میلگرد ممان منفی چیست؟

میلگرد ممان منفی یکی از محصولات برجسته در بازار ساخت و ساز است که با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، توانسته است توجه بسیاری از کاربران را به خود جلب کند. این محصول در واقع یک نوع میلگرد است که از جنس فولاد با ممان منفی ساخته شده است، به این معنا که میلگرد در معرض نیروهای کشنده خمشی قرار گرفته است.
یکی از ویژگی‌های برجسته این نوع میلگرد، مقاومت بسیار بالای آن در برابر خمش است. این ویژگی مهم برای استفاده در ساخت و سازهایی است که نیاز به پایداری و استحکام بالا در برابر فشارها و نیروهای خمشی دارند.
علاوه بر این، میلگرد ممان منفی دارای وزن سبک‌تری نسبت به میلگردهای سنتی است که از فولاد با ممان مثبت ساخته شده‌اند، این ویژگی باعث می‌شود کاربران بتوانند آن را به راحتی حمل و نقل کرده و در پروژه‌های مختلف استفاده کنند.
میلگرد ممان منفی به میلگردی اطلاق می‌شود که دارای مقادیر تناوبی منفی است.
به عبارت دیگر، این میلگرد هنگامی که به طور چرخشی تناوبی به کار گرفته می‌شود، ممکن است به صورت عقربه‌کاری به چپ بچرخد.
معمولاً میلگردهای ممان منفی در مکان‌هایی که نیاز به ایجاد جهت‌دهی مخالف دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از نظر ظاهری این این میلگرد مانند میلگرد عصایی می‌باشد، که با طول مورد نیاز تولید شده و سپس برش آن توسط مهندس سازه صورت می‌گیرد و یک سر آن خم می‌شود، اما می‌توان از دو سر خم آن نیز استفاده کرد، بسته به نوع سقف سازه، نصب میلگرد ممان منفی متغیر می‌باشد.

به منظور نصب این میلگرد جهت نصب در محل تکیه‌گاه، باید بین دهانه ۱۵ درصد لنگر خمشی لحاظ شود و در برخی موارد از این میلگرد دو سر خم استفاده می‌شود، که باعث افزایش مقاومت آن در برابر لنگر منفی تیرچه  خواهد شد، همچنین باید یک پنجم دهانه هم طول آن باشد و حداقل ۱۶ درصد آرماتورهای کششی تیرچه سطح مقطع آن باشد، پس به این نتیجه می‌رسیم که محاسبه سایز این میلگرد امری ضروری می‌باشد که باید توسط مهندس سازه صورت گیرد.
به طور کلی برای تقویت سقف تیرچه بلوک، در ساختمان‌ها از میلگرد ممان منفی که نوعی آرماتور آجدار است، استفاده می‌شود، با توجه به سایز دهانه اندازه‌گیری شده، این نوع آرماتور پس از برش و خم کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد، شکل ظاهری این میلگرد از یک طرف صاف و از طرف دیگر دارای خم ۹۰ درجه می‌باشد و به منظور افزایش مقاومت در تیر این میلگرد به کار برده می‌شود، متناسب با نقشه، اندازه میلگرد منفی توسط مهندس سازه تعیین می‌شود، بسته به اندازه آرماتور و مکانی که نصب می‌شود، کاربردهای و وظایف این میلگرد متغیر خواهد بود.

کاربرد میلگرد ممان منفی

طراحی سیستم دیافراگم سقف به صورت یک دست و یکپارچه می‌باشد، که در هر طرف تکیه‌گاه باعث ایجاد لنگرهای منفی می‌شود، در دهانه‌ها میلگرد بالایی تیرچه قطع می‌شود و به همین دلیل دهانه‌ها، قادر به تحمل ممان منفی نمی‌باشند، عدم تحمل میلگردهای بالایی که خود تیرچه دارد، باعث کاربرد این میلگرد می‌شود، در واقع این میلگردها در بالای دال بتونی سقف قرار می‌گیرند، که در کنار هم بین دو دهانه تیرچه نصب می‌شود، در نتیجه باعث از بین رفتن نیروی کششی یا کرنشی که از لنگر منفی ناشی می‌شود، خواهد شد، به طور کلی در محل بالایی دال بتنی سقف و میان دو دهانه میلگردهای شماره کوچکی مانند ۸، ۱۰، ۱۲ کنار هم قرار می‌گیرند تا باعث خنثی سازی نیروی کششی که لنگر منفی ایجاد می‌کند، شود.
این میلگرددر موارد مختلف مهندسی و ساخت و ساز به کار می‌روند.
برخی از کاربردهای اصلی آنها عبارتند از:

۱- میلگرد منفی در سقف تیرچه بلوک‌ها به کار برده می‌شود و جایگذاری آن در حین آماتوربندی سقف صورت می‌گیرد، بین تیر و تیرچه زمانی که اتصال ساده باشد در بخش بالایی سقف و تیر، لنگر منفی ایجاد می‌شود که از میلگرد منفی به منظور رفع این مشکل استفاده می‌شود، باید یک پنجم دهانه سقف حداقل طول میلگرد ممان منفی باشد و سایز آن در حدود ۸، ۱۰ و ۱۲ است.

۲- برای تحمل نیروهای کششی ناشی از لنگر منفی در سازه از میلگرد منفی استفاده می‌شود، که استفاده آن در دال بتنی سقف‌های تیرچه بلوک می‌باشد. در ساخت اسکلت بتنی به طور کلی میلگردهای ممان منفی مصرف دارند و تاثیر کمی بر هزینه اسکلت بتنی دارد.
میلگرد ممان یک نوع میلگرد فولادی با تقویت‌های ممان است که به عنوان یک اجزای اساسی در ساخت و ساز و تقویت سازه‌ها به کار می‌رود.

از مزایای این میلگرد ها می توان به موارد زیر اشاره کرد.

۱- مقاومت بالا

میلگرد ممان به عنوان یک جزء ساختاری مقاوم به تنش‌های فشاری و کششی مورد استفاده قرار می‌گیرد و توانایی تحمل بارهای سنگین را داراست.

۲- افزایش استحکام سازه

استفاده از میلگرد ممان در سازه‌ها به تقویت و افزایش استحکام آنها کمک می‌کند و در مقابل نیروهای خمشی و تنش‌های مختلف مقاومت بیشتری فراهم می‌کند.

۳- کاهش انفجار

میلگرد ممان معمولاً از فولاد با تقویت‌های ممان تهیه می‌شود که توانایی جذب انرژی ضربه و انفجار را افزایش می‌دهد.

۴- انعطاف‌پذیری

میلگرد ممان به عنوان یک جزء ساختاری انعطاف‌پذیر به کنترل تغییر شکل و تغییرات دمایی سازه‌ها کمک می‌کند.

۵- سازگاری با سیستم‌های بتن‌آرمه

میلگرد ممان به خوبی با بتن آرمه ترکیب می‌شود و تقویت آن را امکان‌پذیر می‌کند.
به طور کلی، استفاده از میلگرد ممان در سازه‌ها و ساختمان‌ها بستگی به نیازها و شرایط خاص هر پروژه دارد و مزایا و معایب آن باید با دقت در نظر گرفته شوند.
استفاده در عملیات آرماتوربندی سقف‌های تیرچه بلوک اصلی‌ترین کاربرد میلگرد ممان منفی می‌باشد، که در برابر نیروهای کششی یا کرنشی ناشی از لنگر منفی باعث مقاومت سازه می شود.
به طور کلی، میلگردهای ممان منفی برای کنترل و تنظیم استاندارد های سازه وافزایش مقاومت آن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی های میلگرد ممان منفی

از جمله پرکاربردترین آرماتورها به منظور افزایش استحکام سقف، تیرچه و بلوک و مقاوم سازی سازه، این میلگرد می‌باشد که برای برطرف نمودن مقدار لنگر منفی دال سقف، این محصول استفاده می‌شود.
ویژگی‌های میلگردهای ممان منفی عبارتند از:

۱- مقادیر منفی

این نوع میلگردها دارای مقادیر تناوبی منفی هستند، به این معنی که وقتی به طور تناوبی به کار گرفته می‌شوند، می‌توانند به جهت مخالف عقربه‌کاری نسبت به میلگردهای معمولی بچرخند.

۲- عملکرد تعدیلی

 این میلگرد عمدتاً برای تعدیل و کنترل فرآیندها و جهت‌دهی در سیستم‌ها و مکانیسم‌ها به کار می‌روند.

۳- دقت و پایداری

این نوع میلگردها معمولاً دارای دقت بالا و پایداری در کنترل پروسه‌های مختلف هستند.

۴- مقاومت به شرایط محیطی

بسیاری از این میلگرد می‌توانند در شرایط محیطی مختلفی مانند دما، رطوبت و ضربه مورد استفاده قرار بگیرند.

۵- کاربردهای گسترده

این نوع میلگردها در سازه های مختلف وپروزه سازی مورد استفاده قرار می گیرند.

۶- قابلیت انطباق

 این میلگرد می‌توانند به طور پیش فرض تنظیم شده و به شرایط و نیازهای مختلف سازگار شوند.

۷- کنترل بهره‌وری

این نوع میلگردها به بهره‌وری و افزایش مقاومت سازه ها کمک می‌کنند.
به طور کلی، میلگردهای ممان منفی به عنوان عناصر کنترلی مهم در پروژه ها و برنامه‌های یاخت وساز مورد استفاده قرار می‌گیرند و ویژگی‌هایی که بالا ذکر شد، آنها را مناسب برای کاربردهای مختلف می‌کنند.

نحوه اجرای میلگرد ممان منفی

اجرای میلگرد ممان منفی معمولاً به تنظیم و کنترل پروسه‌ها و سیستم‌های مختلف در مهندسی و صنعت مرتبط است.
نحوه اجرا و کاربرد آن به ویژگی‌ها و نیازهای خاص هر موقعیت و پروژه بستگی دارد.
اما در کل، مراحل عمومی اجرای میلگرد ممان منفی به شرح زیر است:

۱- تعیین نیازها

نخستین گام در اجرای میلگرد ممان منفی، تعیین دقیق نیازهای کنترل و تنظیم در پروسه یا سیستم مورد نظر است.
این شامل مقادیر دقیقی که میلگرد ممان منفی باید تنظیم کند، محدوده تنظیمات ممکن، و هدف کلی کنترل می‌شود.

۲- انتخاب میلگرد

باید میلگرد مناسب با ویژگی‌های فیزیکی مورد نیاز انتخاب شود. این شامل نوع میلگرد، دقت، پایداری و محدوده کاری آن می‌شود.

۳- نصب و تنظیم

میلگرد ممان منفی باید در مکان مناسب نصب شود و به منظور تنظیم و محکم کردن آن، باید محاسبات وبرنامه ریزی های دقیق صورت گیرد.

۴- اتصال به سیستم

میلگرد ممان منفی باید به سیستم کنترلی متصل شود.
این شامل اتصال الکتریکی یا مکانیکی به دستگاه‌ها و مکانیزم‌های مورد کنترل می‌شود.

۵- آزمایش و راه‌اندازی

پس از نصب و تنظیم، سیستم باید اطمینان حاصل  که میلگرد ممان منفی به درستی عمل می‌کند و به نیازهای کنترلی پاسخ می‌دهد.

۶- تنظیم مجدد

ممکن است نیاز به تنظیم مجدد میلگرد ممان منفی بر اساس تغییرات در پروسه و نیازهای سازه وجود داشته باشد.
به طور کلی بعد از تعیین قطر و طول میلگرد با استفاده از سیم این میلگرد ممان منفی را بر روی میلگرد فوقانی تیرچه محکم بسته تا باعث جابجایی در زمان بتن ریزی نشود و در صورتی که برای تیرچه های کناری از ممان منفی استفاده شود، باید این میلگردها دارای خم استاندارد باشد و روی تیرچه‌های کناری این میلگرد به صورت یک سر خم قرار داده شود، از یک میلگرد سراسری که طول و قطر آن بیشتر محاسبه شده است، برای تیرچه‌های وسط نیز می‌توان استفاده کرد، باید پیش از بستن میلگردهای حرارتی، این نوع مقطع فولادی جایگذاری شود.
اندازه‌گیری طول میلگرد ممان منفی از اهمیت بالای برخوردار می‌باشد و این مقطع فولادی باید به گونه‌ای اندازه‌گیری شود که در حین بتن‌ریزی و پس از جایگزاری جابجا نشود و باعث افزایش دوام و عملکرد بهتر سازه شود، به طور معمول در کارخانه‌ها میلگردها در اندازه‌های ۶ و ۱۲ متر تولید می‌شوند و به منظور تبدیل شدن این میلگردها به میلگرد ممان منفی، باید تغییر شکل و برش داده شود، از اندازه دهانه به عنوان مبنا برای محاسبه طول میلگرد ممان منفی استفاده می‌شود.
اندازه و قطر میلگرد ممان منفی باید با موارد زیر تطابق داشته باشد.

۱- مکان قرارگیری میلگرد ممان منفی

یکی از موارد با اهمیت محل قرارگیری این مقطع فولادی می‌باشد و چنانچه از این مقطع فولادی در تکیه‌گاه استفاده شود، محاسبه اندازه آن بر اساس لنگر خمشی دهانه صورت می‌گیرد که بر این اساس ۱۵ درصد لنگر خمشی دهانه صورت می‌باشد، اما چنانچه در تکیه‌گاه میانی مورد استفاده قرار گیرد، برای محاسبه آن از لنگر خمشی دهانه طرفین استفاده می‌شود.

۲- سطح مقطع میلگرد ممان منفی

یکی از مهمترین مولفه‌هایی که محاسبه آن بر عهده طراح می‌باشد، تعیین سطح این مقطع می‌باشد که برای ممان منفی حداقل سطح مقطعی که می‌توان در نظر گرفت ۱۵ درصد آرماتورهای کششی تیرچه است.

۳- ضخامت میلگرد ممان منفی

به عنوان آرماتور ممان منفی معمولاً از میلگردهای سایز ۸، ۱۰ و ۱۲ استفاده می‌شود، اما به منظور ایجاد مقاومت بیشتر در سازه، گاهی از میلگرد ۱۴ نیز استفاده می‌شود.

۴- اندازه میلگرد ممان منفی

باید حداقل برابر یک پنجم اندازه دهانه طول آرماتور برش خورده باشد.
اجرای میلگرد ممان منفی به دقت و دانش تخصصی نیاز دارد و معمولاً توسط مهندسین و تکنسین‌های متخصص در زمینه کنترل و اتوماسیون صنعتی انجام می‌شود.

چگونگی نصب میلگرد ممان منفی

نصب میلگرد ممان منفی باید با دقت و توجه به جزئیات انجام شود تا به عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود. در زیر توضیحاتی در مورد چگونگی نصب میلگرد ممان منفی آورده شده است.

۱- انتخاب مکان نصب

ابتدا باید مکان مناسبی برای نصب میلگرد ممان منفی انتخاب کنید.
این مکان باید تا حد ممکن از ارتعاشات و نوسانات مکانیکی و دمای محیط محافظت شده باشد.

۲- نصب میلگرد

 میلگرد ممان منفی را با دقت در مکان انتخاب شده نصب کنید.

۳- تنظیمات اولیه

 این میلگرد معمولاً نیاز به تنظیمات اولیه دارد.
این تنظیمات می‌توانند محدوده‌های تنظیم، حداکثر و حداقل مقادیر مورد انتظار و سایر پارامترهای مرتبط با کنترل را شامل شوند. این تنظیمات باید با دقت انجام شوند.
به طور کلی با مشخص کردن قطر و طول میلگرد ممان منفی محکم آن را بر میلگرد بالایی تیرچه میبندید تا جابجایی در زمان بتن‌ریزی صورت نگیرد، در واقع با تعیین شدن قطر و طول میلگرد این میلگردها برای مونتاژ آماده می‌شود و بسته شدن آنها به کمک سیم آرماتوربندی صورت می‌گیرد، در واقع استفاده از سیم آرماتور بندی مانع جدا شدن از میلگرد فوقانی تیرچه می‌شود، در انتهای آرماتور منفی تیرچه‌های کناری قرار می‌گیرند و دارای یک خم استاندارد هستند و به صورت یک سر خم این میلگرد بسته می‌شود.

امروزه با اسکلت فلزی بسیاری از ساختمان‌ها ساخته می‌شود، که به منظور اجرای سقف تیرچه بلوک در اسکلت فلزی وجود میلگردهای ممان منفی لازم می‌باشد که باعث استحکام بیشتری به سازه می‌شود و در صورت بروز حوادث طبیعی مانند زلزله، سقف اسکلت فلزی دچار ترک و گسیختگی نمی‌شود و در کشور زلزله خیزی مانند ایران این امر برای صنعت ساختمان سازی از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد، همچنین، برای نصب موفقیت‌آمیز میلگرد ممان منفی، معمولاً به دانش تخصصی و تجربه در این زمینه نیاز دارید.
در سقف‌های تیرچه بلوک استفاده از ممان منفی امری ضروری و لازم می‌باشد و بر استفاده از آن در بخش های ساخت و ساز تاکید زیادی شده است، باید بر این امر تمامی مهندسان پروژه ساز نظارت کافی داشته باشند، در واقع از کاربردهای میلگرد ممان استفاده از آن در آرماتوربندی، سقف تیرچه بلوک و مقاوم سازی آن می‌باشد، همچنین در محل تکیه‌گاه تیر از ایجاد ترک جلوگیری می‌کند و باعث کاهش ارتعاشات سخت می‌شود، همچنین باعث کمتر شدن نیروهای وارد به میلگردهای کششی خواهد شد و در هنگام گسیختگی از انهدام سقف جلوگیری می‌کند. با اینکه این میلگرد دارای مزایای زیادی می‌باشد اما ممکن است معایبی نیز داشته باشد که از این ناحیه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
معایب میلگرد ممان می‌تواند عبارت باشد از:

۱- هزینه بیشتر

میلگرد ممان عموماً گران‌ تر از میلگرد فولادی معمولی است.
این هزینه بیشتر ممکن است بر انتخاب این نوع میلگرد تاثیر بگذارد.

۲- وزن بیشتر

میلگرد ممان به دلیل تقویت‌های ممان بر روی آن وزن بیشتری دارد. این ممکن است در حمل و نصب ساختمان‌ها مشکل‌ساز باشد.

۳- پردازش معقول

نصب و تراکم میلگرد ممان نیاز به دقت و تجربه دارد تا از تراز و تراکم درست آن اطمینان حاصل شود.
اگر اشتباهی انجام شود، می‌تواند مشکلات جدی در سازه ایجاد کند.

۴- زمان مصرفی

نصب میلگرد ممان زمان بیشتری نیاز دارد نسبت به میلگرد معمولی، که ممکن است تأخیر در پیشرفت پروژه‌ها ایجاد کند.

۵- تأثیر بر طراحی سازه

استفاده از میلگرد ممان ممکن است به طراحی سازه‌ها نیاز به تغییر دهد و نیازمند تغییرات در نقشه‌ها و محاسبات باشد.

۶- زیست محیطی

تولید میلگرد ممان ممکن است به دلیل تولید و پردازش فولاد در اختیار آلودگی‌های محیطی از جمله دی‌اکسید گوگرد و متان را بیاورد.
با توجه به معایب مذکور، انتخاب استفاده از میلگرد ممان یا میلگرد معمولی باید با دقت و با توجه به نیازها و شرایط مخصوص هر پروژه انجام شود.

کلام آخر

به منظور افزایش مقاومت سازه از مصالح مختلفی در ساختمان استفاده می‌شود، که یکی از این مصالحی که مورد استفاده قرار می‌گیرد و باعث مقاومت سازه در برابر نیروهای کششی می‌شود، این میلگرد است.
از این میلگرد، در بعضی مواقع به اسم سرتیرچه نیز نام برده می‌شود و دلیل این نامگذاری این است که در قسمت ابتدا و انتهای تیرچه‌ها این میلگردها اجرا می‌شود و قادر به تحمل لنگر منفی هستند.
اما نصب آنها باید توسط افراد متخصص صورت گیرد، تا نتایج مطلوبی از نصب آنها حاصل شود، در صورتی که نصب آنها به صورت مهندسی صورت نگیرد، باعث ایجاد آسیب‌هایی در سازه خواهد شد و سازه از مقاومت لازم برخوردار نخواهد بود.