میلگرد برشی چیست و چرا ندید گرفتنش، سازه شما را به خطر می‌اندازد؟
سال ها کار در بازار آهن آلات به من یاد داده که جزئیات کوچک، گاهی تعیین‌کننده سرنوشت سازه اند. یکی از همین جزئیات، میلگرد برشی است؛ قطعه ای که شاید در نقشه ها کمتر دیده شود، اما نبودش می‌تواند پایه های سازه را بلرزاند.
بسیاری فکر می‌کنند میلگرد فقط برای تحمل نیروهای کششی و خمشی است، اما واقعیت اینجاست که نیروهای برشی، اگر مهار نشوند، به‌راحتی بتن را می‌شکنند.
میلگرد برشی مثل سپری فولادی عمل می‌کند و اجازه نمی‌دهد ترک‌های مورب در تیر و ستون جان سازه را بگیرند.
در ادامه با آهن 123 همراه شوید تا دقیق‌تر بررسی کنیم این میلگردها چه وظیفه ای دارند، در کدام قسمت از سازه استفاده می‌شوند و چرا نبودشان در پروژه های ساختمانی می‌تواند فاجعه‌بار باشد.
میلگرد برشی به زبان ساده
بتن همیشه به خاطر مقاومت زیادش در برابر فشار شناخته می‌شود؛ یعنی اگر وزن زیادی رویش وارد کنید، دوام می‌آورد و خرد نمی‌شود. اما وقتی نیروهای کششی یا برشی به آن وارد می‌شوند، خیلی زود ترک می‌خورد. برای فهمش کافی است یک خط‌کش پلاستیکی را از دو طرف بکشید یا با قیچی بخواهید ببُرید؛ سریع می‌شکند. بتن هم همین‌طور است، در مقابل فشار خوب است ولی وقتی نیرو از طرف دیگر وارد شود، مقاومتش پایین می‌آید و آسیب می‌بیند.
اینجا میلگرد برشی، یا همان خاموت، وارد کار می‌شود. خاموت معمولاً از میلگردهای آجدار نازک‌تر ساخته می‌شود (حدود 8 تا 14 میلی‌متر قطر دارند) و به شکل حلقه بسته دور میلگردهای اصلی قرار می‌گیرد. کارش این است که جلوی شکستن مورب و ترک‌های عمیق ناشی از نیروهای برشی را بگیرد.
در واقع مثل کمربند دور بتن و میلگردهای اصلی را نگه می‌دارد تا سازه از هم باز نشود. به زبان ساده، خاموت ضعف بتن را جبران می‌کند و باعث می‌شود تیر و ستون ها تحت فشار و لرزش هم محکم و مطمئن باقی بمانند.
(دوست داشتید مقاله انواع خوردگی میلگرد در بتن را هم بخوانید تا اطلاعاتتان کامل تر بشود.)
انواع میلگرد برشی
میلگردهای برشی بر اساس شکل و نحوه قرارگیری در سازه به دسته های مختلفی تقسیم می‌شوند. هر کدام از این انواع برای شرایط و بخش‌های خاصی از ساختمان طراحی شده اند و انتخاب صحیح آن‌ها به محاسبات دقیق مهندسی بستگی دارد. شناخت این انواع به شما کمک می‌کند تا درک بهتری از نقشه سازه و دلیل استفاده از هر یک داشته باشید.
خاموت
این نوع، رایج ترین و شناخته شده‌ترین شکل میلگرد برشی است. خاموت‌ها حلقه های بسته ای هستند که میلگردهای طولی در تیرها و ستون ها را احاطه می‌کنند. شکل آن‌ها می‌تواند مربع، مستطیل، دایره یا چندضلعی باشد که متناسب با شکل مقطع بتنی طراحی می‌شود. خاموت‌ها علاوه بر تحمل نیروی برشی، از کمانش (خم شدن به بیرون) میلگردهای طولی تحت فشار نیز جلوگیری می‌کنند.
(در محتوای خاموت و نقش آن در سازه ها دراینباره توضیحات کامل را داده ایم.)
میلگرد برشی مورب
در برخی از طراحی‌های قدیمی‌تر یا در شرایط خاص، بخشی از میلگردهای طولی اصلی را در نزدیکی تکیه‌گاه ها به سمت بالا خم می‌کنند تا به عنوان میلگرد برشی نیز عمل کنند. این میلگردهای خم‌شده به صورت زاویه‌دار (معمولاً 45 درجه) قرار می‌گیرند و به مقابله با ترک‌های برشی مورب کمک می‌کنند
میلگرد برشی قائم
این مقاطع به صورت عمودی در راستای میلگردهای طولی قرار می‌گیرند و معمولاً در ترکیب با خاموت‌ها برای افزایش مقاومت برشی در تیرهای بلند یا سنگین استفاده می‌شوند.
میلگرد برشی باز یا سنجاقی
گاهی در محل‌های پیچیده مانند اتصال تیر به ستون، امکان استفاده از خاموت‌های کاملاً بسته وجود ندارد. در این شرایط از میلگردهای U شکل یا سنجاقی استفاده می‌شود که دو سر آن‌ها با قلاب‌های استاندارد به میلگردهای طولی مهار می‌شود.
(برای اطلاعات بیشتر محتوای میلگرد سنجاقی چیست و چه کاربرد و انواعی دارد؟ را بخوانید)
جدول انواع میلگرد برشی
| نوع میلگرد برشی | شکل ظاهری | کاربرد اصلی | محل استفاده متداول |
| خاموت | حلقه های بسته مربعی، مستطیلی، دایره ای | مقابله با برش، جلوگیری از کمانش میلگرد طولی | تیرها، ستون ها، شناژها |
| میلگرد برشی مورب | بخشی از میلگرد طولی که به صورت زاویه‌دار خم شده | کمک به تحمل برش در نزدیکی تکیه‌گاه ها | تیرهای بتنی (در طراحی‌های خاص) |
| میلگرد برشی قائم | میلگرد عمودی در کنار میلگردهای طولی | افزایش ظرفیت برشی در مقاطع خاص | تیرهای عمیق و بلند |
| میلگرد برشی باز (سنجاقی) | شکل U یا سنجاقی با قلاب در انتها | تقویت برشی در نقاط با دسترسی محدود | محل اتصال تیر به ستون، دیوارهای برشی |
چرا ستون ها به میلگرد برشی نیاز دارند؟
خیلی‌ها فکر می‌کنن ستون فقط وزن طبقات بالا رو به فونداسیون منتقل می‌کنه، پس نیازی به میلگردهای برشی یا خاموت نداره. اما واقعیت اینه که ستون علاوه بر فشار عمودی، تحت تأثیر نیروهای جانبی هم هست؛ مثلاً باد شدید یا زلزله باعث می‌شه ستون در جهات مختلف بلرزه و تنش‌های خمشی و برشی زیادی بهش وارد بشه. اگر خاموت درون ستون نباشه، این نیروها ممکنه باعث بشن بتن ترک بخوره یا میلگردهای طولی خم بشن و ستون نتونه مقاومت خودش رو حفظ کنه.
خاموت‌ها دقیقاً برای کنترل این شرایط طراحی شدن تا ستون در برابر این فشارها ایمن بمونه.
در زمان زلزله یا حرکت افقی سازه، خاموت مثل یه قفس فولادی دور هسته بتنی رو نگه می‌داره و مانع از شکست برشی و خرد شدن بتن می‌شه. از طرف دیگه، خاموت‌ها باعث می‌شن میلگردهای طولی که تحت فشار هستند، در جای خودشون ثابت بمونن و کمانش نکنن.
این کار مقاومت ستون رو بالا می‌بره و باعث می‌شه تمام اجزای ستون مثل یه مجموعه هماهنگ عمل کنن. به طور خلاصه، خاموت فقط تزئینی یا نگهدارنده نیست؛ وجودش برای دوام، شکل‌پذیری و ایمنی ستون در موقعیت‌های بحرانی، مخصوصاً زلزله، کاملاً ضروریه.
کاربردهای میلگرد برشی در بخش‌های مختلف ساختمان
میلگرد برشی تقریباً در تمام اجزای بتنی یک سازه که تحت تنش‌های غیرفشاری قرار دارند، حضور دارند. حضور آن‌ها باعث می‌شود تا اجزای مختلف سازه به صورت یکپارچه عمل کرده و در برابر بارهای وارده مقاومت کنند. در ادامه به مهم ترین کاربردهای این مقاطع آهن اشاره می‌کنیم:
تیرها و تیرچه ها
این اصلی‌ترین محل استفاده از میلگرد برشی است. تیرها بارهای کف را به ستون ها منتقل می‌کنند و در این فرآیند، تحت خمش و برش شدید قرار می‌گیرند. خاموت‌ها در طول تیر، به ویژه در نزدیکی تکیه‌گاه ها (ستون ها) که نیروی برشی به حداکثر می‌رسد، با فواصل کمتر و به صورت متراکم‌تری قرار داده می‌شوند.
ستون ها
همان‌طور که توضیح داده شد، خاموت‌ها برای مقاومت در برابر زلزله و جلوگیری از کمانش میلگردهای طولی در ستون ها به کار می‌روند.
دال ها
در دال های بتنی ضخیم یا در محل اتصال دال به ستون (در سیستم دال تخت)، پدیده ای به نام «برش پانچ» ممکن است رخ دهد که در آن ستون، دال را مانند یک سنبه سوراخ می‌کند. برای جلوگیری از این اتفاق، از میلگردهای برشی مخصوصی در اطراف ستون استفاده می‌شود.
دیوارهای برشی
این دیوارها که برای مقابله با نیروهای جانبی بزرگ مانند زلزله طراحی می‌شوند، دارای دو شبکه میلگرد قائم و افقی هستند. میلگردهای افقی در این دیوارها نقش میلگرد برشی را ایفا می‌کنند.
فونداسیون و شناژها
در فونداسیون‌های نواری (شناژها) که تیرهای روی زمین محسوب می‌شوند، از خاموت‌ها برای حفظ یکپارچگی و مقاومت در برابر نیروهای برشی ناشی از نشست‌های نامتقارن خاک استفاده می‌شود.
مزایای استفاده از میلگرد برشی
افزایش مقاومت سازه: با مهار نیروهای جانبی، جلوی شکست ناگهانی و شکننده بتن را می‌گیرد.
جلوگیری از ترک‌خوردگی: تنش‌های داخلی را کنترل کرده و مانع از ایجاد ترک‌های مورب یا عمیق در بتن می‌شود.
کمک به میلگردهای طولی: مثل تکیه‌گاه جانبی عمل کرده و نمی‌گذارد میلگردهای اصلی زیر فشار خم شوند.
افزایش شکل‌پذیری: بتن را محصور می‌کند تا سازه بتواند در شرایطی مثل زلزله، قبل از تخریب کامل تغییر شکل زیادی را تحمل کند.
افزایش عمر سازه: با جلوگیری از نفوذ رطوبت و مواد خورنده به بتن، مانع زنگ‌زدگی میلگردهای اصلی شده و دوام کل سازه را بالا می‌برد.
تفاوت میلگرد برشی و خمشی
شاید این سوال برایتان پیش بیاید که تفاوت میلگرد برشی با همان میلگردهای اصلی و طولی که در تیرها و ستون ها می‌بینیم چیست. این دو نوع میلگرد که به ترتیب «آرماتور عرضی» و «آرماتور طولی» نیز نامیده می‌شوند، وظایف کاملاً متفاوتی دارند اما عملکردشان مکمل یکدیگر است.
میلگرد خمشی (طولی)
وظیفه اصلی این میلگرد تحمل نیروهای کششی ناشی از خمش است. وقتی یک تیر از وسط خم می‌شود، بخش پایینی آن تحت کشش و بخش بالایی تحت فشار قرار می‌گیرد. از آنجایی که بتن در برابر کشش ضعیف است، میلگردهای طولی در ناحیه کششی قرار داده می‌شوند تا این نیرو را تحمل کنند. این میلگردها معمولاً قطرهای بزرگتری دارند.
میلگرد برشی (عرضی)
همان‌طور که گفتیم، وظیفه این میلگردها تحمل نیروهای برشی است که تمایل به بریدن مقطع دارند. این میلگردها به صورت عمود بر میلگردهای طولی قرار می‌گیرند و آن‌ها را در بر می‌گیرند. این مقاطع معمولاً از سایزهای کوچکتر میلگرد مانند میلگرد 8 آجدار ابهر ساخته می‌شوند.
جدول تفاوت های میلگرد برشی و خمشی
| ویژگی | میلگرد برشی (خاموت) | میلگرد خمشی (طولی) |
| وظیفه اصلی | تحمل نیروهای برشی و پیچشی | تحمل نیروهای کششی ناشی از خمش |
| جهت قرارگیری | عمود بر محور طولی عضو (عرضی) | موازی با محور طولی عضو (طولی) |
| محل قرارگیری | در تمام طول عضو، با تراکم بیشتر نزدیک تکیه‌گاه | در نواحی کششی مقطع (مثلاً پایین تیر ساده) |
| شکل متداول | حلقه های بسته (مربع، مستطیل، دایره) | شاخه های صاف و مستقیم |
| قطر معمول | کمتر (مثلاً 8، 1۰، 12 میلی‌متر) | بیشتر (مثلاً 14، 16، 18، 2۰ میلی‌متر و بالاتر) |
عوامل مؤثر بر قیمت میلگرد برشی
- قیمت روز میلگرد اصلی‌ترین عامل است؛ مثلاً میلگرد تولید کارخانه های بزرگ مثل نیشابور یا اصفهان معمولاً کمی گران‌تر ولی باکیفیت‌تر هستند.
- هرچه سایز میلگرد بزرگ‌تر باشد، قیمتش هم بیشتر است. برای نمونه، قیمت میلگرد 14 اصفهان از سایزهای کوچکتر همان کارخانه بالاتر است.
- اگر میلگرد شاخه بخرید، باید خودتان خمکاری کنید؛ ولی خاموت آماده گرچه قیمت بیشتری دارد، سرعت اجرا و دقت کار را بالا می‌برد.
جمع بندی
میلگرد برشی بخش کوچکی از اسکلت بتنی است اما وظیفه ای مهم در حفظ ایمنی و استحکام سازه دارد. این میلگردها که معمولاً به شکل خاموت در تیرها، ستون ها و فونداسیون استفاده می‌شوند، نیروهای برشی را مهار کرده و مانع ترک خوردن یا شکست ناگهانی بتن می‌شوند. وجود آن‌ها باعث پایداری سازه در برابر فشارهای جانبی مانند زلزله می‌شود.
برای مشاوره،خرید و قیمت روز انواع آهن آلات به سایت آهن123 سر بزنید.
