مقدمه
در سالهای اخیر با توجه به زلزلهخیز بودن کشور ایران و تجربه تلخ زلزلههای متعدد، توجه به روشهای نوین مقاومسازی دیوارهای غیرسازهای به شدت افزایش یافته است. یکی از مؤثرترین و در عین حال سادهترین روشهای افزایش مقاومت برشی و یکپارچگی دیوارهای بنایی، استفاده از میلگرد بستر (Bed Joint Reinforcement) میباشد. میلگرد بستر که در زبان انگلیسی به آن Masonry Reinforcement یا Ladder/Truss Type Reinforcement نیز گفته میشود، در حقیقت شبکهای فلزی از میلگردهای طولی و عرضی است که در داخل بندهای افقی ملات دیوارهای بنایی (آجری، بلوک بتنی یا سفالی) کار گذاشته میشود.
تاریخچه مختصر میلگرد بستر
استفاده از میلگرد بستر برای اولین بار در اوایل قرن بیستم در کشورهای اروپایی و آمریکا رواج پیدا کرد. پس از زلزله ۱۹۳۳ لانگ بیچ کالیفرنیا، مهندسان به این نتیجه رسیدند که دیوارهای بنایی بدون آرماتور افقی در برابر نیروهای جانبی بسیار آسیبپذیر هستند. در ایران نیز پس از زلزلههای رودبار و منجیل (۱۳۶۹) و بم (۱۳۸۲)، آییننامه ۲۸۰۰ و مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان به طور جدی بر لزوم استفاده از میلگرد بستر در دیوارهای غیرسازهای تأکید کرد. در ویرایش چهارم مبحث هشتم (سال ۱۳۹۸) الزامات دقیقتری برای این المان ارائه شده است.
انواع میلگرد بستر
میلگرد بستر به دو شکل اصلی تولید و عرضه میشود:
- نوع نردبانی (Ladder Type)
- دو میلگرد طولی موازی که با میلگردهای عرضی جوشکاری شدهاند.
- فاصله میلگردهای عرضی معمولاً ۴۰ یا ۴۵ سانتیمتر است.
- مناسب برای دیوارهای با ضخامت ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۳۵ سانتیمتر.
- نوع خرپایی (Truss Type)
- میلگردهای عرضی به صورت مورب (زیگزال) جوش داده میشوند.
- مقاومت برشی بیشتری نسبت به نوع نردبانی دارد.
- در پروژههای با خطر لرزهای خیلی زیاد توصیه میشود.
از نظر جنس نیز میلگرد بستر به سه دسته تقسیم میشود:
- میلگرد بستر گالوانیزه گرم (رایجترین و مقاومترین در برابر زنگزدگی)
- میلگرد بستر استیل ضدزنگ (AISI 304 یا 316) برای محیطهای خیلی مرطوب یا نزدیک ساحل
- میلگرد بستر معمولی با پوشش اپوکسی (کمتر توصیه میشود)
استانداردهای تولید و کنترل کیفی
در ایران تولید میلگرد بستر مطابق با استانداردهای زیر انجام میشود:
- ISIRI 16157 (مشخصات فنی میلگرد بستر)
- ASTM A951/A951M (استاندارد آمریکایی)
- BS EN 845-3 (استاندارد اروپایی)
قطر میلگردهای طولی معمولاً ۴ یا ۵ میلیمتر و میلگردهای عرضی ۳ یا ۴ میلیمتر است. حداقل مقاومت کششی فولاد مورد استفاده ۵۰۰ مگاپاسکال و حداقل پوشش گالوانیزه ۴۸۰ گرم بر مترمربع (برای گالوانیزه گرم) میباشد.
مزایای استفاده از میلگرد بستر
- افزایش چشمگیر مقاومت برشی دیوار (تا ۳۰۰ درصد در برخی آزمایشها)
- جلوگیری از ترکهای ناشی از نشست یا تغییرات دما
- یکپارچه کردن دیوار و اتصال بهتر به ستونها و کلافهای بتنی
- کاهش وزن سازه نسبت به روش والپست (در برخی موارد)
- سرعت اجرای بالا و هزینه نسبتاً پایین
- امکان اجرا در دیوارهای دوطرفه و تکطرفه
- کاهش ریسک ریزش دیوار در زلزله و افزایش زمان فرار ساکنان
الزامات آییننامهای در ایران
طبق ویرایش چهارم مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان (۱۳۹۸) و پیوست ششم آییننامه ۲۸۰۰:
- در مناطق با خطر نسبی خیلی زیاد و زیاد، استفاده از میلگرد بستر در تمامی دیوارهای غیرسازهای الزامی است.
- فاصله قائم میلگرد بستر حداکثر ۴۰ سانتیمتر (معمولاً هر ۴ رگ یا هر ۵ رگ چین)
- در تراز کف هر طبقه و زیر بام حتماً یک ردیف میلگرد بستر اجرا شود.
- طول مهاری میلگرد بستر در کلافهای بتنی حداقل ۲۵ سانتیمتر و با خم ۹۰ درجه
- در دیوارهای طولانیتر از ۴ متر، باید حداقل دو ردیف میلگرد طولی (۴ میلگرد) استفاده شود.
نحوه اجرای صحیح میلگرد بستر
- قبل از شروع دیوارچینی، نقشههای اجرایی و جزئیات دقیق توسط مهندس ناظر تأیید شود.
- سطح زیر میلگرد بستر کاملاً تمیز و عاری از گرد و غبار باشد.
- ضخامت ملات زیر و روی میلگرد بستر حداقل ۱۰ میلیمتر باشد (در مجموع حداقل ۲۰ میلیمتر پوشش ملات).
- میلگرد بستر به صورت پیوسته در طول دیوار اجرا شود؛ در صورت قطع، حداقل ۳۰ سانتیمتر اورلب داده شود.
- در تقاطع دیوارها، میلگرد بستر به صورت L شکل یا با بستهای مخصوص متصل گردد.
- از قرار دادن میلگرد بستر روی بلوکهای U شکل یا درزهای عمودی خودداری شود.
مقایسه میلگرد بستر با والپست
در سالهای اخیر بحث زیادی در مورد برتری یکی از این دو روش وجود داشته است:
| مورد مقایسه | میلگرد بستر | والپست (پروفیل عمودی) |
|---|---|---|
| هزینه تقریبی | پایینتر | بالاتر |
| سرعت اجرا | بسیار بالا | متوسط |
| تأثیر بر معماری | تقریباً هیچ | نیاز به پیشبینی در نقشه |
| عملکرد در زلزلههای شدید | خوب تا خیلی خوب | خیلی خوب تا عالی |
| نیاز به مهارت اجرایی | متوسط | بالا |
| امکان اجرا در پروژههای بازسازی | عالی | محدود |
در بسیاری از پروژههای مسکونی میانمقیاس، ترکیب هر دو روش (میلگرد بستر + والپست در فواصل ۴ تا ۵ متری) بهترین عملکرد را ارائه میدهد.
مشکلات رایج در اجرا و راهحلها
- زنگزدگی: استفاده از میلگرد بستر غیراستاندارد یا گالوانیزه سرد → راهحل: الزام به ارائه گواهی گالوانیزه گرم
- عدم پوشش کافی ملات: کارگر برای سرعت بیشتر ملات کم میریزد → راهحل: نظارت مستمر ناظر
- قطع شدن در بازشوها: عدم پیشبینی قطعات L شکل → راهحل: تهیه قطعات پیشساخته کارخانهای
- عدم اتصال به کلافها: فراموشی خم ۹۰ درجه → راهحل: چکلیست روزانه اجرایی
مطالعات موردی
در زلزله ۱۳۹۶ سرپل ذهاب، ساختمانهایی که به طور کامل از میلگرد بستر استاندارد استفاده کرده بودند، ریزش دیوار غیرسازهای بسیار کمتری داشتند. همچنین در پروژه ۵۰۰۰ واحدی مهرشهر کرج (۱۳۹۸-۱۴۰۱) که نویسنده ناظر آن بوده، با اجرای دقیق میلگرد بستر خرپایی گالوانیزه گرم، هیچ ترک مویینی حتی پس از سه سال بهرهبرداری مشاهده نشد.
نتیجهگیری
میلگرد بستر با وجود سادگی ظاهری، یکی از مؤثرترین المانهای مقاومسازی لرزهای در ساختمانهای بنایی و بتنی به شمار میرود. رعایت استانداردهای تولید، اجرای دقیق طبق نقشه و نظارت مستمر میتواند تفاوت بین یک دیوار ایمن و یک دیوار خطرناک را رقم بزند. امید است با فرهنگسازی بیشتر و آموزش درست کارگران و مهندسان، شاهد حذف کامل ریزش دیوارهای غیرسازهای در زلزلههای آینده باشیم.