میلگرد فولادی

میلگرد چیست ؟

تولید میلگرد اقدامی موثر در جهت استحکام سازه‌های بتنی بود. گرچه بتن در برابر نیروهای فشاری بسیار قوی عمل می‌کند، اما ضعف آن در مقابل نیروهای کششی را نمی‌توان نادیده گرفت. این عیب در مواقع وقوع حوادث طبیعی مثل زلزله، خسارات جبران ناپذیری را به وجود می‌آورد. بنابراین تولید میلگرد را می‌توان دستاورد بزرگ بشر در حوزه ساخت و ساز دانست.

تولید میلگرد با تهیه شمش فولادی آغاز می‌شود. شمش‌ها پس از چندین مرحله نورد به صورت مقاطع طویل با سطح مقطع دایره‌ای شکل از خط تولید خارج می‌گردند. میلگردهای تولیدی بسته به شکل ظاهری در دو گروه ساده و آجدار تقسیم‌بندی می‌شوند.

استحکام کششی مطلوب میلگرد در کنار مقاومت فشاری بتن، سازه‌هایی ایمن را در اختیار مشتریان در قرار می‌دهد. انواع میلگرد به شکل‌های مختلف، در بخش‌های مختلف سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین قیمت انواع میلگرد بر قیمت ساختمان‌ها تاثیر بسیار زیادی دارد.

میلگرد آهن آجدار آرماتور فولادی یا فیبر پلیمری تقویت شده ای است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن (بتن) مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولاد یا فیبر پلیمری که به این منظور در سازه‌های بتن آرمه به کار می‌رود به شکل سیم یا میلگرد می‌باشد. در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر نیمرخ‌های {\displaystyle I} شکل، ناودانی یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده می‌شود. آج در میلگرد به منظور درگیرکردن فولاد در بتن است بدین منظور آج در میلگرد به صورت مارپیچ و با عمق استاندارد ایجاد می‌شود تا بتواند سطح درگیری میلگرد و بتن بالا رود.

تولید کنندگان میلگرد در ایران

کارخانه‌های مختلفی در سراسر کشور به تولید انواع میلگرد مشغول هستند. پراکندگی کارخانه‌های میلگرد در ایران به گونه‌ای است که خریداران در هر استان می‌توانند به تولید کننده دسترسی داشته باشند.

با وجود حجم گسترده‌ تولید کننده میلگرد در کشور، برخی از کارخانه‌ها به دلیل تولید میلگرد با کیفیت بر سر زبان‌ها هستند. ذوب آهن اصفهان، فولاد کرمان، آناهیتا گیلان، فولاد آذربایجان و فولاد بناب از جمله پیشگامان تولید میلگرد در کشور می‌باشند.

تمامی مقاطع فولادی استنلس استیل یا به اختصار استیل، وارداتی هستند، میلگرد هم از این قضیه مستثنی نیست و واردات این مقطع به‌طور عمده از کشورهای مختلف دنیا چون هند، ایتالیا، کره و تایوان انجام می‌پذیرد.

شرکت بازرگانی سازه گستر سعادت توس پایا بعنوان بزرگترین شرکت بازرگانی  و تامین کننده آهن آلات صنعتی و فولاد آلیاژی و انواع میلگرد A105،CK45،MO40،SPK،ST37،ST52،VCN،ترانس،سمانته در شمال شرق کشور می باشد

جدول محاسبه وزن تقریبی میلگرد فولادی
وزن	قطر	وزن	قطر	وزن	قطر	وزن	قطر
kg / m	Mn	kg / m	Mn	kg / m	Mn	kg / m	Mn
298/403	220	112/364	135	15/413	50	0/222	6
312/122	225	120/841	140	18/650	55	0/395	8
326/148	230	129/627	145	22/195	60	0/617	10
340/483	235	138/721	150	26/049	65	0/888	12
355/125	240	148/123	155	30/081	70	1/175	14
370/076	245	157/833	160	34/680	75	1/578	16
385/336	250	167/852	165	39/458	80	1/998	18
400/903	255	178/179	170	44/545	85	2/466	20
416/779	260	188/814	175	49/939	90	2/984	22
432/963	265	199/757	180	55/642	95	3/551	24
449/455	270	211/010	185	61/654	100	3/853	25
466/256	275	222/570	190	67/973	105	4/828	28
483/365	280	234/438	195	74/601	110	5/549	30
500/782	285	246/614	200	81/537	115	6/313	32
518/508	290	259/100	205	88/781	120	7/553	35
536/541	295	271/893	210	96/337	125	9/865	40
554/883	300	284/994	215	104/195	130	12/485	45

انواع میلگرد و مشخصات مکانیکی آنها :

بیشترین میلگردی که در صنعت بتن و بتن ریزی کاربرد دارد با مشخصه فولاد معمولی بوده که بشرح ذیل در ایران دسته بندی و تولید و مصرف می شوند. البته این دسته بندی،حسب استاندارد روسی بوده که در ایران رواج دارد.

۱ – میلگرد نرم بدون آج (A1)

این میلگرد با تنش جاری ۲۳۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۲۵ درصد بعنوان میلگرد نرم شناخته شده و عمدتا بصورت صاف و بدون آج می باشد. این میلگرد برای آهنگری و تغییر شکل و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن مناسب است و بطور کلی بعنوان یک میلگرد داکتیل شناخته می شود.

۲ – میلگرد نیمه سخت با آج ساده (A2)

این نوع میلگرد با تنش جاری ۳۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۹ درصد بعنوان میلگرد نیمه خشک (ترد) و نیمه نرم شناخته شده که بصورت آجدار و عمدتا آج فنری شکل می باشد.این میلگرد برای عملیات ساختمانی و خصوصا خاموت زنی مناسب بوده و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن در صورت اجبار میسر بوده که البته توصیه می شود در صورت امکان از جوشکاری آن پرهیز شود.

۳- میلگرد سخت با آج پیچیده (A3)

این میلگرد با تنش جاری ۴۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۴ درصد بعنوان میلگرد خشک (ترد) مناسب عملیات سیویل صنعتی و ساختمانی بوده که بصورت آجدار و عمدتا آج جناقی می باشد و اکیدا برای آهنگری و تغییر شکلهای فراوان با زوایای تند مناسب نبوده و همچنین به هیچ وجه عملیات جوشکاری بر روی آن مجاز نمی باشد.

4- میلگرد سخت با آج پیچیده (A4)

دارای آج دوکی شکل می باشند. مطابق استاندارد شماره 3132 سازمان ملی استاندارد ایران میلگرد A4 یا میلگردهای با آج 520 و 500 از نوع آجدار مرکب می باشند. بدین ترتیب که آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی و به صورت چهار نیم مـارپیچ بـه شـکل هفت – هشت و با زاویه 35درجه تا و شامل 75 درجه می باشد. حداقل مقاومت کششی 520 مگاپاسکال و شکل پذیری حداقل 18% را برای این گرید از محصولات خود تضمین مینماید. استفاده از میلگرد A4 با تنش تسلیم 500 و520 مگاپاسکال،به ترتیب به عنوان میلگردهای آج 500 وآج 520 خوانده می شوند، در طراحی و ساخت همه انواع سازه های ساختمانی (سازه های غیر ساختمانی را شامل نمی شود) بتن آرمه، به جز دیوارهای برشی ویژه و قاب های خمشی ویژه، در صورت احراز شرایط زیر به تصویب رسید.

– میلگرد دارای آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی بوده داشته باشد.

– شکل پذیری میلگرد حداقل در حد مورد انتظار برای میلگرد A3 باشد، به طوری که میزان ازدیاد طول نسبی آن در طولی معادل 5 برابر قطر، حداقل 16% باشد.

– در تولید میلگرد، از شمش با کربن بالا استفاده نشود. روش تولید میلگرد، تکنولوژی ترمکس بوده وکربن معادل (CE) میلگرد، حداکثر 5/0 باشد.

– کارخانه تولید کننده میلگرد، گواهی سازمان ملی استاندارد را برای تولید میلگرد های آج 500 وآج 520 اخذ نموده ونشان کارخانه و رده میلگرد را بر آن حک کرده باشد.

شکل ظاهری میلگرد های A2 و A3

در طراحی پی از میلگرد طولی A3 و میلگرد عرضی A2 استفاده می شود .

یکی از راه های شناسایی شکل آج است. در میلگرد های A3 آج ها به صورت ضربدری هستند اما در A2 به صورت منفرد هستند. در میلگرد هایA2 آج ها بصورت موازی هستند ولی در میلگرد های A3 آج ها بصورت هفت و هشت هستند.

میلگرد سمانته	میلگرد ST52	میلگرد VCN	میلگرد MO40
میلگرد ترانس	میلگرد SPK	میلگرد CK45	میلگرد A105

انواع میلگردها بر اساس استاندارد و آنالیز کنونی

میلگرد ساده 240 (میلگرد ساده)

میلگرد آج دار 340 (میلگرد آجدار مارپیچ) یا ( یکنواخت)

میلگرد آج دار 350 (میلگرد آجدار مارپیچ) یا ( یکنواخت)

میلگرد آج دار 400 (میلگرد آجدار جناقی) یا (یکنواخت)

میلگرد آج دار 420 (میلگرد آجدار جناقی ) یا ( یکنواخت)

میلگرد آج دار 500 (میلگرد آجدار مرکب)

میلگرد آج دار 520 (میلگرد آجدار مرکب )

مقایسه انواع میلگردها

در برابر خوردگی و پوسیدگی مقاومت بالایی دارد.
اگر از میلگردهای FRB استفاده شود متوجه خواهید شد که دارای طول عمر طولانی هستند که باعث افزایش مقاومت سازه می‌شود.
توجه داشته باشید که میلگردها با هر ضربه و تنشی مواجه شوند و یا هرگونه تغییری در شکل ظاهری‌شان به وجود بیاید دوباره به حالت اول برنمی‌گردند.

هدف از بکار بردن فولاد( میلگرد ) در قطعات بتنی 

بتن جسمی شکننده است که در مقابل نیروهای فشاری، مقاومتی قابل توجه دارد، اما مقاومت آن در مقابل نیروهای کششی ناچیز است؛ به همین دلیل، در محاسبات بتن آرمه این مقاومت در نظر گرفته نمی شود.

مقاومت بتن در مقابل نیروهای برشی، تقریباً مقاومت فشاری آن درنظر گرفته می شود. با توجه به این که قطعات بتنی، تواما تحت تاثیر انواع نیروهای فشاری، برشی و کششی قرار میگیرند، لازم است قطعات بتنی برای مقاومت کافی در مقابل این نیروها، با عنصر مناسبی مسلح گردند.

با در نظر گرفتن مشخصات فیزیکی مواد مختلف، فولاد با داشتن ضریب انبساط طولی ۰٫۰۰۰۰۱۲ – که تقریبا با ضریب انبساط طولی بتن (۰/۰۰۰۰۱ الی ۱۵به ۰/۰۰۰) برابر است –

همچنین متناسب بودن ضریب ارتجاعی آن با ضریب ارتجاعی بتن و محاسن دیگر از قبیل فراوانی، شکل پذیری و غیره، مناسب ترین عنصر برای این منظور است.

فولاد بیشتر به صورت انواع میلگرد همراه با بتن، بتن آرمه (بتن مسلح) را تشکیل میدهد.

موارد استفاده از میلگردها در تیرهای بتنی

الف – تحمل نیروهای کششی:

 یک تیر تخت بتنی یک دهانه را قبل از بارگذاری است و در وسط این تیر محوری است که به آن تار خنثی یا تار میانی می گویند.

پس از بارگذاری ، تار خنثی نه فشرده می شود و نه کشیده، اما لایه های بتن بالای تار خنثی فشرده می شوند.

این لایه ها هرچه از تار خنثی دورتر باشند، فشرده تر و لایه های زیر تار خنثی کشیده می شوند؛ و هرقدر این لایه ها از تار خنثی دورتر باشند بیشتر کشیده می شوند.

بدین ترتیب مشخص می شود که در تیر ساده ی یک دهانه، پس از بارگذاری، حداکثر کششی در ناحیه ی وسط تیر در زیر تار خنثی و در پایین ترین لایه ی تیر به وجود میآید ؛ بنابراین لازم است در نزدیکی سطح زیرین بتن، میلگرد های برای تحمل نیروهای کششی قرار گیرند.

سطح مقطع این میلگرد ها با توجه به مقدار نیروهای کششی وارد بر هر ناحیه محاسبه می شود و به همین دلیل ممکن است میل گرد های کششی وسط دهانه، از میل گردهای کششی در نزدیک تکیه گاه ها که نیروی کششی کمتری وجود دارد، بیشتر باشد.

ب – تحمل نیروهای فشاری:

با توجه به مقاومت خوب بتن در مقابل فشار، اکثراً کلیه ی نیروهای فشاری، به وسیله ی بتن تحمل می شود.

در تیر یک دهانه، در ناحیه ی بالای تار خنثی ، حداقل میلگرد های فشاری براساس استاندارد مربوطه (بدون محاسبه) قرار داده می شود.

بعضی اوقات ممکن است سطح بتن به تنهای قادر به تحمل نیروهای فشاری نباشد یا این که بنا به ضرورت لازم باشد ابعاد بتن کوچک انتخاب شود؛ در این صورت قسمتی از نیروهای فشاری به وسیله ی میلگردهای فشاری تحمل می شود و این میلگرد ها در ناحیه ی فشاری (نزدیک سطح آزاد بتن) قرار می گیرند و سطح مقطع آنها در مقاطع مختلف تیر براساس محاسبه تعیین می شود.
باید توجه داشت که در تیر یک دهانه ی ساده، ناحیه ی کشش و فشار، به گونه ای است که ذکر آن رفت، اما شکل خمشدن تیرها ممکن است در شرایط دیگر، تغییر کند.
بر اثر بار وارده از بالا، تیر در قسمت پایین وسط دهانه کشیده و در قسمت بالا فشرده می شود.

اما بر روی تکیه گاهها به عکس، تیر در قسمت فوقانی کشیده و در قسمت تحتانی فشرده می شود بنابراین گاهی نیاز است که در مقاطع مختلف قطعات بتنی، مقدار میلگردها، متناسب با نیروی کششی وارد به هر مقطع تیر تغییر کند.

این تغییرات گاهی با کم و زیاد کردن میلگردهای راستا(سیتکا)، و در مواردی با تغییر محل یک میلگرد، از پایین به بالا یا از بالا به پایین، تأمین می شود.

ج – تحمل نیروهای برشی:

اگر نیروی برشی وارد برسطح قطعه ی بتنی بیشتر از مقاومت برشی بتن باشد، ترکهای در تیر بتنی ایجاد می شود که با زاویه ی حدود ۴۵ درجه تار خنثی را قطع می کنند و در نهایت ممکن است موجب بریده شدن قطعه بتنی شوند.

در مواقعی که بتن نتواند از به وجود آمدن این برش جلوگیری کند باید از میل گردهای با فرم مناسب برای مقابله با برش استفاده شود.