میلگرد پیجشی چیست و چه کاربردی دارد؟

میلگرد پیچشی یکی از انواع میلگردهای ویژه است که با طراحی خاص خود برای تقویت سازه‌ها در برابر نیروهای پیچشی و تغییر شکل‌های ناخواسته کاربرد دارد. این نوع میلگرد با ساختار منحصر به فردش باعث می‌شود که مقاومت سازه‌ها در برابر فشارهای خارجی افزایش پیدا کند و از خرابی‌های ناشی از تنش‌های پیچشی جلوگیری کند. امروز در فولادسل، به بررسی ویژگی‌ها، نحوه تولید و کاربردهای گسترده میلگرد پیچشی در پروژه‌های ساختمانی پرداخته‌ایم. اگر می‌خواهید بدانید این میلگرد چطور می‌تواند پروژه شما را مقاوم‌تر کند، ادامه مطلب را از دست ندهید!

میلگرد پیچشی چیست؟

میلگرد پیچشی یکی از انواع میلگردهای فولادی است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود در سازه‌های بتنی و فولادی کاربرد زیادی دارد. این میلگرد دارای سطحی با تیرگی‌ها و تغییر شکل‌هایی است که باعث افزایش مقاومت آن در برابر نیروهای پیچشی و بارهای عرضی می‌شود. به‌ویژه در سیستم‌های سازه‌ای که در معرض لرزش یا نیروهای جانبی قرار دارند، میلگرد پیچشی عملکردی عالی دارد و ایمنی سازه را بهبود می‌بخشد. همچنین این میلگردها به دلیل وزن کمتر و نصب سریع‌تر، هزینه‌های ساخت و نصب را کاهش می‌دهند و به‌طور مؤثری عملکرد سازه‌ها را تقویت می‌کنند. در مجموع، استفاده از میلگرد پیچشی در پروژه‌های ساختمانی نه‌تنها استحکام سازه‌ها را افزایش می‌دهد بلکه به صرفه‌جویی در هزینه‌ها و زمان ساخت نیز کمک می‌کند.

انواع آرماتور پیچشی

آرماتورهای پیچشی در ساختارهای بتنی و فولادی نقش حیاتی دارند و به‌طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: آرماتور پیچشی طولی و آرماتور پیچشی عرضی. این دو نوع میلگرد به‌ویژه برای تقویت سازه‌ها در برابر نیروهای پیچشی طراحی شده‌اند.

آرماتور پیچشی طولی

آرماتور پیچشی طولی معمولاً در مکان‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به مقاومت بالا در برابر کشش طولی ناشی از پیچش باشد. به‌طور مثال، این میلگردها در اتصال تیرهای فرعی به تیرهای بتنی کاربرد دارند. این نوع آرماتور به‌طور خاص برای مقابله با بارهای کششی که در اثر پیچش به‌وجود می‌آیند، طراحی شده است.

آرماتور پیچشی عرضی

آرماتور پیچشی عرضی که بیشتر به‌صورت خاموت یا دورپیچ در ستون‌ها استفاده می‌شود، به‌ویژه برای مقاوم‌سازی ستون‌ها در برابر تغییرات پیچشی در سازه‌های بتنی و فولادی مفید است. این میلگردها معمولاً در مکان‌هایی نصب می‌شوند که ستون‌ها تحت تأثیر نیروهای پیچشی قرار دارند، مانند ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله.

برای استفاده صحیح از آرماتورهای پیچشی، معمولاً طبق مقررات ملی ساختمان، فولادهای طولی پیچشی باید به‌طور جداگانه طراحی شوند، با توجه به کشش طولی ناشی از پیچش و فشارهای ناشی از پیش‌تنیدگی طولی.

در نهایت، انتخاب نوع آرماتور پیچشی بستگی به نوع سازه و محل استفاده آن دارد. این میلگردها باعث افزایش استحکام و ایمنی سازه در برابر نیروهای پیچشی و تغییرات ناشی از آن می‌شوند و در پروژه‌های ساختمانی به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز کاربرد گسترده‌ای دارند.

روش تولید میلگرد پیچشی

میلگرد پیچشی برای ایجاد مقاومت در برابر نیروهای پیچشی و لرزه‌ای در سازه‌ها به کار می‌رود. این میلگرد با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته تولید می‌شود که در زیر به برخی از روش‌های رایج آن اشاره می‌کنیم:

• رولینگ (Rolling): در روش رولینگ، بیلت (بلوم) به صورت یکنواخت در ماشین نورد قرار می‌گیرد. سپس با استفاده از فشار و دوران ماشین نورد، میلگرد پیچشی به‌طور مداوم از مواد خام استخراج شده و به شکل پیچشی تبدیل می‌شود. این روش برای تولید میلگردهای پیچشی با ابعاد مختلف بسیار رایج است.
• کویلینگ (Quenching): در این روش، ابتدا میلگرد مسطح در دمای بالا تولید می‌شود. سپس، با استفاده از فرآیند کویلینگ، میلگرد به سرعت سرد شده و خاصیت پیچشی پیدا می‌کند. این فرآیند باعث می‌شود ساختار فولاد تغییر کرده و میلگردهای پیچشی با ویژگی‌های منحصر به فرد از لحاظ مقاومت و انعطاف‌پذیری ایجاد شود.
• فورج (Forging): در فرآیند فورجینگ، یک تختال داغ با استفاده از نیروهای فشاری به شکل پیچشی فشرده می‌شود. این روش به‌ویژه برای تولید میلگردهای پیچشی با قطرهای بزرگ‌تر و ابعاد خاص به کار می‌رود. نیروهای فشاری و حرارتی باعث ایجاد تغییرات ساختاری در میلگرد و افزایش استحکام آن می‌شود.
• ریخته‌گری (Casting): در این روش، فولاد مذاب در قالب‌هایی خاص ریخته می‌شود تا شکل اولیه میلگرد پیچشی به‌وجود آید. پس از ریخته‌گری، میلگرد سرد شده و تمیزکاری‌های لازم انجام می‌شود تا محصول نهایی با کیفیت مطلوب تولید شود. این روش بیشتر برای تولید میلگردهای پیچشی در اندازه‌های خاص استفاده می‌شود.

در نهایت در کاربرد انواع میلگرد برای ساخت و ساز، هر یک از این روش‌ها متناسب با نیازهای خاص سازه‌ها و ویژگی‌های مورد نظر انتخاب می‌شوند. تولید میلگرد پیچشی با استفاده از این روش‌ها سبب افزایش ایمنی و استحکام سازه‌ها در برابر نیروهای پیچشی و لرزه‌ای می‌شود.

ویژگی‌های و کاربرد میلگرد پیچشی

میلگرد پیچشی به‌دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنعت ساخت و ساز کاربردهای متنوع و تأثیرگذاری دارد. این نوع میلگرد با توجه به ساختار پیچشی که بر روی سطح آن قرار دارد، به طور مؤثر در تقویت سازه‌ها عمل می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود تا میلگرد پیچشی علاوه بر داشتن مقاومت بالا، توانایی جذب و تحمل نیروهای پیچشی و لرزه‌ای را داشته باشد. برخلاف میلگردهای معمولی، میلگردهای پیچشی از لحاظ شکل و ساختار ویژگی‌های متفاوتی دارند که به استحکام بیشتری در سازه‌ها کمک می‌کند.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های میلگرد پیچشی، مقاومت بالا در برابر نیروهای خمشی و گشتاوری است. به همین دلیل، این میلگردها در جاهایی که سازه تحت نیروهای پیچشی شدید قرار دارد، به کار می‌روند. این ویژگی‌ها آن‌ها را به انتخابی مناسب برای کاربرد میلگرد پیچشی در سازه‌هایی مانند پل‌ها، تونل‌ها و سایر ساختارهای پیچیده تبدیل کرده است.

میلگرد پیچشی به‌دلیل ویژگی‌های خاص خود در بسیاری از قسمت‌های صنعت ساخت و ساز به‌کار می‌رود. اولین کاربرد مهم آن در تقویت سازه‌هاست. با استفاده از این میلگردها، مقاومت و پایداری سازه‌ها در برابر نیروهای مختلف به‌ویژه نیروهای پیچشی بهبود می‌یابد. میلگرد پیچشی به طور خاص در پروژه‌های بزرگ و سازه‌های بتنی که نیاز به استحکام بالا دارند، از جمله در فونداسیون‌ها، دیوارهای باربر، تیرها و ستون‌ها استفاده می‌شود.

این میلگردها در سیستم‌های حفاظتی مانند نگهبانی و حفاظ‌ها نیز کاربرد دارند، جایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر فشار و ضربه است. علاوه بر این، میلگرد پیچشی در ساخت بسترهای خاص مانند تونل‌ها و پل‌ها نیز به‌کار می‌رود. این سازه‌ها به‌طور ویژه به مقاومت و استحکام بالا در برابر نیروهای پیچشی و لرزه‌ای نیاز دارند که میلگرد پیچشی به‌خوبی این نیاز را تأمین می‌کند.

نحوه اجرای آرماتور پیچشی

اجرای آرماتور پیچشی نیازمند رعایت دقت بالایی است تا عملکرد بهینه در تقویت سازه‌های بتنی حاصل شود. در صورتی که آرماتور پیچشی طولی مورد نیاز باشد، این آرماتور باید به‌طور یکنواخت دور تا دور مقطع قرار گیرد و در داخل محیط خاموت بسته توزیع شود. طبق مقررات، فاصله آرماتورها از یکدیگر نباید از ۳۰۰ میلی‌متر بیشتر باشد. همچنین، در هر گوشه از خاموت‌ها باید حداقل یک آرماتور پیچشی طولی قرار داده شود تا در برابر نیروهای پیچشی مقاوم باشد. قطر آرماتور پیچشی باید حداقل معادل ۰.۰۴۲ برابر قطر خاموت‌ها باشد، البته این قطر نباید از ۱۰ میلی‌متر کمتر باشد.

بر اساس مقررات ملی ساختمان، در مواردی که نیاز به ترکیب آرماتور پیچشی با آرماتورهای دیگر برای خمش، برش یا پیچش وجود داشته باشد، باید ترکیب این آرماتورها به‌گونه‌ای باشد که مجموع مقدار آرماتورها با نیازهای هر کدام از عوامل مقاومت سازه برابر باشد. رعایت دقیق این الزامات موجب افزایش پایداری و ایمنی سازه‌ها می‌شود.

طراحی آرماتور پیچشی در ایتبس

برای طراحی آرماتور پیچشی در سازه‌های بتنی، نرم‌افزار Etabs ابزار قدرتمندی است. این نرم‌افزار امکان طراحی و ترسیم خودکار جزئیات آرماتور، از جمله آرماتور پیچشی را فراهم می‌کند. پس از تحلیل و طراحی سازه، می‌توان با وارد شدن به منوی Display Design Info و انتخاب گزینه Torsion Reinforcing، میلگردهای پیچشی مورد نیاز را مشاهده کرد. در نواحی که آرماتور پیچشی لازم باشد، عددی نمایش داده می‌شود و در صورت عدم نیاز، عدد صفر نشان داده خواهد شد.

محدودیت‌های اجرای آرماتور پیچشی

مقررات ملی ساختمان ضوابط دقیقی برای اجرای آرماتورهای پیچشی تعیین کرده است. به عنوان مثال، میلگردهای پیچشی باید در طولی برابر با بزرگ‌ترین بُعد عضو ادامه یابند و مهار آن‌ها باید مطابق ضوابط صورت گیرد. همچنین، فولادهای دورپیچ ستون‌ها و آرماتورهای پیچشی نباید از رده ۴۰۰ S بالاتر باشند. رعایت این محدودیت‌ها به افزایش ایمنی و کارایی سازه‌های بتنی کمک می‌کند.

مقایسه میلگرد پیچشی با سایر میلگردها

میلگرد پیچشی با سایر انواع میلگردها از نظر ویژگی‌ها و کاربردها تفاوت‌های عمده‌ای دارد. مهم‌ترین تفاوت آن در مقایسه با میلگردهای ساده یا آج‌دار، توانایی در تحمل نیروهای پیچشی و گشتاوری بوده که در سازه‌های خاص مانند ستون‌ها و پل‌ها ضروری است. این میلگرد به دلیل فرآیند تولید پیچشی خاص، معمولاً قیمت بالاتری دارد، اما این هزینه اضافی با افزایش استحکام و طول عمر سازه، به‌ویژه در پروژه‌هایی با نیاز به مقاومت بالا در برابر نیروهای لرزه‌ای، توجیه می‌شود. انتخاب بین میلگرد پیچشی و سایر انواع میلگردها باید بر اساس نیاز پروژه، مقاومت مورد نظر و بودجه انجام گیرد.

جمع بندی میلگرد پیچشی

در نهایت، میلگرد پیچشی به عنوان یک عنصر حیاتی در ساخت سازه‌های بتنی و فولادی شناخته می‌شود که با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، مانند توانایی تحمل نیروهای پیچشی و گشتاوری، استحکام و ایمنی سازه‌ها را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. این میلگرد با قابلیت انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر لرزش‌ها، در پروژه‌های حساس و بزرگ مقیاس کاربرد فراوانی دارد. بنابراین، انتخاب میلگرد پیچشی به ویژه در سازه‌هایی که نیاز به استحکام بیشتری دارند، انتخابی منطقی و موثر است.