میلگرد ممان منفی چیست + کاربرد و مزایا میلگرد ممان منفی چیست؟

میلگردهای ممان منفی، یکی از کاربردی‌ترین انواع میلگرد، به‌ویژه برای استفاده درون تیرچه ‌بلوک‌ها می‌باشند و با نام نگاتیو یا سرتیرچه (به علت استفاده در قسمت ابتدایی و انتهایی تیرچه) نیز شناخته می‌شوند. این میلگرد دارای حداقل خم 90 درجه‌ای می‌باشد.

هنگام طراحی تیرچه ‌بلوک‌ها، فرض بر ساده بودن دهانه تیرچه‌ بنا می‌گردد نتیجه آن خواهد بود که لنگر صفر می‌شود. به علت آن‌که دال بتنی در سقف کاملا یک‌پارچه می‌باشد، مقداری از لنگر، منفی خواهد بود. از میلگرد ممان منفی برای تحمل لنگرهای منفی استفاده می‌کنند.

به این نحو که با قرارگیری میلگرد بالای دال بتنی سقف، منجر به خنثی کردن نیروی کششی یا کرنشی خواهد شد. علاوه بر آن مقاومت سقف را بهبود می‌دهد و از خیزش و ارتعاش در سازه جلوگیری می‌نماید.

لازم است میلگرد ممان منفی با در نظرگیری 15 درصد لنگر خمشی بین دهانه در محل تکیه‌گاه نصب گردد. برای طراحی تیرچه‌ها آن‌ها را در دو سر مفصل در نظر می‌گیرند. این امر به آن علت است که همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، مقداری لنگر منفی در تیرچه ایجاد می‌شود که گریزناپذیر می‌باشد. به بیان دیگر علت بکارگیری تیرچه، جلوگیری از لنگرها و گیرهای منفی ایجاد شده، می‌باشد. بکارگیری میلگردهای ممان منفی به علت کشش ایجاد شده در دو سر تیرچه، حائز اهمیت بسیاری می‌باشد.

در صورتی که طراحی سقف و تیر برای تحمل پیچش وارد شده به تیر و سقف، انجام می‌شد، الزام بکارگیری میلگرد ممان منفی وجود نمی‌داشت، اما این سقف با فرض تکیه‌گاه ساده بدون ممان منفی طراحی می‌شود. از لحاظ ظاهر، میلگرد ممان منفی به نحوی است که از یک قسمت صاف و یک قسمت دیگر قائم با خم 90 درجه می‌باشد. بخش خم شده پشت تیر قرار می‌گیرد و قسمت صاف آن در روی تیرچه ادامه پیدا می‌کند. ایده‌آل آن است که مهار قسمت خم شده به جای پشت تیر، در هسته تیر انجام گیرد.

 ضوابط استاندارد برای اجرای میلگرد ممان منفی شامل موارد زیر می‌شود:

1. میلگرد ممان منفی بر اساس 15 درصد لنگر خمشی وسط دهانه محاسبه شده و در محل تکیه‌گاه قرار می‌گیرد.
2. اندازه میلگرد ممان منفی کوچک و معمولا 8، 10، 12 و در بعضی مواقع 14 می‌باشد.
3. لازم است سطح مقطع حداقل 0.15 درصد آرماتورهای کششی تیرچه باشد.
4. چنان‌چه تکیه تکیه‌گاه میانی باشد، بیش‌ترین لنگر خمشی دهانه‌های طرفین ملاک محاسبه خواهد بود.
5. کم‌ترین طول برای میلگرد یک پنجم اندازه دهانه خواهد بود.

به علت آن‌که طراحی سیستم دیافراگم سقف به صورت یک‌دست و یکپارچه می‌باشد، سبب ایجاد لنگرهای منفی در 2 جهت تکیه‌گاه می‌شوند. همچنین به علت قطع میلگرد بالایی تیرچه در دهانه، توان تحمل ممان منفی نیست. بنابراین میلگردهای فشاری دارای تیرچه و میلگردهای بالایی، قادر به تحمل ممان منفی نخواهند بود. به همین خاطر از میلگردهای ممان منفی استفاده می‌شود.

محل قرارگیری این میلگرد در بالای دال بتنی سقف بوده و میان 2 دهانه تیرچه در کنار هم‌دیگر نصب خواهند شد. به همین روی نیروی کرنشی یا کششی در قسمت فوقانی دال از بین خواهد رفت. معمولا از میلگردهای سایز کوچک با هدف خنثی سازی نیروی کششی اعمال شده توسط لنگر منفی استفاده می‌شود.

اصلی‌ترین مزیت میلگرد ممان منفی، افزایش استحکام سقف تیرچه بلوک نسبت به حوادثی مانند زلزله است که منجر به آن می‌گردد که از ریزش سقف جلوگیری شود. به‌طور کلی مزایای استفاده از این میلگرد، شامل موارد زیر می‌شود:

• کمک به کاهش دامنه ارتعاشات
• جلوگیری از ترک خوردگی تیر حمال
• افزایش مقاومت سقف تیرچه بلوک
• جلوگیری از تخریب و ریزش سقف
• کاهش بار وارد شده بر میلگرد کششی اصلی

همان‌طور که تا به این قسمت مقاله بررسی کردیم، کاملا قابل است که چرا وجود میلگرد ممان منفی در ساختمان تا این اندازه اهمیت دارد. به‌طور کلی از این میلگرد برای جلوگیری از نیروهای کرنشی یا نیروهای کششی ناشی از لنگر منفی استفاده می‌شود که امکان خنثی نمودن آن در بالای دال بتنی وجود داشته باشد. دیگر موارد استفاده این میلگرد به شرح زیر است:

• کم کردن نیروی وارد شده به میلگرد کششی
• کمک به کاهش خیز سقف و دامنه ارتفاعات
• ممانعت از وقوع ترک در محل تکیه‌گاه تیر
• جلوگیری از تخریب سقف در مواقع گسیختگی

در سال‌های اخیر ساخت بسیاری از ساختمان‌ها، با کمک اسکلت‌های فلزی بوده است. چنان‌چه سقف تیرچه بلوک در اسکلت فلزی اجرا گردد، لزوم به استفاده از میلگرد ممان منفی خواهد بود. این میلگرد از ایجاد لنگر نگاتیو دال سقف ممانعت می‌نماید و منجر به بهبود استحکام سازه می‌شود. در نتیجه آن، سقف اسلکت‌های فلزی به هنگام حوادث طبیعی همچون زلزله دچار گسیختگی و یا ترک نخوهد شد.

میلگردها معمولا در اندازه‌های 6 و 12 متری در کارخانه‌های فولادی تولیدی و به بازار عرضه می‌گردند. بر همین اساس لازم است برای تغییر شکل به میلگرد ممان منفی، برش داده شده و تغییر شکل پیدا کند. همان‌طور که پیش از این اشاره شد، اندازه دهانه مبنای محاسبه طول میلگرد می‌باشد. باتوجه به این تعریف و توضیحات، یک پنجم این میزان به عنوان طول میلگرد ممان منفی در نظر گرفته می‌شود.

معمولا از میلگردهای سایز 8، 10 و 12 و گاه سایز 14 به عنوان میلگرد ممان منفی استفاده می‌کنند. این مقاطع برشکاری شده و به صورت میلگرد ممان منفی خم کاری می‌شوند. پس از آن در محل بالایی دال بتنی سقف و مابین دو دهانه تیرچه کنار هم قرار داده می‌شوند تا نیروی کششی ایجاد شده توسط لنگر منفی را در قسمت بالایی دال خنثی نمایند.

جمع بندی

میلگرد ممان منفی یکی از انواع میلگردهای فولادی است که با نام نگاتیو یا سرتیرچه نیز در بازار آهن آلات شناخته می‌شود. این میلگرد، یکی از انواع میلگردهای تقویتی در سقف‌ های تیرچه بلوک است و منجر به افزایش استحکام ساختمان می‌گردد. زاویه خم در این میلگرد 90 درجه است و در جلوگیری از تخریب سقف به هنگام گسیختگی و کاهش خیز سقف، اثرگذار و کاربردی می‌باشد.

سوالات متداول