میلگرد زیگزاگ یا خرپا چیست؟

<p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="zigzag rebar.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1666521452925-zigzag%20rebar.jpg" alt="میلگرد زیگزاگ یا خرپا"></p> <h2 dir="rtl">میلگرد زیگزاگ تیرچه یا خرپا چیست؟</h2> <p dir="rtl">میلگرد زیگزاگ تیرچه، یکی از مصالح فولادی مهم و کاربردی در ساخت و ساز به حساب می آید که نقش ویژه ای در ساخت اسکلت های فلزی ایفا می کند. این مقطع فولادی از میلگرد ساده و آجدار تشکیل شده که طی عملیات جوشکاری بهم متصل می شوند؛ البته در برخی موارد مشاهده شده که اتصال بین میلگرد های ساده و آجدار در خرپا با قلاب کردن آن ها 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 ... اختصاص داده شده است.</p> <h2 dir="rtl">مقدمه ای بر میلگرد خرپا</h2> <p dir="rtl">میلگرد زیگزاک که به آن تیرچه زیگزاگ یا خرپا Steel structure rebar truss girder&nbsp; نیز گفته می شود، از اتصال میلگرد های آجدار A3 با میلگرد ساده به صورت زیگزاکی شکل، تولید می گردد. نحوه اتصال این میلگردها عموما به صورت جوشی و گاهی از طریق قلاب کردن، صورت می پذیرد. در صنعت ساختمان سازی به این محصول میلگرد عرضی نیز گفته می شود. نشریه های 82 و 94 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، به طور مفصل در خصوص میلگرد زیگزاگ توضیح داده اند. همچنین در استاندارد ملی ایران به <a href="https://www.modiranahan.com/uploads/pdf/2909-1.pdf">شماره 2029 ISIRI</a> ویژگی ها و نحوه آزمون این محصول تشریح شده است.</p> <p dir="rtl">در صنعت ساختمان سازی گاهی محصولات فولادی به صورت خام و گاهی به صورت محصولی پیش ساخته مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال مصالحی مانند تیرآهن و ستونی صنعتی به همان صورتی که هستند در اجرای ساختمان به کار می روند. حداکثر عملیاتی که بر روی این مصالح انجام می گردد یک برش و جوشکاری ساده می باشد. اما برخی از مصالح هستند که ابتدا می بایست به صورت محصولی پیش ساخته تولید شوند و سپس در ساختمان سازی از آنها بهره&zwnj;برداری گردد. نمونه ی این نوع مصالح می توان میلگرد بستر و میلگرد زیگزاگ را نام برد. میلگرد زیگزاگ به خودی خود به عنوان یک عضو با باربری بسیار بالا در ساختمان سازی استفاده می گردد. به دلیل بالا بودن خصیصه باربری میلگرد زیگزاگ از آن در ساخت سقف ها استفاده ی بسیاری صورت می گیرد.</p> <h2 dir="rtl">اجزاء تشکیل دهنده میلگرد زیگزاگ</h2> <p dir="rtl">همانطور که پیش تر به آن اشاره شد، میلگرد زیگزاگ به صورت پیش ساخته تولید شده و در قسمت های گوناگون ساختمانی به کار برده می شود. برای آشنایی بیشتر با میلگرد زیگزاگ اجزاء تشکیل دهنده آن را به صورت جداگانه بررسی می نماییم.</p> <h3 dir="rtl">&nbsp;میلگردهای زیرین (عضو کششی)</h3> <p dir="rtl">بخش زیرین میلگرد که در معرض باربریِ اصلی سازه قرار دارد، می بایست توانایی تحمل نیروی کششی را داشته باشد. نیروهای کششی در ساختمان در اثر لنگر خمشیِ ناشی از وزن ایجاد می گردند. 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 می کند. به عنوان مثال در تیرآهن، جان تیرآهن است که عضو مقاوم در برابر نیروهای کششی به حساب می آید. تصویر شماره 3 بخش های مختلف میلگرد زیگزاگ را نشان می دهد.</p> <h3 dir="rtl">میلگرد بالایی</h3> <p dir="rtl">میلگرد بالایی همانند میلگرد های زیرین به دو صورت در باربریِ میلگرد زیگزاگ نقش ایفا می کند. اما در اینجا نیروهای کششی مورد نظر نیستند. نیرویی که در این قسمت مد نظر قرار می گیرد از نوع نیروهای فشاری&nbsp; ناشی از وزن است. ابتدا وزن خود تیرچه زیگزاگ و سپس وزن سقف؛ این دو، عاملی هستند که بر روی میلگرد بالایی نیرو وارد می کنند. همچنین بخشی از نیروهای فشاری دیگر که در اثر انبساط و انقباض بر روی تیرچه وارد می شود می تواند از طریق میلگرد بالایی خنثی گردد. می توان نقش میلگرد بالایی را همانند بال در تیرآهن در نظر گرفت.</p> <h3 dir="rtl">میلگردهای عرضی (زیگزاگ)</h3> <p dir="rtl">میلگرد های عرضی به عنوان عضو مورب در تیرچه حامل بارهای برشی می باشند. نیروهای برشی که در بخش های مختلف سازه وارد می شوند می توانند باعث از هم گسیختگی بتن و دیگر مصالح بتنی در ساختمان گردند. تیرچه های زیگزاگ با استفاده از میلگردهایی که در عرض به صورت زیگزاگ کار می شوند، این نیروها را به خوبی تحمل می نمایند. همچنین این بخش به کمک میلگرد بالایی در مقابل نیرو های فشاری، همانند یک خرپا مقاومت ایجاد می کند.</p> <h2 dir="rtl">ویژگی های ابعادی و ظاهری میلگرد زیگزاگ</h2> <p dir="rtl">از آنجایی که میلگرد زیگزاگ عموما از میلگرد آجدار تولید می گردد می توان مشخصات ظاهر میلگرد آجدار را به عنوان مشخصات ظاهری میلگرد زیگزاگ در نظر گرفت. اما باید توجه داشت قطر میلگرد آجدار مورد استفاده در میلگرد زیگزاگ در دامنه ی بین 6 تا 16 میلی متر می باشد. همچنین میلگرد های ساده مورد استفاده در میلگرد زیگزاگ عموما قطر 4 میلی متر دارند</p> <p dir="rtl">فاصله ی دو نقطه متوالی جوش داده شده در میلگرد زیگزاگ را یک گام می گویند. ابعاد گام هرچقدر که محاسبه گردد با رواداری 15 میلی متر در نظر گرفته می شود. حداکثر گام 200 میلی متر و حداقل زاویه میلگرد ساده به کار رفته در میلگرد زیگزاگ با افق 45 درجه می باشد.</p> <p dir="rtl">عرض قسمت زیرین تیرچه معمولا از 10 سانتی متر کمتر نمی شود. به طور اصولی ارتفاع آن را 2.5 برابر عرض تیرچه در نظر می گیرند. در ساده&zwnj;ترین حالت زمانی که عرض قسمت زیرین میلگرد زیگزاگ 10 سانتی متر است ارتفاع آن 25 سانتی متر در نظر گرفته می شود.</p> <h2 dir="rtl">معرفی روش های ساخت خرپا تیرچه</h2> <p dir="rtl">تولید میلگرد زیگزاگ به دو روش دستی و مکانیزه می تواند انجام شود که در ادامه به معرفی آن ها پرداخته ایم.</p> <h3 dir="rtl">روش دستی:</h3> <p dir="rtl">در این روش، میلگرد زیگزاگ به کمک نیروی دست تولید می شود؛ اینکار در کارگاه های ساخت تیرچه به وفور انجام می گردد. در پروژه های ساختمان سازی، ابعاد و اندازه میلگردها، گام ها و طریقه ی جوشکاری به صورت نوعی تقریبا یکسان بوده و همگی با مشخصات ثابتی انجام می گردد. 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 می شوند؛ سپس میلگرد های آج دار را علامت گذاری نموده، میگرد ساده را خم کاری کرده و برای جوش دادن به میلگرد های آجدار آماده&zwnj;سازی می کنند. نقاطی که می بایست جوشکاری گردد حتما باید زنگ زدایی شود؛ برای این کار هم بر روی میلگرد آجدار و هم بر روی میلگرد ساده می بایست عملیات برس کاری صورت گیرد. بلافاصله نقطه مورد نظر بر روی میلگرد آجدار قرار گرفته و جوشکاری می گردد. اگر برسکاری انجام شود و مدت زیادی از آن گذشته باشد میلگرد ها مجددا یک لاله اکسیدی بر روی خود تشکیل می دهند لذا بهتر است بلافاصله پس از برسکاری عملیات جوشکاری انجام گیرد. علاوه بر عملیات جوشکاری از روش قلاب کردن هم برای اتصال میلگردها به یکدیگر استفاده می شود.</p> <p dir="rtl">معایب تولید با روش دستی</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; اختصاص یافتن زمان بیشتر برای تولید آن</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; استفاده از نیروی کار زیاد</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; کیفیت پایین محصول تولید شده نهایی</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; کاهش یافتن دیواره میلگرد در نقطه اتصال</p> <h3 dir="rtl">روش مکانیزه:</h3> <p dir="rtl">امروزه برای تولید میلگرد زیگزاگ از خط های تولید نیز بهره می گیرند. استفاده از خطوط مکانیزه کیفیت بسیار بالاتری برای میلگرد زیگزاگ تامین می نماید. کلیپ شماره 1، یک خط تولید میلگرد زیگزاگ را نشان می دهد. مزیت های تولید میگلرد زیگزاگ به صورت مکانیزه به شرح ذیل است:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">خم کاری مفتول های میلگردی کاملا یک دست و یکنواخت انجام می گردد.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ارتفاع میلگرد زیگزاگ کمترین رواداری را خواهد داشت.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">امکان استفاده از مفتول های با قطر بالا وجود دارد.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">اختصاص یافتن زمان کمتر برای تولید نسبت به روش دستی</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استفاده کمتر از نیروی انسانی و دخالت دست</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">جلوگیری از عدم شکل گیری گل جوش در روش مکانیزه</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">به دلیل کم شدن میزان خطا ها و رعایت استانداردهای موجود، محصول تولید شده به این روش از مقاومت بالاتری برخوردار است.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">عرض میلگرد زیگزاگ در یک راستا بدون کمترین تغییرات تولید می گردد.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استفاده از مفتول با قطر بالاتر نیز به راحتی ممکن خواهد بود.</p> </li> </ul> <h2 dir="rtl">انواع میلگرد زیگزاگ تیرچه موجود در بازار</h2> <p dir="rtl">رایج ترین نوع میلگرد خرپای موجود در بازار، ساخته شده از 3 میلگرد آجدار و 2 میلگرد ساده می باشد. در تمامی انواع میلگرد زیگزاگ، استفاده از میلگرد ساده، ثابت است زیرا این تنها عضو مشترکی است که به صورت زیگزاگی خم می گردد؛ و در مقابل آن ممکن است به جای میلگرد آجدار از تسمه فولادی یا نبشی استفاده شود.</p> <p dir="rtl">حتی ممکن است گاهی اوقات از یک میلگرد آجدار استفاده شود که در این حالت این مقطع فولادی را با نام تیرچه جان باز می شناسند. 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 آج دار، تحمل بار آن ها تغییر خواهد کرد. در ادامه انواع خرپای فلزی موجود در بازار معرفی شده است:</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; خرپای نبشی: همانطور که از نامش پیداست در این نوع میلگرد زیگزاگ به جای استفاده از میلگرد آجدار پایین از نبشی استفاده شده است.</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; خرپای تسمه:&nbsp; در تولید این نوع خرپا فقط در قسمت عرضی از میلگرد استفاده می شود.</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; خرپای زیگزاگ تکی: در این قطعه فولادی، تنها یک ردیف میلگرد آجدار تعبیه می گردد.</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; خرپای زیگزاگ دوبل: در بخش بالایی و پایینی خرپای دوبل، دو عدد میلگرد آجدار وجود دارد.</p> <h2 dir="rtl">کاربرد خرپا فلزی</h2> <p dir="rtl">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 می کند؛ این عضو سازه ای، همچنین وظیفه تحمل بار مرده سقف را بر عهده دارد. از کاربرد های خرپا، می توان به استفاده از آن در ساخت پل و زیرگذر اشاره کرد.</p> <h2 dir="rtl">وزن میلگرد زیگزاگ تیرچه</h2> <p dir="rtl">ابتدای کار باید بدانید وزن خرپا بسته به قطر میلگرد ها متفاوت است. در ادامه جدول وزن میلگرد خرپا را طبق استاندارد بین المللی 1054:1991 مشاهده می نمایید.</p> <div dir="ltr" align="left"> <table style="border-collapse: collapse; border-width: 2px; margin-left: auto; margin-right: auto; width: 100%;" border="1"><colgroup><col style="width: 20.9121%;" width="126"><col style="width: 23.9155%;" width="144"><col style="width: 17.9088%;" width="108"><col style="width: 17.1301%;" width="103"><col style="width: 20.1335%;" width="121"></colgroup> <tbody> <tr> <td style="border-width: 2px;" rowspan="2"> <p dir="ltr">قطر میلگرد بالا mm</p> </td> <td style="border-width: 2px;" rowspan="2"> <p dir="ltr">قطر میلگرد های پایین mm</p> </td> <td style="border-width: 2px;" rowspan="2"> <p dir="ltr">قطر زیگزاگ mm</p> </td> <td style="border-width: 2px;" colspan="2"> <p dir="ltr">وزن یک متر خرپا kg</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">قطر میلگرد بالا mm</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">قطر میلگرد های پایین mm</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">8</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*8</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.2</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">1.67</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">-</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">8</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*8</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">1.79</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">1.92</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">8</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*10</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.24</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.36</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">8</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*12</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.78</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.90</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">10</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*8</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.01</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.14</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">10</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*10</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.46</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.59</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">10</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*12</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">3.00</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">3.12</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">12</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*10</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.73</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2.85</p> </td> </tr> <tr> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">12</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">2*12</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">4.7</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">3.27</p> </td> <td style="border-width: 2px;"> <p dir="ltr">3.40</p> </td> </tr> </tbody> </table> </div> <p dir="rtl">&nbsp;</p> <h2 dir="rtl">روش محاسبه طول میلگرد زیگزاگ تیرچه</h2> <p dir="rtl">محاسبه طول میلگرد خرپای تیرچه طبق استاندارد بین المللی با استفاده از فرمول زیر انجام می گیرد:</p> <p dir="rtl">معرفی پارامتر های استفاده شده در فرمول محاسبه طول میلگرد خرپا:</p> <p dir="rtl">a: میزان ضخامت بتن ریزی بر روی سقف</p> <p dir="rtl">b: میزان فاصله بین آرماتور فشاری تا روی بلوک</p> <p dir="rtl">c: میزان ضخامت پاشنه تیرچه</p> <p dir="rtl">d: میزان ضخامت سقف</p> <p dir="rtl">g: گام آرماتور برشی</p> <p dir="rtl">h: میزان فاصله بین آرماتور فشاری تا آرماتور کششی</p> <p dir="rtl">n: تعداد آرماتور مورب موجود</p> <h2 dir="rtl">طراحی میلگرد زیگزاگ به همراه ضوابط اجرایی آن</h2> <p dir="rtl">طراحی تیرچه میلگرد در ترکیب با بتن، شامل ترکیب یکپارچه ای از تیر فلزی با مقاومت بالا همراه با فواصل تقریبا یکسان و بتن درگیر با آن است. برای اجزای پر کننده بین تیرچه ها می توان از قالب های موقت یا دائم مانند بلوک سفالی، بلوک بتنی یا از قطعات سبک استفاده نمود.</p> <p dir="rtl">برای طراحی تیرچه می بایست ضوابطی را در نظر گرفت. این ضوابط بر اساس نشریه 543 به شرح زیر می باشد:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">سیستم تیرچه ای، شامل ترکیبی یکپارچه از تیرچه های متساوی الفاصله که در یک راستا قرار گرفته اند و یا در دو راستای عمود برهم قرار دارند، می شود.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">فاصله آزاد تیرچه ها نباید از 75 سانتی متر بیشتر باشد.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">عرض تیرچه ها نباید کمتر از 10 سانتی&zwnj;متر و ارتفاع کل آنها نباید بیش از سه و نیم برابر حداقل عرض آنها باشد.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">حداقل فاصله افقی بین دو سطح قائم بلوک های مجاور در طرفین یک تیرچه که در مقابل یکدیگر نصب می شوند، نباید کمتر از 6 و نیم سانتی متر باشد.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ضخامت دال بتنی فوقانی نباید از یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه ها و نه از پنج سانتی&zwnj;متر کمتر اختیار شود.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">حداکثردهانه مورد پوشش سقف در جهت طول زیگزاگ با تیرچه های منفرد نباید از 8 متر بیشتر شود. به منظور اطمینان بهتر است تا دهانه مورد پوشش بیشتر از هفت متر نباشد. در صورت وجود سربارهای زیاد و یا دهانه های بیش از هفت متر، از تیرچه های مضاعف استفاده شود.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">سقف های اجرا شده با تیرچه و بلوک، در مورادی 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 نمی شود.</p> </li> </ul> <p dir="rtl">&nbsp;</p> <p dir="rtl">&nbsp;</p>