میلگرد زیگزاگ یا خرپا چیست؟
تاریخ به روز رسانی: ۲ دی ۱۴۰۳
نویسنده: تیم محتوای مدیران آهن
میلگرد زیگزاگ که به آن تیرچه زیگزاگ یا خرپا Steel structure rebar truss girder نیز گفته می‌شود، مجموعه‌ای پیش ساخته از سه میلگرد آجدار و دو میلگرد ساده است که به شکل خرپا به یکدیگر متصل شده‌اند. این اتصال می‌تواند از طریق جوشکاری یا قلاب انجام شود. از میلگرد زیگزاگ در سقف‌های بتنی و فولادی استفاده می‌شود. در این مقاله قصد داریم به سوال شما مبنی میلگرد زیگزاگ یا خرپا چیست، اشاره کنیم. با ما تا انتهای این مقاله همراه باشید.
میلگرد زیگزاگ یا خرپا چیست؟
میلگرد زیگزاگ تیرچه، یکی از مصالح فولادی مهم و کاربردی در ساخت و ساز به به شمار می‌رود که نقش ویژه‌ای در ساخت اسکلت‌های فلزی ایفا می‌کند. این مقطع فولادی از میلگرد ساده و آجدار تشکیل شده که طی عملیات جوشکاری بهم متصل میشوند؛ البته در برخی موارد، مشاهده شده که اتصال بین میلگردهای ساده و آجدار در خرپا با قلاب کردن آن‌ها در یکدیگر برقرار شده است. با توجه به کاربرد فراوان این قطعه فولادی، این مقاله به بررسی انواع میلگرد زیگزاگ، محاسبه اندازه این مقطع، کاربرد آن و غیره اختصاص داده شده است.
نحوه اتصال میلگردهای به کار رفته در خرپا، عموما به صورت جوشی و گاهی از طریق قلاب کردن، انجام می‌شود. در صنعت ساختمان‌سازی، به این محصول میلگرد عرضی نیز گفته می‌شود. نشریه‌های 82 و 94 سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور، به طور مفصل در خصوص میلگرد زیگزاگ توضیح داده شده است. همچنین در استاندارد ملی ایران به شماره 2029 ISIRI، ویژگی‌ها و نحوه آزمون این محصول تشریح شده است.
در صنعت ساختمان‌سازی، گاهی محصولات فولادی به صورت خام و گاهی به صورت محصولی پیش‌ساخته مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، مصالحی مانند تیرآهن و قوطی ستونی صنعتی به همان صورتی که هستند در اجرای ساختمان به کار می‌روند. حداکثر عملیاتی که روی این مصالح انجام می‌گردد، یک برش و جوشکاری ساده است، اما برخی از مصالح هستند که ابتدا می‌بایست به صورت محصولی پیش ساخته تولید شوند و سپس در ساختمان‌سازی از آن‌ها بهره‌برداری گردد. از نمونه این نوع مصالح می‌توان میلگرد بستر و میلگرد زیگزاگ را نام برد. میلگرد زیگزاگ به خودی خود به عنوان یک عضو با باربری بسیار بالا در ساختمان‌سازی استفاده می‌گردد. به دلیل بالا بودن خصیصه باربری میلگرد زیگزاگ، از آن در ساخت سقف‌ها، استفاده بسیاری صورت می‌گیرد.
اجزای تشکیل دهنده میلگرد زیگزاگ
همانطور که پیش از این اشاره شد، میلگرد زیگزاگ به صورت پیش ساخته تولید شده و در قسمت‌های گوناگون ساختمان به کار برده می‌شود. برای آشنایی بیشتر با میلگرد زیگزاگ، لازم است اجزای تشکیل‌‍دهنده آن را به صورت جداگانه بررسی نماییم.
میلگردهای زیرین (عضو کششی)
بخش زیرین میلگرد که در معرض باربریِ اصلی سازه قرار دارد، می‌بایست توانایی تحمل نیروی کششی را داشته باشد. نیروهای کششی در ساختمان در اثر لنگر خمشی ناشی از وزن ایجاد می‌گردند. دو نوع لنگر خمشی در اینجا وجود دارد: یکی لنگر خمشی حاصل از وزن خود تیرچه، دیگری لنگر خمشی حاصل از وزن مرده سقف در فاصله محور تا محور دو میلگرد زیگزاگ. بخش زیرین میلگرد زیگزاگ همانند عضو کششی در دیگر مصالح ساختمانی عمل می‌کند. به عنوان مثال در تیرآهن، جان تیرآهن است که عضو مقاوم در برابر نیروهای کششی به حساب می‌آید.
میلگردهای بالایی
میلگرد بالایی همانند میلگردهای زیرین به دو صورت در باربری میلگرد زیگزاگ نقش ایفا می‌کند، اما در اینجا نیروهای کششی مورد نظر نیستند. نیرویی که در این قسمت مد نظر قرار می‌گیرد از نوع نیروهای فشاری ناشی از وزن است. ابتدا وزن خود تیرچه زیگزاگ و سپس وزن سقف. این دو، عاملی هستند که بر روی میلگرد بالایی نیرو وارد می‌کنند. همچنین بخشی از نیروهای فشاری دیگر که در اثر انبساط و انقباض روی تیرچه وارد می‌شود، می‌تواند از طریق میلگرد بالایی خنثی گردد. می توان نقش میلگرد بالایی را همانند بال در تیرآهن در نظر گرفت.
میلگردهای عرضی (زیگزاگ)
میلگردهای عرضی به عنوان عضو مورب در تیرچه، حامل بارهای برشی است. نیروهای برشی که در بخش‌های مختلف سازه وارد میشوند، می‌توانند باعث از هم گسیختگی بتن و دیگر مصالح بتنی در ساختمان گردند. تیرچه‌های زیگزاگ با استفاده از میلگردهایی که در عرض به صورت زیگزاگ کار میشوند، این نیروها را به خوبی تحمل می‌نمایند. همچنین این بخش به کمک میلگرد بالایی در مقابل نیروهای فشاری، همانند یک خرپا مقاومت ایجاد می‌کند.
ویژگی های ابعادی و ظاهری میلگرد زیگزاگ
از آنجایی که میلگرد زیگزاگ عموما از میلگرد آجدار تولید می‌گردد، می‌توان مشخصات ظاهر میلگرد آجدار را به عنوان مشخصات ظاهری میلگرد زیگزاگ در نظر گرفت، اما باید توجه داشت که قطر میلگرد آجدار مورد استفاده در میلگرد زیگزاگ، در دامنه بین 6 تا 16 میلی‌متر است. همچنین میلگردهای ساده مورد استفاده در میلگرد زیگزاگ، عموما از قطر 4 میلی‌متر برخوردارند.
فاصله دو نقطه متوالی جوش داده شده در میلگرد زیگزاگ را یک گام می‌گویند. ابعاد گام هر چقدر که محاسبه گردد با رواداری 15 میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود. حداکثر گام 200 میلی‌متر و حداقل زاویه میلگرد ساده به کار رفته در میلگرد زیگزاگ با افق 45 درجه است. عرض قسمت زیرین تیرچه معمولا از 10 سانتی‌متر کمتر نمی‌شود. به طور اصولی ارتفاع آن را 2.5 برابر عرض تیرچه در نظر می‌گیرند. در ساده‌ترین حالت، زمانی که عرض قسمت زیرین میلگرد زیگزاگ، 10 سانتی‌متر است، ارتفاع آن 25 سانتی‌متر در نظر گرفته می‌شود.
معرفی روش های ساخت خرپا تیرچه
تولید میلگرد زیگزاگ به دو روش دستی و مکانیزه می‌تواند انجام شود که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.
تولید میلگرد زیگزاگ به روش دستی
در این روش، میلگرد زیگزاگ به کمک نیروی دست تولید می‌شود؛ این کار در کارگاه‌های ساخت تیرچه به وفور انجام می‌گردد. در پروژه‌های ساختمان‌سازی، ابعاد و اندازه میلگردها، گام‌ها و طریقه جوشکاری به صورت نوعی، تقریبا یکسان بوده و همگی با مشخصات ثابتی انجام می‌گردد. برای تولید میلگرد زیگزاگ به سه میلگرد آجدار و یک میلگرد ساده نیاز است. میلگردهای آجدار، ابتدا کنار یکدیگر قرار داده شده و در ابعاد مورد نظر برش داده میشوند؛ سپس میلگردهای آجدار را علامت‌گذاری نموده، میلگرد ساده را خم کاری کرده و برای جوش دادن به میلگردهای آجدار آماده‌سازی می‌کنند. نقاطی که می‌بایست جوشکاری گردد، حتما باید زنگ‌زدایی شود. برای انجام این کار هم روی میلگرد آجدار و هم روی میلگرد ساده، می‌بایست توسط برس تمیز گردد. بلافاصله نقطه مورد نظر بر روی میلگرد آجدار قرار گرفته و جوشکاری می‌گردد. اگر مدت زیادی از برس کردن ناحیه مورد نظر گذشته باشد، میلگردها مجددا یک لاله اکسیدی بر روی خود تشکیل می‌دهند. لذا بهتر است بلافاصله پس از برس زدن، عملیات جوشکاری انجام گیرد. علاوه بر عملیات جوشکاری از روش قلاب کردن هم برای اتصال میلگردها به یکدیگر استفاده می‌شود.
معایب تولید با روش دستی
- اختصاص یافتن زمان بیشتر برای تولید آن
- استفاده از نیروی کار زیاد
- کیفیت پایین محصول تولید شده نهایی
- کاهش یافتن دیواره میلگرد در نقطه اتصال
تولید میلگرد زیگزاگ به روش مکانیزه
امروزه برای تولید میلگرد زیگزاگ از خط‌های تولید نیز بهره می‌گیرند. استفاده از خطوط مکانیزه، کیفیت بسیار بالاتری برای میلگرد زیگزاگ تامین می‌نماید. مزیت‌های تولید میلگرد زیگزاگ به صورت مکانیزه به شرح ذیل است:
- خمکاری مفتول های میلگردی کاملا یک دست و یکنواخت انجام می‌گردد.
- ارتفاع میلگرد زیگزاگ کمترین رواداری را خواهد داشت.
- امکان استفاده از مفتول‌های با قطر بالا وجود دارد.
- اختصاص یافتن زمان کمتر برای تولید نسبت به روش دستی
- استفاده کمتر از نیروی انسانی و دخالت دست
- جلوگیری از عدم شکل گیری گل جوش در روش مکانیزه
- به دلیل کم شدن میزان خطاها و رعایت استانداردهای موجود، محصول تولید شده به این روش از مقاومت بالاتری برخوردار است.
- عرض میلگرد زیگزاگ در یک راستا بدون کمترین تغییرات تولید می‌گردد.
- استفاده از مفتول با قطر بالاتر نیز به راحتی ممکن خواهد بود.
انواع میلگرد زیگزاگ تیرچه موجود در بازار
همانطور که پیش از این اشاره کردیم، رایج‌ترین نوع میلگرد خرپای موجود در بازار، ساخته شده از 3 میلگرد آجدار و 2 میلگرد ساده است. در تمامی انواع میلگرد زیگزاگ، استفاده از میلگرد ساده، ثابت است، زیرا این تنها عضو مشترکی است که به صورت زیگزاگی خم می‌گردد و در مقابل آن ممکن است به جای میلگرد آجدار از تسمه فولادی یا نبشی استفاده شود.
حتی ممکن است گاهی اوقات از یک میلگرد آجدار استفاده شود که در این حالت این مقطع فولادی را با نام تیرچه جان باز می‌شناسند. در نهایت هدف کلی از ساخت میلگرد خرپا تیرچه، تحمل نیروهای کششی و مرده بوده که در صورت استفاده از مقاطع فولادی متفاوت به جای میلگرد آجدار، تحمل بار آن‌ها تغییر خواهد کرد. در ادامه، انواع خرپای فلزی موجود در بازار را معرفی خواهیم کرد. با ما همراه باشید.
- خرپای نبشی: همانطور که از نامش پیداست، در این نوع میلگرد زیگزاگ به جای استفاده از میلگرد آجدار پایین، از نبشی استفاده شده است.
- خرپای تسمه: در تولید این نوع خرپا فقط در قسمت عرضی از میلگرد استفاده می‌شود.
- خرپای زیگزاگ تکی: در این قطعه فولادی، تنها یک ردیف میلگرد آجدار تعبیه می‌گردد.
- خرپای زیگزاگ دوبل: در بخش بالایی و پایینی خرپای دوبل، دو عدد میلگرد آجدار وجود دارد.
کاربردهای خرپا فلزی
مهمترین کاربرد میلگرد خرپا، ساخت تیرچه بتنی خرپاست که مقاومت کششی بتن را در برابر نیروهای برشی بالا برده و از ترک خوردن آن به مرور زمان جلوگیری می‌کند؛ این عضو سازه‌ای، همچنین وظیفه تحمل بار مرده سقف را بر عهده دارد. از کاربردهای خرپا، می‌توان به استفاده از آن در ساخت پل و زیرگذر اشاره کرد.
وزن میلگرد زیگزاگ تیرچه
ابتدای کار باید بدانید وزن خرپا بسته به قطر میلگردها متفاوت است. در ادامه؛ جدول وزن میلگرد خرپا را طبق استاندارد بین‌المللی 1054:1991 مشاهده می‌نمایید:
|
قطر میلگرد بالا (mm) |
قطر میلگردهای پایین (mm) |
قطر زیگزاگ (mm) |
وزن یک متر خرپا (kg) |
|
|
قطر میلگرد بالا (mm) |
قطر میلگردهای پایین (mm) |
|||
|
8 |
2*8 |
4.2 |
1.67 |
- |
|
8 |
2*8 |
4.7 |
1.79 |
1.92 |
|
8 |
2*10 |
4.7 |
2.24 |
2.36 |
|
8 |
2*12 |
4.7 |
2.78 |
2.90 |
|
10 |
2*8 |
4.7 |
2.01 |
2.14 |
|
10 |
2*10 |
4.7 |
2.46 |
2.59 |
|
10 |
2*12 |
4.7 |
3.00 |
3.12 |
|
12 |
2*10 |
4.7 |
2.73 |
2.85 |
|
12 |
2*12 |
4.7 |
3.27 |
3.40 |
طراحی میلگرد زیگزاگ به همراه ضوابط اجرایی آن
طراحی تیرچه میلگرد در ترکیب با بتن، شامل ترکیب یکپارچه‌ای از تیر فلزی با مقاومت بالا همراه با فواصل تقریبا یکسان و بتن درگیر با آن است. برای اجزای پرکننده بین تیرچه‌ها می‌توان از قالب‌های موقت یا دائم مانند بلوک سفالی، بلوک بتنی یا از قطعات سبک استفاده نمود.
برای طراحی تیرچه می‌بایست ضوابطی را در نظر گرفت. این ضوابط بر اساس نشریه 543 به شرح زیر است:
- سیستم تیرچه‌ای، شامل ترکیبی یکپارچه از تیرچه‌های متساوی‌الفاصله که در یک راستا قرار گرفته‌اند و یا در دو راستای عمود برهم قرار دارند، می‌شود.
- فاصله آزاد تیرچه‌ها نباید از 75 سانتی‌متر بیشتر باشد.
- عرض تیرچه‌ها نباید کمتر از 10 سانتی‌متر و ارتفاع کل آن‌ها نباید بیش از سه و نیم برابر حداقل عرض آن‌ها باشد.
- حداقل فاصله افقی بین دو سطح قائم بلوک‌های مجاور در طرفین یک تیرچه که در مقابل یکدیگر نصب میشوند، نباید کمتر از 6 و نیم سانتی‌متر باشد.
- ضخامت دال بتنی فوقانی نباید از یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه‌ها و نه از پنج سانتی‌متر کمتر اختیار شود.
- حداکثر دهانه مورد پوشش سقف در جهت طول زیگزاگ با تیرچه‌های منفرد نباید از 8 متر بیشتر شود. به منظور اطمینان بهتر است تا دهانه مورد پوشش بیشتر از هفت متر نباشد. در صورت وجود سربار های زیاد و یا دهانه‌های بیش از هفت متر، از تیرچه‌های مضاعف استفاده شود.
- سقف‌های اجرا شده با تیرچه و بلوک، در مواردی که بار یکنواخت روی سقف عمل نماید، عملکرد بسیار مناسبی دارند. در صورت وجود بار منفرد سنگین یا متحرک و یا مرتعش، به کار بردن سقف با میلگرد زیگزاگ توصیه نمی‌شود.
کلام آخر
در این مقاله به سوال شما مبنی بر میلگرد زیگزاگ چیست پرداختیم. در ادامه اجزای تشکیل دهنده خرپا، کاربردها، روش ساخت، وزن و غیره را بررسی کردیم. شرکت مدیران آهن زاینده رود یکی از تامین کنندگان وعرضه کنندگان انواع میلگرد زیگزاگ است. شما عزیزان می‌توانید برای استعلام قیمت میلگرد زیگزاگ و خرید همهروزه با ما از طریق شماره تلفن 03134155 در تماس باشید.
