محاسبه سطح مقطع میلگرد
فهرست مطالب
سطح مقطع میلگرد چگونه محاسبه می‌شود؟
منظور از سطح مقطع در میلگرد چیست؟ روش‌های محاسبه‌ی آن چگونه است؟
نحوه محاسبه قطر میلگرد
محاسبه سطح مقطع میلگردها با استفاده از فرمول
نحوه محاسبه سطح مقطع در میلگرد با استفاده از جدول
معادل سازی و جایگزین کردن میلگرد
سایر فرمول هایی که برای محاسبه سطح مقطع آرماتوربه کار می‌رود
کلام پایانی
سطح مقطع میلگرد چگونه محاسبه می‌شود؟
همانطور که می‌دانید میلگردها یکی از انواع مقاطع فولادی پر کاربرد در ساختمان سازی به شمار می‌آیند. این محصول اغلب در سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از میلگرد در این دسته از سازه‌ها به منظور افزایش استحکام و افزایش مقاومت کششی استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که محاسبه سطح مقطع میلگرد با توجه به گرید بندی و سایز بندی آن متفاوت خواهد بود. در ادامه نحوه‌ی محاسبه‌ی سطح مقطع میلگرد را بازگو می‌کنیم.
منظور از سطح مقطع در میلگرد چیست؟ روش‌های محاسبه‌ی آن چگونه است؟
در ابتدا باید گفت که محاسبه‌ی سطح مقطع در میلگرد از دو جنبه حائز اهمیت است. میزان باری که برای آرماتور قابل تحمل است در هر سازه‌ای متفاوت خواهد بود. از طرفی مقاومت سازه‌ها بر اساس میزان بار قابل تحمل میلگرد تعیین می‌شود. به همین علت محاسبه‌ی سطح مقطع در میلگرد اهمیت ویژه‌ای دارد. بنابراین با توجه به اهمیت این موضوع و دانستن نحوه محاسبه‌ی سطح مقطع میلگرد، باید نکات ایمنی در هنگام استفاده از میلگرد نیز رعایت شود. رعایت این دو موارد باعث افزایش طول عمر سازه خواهد شد.
انتخاب نوع میلگرد و سایز مناسب آن برای یک سازه به مقدار باری که سازه باید تحمل کند بستگی زیادی دارد. همانطور که در بخش قبل گفتیم؛ انتخاب نوع و سایز میلگرد و سطح مقطع آن با مقدار باری که می‌تواند تحمل کند رابطه‌ی مستقیم دارد. منظور از سطح مقطع میلگرد همان قسمتی است که به شکل دایره است. مساحت این قسمت دقیقا مانند فرمول محاسبه‌ی دایره به دست می‌آید. توجه داشت باشید که برای محاسبه‌ی سطح مقطع در میلگرد یک روش آسان و راحت وجود دارد که اطلاعات آن به روز است و به راحتی سطح مقطع میلگرد را در اختیارتان قرار می‌دهد. اسم این روش جدول محاسبه سطح مقطع می‌باشد. این جدول نه تنها برای محاسبه‌ی سطح مقطع کارایی دارد بلکه اطلاعاتی مانند وزن، طول و شعاع را در اختیار مخاطب قرار می‌دهد.
نحوه محاسبه قطر میلگرد
باید گفت قبل از اینکه به فرمول مناسب برای محاسبه‌ی سطح مقطع در میلگرد بپردازیم باید فرمول مساحت آرماتور را بدانید و با نحوه‌ی محاسبه‌ی قطر میلگرد آشنا شوید. شاید برایتان جالب باشد؛ اما باید گفت که میلگرد دارای سه سطح مقطع اسمی، زمینه و خارجی است. منظور از قطر اسمی در حقیقت همان سایز میلگرد است. برای بدست آوردن قطر سطح مقطع زمینه و خارجی باید به اینگونه عمل کنید که ابتدا بدون در نظر گرفتن آج مساحت محاسبه شود تا به قطر زمینه دست یابید و بعد با در نظر گرفتن آج سطح مقطع را محاسبه کنید تا قطر خارجی میلگرد محاسبه شود. برای مثال اگر میلگردی با سایز 16 ( قطر اسمی) را در نظر بگیرد، قطر خارجی که برای این میلگرد محاسبه می‌شود 18 و قطر زمینه 15 می‌باشد.
قطر میلگرد ← 16/2 = 8 ← 82 × 3.14
محاسبه سطح مقطع میلگردها با استفاده از فرمول
حالا از میان این اعداد به دست آمده برای محاسبه‌ی قطر فقط قطر اسمی جایگزین می‌شود. حالا با توجه به فرمول محاسبه‌ی قطر دایره در ابتدا باید قطر اسمی میلگرد یعنی عدد 16 را به 2 تقسیم شود. از این محاسبه عدد 8 به دست می‌آید. سپس این عدد را به توان دو برسانید و بعد در عدد پی (3.14) ضرب کیند. این راه یکی از ساده ترین روش‌ها برای محاسبه سطح مقطع میلگرد است.
وزن میلگرد = شعاع (mm)× شعاع (mm) × 3.14 × طول (mm) × 7.8
-------------------------------------------------------------------------
1000
نحوه محاسبه سطح مقطع در میلگرد با استفاده از جدول
این مورد را در نظر بگیرید که با استفاده از جدول اشتال میلگرد سطح مقطع این فلز را محاسبه کنید. برای محاسبه‌ی دقیق نیاز به موارد زیر دارید.
- در ابتدای کار باید تمامی میلگردهایی که در سازه به کار رفته است را با استفاده از نقشه سازه محاسبه کنید.
- در مرحله بعد باید وزنی که با هر میلگرد متناظر است را از جدول اشتال پیدا کنید.
- بعد از این کار باید وزن یک متر از هر سایز میلگرد را با مجموع طول شاخه‌های همان سایز در میلگرد ضرب کنید
- در مرحله آخر نیز باید وزن کل به دست آمده برای هر شاخه میلگرد را با یکدیگر جمع کنید.
معادل سازی و جایگزین کردن میلگرد
قطعا در هنگام ساخت پروژه‌های عمرانی و ساختمان سازی که نیاز به مصرف میلگرد در ان‌ها بسیار بالا است؛ با مشکلاتی از قبیل کمبود میلگرد مواجه شده اید. در این شرایط اگر پروژه اهمیت زیادی نداشته باشد دچار توقف خواهد شد و چندین ماه به تعویق می افتد؛ اما اگر همیت پروژه برای شما بالا باشد باید از سایزهای دیگر میلگرد استفاده کنید. این کار معادل سازی نام دارد.
این نکته را نیز در نظر داشته باشید؛ از ان‌جا مولفه‌هایی مثل طول، سطح مقطع میلگرد، اورلپ و مقاومت در برابر تنش برای هر میلگردی متفاوت است، پروژه جایگزین کردن را مهندس معمار باید اجرایی کند تا خللی در امر ساخت و ساز رخ ندهد. توجه داشته باشید اگر بخواهید سطح مقطع برای میلگردها را خودتان محاسبه کنید باید حتما اطلاعاتی از میلگرد مصرفی داشته باشید و طبق اصولی خاصی این کار را انجام دهید. در چنین شرایطی برای محاسبه مقطع میلگرد از فرمول زیر استفاده می‌شود.
سطح مقطع آرماتور معادل در نقشه سازه = سطح مقطع آرماتور در نقشه × تعداد میلگردهای موجود در نقشه
نکته‌ای که در این فرمول حائز اهمیت است این مورد می‌باشد. در این فرمول نه تنها سایز میلگرد معادل اهمیت دارد، بلکه تعداد مصرفی آن نیز دارای اهمیت ویژه‌ای است.
نکاتی که در هنگام معادل سازی باید به آن توجه شود این است قبل از اینکه بخواهید هر اقدامی برای ساخت و ساز و شروع پروژه داشته باشید باید به این مورد توجه کنید هر قسمتی از میلگرد که در نقشه‌ی اجرایی برای سازه ذکر شده است، عینا باید در مقیاس واقعی نیز تعبیه شود. رعایت و اجرای هر نکته که در نقشه‌ی سازه وجود دارد لازم و ضروری می‌باشد.
مورد بعدی که به تنش جاری شدن میلگردها اشاره دارد، توجه به جاری شدن میلگرد تا تغییر شکل آن است. این تغییر شکل در میلگرد به علت نیروهای کششی که دائما به سازه وارد می‌شود است. میلگردها در سازه برای پاسخ دادن به این تنش‌ها مجبور به تغییر شکل هستند.
این تغییر شکل در میلگردهایی که برای ساخت ستون یا سقف به کار می‌روند شدید تر خواهد بود و منجر به تخریب بنای کلی ساختمان می‌شود. در برخی از شرایط ممکن است میلگردها دچار خوردگی و فرسایش شوند. این موضوع برای سازه‌هایی که قدمت زیادی دارند بیشتر به چشم می‌‌خورد. این امر تاثیر زیادی در سطح مقطع میلگرد می‌گذارد. پس در نظر گرفتن این مورد برای معادل سازی میلگرد اهمیت بالایی دارد.
مورد بعدی که باید به آن توجه شود، محاسبه‌ی مقطع معادل، حداقل فواصل میلگردها و تعداد میلگردها در سازه است. این مورد در بند نهم مقررات ملی ساختمان آمده شده است. رعایت کردن این نکات باید اجرای بهتر بتن ریزی و آرماتور بندی سازه می‌شود. این مورد را در نظر داشته باشید که با تغییر ابعاد میلگرد تعداد آن در سازه نیز تغییر خواهد کرد. یعنی اگر ابعاد میلگرد بیشتر شود، تعدادی که باید در سازه در نظر گرفته شود نیز افزایش می‌یابد.
با وجود اینکه موضوع معادل سازی از اهمیت زیادی برخوردار است؛ تصمیم گیری قطعی در این زمینه و برای جایگزین کردن میلگرد بدون مشورت مهندس ناظر امکان پذیر نیست. همچنین، در هنگام نصب میلگردهای سازه باید به طرز چیدن آنها در ساختمان، نصب سنجاق ها، اتصال ها، موقعیت آرماتورهای معادل، تعیین سطح مقطع میلگرد و پس از آن قرارگیری ستون و کاور آن نیز دقت کامل شود. در مجموع همه‌ی این فعالیت‌ها باعث می‌شود تا آرماتور بندی و بتن ریزی به درستی انجام شود.
سایر فرمول هایی که برای محاسبه سطح مقطع آرماتوربه کار می‌رود
سطح مقطع میلگرد معمولاً به متر مربع یا سانتیمتر مربع اندازه گیری می شود. برای محاسبه سطح مقطع میلگرد، می توانید یکی از فرمول های زیر را بسته به شکل میلگرد شما دارد.
سطح مقطع میلگرد دایره‌ای: اگر میلگرد شما شکل دایره است، مساحت آن را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنید
مساحت = π × (نصف قطر)²
سطح مقطع میلگرد مستطیلی: اگر میلگرد شما شکل مستطیلی دارد، مساحت آن را با ضرب طول و عرض مستطیل محاسبه کنید.
مساحت = طول × عرض
سطح مقطع میلگرد مستطیلی با سوراخ و دیواره نازک: اگر میلگرد شما دارای سوراخ در وسط و دیواره‌ی نازک است، مساحت آن را با انجام محاسبات مرتبط با دایره ها و مستطیل ها به شرح زیر محاسبه کنید
مساحت = (مساحت بخش مستطیلی بیرونی) – (مساحت دایره در وسط)
در این مطلب روش های محاسبه سطح مقطع میلگرد را توضیح دادیم. فرمول مساحت این مقاطع فولادی به شکل ظاهری آنها بستگی دارد. همچنین عبارت معادل سازی میلگرد را توضیح دادیم و مراحل آن نام برده شد.در بحث معادل سازی نکاتی مانند تنش جاری شدن، رعایت حداقل و حداکثر فواصل وجود دارد که باید به آن دقت کافی داشته باشید.
کلام پایانی
محاسبه‌ی سطح مقطع میلگرد یکی از ضروری ترین راهکارها قبل از شروع ساخت و ساز است. در این مقاله انواع روش‌هایی که با استفاده از آنها می‌توان سطح مقطع میلگرد را محاسبه کرد برایتان گفتیم. یکی از مهم‌ترین نکاتی که در طی راهکارهای محاسبه مقطع آرماتور قید کردیم توجه به بحث معادل سازی است. در شرایط اضطراری و در صورت موافقت مهندس ناظر شما می‌توانید از میلگرد معادل برای ادامه‌ی پروژه‌ی ساخت و ساز استفاده کنید. در هنگام به کار گیری آرماتور معادل دانستن نوع میلگرد و توجه به طول آن حائز اهمیت است. بعد از دانستن این موارد نوبت به محاسبه مقطع آرماتور معادل می‌رسد.