میلگرد ممان منفی چیست؟ ضوابط اجرا و تفاوت آن با میلگرد ادکا

بتن‌ریزی همزمان تیر و سقف باعث می‌شود اتصال تیرچه به تیر رفتاری نیمه‌گیردار پیدا کند و لنگر منفی در قسمت بالایی سقف به وجود آید؛ اما این لنگر چگونه باید کنترل شود تا از ترک‌خوردگی و کاهش ایمنی سقف جلوگیری شود؟ راه‌حل این مسئله، استفاده از میلگرد ممان منفی است که نیروهای کششی ناشی از لنگر منفی را در نواحی تکیه‌گاهی مهار می‌کند. در این مقاله از آکادمی عمران به بررسی میلگرد ممان منفی، وظیفه و کاربرد آن، ضوابط اجرایی و تفاوت این میلگرد با آرماتور ادکا می‌پردازیم.

فیلم کارگاهی نکات اجرایی میلگرد ممان منفی

توصیه می‌کنیم پیش از مطالعه این مقاله، ویدئوی زیر درباره میلگرد ممان منفی را مشاهده کنید. این ویدئو بخشی از پکیج صفر تا صد اجرای ساختمان آکادمی عمران است که مراحل ساخت ساختمان را به‌صورت فیلم‌های کارگاهی و پروژه‌محور آموزش می‌دهد.

میلگرد ممان منفی چیست؟

ممان منفی به لنگری گفته می‌شود که در آن، تنش کششی در ناحیه بالایی مقطع تیر و تنش فشاری در ناحیه پایینی آن ایجاد می‌شود. این وضعیت معمولا در محل تکیه‌گاه‌ها و اتصالات گیردار یا نیمه‌گیردار تیرها و تیرچه‌ها به وجود می‌آید.

به بیان ساده، زمانی که بار به سقف وارد می‌شود، این بار از طریق تیرچه‌ها به تیرها منتقل شده و در تیر، لنگر و پیچش ایجاد می‌کند. این اثر به‌خصوص در تیرهای کناری که تیرچه‌ها تنها از یک سمت به آن‌ها متصل هستند، شدیدتر بوده و مقدار پیچش وارده افزایش می‌یابد.

در طراحی سازه‌ای، معمولا اتصال تیرچه به تیر به‌صورت تکیه‌گاه ساده در نظر گرفته می‌شود؛ اما در اجرا، به دلیل یکپارچگی بتن تیر و سقف، این اتصال عملا رفتاری نیمه‌گیردار تا گیردار پیدا می‌کند. در نتیجه، در ناحیه بالایی تیر و در محل اتصال تیرچه‌ها، لنگر منفی (نگاتیو) ایجاد می‌شود.

برای افزایش مقاومت خمشی تکیه‌گاه‌ها در برابر این لنگر منفی و جلوگیری از ترک، از میلگرد ممان منفی استفاده می‌شود. در کارگاه‌ها، این آرماتورها با نام‌های میلگرد نگاتیو، میلگرد منفی یا سرتیرچه نیز شناخته می‌شوند.

میلگرد ممان منفی در سقف تیرچه بلوک بیشترین کاربرد را دارد، جایی که نواحی تکیه‌گاهی تیرچه‌ها تحت نیروهای کششی ناشی از لنگر منفی قرار می‌گیرند.

دقت کنید که با وجود طراحی تیرچه‌ها با فرض تکیه‌گاه ساده، در اجرا لازم است میلگرد منفی یا آرماتورهای عصایی در محل تکیه‌گاه هر تیرچه نصب شوند.

وظیفه میلگرد ممان منفی چیست؟

چنانچه تیر و سقف به طور کامل برای تحمل پیچش و لنگر منفی طراحی می‌شدند، نیازی به نصب میلگرد ممان منفی نبود؛ اما از آنجایی که طراحی تیرچه‌ها معمولا بدون در نظر گرفتن ممان منفی انجام می‌شود، اجرای این میلگردها در کارگاه ضروری است.

میلگرد ممان منفی در ناحیه تکیه‌گاه تیرچه‌ها نصب شده و نیروهای کششی ناشی از لنگر منفی را کنترل می‌کند.

با نصب میلگرد ممان منفی:

• مقاومت سقف در برابر ترک‌خوردگی در محل تکیه‌گاه افزایش می‌یابد.
• مقدار بار وارد بر میلگردهای کششی اصلی کاهش پیدا می‌کند.
• سقف در برابر خیز و ارتعاش مقاوم‌تر می‌شود.
• در صورت گسیختگی، سقف به‌طور کامل فرو نمی‌ریزد.

به بیان ساده، این میلگردها حفاظت سقف در برابر لنگر منفی و بهبود عملکرد خمشی تیرچه‌ها را تضمین می‌کنند.

بیش از ۵۰ ساعت آموزش حرفه‌ای ولی رایگان دفترفنی و ساختمان سازی

دریافت

کاربرد آرماتور ممان منفی

اصلی‌ترین کاربرد میلگرد ممان منفی در اجرای سقف تیرچه بلوک است. با توجه به اینکه اتصال تیرچه‌ها به تیر در محاسبات به‌صورت ساده فرض می‌شود، اما در اجرا رفتاری نیمه‌گیردار دارد، در ناحیه بالایی تیر و سقف لنگر منفی ایجاد می‌شود.

برای کنترل این لنگر و جلوگیری از ترک‌خوردگی و خیز بیش از حد سقف، از میلگردهای ممان منفی در نواحی تکیه‌گاهی تیرچه‌ها استفاده می‌شود. این میلگردها با افزایش مقاومت خمشی تکیه‌گاه‌ها، نقش مهمی در افزایش دوام و ایمنی سقف دارند.

شکل میلگرد ممان منفی

شکل میلگرد ممان منفی معمولا از یک بخش صاف و یک بخش خمیده با زاویه ۹۰ درجه تشکیل شده است. بخش خمیده این میلگرد در ناحیه تکیه‌گاه تیرچه یا ترجیحا در هسته تیر مهار می‌شود و بخش صاف آن روی تیرچه امتداد می‌یابد تا نیروهای کششی ناشی از ممان منفی را تحمل کند.

طول میلگرد ممان منفی چقدر است؟

در سقف‌های تیرچه‌بلوک، طول میلگرد ممان منفی نقش مهمی در کنترل ترک‌ها و افزایش مقاومت خمشی در نواحی تکیه‌گاهی دارد. به‌طور معمول، حداقل طول این میلگردها برابر یک پنجم دهانه آزاد تیرچه در نظر گرفته می‌شود، اما این مقدار بسته به دهانه سقف، میزان بار وارده و طراحی سازه‌ای می‌تواند تغییر کند.

این میلگردها معمولا از هر طرف تکیه‌گاه امتداد یافته و با سایر میلگردهای سقف همپوشانی دارند تا پیوستگی لازم برای تحمل لنگر منفی ایجاد شود. رعایت ضوابط اجرایی و محاسبات مهندسی در تعیین طول میلگرد، نقش مهمی در عملکرد سازه و افزایش عمر مفید سقف خواهد داشت.

محل نصب میلگرد ممان منفی در سقف

میلگرد ممان منفی معمولا در نواحی تکیه‌گاهی تیرچه‌ها نصب می‌شود، جایی که نیروهای کششی بالای مقطع ایجاد می‌شوند. طول آن به عوامل مختلفی همچون دهانه سقف، میزان بار وارده و طراحی سازه‌ای بستگی دارد و معمولا با طول مشخصی از دو طرف تکیه‌گاه امتداد می‌یابد تا پیوستگی و استحکام لازم فراهم شود. رعایت این اصول در نصب میلگرد باعث افزایش عملکرد خمشی سقف و طول عمر مفید آن خواهد شد.

برای درک بهتر، می‌توانید در تصویر زیر نحوه قرارگیری میلگرد ممان منفی را مشاهده کنید.

چگونگی نصب میلگرد ممان منفی

نصب میلگرد ممان منفی بر اساس تصمیم مهندس سازه و ضوابط اجرایی انجام می‌شود و نسبت به میلگرد ادکا محدودیت مشخصی ندارد. برای نصب صحیح، معمولا حدود ۱۵٪ از طول لنگر خمشی میان دهانه در محل تکیه‌گاه‌ها در نظر گرفته می‌شود تا میلگرد بتواند مقاومت کافی در برابر لنگر منفی تیرچه ایجاد کند.

این میلگرد به گونه‌ای نصب می‌شود که مقطع فولادی آن در دو سر مفصل یا خم شده باشد تا اتصال با تیر و تیرچه کامل شده و توان تحمل لنگر منفی افزایش یابد. رعایت این اصول در نصب میلگرد ممان منفی باعث می‌شود سقف تیرچه بلوک استحکام خمشی مناسبی داشته باشد و از ترک‌خوردگی در نواحی بحرانی جلوگیری شود.

توجه داشته باشید طول و محل دقیق نصب میلگرد ممان منفی همیشه باید با محاسبات مهندس سازه و طبق استانداردهای آیین‌نامه‌ای تعیین شود.

ضوابط میلگرد ممان منفی

میلگردهای ممان منفی تیرچه باید از لحاظ محل نصب، سایز، سطح مقطع و طول با ضوابط مشخص شده توسط آیین‌نامه‌ها مطابقت داشته باشند تا سقف عملکرد خمشی مناسبی داشته باشد.

• این میلگردها معمولا در نواحی تکیه‌گاهی تیرچه قرار می‌گیرند.
• اگر تکیه‌گاه میانی باشد، محاسبه میلگرد بر اساس بیشترین لنگر خمشی دهانه‌های طرفین انجام می‌شود.
• حداقل سطح مقطع میلگرد ممان منفی باید ۱۵٪ از سطح آرماتور کششی تیرچه باشد و تعیین دقیق آن توسط طراح سازه انجام می‌شود.
• معمولا از میلگردهای سایز ۸، ۱۰ و ۱۲ میلی‌متر استفاده می‌شود و در برخی مواقع میلگرد ۱۴ میلی‌متر نیز برای افزایش مقاومت به کار می‌رود. این میلگردها در بالای سقف بتنی و بین دو دهانه کنار هم قرار می‌گیرند.
• حداقل طول میلگرد باید حدود یک‌پنجم دهانه تیرچه باشد تا بتواند به‌طور موثر نیروهای کششی ناشی از ممان منفی را کنترل کند.

آیا اجرای میلگرد ممان منفی الزامی است؟

استفاده از این میلگردها در تمام سقف‌های تیرچه بلوک الزامی است. تمامی آیین‌نامه‌ها و نشریه‌ها، از جمله نشریه ۵۴۳ (دستورالعمل طراحی و اجرای سقف‌های تیرچه و بلوک) و نشریه ۹۴ (تیرچه‌های پیش‌ساخته خرپایی، مشخصات فنی و روش طرح) به اجرای میلگرد ممان منفی تاکید کرده‌اند.

چون در هر دو انتهای تیرچه، در قسمت بالای سقف، نیروی کششی ناشی از لنگر منفی وجود دارد، استفاده از این آرماتورها برای افزایش مقاومت خمشی و جلوگیری از ترک‌خوردگی بتن ضروری است.

تفاوت میلگرد ممان منفی و ادکا

میلگردهای ممان منفی و ادکا هر دو در سقف‌های تیرچه بلوک استفاده می‌شوند، اما کارکرد و محل نصب آن‌ها کاملا متفاوت است. شناخت این تفاوت برای جلوگیری از اشتباهات اجرایی و تضمین عملکرد سازه اهمیت زیادی دارد.

تفاوت عملکردی ادکا و ممان منفی

متاسفانه در برخی پروژه‌ها، مجریان میلگرد ممان منفی و ادکا را با هم اشتباه می‌گیرند و تنها آرماتور ادکا را نصب می‌کنند. این اشتباه باعث می‌شود سقف نتواند نیروی کششی ناشی از لنگر منفی را کنترل کند و ترک در ناحیه تکیه‌گاه ایجاد شود.

به‌طور کلی، تفاوت‌های کاربردی میلگرد ادکا با ممان منفی به شرح زیر است:

میلگرد ممان منفی:

• در ناحیه بالای تیرچه و در محل تکیه‌گاه نصب می‌شود.
• وظیفه اصلی آن کنترل لنگر منفی و افزایش مقاومت خمشی سقف است.
• باعث کاهش خیز سقف، جلوگیری از ترک‌خوردگی و محافظت سقف در برابر گسیختگی می‌شود.

میلگرد ادکا:

• در محل اتصال تیرچه به تیر نصب می‌شود.
• کاربرد اصلی آن تقویت برشی تکیه‌گاه و جلوگیری از لغزش تیرچه روی تیر است.
• نقشی در کنترل لنگر منفی ایفا نمی‌کند و صرفا عملکرد برشی و تثبیت تیرچه را تضمین می‌کند.

سایز میلگرد ادکا و تفاوت آن با میلگرد ممان منفی

میلگرد ممان منفی معمولا از سایزهای ۸، ۱۰، ۱۲ و گاهی ۱۴ میلی‌متر ساخته می‌شود و به صورت خم ۹۰ درجه در ناحیه تکیه‌گاه نصب می‌شود. در حالی که، میلگرد ادکا اغلب سایز ۶، ۸ یا ۱۰ میلی‌متر دارد و  ظاهر خاص، در محل اتصال تیرچه به تیر قرار می‌گیرد.

در نتیجه، کاربرد و سایز هر دو میلگرد متفاوت است و نصب درست هر یک به همراه رعایت استانداردها برای عملکرد صحیح سقف ضروری است.

میلگرد ممان منفی در اسکلت فلزی

در اسکلت‌های فلزی، کاربرد میلگرد ممان منفی مشابه سقف تیرچه‌بلوک است و وظیفه اصلی آن تحمل نیروهای کششی ناشی از لنگر منفی در دال بتنی سقف می‌باشد. در سقف‌های تیرچه بلوک با اسکلت فلزی، چه از تیرچه بتنی پیش‌ساخته استفاده شود و چه از تیرچه کرومیت، هنگام بتن‌ریزی سقف، معمولا در بالای تیر مقداری لنگر منفی ایجاد می‌شود. الزام اجرای میلگرد ممان منفی در اسکلت فلزی توسط طراح و محاسب سازه تعیین می‌شود.

برای مقابله با این نیروها و افزایش مقاومت خمشی سقف، نصب میلگرد ممان منفی در محل مناسب تیرها و تیرچه‌ها الزامی است. رعایت این نکات باعث می‌شود سقف در برابر ترک‌خوردگی و خیز ناشی از لنگر منفی مقاوم باقی بماند و عملکرد سازه‌ای آن تضمین شود.

جمع بندی

میلگرد ممان منفی نقش مهمی در کنترل نیروهای کششی ناشی از لنگر منفی در نواحی تکیه‌گاهی سقف‌های تیرچه‌بلوک دارد. به دلیل رفتار نیمه‌گیردار اتصال تیرچه به تیر در اجرا، استفاده از این میلگرد برای جلوگیری از ترک‌خوردگی، کاهش خیز و افزایش ایمنی سقف الزامی است. اجرای صحیح میلگرد ممان منفی مطابق ضوابط آیین‌نامه‌ای، عملکرد خمشی مناسب و دوام بیشتر سقف را تضمین می‌کند.

در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره آرماتور ممان منفی کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری