حداقل میلگرد دال بتنی بر استانداردها و ضوابط مختلفی محاسبه می‌شود. این عدد از جهات بسیاری اهمیت دارد. به‌طور خلاصه یک طراح سازه خوب باید بتواند بیشترین استحکام و ایمنی را در سازه خود با کمترین میزان استاندارد مصالح فراهم کند. طبیعتا کاهش مصرف میلگرد، به‌خصوص در پروژه‌های بزرگ، برای کارفرما نیز از اهمیت بالایی برخوردار بوده و موجب صرفه جویی در هزینه‌ها می‌شود.
با این وجود به‌دست آوردن حداقل میلگرد دال بتنی باید بر اساس استانداردها و ضوابط مرتبط با این موضوع باشد. تا استحکام و سلامت سازه تهدید نشود. بر همین اساس در این نوشته می‌خواهیم به بررسی این موضوع و روش رسیدن به عدد حداقلی میلگرد در این سازه بتنی بپردازیم.
دال بتنی چیست؟
دال یا سقف بتنی بخش مهمی از سازه هر ساختمان است. دال‌های بتنی معمولا از ترکیب بتن با میلگردهای نصب شده در داخل آن سازه بتنی ساخته می‌شوند. همچنین دال‌ها را بر اساس نوع و ابعاد سازه و به‌خصوص اندازه دهانه سقف، به دو مدل دال یک و دو طرفه تقسیم می‌کنند. توضیح این نکته از این جهت ضرورت دارد که میزان استفاده از میلگرد در یک دال بتنی تا حدود زیادی به یک طرفه یا دو طرفه بودن آن مرتبط است.
محاسبه حداقل میلگرد دال بتنی
آرماتور بندی سقف دال بتنی بر اساس یک طرفه یا دو طرفه بودن آن تعیین می‌شود. بنابراین در ابتدا باید بدانیم که دال بتنی را در چه شرایطی یک طرفه و در چه شرایطی دو طرفه طراحی می‌کنند. هر سقفی دارای دو بعد عرض و طول است. در ساختمان سازی به هریک از این ابعاد دهانه می‌گویند.
طبیعتا در هر سقفی یکی از دهانه‌ها بزرگ‌تر و دیگری کوچک‌تر است. اگر نسبت دهانه بزرگ به دهانه کوچک عددی بزرگ‌تر از ۲ شود و از طرفی دال روی دو لبه مقابل خود قابل نصب باشد؛ در این شرایط دال یک طرفه ساخته می‌شود. دال‌های یک طرفه معمولا توان و استحکام کمتری دارند. چراکه بارهای وارد شده را تنها در یک جهت طولی منتقل می‌کنند.
در مقابل دال‌های دو طرفه زمانی به کار می‌روند که نسبت دهانه بزرگ به دهانه کوچک دال عددی کوچک‌تر از ۲ باشد. همچنین دال بتواند از هر چهار طرف خود به وسیله تکیه‌گاه حمایت گردد. در این شرایط از دال دو طرفه استفاده می‌شود.
به‌طور خلاصه در دال‌های یک‌طرفه میلگردها تنها در حالت طولی قرار گرفته و به همین جهت میزان مصرف میلگرد کمتر است. در حالی که در دال‌های دو طرفه میلگردها در هردو جهت نصب شده و به همین دلیل نیز میزان مصرف میلگرد بسیار بیشتر است. در مقابل این دال‌ها به دلیل انتقال نیرو به صورت دو طرفه، از استحکام بیشتری برخوردار هستند.
محاسبه میلگرد دال بتنی بر اساس آیین نامه
در آیین نامه مقررات ساختمان، ویرایش سال ۱۳۹۲، حداقل میلگرد مورد استفاده در دال‌های خمشی بر اساس دو عامل میزان بتن و نوع میلگرد مصرفی محاسبه می‌شود. اما در آخرین ویرایش این آیینه نامه که متعلق به سال ۱۳۹۹ است؛ کمترین میزان میلگرد مصرفی در دال خمشی به واحد Ag0.0018 محدود شده است. البته در این ویرایش به عوامل دیگری نیز توجه شده است.
به عنوان مثال حداکثر فاصله بین میلگردها باید ۳۰ سانتی‌متری و حداکثر ۵ برابر ضخامت دال بتنی باشد. این موارد را بصورت دقیق تر می‌توانید با بررسی بند ۹-۲-۳-۷-۱۰ و بند ۱۰-۹-۷-۳-۲ (برای تعیین فاصله میلگرد خمشی) در ویرایش سال ۱۳۹۹ آیین نامه و همچنین بند ۹-۱۸-۱۴-۱ در ویرایش سال ۱۳۹۲ بیابید.
از سویی توجه داشته باشید که به‌طور کلی در دال‌ها معمولا از میلگردهای برشی استفاده نمی‌شود. این مسئله به دلیل محدودیت‌های اجرایی مختلف است. با این حال در شرایط خاص و در صورت اجرای میلگردهای برشی، ضوابط آیین نامه آن را برای دال یک طرفه در بند ۹-۶-۲۹ و برای دال دو طرفه در بند ۲-۱-۷-۱۰-۹ بیابید.
فرمول ارائه شده در ویرایش سال ۹۲
p ≥ fc√ × ۰.۱۵ / fy
همچنین طبق این ویرایش شرط زیر در هر دو جهت دال بتنی باید رعایت شود:
s ≤ ۲h ,350mm
فرمول ارائه شده در ویرایش سال ۹۸
برای آرماتور خمشی:
fx = As=0.0018 Ag
نکات اجرایی میلگرد گذاری دال بتنی
نکات و استانداردهای لازم الاجرا برای میلگرد گذاری در دال بتنی بسته به یک طرفه یا دو طرفه بودن آن متفاوت است. بر همین اساس در آخرین بخش از این مقاله به بررسی این موضوع به تفکیک دال‌های یک طرفه و دو طرفه پرداخته‌ایم.
میلگرد گذاری دال بتنی یک طرفه
در دال بتنی یک طرفه میلگردها در یک امتداد و با هدف پشتیبانی از بار خمشی اجرا می‌شوند. این سبک از اجرا شامل دال‌های توپر، دال‌های غیر مرکب درجا روی عرشه فولادی و دال‌های مرکب بتنی است. در گزینه آخر یکی دال مرکب بتنی، هر جز دال به‌طور جداگانه ریخته‌گری می‌شود. سپس این قطعات جدا به یک‌دیگر وصل شده تا به شکل یک قالب یک‌پارچه، بار وارده به سقف را تحمل کند.
توجه کنید که روش میلگرد گذاری در دال‌های یک و دو طرفه از نظر روش اجرا، تنها در استفاده از نوارِ به عرض یک متر با یک‌دیگر تفاوت دارند. البته همان‌طور که گفته شد در دال یک طرفه این نوار در یک جهت اجرا می‌شود. انتخاب طرح طرف قابل اجرا نیز بر اساس بالاتر بودن لنگر خمشی است.
میلگرد گذاری دال بتنی دو طرفه
در دال‌های دو طرفه میلگرد گذاری در هر دو جهت تحت خمش انجام می‌شود. این سبک از اجرا شامل دال دو طرفه، دال‌های مرکب بتنی، دال‌های غیرمرکب درجا ریز روی عرشه فولادی و دال با تیرچه های دو طرفه (با یا بدون قطعات پرکننده بین تیرچه) می‌شود.
نکته مهم در اجرای دال دو طرفه این است که اگر مقدار مصرف آرماتورهای خمشی از مقدار مصرف آرماتور جمع‌شدگی و حرارتی کمتر باشد؛ می‌توان آرماتور حرارتی را دارای عملکرد خمشی نیز در نظر گرفت.
محدودیت‌های میلگرد گذاری دال بتنی دو طرفه
از آنجا که در چاپ سال ۱۳۹۸ آیین نامه، جزئیات بیشتری درباره طراحی دال دو طرفه مطرح شده، در بخش پایانی این مقاله به بررسی این نکات به‌طور خلاصه می‌پردازیم.
- طبق بند ۹-۱۰-۷-۱-۲-۱ حداقل مساحت آرماتور خمشی، A باید برابر با ۰.۰۰۱۸ Ag باشد.
- طبق بند ۹-۱۰-۷-۱-۷-۱ حداقل فاصله (S) باید طبق بند ۹-۲۱-۲ باشد.
- طبق بند ۹-۱۰-۷-۱-۷-۲ برای دال‌های توپر (غیر مجوف) حداکثر فاصله میلگردهای طولی آجدار (S) در مقاطع بحرانی باید کمتر از ۲H و ۳۰۰ میلی‌متر و در بقیه مقاطع کمتر از ۳H و ۳۰۰ میلی‌متر باشد.
در نهایت همین موارد کوچک و محاسبات ظریف است که می‌تواند بر قیمت اسلب بتنی به‌صورت نهایی و در یک پروژه اثر گذاشته و موجب افزایش هزینه‌های ساخت یا مدیریت و کنترل آن در حالت بهینه شود.