قطر میلگرد

در این مقاله سعی کرده‌ایم یک راهنمای جامع، دقیق و درعین‌حال کاربردی ارائه دهیم؛ راهنمایی که هم برای مهندسان سازه و ناظران قابل‌استفاده باشد، هم برای خریداران و مجریان کارگاه که می‌خواهند سایز واقعی میلگرد را بررسی کنند. در ادامه با تعریف قطر اسمی و واقعی، روش‌های اندازه‌گیری، کاربردهای فنی و جدول سایزهای پرمصرف آشنا خواهید شد. همچنین لینک‌هایی به صفحات تخصصی‌تر مانند وزن میلگرد، مقاومت کششی و قیمت روز قرار داده‌ایم تا در صورت نیاز بتوانید اطلاعات کامل‌تری به دست بیاورید.

مفهوم و تعاریف قطر میلگرد

قطر اسمی میلگرد همان عددی است که در بازار با آن میلگرد را می‌شناسیم؛ مثلاً سایز ۱۲، ۱۴ یا ۱۶. این عدد بیانگر قطر تقریبی میلگرد است و برای دسته‌بندی و استانداردسازی تولید استفاده می‌شود.
اما نکته‌ای که بسیاری توجه نمی‌کنند این است که قطر اسمی لزماً برابر با قطر واقعی میلگرد نیست. کارخانه‌ها با توجه به تلرانس استاندارد، ممکن است چند دهم میلی‌متر بزرگ‌تر یا کوچک‌تر تولید کنند. به همین دلیل در پروژه‌های دقیق، همیشه اندازه‌گیری مستقیم توصیه می‌شود.

تعریف قطر زمینه‌ای میلگرد

قطر زمینه‌ای در واقع همان قطر واقعی میلگرد استکه توسط ابزار کولیس می‌تواند اندازه گیری شود و یا از کارخانه استعلام گرفته شود. نکته مهم که در اندازه گیری قطر واقعی میلگرد باید رعیات شود این است که آج‌ها را نباید در نظر بگیرید و فقط بخش صاف و اصلی ملاک است.

عدد قطر واقعی (زمینه‌ای)، برای محاسبه سطح مقطع و تعیین مقاومت کششی اهمیت زیادی دارد، چون مساحت واقعی میلگرد بر اساس همین قطر بدون آج به‌دست می‌آید. در نقشه‌های سازه‌ای، طراحان معمولاً محاسبات را بر پایه سطح مقطعی انجام می‌دهند که از قطر زمینه‌ای استخراج می‌شود، نه قطر اعلام‌شده در بازار.

قطر خارجی میلگرد یا قطر شامل آج

در میلگردهای آجدار، ارتفاع آج‌ها باعث می‌شود قطر خارجی کمی بزرگ‌تر از قطر زمینه‌ای باشد. این اختلاف ممکن است ۰٫۵ تا ۱ میلی‌متر باشد و در انواع آج (جناغی، دوکی، مرکب) متفاوت است. قطر خارجی بیشتر در موارد زیر اهمیت دارد:

• کنترل فاصله کاورها و پوشش بتن
• تعیین فاصله میلگردها از هم
• بررسی چسبندگی مناسب با بتن

بنابراین اگر هدف محاسبه سطح مقطع یا وزن باشد، قطر زمینه‌ای معیار اصلی است؛ ولی اگر هدف کنترل اجرا و فاصله‌ها باشد، قطر خارجی مهم‌تر است.

تفاوت قطر اسمی و قطر حقیقی

گاهی پیمانکار سایز ۱۶ سفارش می‌دهد، اما هنگام اندازه‌گیری متوجه می‌شود قطر میلگرد ۱۵٫۴ یا ۱۵٫۷ میلی‌متر است. این موضوع به‌طور کامل طبیعی است و در محدوده تلرانس استاندارد قرار دارد؛ اما اگر اختلاف بیش از حد باشد، ممکن است باعث کاهش مقاومت کششی میلگرد، افزایش نیاز به میلگرد بیشتر و مغایرت با نقشه ناظر پروژه شود. به این دلایل، توصیه می‌کنیم حتما از یک مرکز معتبر و استاندارد میلگرد خود را خریداری کنید و در صورت امکان، حداقل یک یا دو شاخه نمونه برداری و اندازه گیری کنید.

روش‌های محاسبه قطر میلگرد

محاسبه قطر میلگرد معمولاً در سه موقعیت انجام می‌شود:

1. می‌خواهیم قطر واقعی یک میلگرد ناشناخته را اندازه بگیریم
2. می‌خواهیم قطر را از روی سطح مقطع یا وزن حساب کنیم
3. می‌خواهیم معادل‌سازی کنیم

در ادامه بهترین و دقیق‌ترین روش‌ها را نوشته‌ایم:

۱) اندازه‌گیری قطر میلگرد با ابزار

ساده‌ترین و دقیق‌ترین روش است. مشتریان برای بررسی قطر حقیقی و کارخانه‌ها برای چک کردن محصول نهایی خود از همین روش اقدام می‌کنند.

برخی از این ابزار‌ها:

1. کولیس (چه دیجیتالی چه سنتی)
2. متر آهنی (دقت کمتر)
3. شابلون استاندارد

2) محاسبه قطر میلگرد از روی محیط

اگر کولیس در اختیار ندارید کافی است با یک ریسمان یا یک متر کوچک محیط دایره مقطع میلگرد را اندازه بگیرید و سپس از فرمول زیر کمک بگیرید.

3.14 * قطر = محیط

3) محاسبه قطر از روی مساحت سطح مقطع میلگرد

گاهی مساحت مقطع میلگرد در نقشه داده شده اما برای سفارش نیاز داریم قطر آن را بدانیم. در این مورد کافی است از فرمول مساحت دایره استفاده کنید:

3.14 * (r^2) = مساحت

که در آن r همان شعاع دایره (نصف قطر) است.

4) محاسبه قطر میلگرد از روی طول و وزن یک شاخه

در بخش بعدی به آن پرداخته‌ایم.

تخمین قطر میلگرد با استفاده از جدول وزن

یکی از روش‌های محاسبه قطر میلگرد، بررسی وزن هر شاخه یا هر متر آن است. جدول زیر، قطر میلگرد به ازای وزن واحد حدودی آن را نشان می‌دهد.

برای اطلاعات تکمیلی در مورد وزن میلگرد، به صفحه لینک شده مراجعه کنید.

هشدار: معمولا میلگرد‌های افت و حرارتی نباید قطری کمتر از 5.5 میل و فواصلی (در هر دو راستا) بیشتر از 25 سانتی‌متر داشته باشند.

قطر: معیار اصلی در بازار میلگرد

چرا قطر میلگرد مهمترین معیار است و تمام فروشندگان و خریداران ابتدا به این معیار توجه می‌کنند؟ قطر میلگرد مستقیماً روی سه ویژگی مهم اثر می‌گذارد:

وزن: هرچه قطر بیشتر باشد، وزن هر متر میلگرد افزایش پیدا می‌کند.

1. وزن: هرچه قطر بیشتر باشد، وزن هر متر میلگرد افزایش پیدا می‌کند.
2. سطح مقطع: مساحت دایره با مربع قطر نسبت مستقیم دارد؛ بنابراین تغییر کوچک در قطر، سطح مقطع را به‌طور قابل‌توجهی تغییر می‌دهد.
3. مقاومت: مقاومت کششی و فشاری میلگرد به سطح مقطع وابسته است؛ یعنی هر چقدر قطر بیشتر باشد تحمل نیروی میلگرد بیشتر است.

قطر مناسب میلگرد در کاربردهای مختلف سازه‌ای

انتخاب قطر میلگرد تنها یک تصمیم فنی نیست؛ بلکه به هندسه سازه، نوع نیروها، شرایط اجرا و حتی شیوه بتن‌ریزی بستگی دارد. مهندسان سازه معمولاً در نقشه‌ها قطر دقیق را مشخص می‌کنند، اما برای کسانی که می‌خواهند درک بهتری از انتخاب قطر داشته باشند، دانستن حدود معمول هر بخش ضروری است.
در ادامه، مهم‌ترین قسمت‌های ساختمانی را بررسی می‌کنیم و می‌بینیم در هر بخش، قطر رایج و دلیل انتخاب آن چیست.

1. فونداسیون (پی): قطرهای رایج از ۱۲ تا ۲۰ میلی‌متر

فونداسیون بیشترین بار ساختمان را تحمل می‌کند. در پی‌های نواری، گسترده یا رادیه، هم میلگردهای طولی و هم خاموت‌ها اهمیت دارند.

میلگرد‌های طولی (اصلی): ۱۴ تا ۲۰ میلی‌متر

• ساختمان‌های سبک یا زمین با باربری مناسب : میلگرد 14 یا میلگرد 16
• ساختمان‌های چندطبقه معمولاً سایز 16 یا میلگرد 18
• سازه‌های سنگین، دیواربرشی، یا خاک ضعیف : میلگرد 20 میل یا سایز بالاتر

هشدار: محدوده مجاز فاصله محور تا محور میلگرد‌ها در پی، بین 100 میلی‌متر تا 350 میلی‌متر است. همچنین در نظر داشته باشید که قطر میلگرد‌ها نباید کمتر از 10 میلی متر باشد.

خاموت‌ها یا میلگردهای عرضی: ۸ یا ۱۰ میلی‌متر

این میلگردها برای جلوگیری از بازشدگی و مهار میلگردهای اصلی هستند. بیش از ۱۰ میلی‌متر معمولاً اقتصادی نیست مگر در پی‌های خاص.
محولات مرتبط: میلگرد 8 و میلگرد 10

2. ستون‌ها: قطرهای رایج از ۱۲ تا ۲۵ میلی‌متر

ستون‌ها عضو باربر اصلی هستند و به همین دلیل قطر میلگرد در آنها دقیق‌تر انتخاب می‌شود.

میلگردهای طولی ستون: سایز‌های ۱۴، ۱۶، ۱۸، ۲۰، ۲۲ و در سازه‌های خاص ۲۵ میلی‌متر

برای ساختمان‌های مختلف طبق تقسیم بندی زیر سایز میلگرد برای ستون انتخاب می‌شود:

• ساختمان‌های معمولی 3 تا 5 طبقه: میلگرد‌های 14 یا 16
• ساختمان‌های 6 تا 10 طبقه: معمولا میلگرد 18 یا میلگرد 20 استفاده می‌شود.
• برج‌ها و ستون‌های دارای دیواربرشی: سایز‌های 20 تا 25

خاموت یا تنگ ستون: معمولاً ۸ یا ۱۰ میلی‌متر

با اینکه برای خاموت و میلگردهای عرضی سایز‌های 8 و 10 میل بسیار معروف هستند اما به عنوان مثال طبق آیین نامه 2800 گاهی از میلگرد 12 استفاده می‌شود.

3. تیرهای سازه‌ای: قطرهای رایج ۱۲ تا ۲۰ میلی‌متر

بخش پایینی تیر، بیشترین کشش را تحمل می‌کند و در این بخش پایینی تیر، برای تیرهای کوچک از میلگرد 12 یا 14 و برای تیرهای متوسط و بزرگ از سایز‌های 16 و 18 استفاده می‌شود.

میلگرد‌های تحت فشار در قسمت بالای تیر، می‌توانند سایز کمتری داشته باشند. (مثلا قطر 12 یا 14)

4. میلگرد مصرفی در اسلب دوطرفه (دال بتنی): ۸ تا ۱۴ میلی‌متر

• برای دهانه‌های کوچک : ۸ یا ۱۰
• دهانه‌های متوسط : ۱۲
• دهانه‌های بزرگ یا بارکاری زیاد : ۱۴

فاصله میلگردها باید کم باشد تا دال ترک برندارد. دال‌ها بیشتر به تعداد میلگرد نیاز دارند تا قطر خیلی بالا. به همین دلیل است که قطر زیاد در این سایزهای پیشنهادی دیده نمی‌شود.

چگونه بفهمیم قطر مشخص‌شده میلگرد در نقشه قابل جایگزینی است؟

تغییر قطر میلگرد همیشه کار «محاسبه‌ای» نیست؛ قبل از هر چیز، یک تصمیم مهندسی و اجرایی است. یعنی حتی اگر از نظر سطح مقطع، امکان جایگزینی وجود داشته باشد، ممکن است از نظر اجرا یا آیین‌نامه‌ای ممنوع باشد.

در این بخش، به زبان ساده می‌گوییم چه شرایطی باید بررسی شود تا بفهمیم تغییر قطر امکان‌پذیر است یا نه.

1. آیا نقشه و مهندس ناظر اجازه تغییر می‌دهند؟
   اولین شرط این است که تغییر قطر باید به تأیید مهندس سازه و ناظر برسد. در بسیاری از پروژه‌ها، طراح برای کنترل ترک‌خوردگی، تراکم مناسب یا محدودیت کاور، قطر خاصی انتخاب کرده و تغییر آن می‌تواند رفتار سازه را تغییر دهد.
   پس اولین سؤال همیشه این است: آیا از نظر ناظر مجاز هستیم؟
2. آیا تغییر قطر باعث تغییر در تراکم آرماتور می‌شود؟
   مثلاً اگر در ستون، ۴ تا میلگرد ۲۰ به ۶ تا میلگرد 16 تبدیل شود، از نظر سطح مقطع شاید معادل باشد، اما باید دید که آیا در خاموت جا می‌شود؟ آیا به همدیگر نمی‌چسبند و در بتن ریزی اختلال ایجاد نمی‌کنند؟ به طور کلی، هرجا ازدحام میلگرد زیاد شود، آیین‌نامه صراحتاً مانع می‌شود.
   
3. آیا فاصله مجاز بین میلگردها حفظ می‌شود؟
   حتی اگر سطح مقطع برابر باشد، کاهش قطر معمولاً یعنی تعداد بیشتر.
   آیین‌نامه حداقل فاصله‌های مشخصی دارد. اگر با جایگزینی جدید فاصله‌ها کمتر از حد مجاز شود، تغییر قطر ممنوع است.
   
4. آیا رفتار خمشی و برشی تیر، ستون یا فونداسیون تغییر نمی‌کند؟
   قطر میلگرد روی مقاومت خمشی، رفتار برشی ناحیه گره‌ها و سایر خواص مکانیکی اثر می‌گذارد. بنابراین ممکن است سطح مقطع معادل باشد ولی شکل‌پذیری کاهش یابد.
5. آیا تغییر قطر باعث تغییر وزن واردشده به سازه نمی‌شود؟
   اگر جایگزینی منجر به افزایش قابل توجه مصرف میلگرد شود، به‌ویژه در سقف‌ها، ممکن است وزن مرده سازه تغییر کند.
   این مورد معمولاً کوچک است، اما در پروژه‌های سبک‌سازی مهم می‌شود.
   
6. آیا تغییر قطر در ناحیه حساس انجام نمی‌شود؟
   در برخی نواحی تغییر قطر کاملاً ممنوع است. مثلا در نواحی اتصال تیر به ستون، ناحیه بحرانی ستون، وصله‌های همزمان و مناطق با رفتار خاص (مثل دیوار‌های برشی و نوارهای مقاومتی) اجازه معادل سازی نیست.
   

نحوه معادل سازی میلگرد با تغییر قطر

اگر طبق قسمت قبلی، مانعی برای معادل ازی وجود نداشته باشد و مهندس ناظر هم اجاز اینکار را داده باشد، نوبت به محاسبات جایگزینی و معادل سازی می‌رسد. اینجا هدف این است که سطح مقطع فولاد ثابت بماند تا مقاومت خمشی یا کششی عضو کاهش پیدا نکند.

تصور کنید میلگرد مثل یک طناب است. اگر یک طناب ضخیم داریم و می‌خواهیم با طناب‌های نازک‌تر جایگزینش کنیم، باید تعداد بیشتری طناب نازک کنار هم بگذاریم تا همان قدرت را بدهند. میلگرد هم همین است؛ گاهی 1 میلگرد 20 را می‌توان با 2 عدد 14 جایگزین کرد. یا 1 میلگرد 18 را با 2 عدد 12 یا 1 میلگرد 14 را با 2 عدد 10.

نکته مهم: در سقف تیرچه‌بلوک، میلگرد 10 معمولاً قابل جایگزینی نیست چون کارخانه‌ها استاندارد خاصی دارند.