اورلب میلگرد فونداسیون، تیر و ستون چگونه است؟

میلگرد آجدار یکی از مهمترین مقاطع فلزی است که به منظور ایجاد مقاومت بتن در برابر نیروهای کششی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول در طول ۱۲ متر تولید و به بازار عرضه می‌شود. با این حال، گاه نیاز به استفاده از میلگردهای طویل‌تر به وجود می‌آيد. اینجا است که فرایند اورلب میلگرد کاربرد دارد. این فرایند به سازندگان و معماران سازه‌های مرتفع کمک می‌کند تا طول میلگردهای مورد نیاز جهت قرار گرفتن در بخش آرماتوربندی را به میزان دلخواه، افزایش دهند. زیرا ساخت میلگردهای طویل و با ارتفاع بیشتر از ۱۲ متر در کارخانه، نیاز به تجهیزات خاصی داشته و حمل و نقل‌شان هم دشوار است.

به طور کلی، اورلب میلگرد به معنی قرار گرفتن سر به سر دو میلگرد در طولی مشخص است. معادل انگلیسی آن Rebar Overlap و Lap Splices است. در فارسی نیز با عنوان همپوشانی میلگرد هم شناخته می‌شود. استفاده از این فرایند به سازندگان ساختمان‌ها و پروژه‌های عمرانی کمک می‌کند تا میلگردهای مورد نیاز در ارتفاع‌های زیاد را برای آرماتوربندی فراهم سازند. طولی که دو میلگرد باید در کنار یکدیگر قرار بگیرند، طول همپوشانی (طول لپ) نام دارد. بسته به اینکه همپوشانی در کدام قسمت ساختمان صورت می‌گیرد و بسته به سایز میلگرد، باید به طول لپ توجه ویژه‌ای شود.

با توجه به کاربرد فراوان همپوشانی آرماتورها، در آیین نامه هم به این موضوع پرداخته شده و بندی مشخص به آن اختصاص پیدا کرده است. بند 9 -21 - 4 مبحث نهم آیین‌نامه به صورت دقیق به این موضوع پرداخته و اورلب را برای انواع میلگردهای کششی، فشاری و ضوابط خاص وصله آرماتورهای توضیح داده است.

همان گونه که اشاره کردیم، مهمترین مورد در این فرایند، طول اورلب می‌باشد که به معنای طول قرارگیری دو میلگرد در مجاورت هم است. طول قرار گرفتن دو میلگرد که قصد اتصال آن‌ها وجود دارد، به صورت مستقیم بر قدرت تحمل بار تاثیر دارد. از این رو، طول قرارگیری آرماتورها باید به صورت دقیق و اصولی مشخص شود.

اطلاعات مربوط به همپوشانی آرماتور از جمله مواردی است که در جدول لیستوفر آرماتور قید نمی‌شود. بند 9-21-4 در آیین‌نامه به طور مفصل و دقیق فرمول اورلب آرماتور را برای انواع آرماتور مشخص نموده است. اگر حین استفاده از میلگردهای مختلف، طول همپوشانی از میزان استاندارد کمتر شود، امکان از دست رفتن مقاومت و جدا شدن وجود دارد. پس معماران هنگام اجرای فرایند اورلب، باید بر اساس فرمول‌ها و معیارهایی همچون قطر میلگرد، رده بتن و نوع فولاد مورد استفاده در ساخت میلگرد، حداقل طول لپ را به دست آورند.

نکته قابل توجه در رابطه با مبحث اورلب میلگرد، فرمول آن می‌باشد که باید به صورت دقیق و اصولی مورد استفاده قرار بگیرد. البته این فرمول به دو صورت مختلف در دسترس است:

1. فرمول آیین نامه‌ای.
2. فرمول کارگاهی.

1- فرمول آیین نامه ای

بند 9 -21 - 4 مبحث نهم آیین نامه به این موضوع پرداخته و فرمول همپوشانی را برای انواع مختلف میلگرد از جمله کششی، فشاری و غیره به صورت دقیق فراهم کرده است. بنابراین با مراجعه به این قسمت می‌توانید از فرمول‌های مربوطه و المان‌های مهم در هر فرمول به صورت دقیق آگاه شوید. استفاده از فرمول‌های آیین نامه‌ای برای به دست آوردن طول اورلب میلگرد معمولا نیاز به انجام محاسبات زیادی دارد.

2- فرمول کارگاهی

فرمول دیگری که در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد، فرمول کارگاهی است. این فرمول به صورت تقریبی توسط فعالان این حوزه ایجاد شده و استفاده از آن هم نیاز به محاسبات زیادی ندارد. پایه این فرمول، تجربی است. یعنی حاصل تجربه از کارها و عملیات‌های قبلی می‌باشد. بر اساس فرمول کارگاهی، طول لپ یا همپوشانی میلگرد باید بین ۵۰ تا ۸۰ برابر قطر آن باشد. به این ترتیب، مهمترین معیار در فرمول کارگاهی طول اورلب میلگرد، قطر آن بوده و به عواملی همچون رده بتن و نوع فولاد مورد استفاده در ساخت میلگرد، کمتر توجه می‌شود.

برای مثال، اگر در سازه از میلگرد قطر ۲۰ میلی‌متر  (2 سانتی‌متر) استفاده شود، می‌توان این عدد را در ۵۰ تا ۸۰ ضرب کرده و حداقل و حداکثر طول اورلب آن را به دست آورید. به این ترتیب، حداقل طول همپوشانی این نوع میلگرد ۱۰۰ سانتی‌متر و حداکثر طول آن ۱۶۰ سانتی‌متر خواهد بود. از این رو، سازندگان باید به این اندازه دقت داشته و طول همپوشانی را در بازه مذکور انتخاب نمایند. فرمول کارگاهی نیاز به محاسبات زیادی نداشته و اندازه دقیقی هم ندارد. بنابراین، با توجه به برند میلگرد، نوع فولاد آن و رده بتن، عددی مناسب که بین حداقل و حداکثر طول همپوشانی به دست آمده است، برای طول اورلب میلگرد انتخاب کنید.

همانطور که قبلاً هم بیان شد، منظور از اورلب میلگرد، افزایش طول میلگردها جهت استفاده از آن ها در فرایند آرماتوربندی سازه‌های مرتفع است. برای این کار دو روش مختلف وجود دارد که تا حدودی با هم تفاوت دارند:

1. اورلب تماسی (وصله پوششی تماسی).
2. اورلب غیر تماسی (وصله پوششی غیر تماسی).

در روش اول، برای افزایش طول آرماتورها، لازم است تا آن ها با هم تماس داده شوند؛ اما در روش دوم افزایش طول آرماتور ها بدون هیچ تماسی صورت می‌گیرد.

در ادامه، توضیحات بیشتری در مورد هر یک از این روش‌های مذکور ارائه شده است.

اورلب یا وصله پوششی تماسی

این روش برای انجام همپوشانی میلگردها بسیار رایج بوده و هنگام اجرای فرایند، مقاطع وصله شده در تماس با یکدیگر قرار می‌گیرند. برای این که میلگردها از جای خود خارج نشده و در کنار هم محکم بایستند، از سیم یا مفتول آهنی برای بستن‌شان استفاده می‌شود. البته این روش برای همپوشانی میلگردهای افقی نسبت به عمودی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. زیرا هنگام بتن ریزی، احتمال جابجایی در ساختار همپوشانی میلگردهای افقی بالاتر است. در روش ساخت و ساز سنتی هم اکثر از روش تماسی استفاده شده و این مقاطع را با استفاده از سیم‌ها و مفتول‌های آهنی، به یکدیگر متصل می‌کنند.

اورلب (وصله پوششی) غیر تماسی

روش دیگری که برای همپوشانی آرماتورها و افزایش طول‌شان مورد استفاده قرار می‌گیرد، وصله پوششی غیر تماسی است. همانطور که از نام این روش هم پیدا است، میلگردها حین اجرای فرایند اورلب، در تماس با یکدیگر قرار نمی‌گیرند. در نتیجه، دیگر نیازی به استفاده از سیم یا مفتول جهت اتصال آن‌ها نیست. همین یک مزیت است و نیاز به سیم پیچی را به حداقل می‌رساند. این خود منجر به کاهش مراحل اجرای کار و افزایش سرعت عملیات می‌گردد. طول اورلب میلگرد 16 و سایر سایزها در روش غیر تماسی متغیر بوده و با توجه به فاکتورهای مختلفی تعیین می‌گردد. محل قرار گرفتن آرماتورها، نوع آرماتور و عملکرد آن‌ها، مهمترین فاکتورهای تاثیرگذار بر تعیین طول اورلب غیر تماسی است.

نکته قابل توجه دیگر، تعیین فاصله بین آرماتورها است. از آنجا که در روش غیر تماسی، آرماتورها به هم متصل نمی‌شوند، باید فاصله بین آن‌ها بهترین مقدار ممکن انتخاب شود. این فاصله باید به گونه‌ای باشد که بتن به راحتی بین آرماتورهای وصله شونده را پر کند و حفره‌ای ایجاد نشود. از طرف دیگر، فاصله نباید آن قدر هم زیاد باشد که در بتنِ بین دو آرماتور، ترک‌های زیکزاکی ایجاد شود. پس رعایت فاصله اصولی در روش اورلب غیر تماسی، بسیار مهم است. همچنین بر اساس آیین نامه ملی بتن ایران، محل وصله غیر تماسی باید با میلگردهای عرضی عمود بر میلگردهای وصله شونده محصور گردد.

وصله یا همپوشانی میلگردها با روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد که بسته به نوع سازه و همچنین نوع اورلب، ممکن است هر یک از آن‌ها مورد استفاده قرار بگیرد. علاوه بر آن، بودجه تعیین شده برای فرآیند آرماتوربندی و نوع میلگرد هم در انتخاب روش اورلب تاثیرگذار هستند. ذکر این نکته هم الزامی است که ابزارها و تجهیزات مورد نیاز در هر روش با هم فرق دارد. به همین خاطر، برای اجرای اورلب میلگرد 20 یا سایزهای دیگر با هر شیوه نیاز به افراد ماهر و حرفه ای در آن زمینه وجود خواهد داشت. مهمترین روش‌های همپوشانی میلگرد شامل موارد زیر هستند که در ادامه هر یک را به صورت مفصل توضیح داده ایم:

1. اتصال میلگردها با سیم یا مفتول
2. اتصال با استفاده از فرایند جوشکاری
3. جوشکاری انتهای میلگرد
4. اتصال مکانیکی میلگردها (کوپلینگ)

فوانداسیون پایین‌ترین بخش هر ساختمان است و در تماس مستقیم با خاک قرار دارد. وزن کل سازه بر روی این قسمت وارد می‌آید و از این طریق به زمین منتقل می‌شود. به همین خاطر، فونداسیون از اهمیت بالایی برخوردار بوده و باید تا حد امکان مقاوم سازی شود. در این قسمت میلگردها را به صورت افقی قرار می‌دهیم. این کار کمک می‌کند تا هنگام بتن‌ریزی، آرماتورها بتوانند فشار و نیروی بیشتری را تحمل می‌کنند. بنابراین، همپوشانی میلگردهای طویل در فونداسیون‌ها باید به دقت انجام گیرد تا حین بتن‌ریزی، از مکان خود خارج نشوند.

اورلب در مورد ساختمان‌ها و پروژه‌های بزرگ عمرانی، بسیار کاربردی و مناسبی است. زیرا فونداسیون این سازه‌ها معمولا وسیع است و برای آرماتوربندی آن لازم است دو یا چند شاخه میلگرد به صورت افقی به هم متصل شوند. نکات مهم در اجرای همپوشانی آرماتورها در فونداسیون:

• بهترین محل اورلب میلگرد در قسمت شبکه بالایی، یک سوم دهانه و در قسمت شبکه پایینی یک دوم دهانه است.
• هنگام اجرای همپوشانی در فونداسیون، بخصوص قسمت‌های زیر ستون‌ها، بهتر است محل اتصال از محل‌های پرتنش دور باشد. زیرا طول همپوشانی هم به موازات آن بیشتر می‌شود.

علاوه بر فونداسیون، همپوشانی میلگرد در بخش‌های دیگر سازه از جمله ستون‌ها، دیوار و تیرها هم انجام می‌گیرد. ستون‌ها یکی از مهمترین اعضای ساختمان است. زیرا بار بخش‌های مختلف را به فونداسیون انتقال می‌دهد تا در نهایت به زمین برسد. به همین دلیل، اجرای مناسب و دقیق اورلب میلگرد در ستون از اهمیت زیادی برخوردار است. برای اتصال میلگرد در ستون‌ها، میلگردهای انتظار را خارج از ستون قرار می‌دهیم. سپس آن را به میلگرد ستون طبقه بعد وصل می‌کنیم. به همین ترتیب، می‌توانیم ارتفاع میلگردهای مورد استفاده در ستون‌ها را تا حد دلخواه افزایش دهیم.

در ستون‌ها هم طول لپ از اهمیت بالایی برخوردار است. طول لپ در ستون، بر اساس سایز میلگرد و قوانین مندرج در آیین‌نامه بتن ملی ایران محاسبه می‌شود. در فرمول‌های کارگاهی، برای به دست آوردن طول همپوشانی در ستون‌ها، اغلب از فرمول تقریبی ۴۰ تا ۵۰ برابر قطر میلگرد استفاده می‌کنند. با توجه به اهمیت ستون در سازه، طول دقیق اورلب میلگرد 20 یا سایزهای دیگر، حتما باید از سوی مهندس محاسب یا طراح اعلام شود. بر اساس آیین نامه، نکات مهمی در رابطه با همپوشانی میلگردها در ستون وجود دارد که باید مورد توجه قرار بگیرند. این نکات به شرح زیر است:

• محل اتصال میلگردهای ستون و استفاده از وصله پوششی در این مقاطع به صورت طولی، فقط در نیمه میانی طول ستون مجاز می‌باشد. طول پوشش این وصله‌ها هم باید بر مبنای میلگردهای کششی محاسبه شود.
• در هر نوار ستونی در زیر دال باید حداقل دو میلگرد به طور سراسری از داخل هسته ستون ها عبور داده شوند. امکان مهار کامل این میلگردها در محل ستون یا وصله آن‌ها به میلگردهای دیگر وجود دارد. در صورتی که محل وصله این میلگردها خارج از هسته باشد، طول اورلب میلگرد باید دو برابر شود.

جدول همپوشانی میلگرد ستون

همانند سایر بخش‌های سازه مانند فوندسیون، دیوار و تیر، برای محاسبه طول همپوشانی میلگردهای مورد استفاده در ستون‌ها هم باید استانداردهای تعریف شده در آیین نامه بتن ایران الگو قرار گیرند. تمامی فرمول‌های مورد نیاز برای محاسبه دقیق طول اورلب در این آیین نامه توضیح داده شده و المان‌های موجود در فرمول هم معرفی گردیده‌اند. به همین خاطر، به سادگی می‌تواند با توجه به معیارهای مختلفی مانند رده بتن و قطر میلگرد، طول استاندارد اورلب میلگرد را محاسبه نمایید. با این حال، در اینجا جدول همپوشانی میلگرد ستون را قرار داده‌ایم تا با توجه به نوع میلگرد، امکان محاسبه دقیق و ساده طول اورلب را داشته باشید.

با استفاده از جدول قبل، به راحتی می‌توانید طول همپوشانی میلگردهای وصله شونده در ستون‌ها را محاسبه کنید. همانطور که مشاهده می‌کنید، این طول تا حد زیادی به نوع میلگرد و همچنین فولادی که برای ساخت آن مورد استفاده قرار می‌گیرد، بستگی دارد. علاوه بر آن، رده و نوع بتن هم می‌تواند بر طول همپوشانی میلگرد ستون تاثیرگذار باشد. به همین خاطر، علیرغم وجود جداول، فرمول‌های موجود در آیین‌نامه و فرمول‌های تقریبی کارگاهی، برای محاسبه طول اورلب میلگرد ستون به صورت دقیق نظر مهندس محاسب و طراح هم الزامی است. زیرا بسته به شرایط، ممکن است اندازه‌ها نیاز به تغییر داشته باشد.

در سازه‌ها و پروژه‌های بزرگ، علاوه بر فونداسیون و ستون‌ها، اندازه طول تیرها هم تقریبا زیاد است. از این رو، نیاز به همپوشانی میلگرد برای آرماتور بندی آن‌ها وجود دارد. ضوابط مربوط به انجام این عملیات در تیرهای ساختمانی، بخصوص در سازه‌ های اسکلت فلزی به صورت کامل در مبحث نهم آیین‌نامه بتن ایران توضیح داده شده است. بنابراین، بهترین مرجع برای رسیدن به طول اورلب میلگرد تیر و سایر جزئیات آن، بررسی آیین‌نامه است. با این حال، داده های تجربی نشان داده است که بهترین محل، در میلگردهای بالایی یک سوم میانی دهانه و برای میلگردهای پایینی یک دوم میانی دهانه می‌باشد.

بر اساس قوانین آیین‌نامه بتن ایران، برای همپوشانی و اتصال میلگردها در سازه‌های مختلف باید یک سری اطلاعات در نقشه‌های کارگاهی سازه ذکر شوند. قطر میلگرد، محل خم، قطع و وصله کردن میلگرد و طول‌های اورلب میلگرد از مهمترین این اطلاعات به شمار می‌آيند. هنگام اجرای اورلب و وصله‌های پوششی، توجه به یک سری نکات الزامی است. نکات مهم جهت همپوشانی و اتصال آرماتورها در بخش‌های مختلف ساختمان و سازه‌های عمرانی اعم از فونداسیون، ستون، دیوار و تیر، به شرح زیر است.

• وصله پوششی برای گروه میلگردها، به عنوان یک مجموعه میلگرد مجاز نیست. ولی این امکان وجود دارد که هر کدام از میلگردهای موجود در مجموعه را به صورت جداگانه با استفاده از وصله پوششی به میلگرد دیگر متصل نمود. نواحی وصله پوششی این میلگردها نباید با هم تداخل داشته باشد.
• در فرایند همپوشانی، ممکن است از میلگردهای مختلف استفاده شود. از این رو، طول اورلب میلگرد برای هر دو مورد وصله شونده، باید بر اساس طول استاندارد آن‌ها تعیین شود.
• در اعضای خمشی، فاصله محور تا محور دو میلگرد که با استفاده از روش همپوشانی به هم متصل می‌شوند، نباید بیشتر از یک پنجم طول پوشش لازم باشد؛ همچنین نباید بیشتر از ۱۵ سانتی‌متر باشد. در سایر اعضا هم این فاصله نباید بزرگتر از ۵ برابر قطر کوچکترین میلگرد باشد.