 و TMT.
توضیح بیشتر: این میلگردها مقاومت تسلیم و شکل‌پذیری بالاتری دارند.
۳. آیا زنگ‌زدگی میلگرد باعث کاهش مقاومت لرزه‌ای می‌شود؟
بله، زنگ‌زدگی سطحی یا عمقی باعث کاهش چسبندگی و مقاومت نهایی می‌شود.
توضیح بیشتر: قبل از بتن‌ریزی باید سطح میلگرد کاملاً تمیز باشد.
۴. چرا شکل‌پذیری در زلزله مهم‌تر از مقاومت تسلیم است؟
زیرا زلزله باعث تغییر شکل‌های بزرگ می‌شود و میلگرد باید بدون شکست انرژی را جذب کند.
توضیح بیشتر: میلگردهای با شکل‌پذیری بالا مانع فروریزش ناگهانی سازه می‌شوند.
۵. آیا جوش دادن میلگرد روی مقاومت لرزه‌ای اثر دارد؟
بله، جوشکاری غیراصولی می‌تواند مقاومت میلگرد را کاهش دهد.
توضیح بیشتر: تنها باید در محل‌هایی که طراحی سازه اجازه می‌دهد جوش انجام شود.
۶. آیا قطر میلگرد در عملکرد لرزه‌ای مؤثر است؟
بله، میلگردهای با قطر زیاد ممکن است شکل‌پذیری کم‌تری داشته باشند.
توضیح بیشتر: معمولاً از میلگردهای با قطر متوسط و تعداد بیشتر استفاده می‌شود.
۷. آیا اجرای خاموت زیاد برای مقاومت زلزله لازم است؟
بله، خاموت‌گذاری صحیح مهم‌ترین عامل جلوگیری از کمانش میلگردهای طولی است.
توضیح بیشتر: خاموت‌های نزدیک به هم ستون‌ها را بسیار مقاوم‌تر می‌کنند
