تفاوت خاموت، تنگ، دورگیر و دورپیچ در سازه های بتنی

سازه های بتنی، ترکیبی از بتن و فولادند؛ دو مصالحی که به تنهایی کامل نیستند اما در کنار هم، ستون فقرات مقاوم ترین ساختمان ها را می سازند. بتن به تنهایی در برابر فشار مقاومت بالایی دارد، اما در برابر کشش ضعیف است. همین ضعف باعث شد انسان از میلگرد به عنوان مکملی برای تحمل نیروهای کششی بهره بگیرد. در این میان، میلگردهای طولی و عرضی نقشی متفاوت اما مکمل دارند؛ میلگردهای طولی برای مقاومت در برابر خمش و کشش و میلگردهای عرضی برای مقابله با نیروهای برشی و جلوگیری از گسیختگی موضعی بتن.

آگاهی از قیمت آهن به مهندسان کمک می کند تا در برآورد هزینه ی سازه های بتنی، تصمیمات دقیق تری درباره انتخاب نوع و مقدار میلگرد بگیرند.

نقش آرماتور در مقاومت بتن

آرماتور، روح فولادی بتن است. در واقع، بتن بدون آرماتور مثل دیواری بدون ملات است. میلگردها نیروهای کششی و خمشی را جذب می کنند و باعث می شوند که سازه از رفتار ترد و شکننده به رفتاری نرم و قابل اعتماد تبدیل شود. در ستون ها و تیرها، میلگردها به گونه ای طراحی می شوند که بارهای فشاری، خمشی و پیچشی را در مسیر خود پخش و کنترل کنند. عملکرد هماهنگ بتن و فولاد در این ترکیب، همان چیزی است که مقاومت نهایی سازه را تضمین می کند.

اهمیت استفاده از میلگردهای عرضی

میلگردهای عرضی که با نام هایی مانند خاموت، تنگ، دورگیر و دورپیچ شناخته می شوند، از حیاتی ترین اجزای ستون ها و تیرهای بتنی هستند. آن ها نه تنها مانع ترک خوردن بتن در ناحیه برشی می شوند، بلکه از کمانش میلگردهای طولی در هنگام زلزله جلوگیری می کنند. به زبان ساده، اگر میلگردهای طولی ستون را ستون فقرات بدانیم، میلگردهای عرضی همان عضلاتی هستند که این ستون را استوار نگه می دارند.

نوسانات قیمت میلگرد تأثیر مستقیمی بر هزینه نهایی پروژه های عمرانی دارد، به ویژه زمانی که استفاده از خاموت ها و آرماتورهای عرضی ضروری است.

معرفی و تعریف هر یک از عناصر

خاموت چیست و چه کاربردی دارد؟

خاموت نوعی میلگرد عرضی است که معمولاً به شکل مربع، مستطیل یا چندضلعی بسته در اطراف میلگردهای طولی قرار می گیرد. نقش اصلی آن، مهار برش در تیرها و جلوگیری از شکست برشی ناگهانی است. در ستون ها نیز خاموت ها باعث می شوند میلگردهای طولی در جای خود ثابت بمانند و در برابر کمانش مقاومت کنند. خاموت ها معمولاً از میلگرد با قطر کمتر از میلگردهای اصلی ساخته می شوند و فواصل آن ها بر اساس آیین نامه و نوع بارگذاری تعیین می شود.

تنگ در سازه های بتنی چه نقشی دارد؟

تنگ از نظر شکل و عملکرد شبیه خاموت است اما معمولاً در مقاطع خاص تیرها و در نواحی بحرانی مورد استفاده قرار می گیرد. تفاوت اصلی تنگ با خاموت در نحوه قرارگیری و چفت شدن آن است. تنگ ها معمولاً در محل هایی بسته می شوند که نیروهای برشی و پیچشی بالا وجود دارد. در طراحی تیرها، تنگ نقش مهمی در جلوگیری از گسیختگی مورب ایفا می کند.

دورگیر چیست و در کدام بخش ها استفاده می شود؟

دورگیرها نوعی میلگرد بسته هستند که عمدتاً در ستون های بتنی مورد استفاده قرار می گیرند. آن ها دور تا دور میلگردهای طولی را محصور می کنند و هدفشان افزایش مقاومت ستون در برابر نیروهای فشاری و زلزله ای است. دورگیرها، بتن هسته ستون را محصور کرده و مانع خردشدگی ناگهانی آن می شوند؛ همین ویژگی باعث می شود شکل پذیری ستون به طرز چشمگیری افزایش یابد.

دورپیچ چیست و چه تفاوتی با دورگیر دارد؟

دورپیچ، میلگردی است که به صورت مارپیچ (حلزونی) دور میلگردهای طولی پیچیده می شود. برخلاف دورگیر که از چند میلگرد عرضی بسته تشکیل می شود، دورپیچ یک میلگرد پیوسته است. این نوع آرماتور در ستون های دایره ای یا مقاطع خاص به کار می رود و مزیت آن، توزیع یکنواخت تر نیرو و مقاومت بیشتر در برابر گسیختگی انفجاری بتن است.

در ساختمان هایی که از دیوارهای غیرباربر استفاده می شود، کنترل قیمت میلگرد بستر برای حفظ صرفه اقتصادی در کنار ایمنی سازه اهمیت زیادی دارد.

تفاوت های اصلی بین خاموت، تنگ، دورگیر و دورپیچ

تفاوت از نظر شکل ظاهری و نحوه ی اجرا

خاموت ها و تنگ ها معمولاً زاویه دار و چندضلعی اند، در حالی که دورپیچ ها ماهیتی مارپیچی دارند. در اجرای خاموت، میلگرد به صورت قطعه قطعه بریده شده و به شکل بسته خم می شود، اما در دورپیچ، یک میلگرد پیوسته به دور میلگردهای طولی پیچیده می شود. این تفاوت در ظاهر، در نحوه عملکرد سازه ای نیز تأثیرگذار است.

تفاوت از نظر عملکرد سازه ای

خاموت و تنگ عمدتاً برای تحمل نیروی برشی در تیرها و ستون ها استفاده می شوند. دورگیر و دورپیچ اما بیشتر برای محصور کردن بتن و جلوگیری از خردشدگی هسته ستون تحت فشار طراحی می شوند. از دید عملکردی، دورپیچ کارآمدتر است زیرا نیروی فشاری را به طور پیوسته به بتن منتقل می کند.

تفاوت از نظر محل استفاده در ستون ها و تیرها

خاموت ها بیشتر در تیرها و گاهی در ستون های مربعی به کار می روند. تنگ ها مخصوص نواحی بحرانی تیرها هستند. در مقابل، دورگیر و دورپیچ تقریباً همیشه در ستون ها به کار می روند؛ خصوصاً در سازه هایی که مقاومت زلزله ای اهمیت دارد. دورپیچ در ستون های دایره ای و دورگیر در ستون های مربعی متداول تر است.

تفاوت از نظر آیین نامه و استانداردهای طراحی

در آیین نامه بتن ایران (آبا) و ACI، برای هر نوع از میلگرد عرضی، ضوابط خاصی وجود دارد. مثلاً حداقل قطر خاموت نباید از مقدار معینی کمتر باشد و فواصل مجاز بین خاموت ها یا دورگیرها بر اساس قطر ستون، نوع بارگذاری و ناحیه زلزله خیزی تعیین می شود. در مورد دورپیچ ها، نسبت گام به قطر ستون و پیوستگی میلگرد از نکات کلیدی طراحی است.

هنگام طراحی و اجرای ستون های بتنی، دانستن قیمت خاموت به برآورد دقیق بودجه ی آرماتوربندی و برنامه ریزی اقتصادی پروژه کمک می کند.

بررسی رفتار بین خاموت، تنگ، دورگیر و دورپیچ در برابر نیروها

نقش خاموت در برابر نیروی برشی

خاموت ها اولین خط دفاعی سازه در برابر نیروی برشی اند. زمانی که تیر تحت بارگذاری خمشی قرار می گیرد، نیروهای موربی درون بتن ایجاد می شود که ممکن است باعث ترک های قطری شوند. خاموت ها با قطع کردن مسیر این ترک ها و انتقال نیرو به میلگردهای طولی، از گسیختگی ناگهانی جلوگیری می کنند.

نقش دورپیچ در افزایش شکل پذیری ستون

دورپیچ با محصور کردن بتن هسته ستون، مانع از گسیختگی ترد و انفجاری بتن در فشارهای زیاد می شود. در واقع، وقتی ستون تحت بار فشاری شدید قرار می گیرد، دورپیچ نیروی جانبی ایجاد کرده و مانع از انبساط جانبی بتن می شود. نتیجه این فرآیند، افزایش شکل پذیری و تحمل انرژی سازه در هنگام زلزله است.

مقایسه عملکرد دورگیر و تنگ در جلوگیری از کمانش میلگردهای طولی

در ستون ها، میلگردهای طولی تحت فشار تمایل به کمانش دارند. تنگ و دورگیر، با نگه داشتن میلگردها در جای خود، مانع این پدیده می شوند. اما تفاوت در میزان پوشش است: دورگیرها ناحیه بیشتری را در بر می گیرند و در نتیجه عملکرد پایدارتری دارند. تنگ ها بیشتر در تیرها مفیدند، جایی که بارهای خمشی غالب اند.

روش های اجرایی و نکات فنی بین خاموت، تنگ، دورگیر و دورپیچ

نحوه ی بستن و نصب خاموت ها

در اجرا، خاموت ها معمولاً با سیم آرماتوربندی به میلگردهای طولی بسته می شوند. جهت قلاب خاموت ها باید به گونه ای باشد که در برابر بازشدن مقاومت کند. رعایت پوشش بتنی کافی در اطراف خاموت ها ضروری است تا از خوردگی و زنگ زدگی جلوگیری شود.

فواصل مجاز بین خاموت ها طبق آیین نامه بتن ایران (آبا)

آیین نامه آبا حداکثر فاصله بین خاموت ها را در تیرها برابر با کوچک ترین مقدار بین نصف ارتفاع مؤثر تیر یا ۲۰ سانتی متر مشخص کرده است. در ستون ها، این فاصله بر اساس قطر ستون و نوع بارگذاری تنظیم می شود، ولی به طور معمول نباید از ۱۵ سانتی متر بیشتر باشد. این محدودیت ها برای جلوگیری از ترک های برشی و حفظ پایداری مقطع اعمال می شود.

نکات اجرایی در استفاده از دورپیچ ها

در ستون هایی که از دورپیچ استفاده می شود، کنترل یکنواختی گام بسیار اهمیت دارد. گام زیاد موجب کاهش محصورشدگی و افت مقاومت می شود. همچنین اتصال انتهای میلگرد دورپیچ باید با جوش یا قلاب بسته محکم شود تا پیوستگی کامل ایجاد گردد. دقت در رعایت پوشش بتنی و مرکزیت میلگردها نیز از نکات کلیدی اجرای صحیح دورپیچ ها است.

سؤالات متداول