موارد استفاده از میلگرد ها در تیرهای بتنی

موارد استفاده از میلگرد ها در تیرهای بتنی عبارتند از:  الف – تحمل نیروهای کششی: در شکل ۱-۲ یک تیر تخت بتنی یک دهانه را قبل از بارگذاری مشاهده می کنید. در وسط این تیر محوری است که به آن تار خنثی یا تار میانی می گویند. پس از بارگذاری مطابق شکل ۲-۲، تار خنثی نه فشرده می شود و نه کشیده، اما لایه های بتن بالای تار خنثی فشرده می شوند. این لایه ها هرچه از تار خنثی دورتر باشند، فشرده تر و لایه های زیر تار خنثی کشیده می شوند ؛ و هر قدر این لایه ها از تار خنثی دورتر باشند بیشتر کشیده میشوند.

بدین ترتیب مشخص میشود که در تیر سادهی یک دهانه، پس از بارگذاری، حداکثر کشش در ناحیه ی وسط تیر در زیر تار خنثی و در پایین ترین لایه ی تیر به وجود می آید ؛ بنابراین لازم است در نزدیکی سطح زیرین بتن، میلگرد هایی برای تحمل نیروهای کششی قرار گیرند. سطح مقطع این میلگرد ها با توجه به مقدار نیروهای کششی وارد بر هر ناحیه محاسبه می شود و به همین دلیل ممکن است میلگرد های کششی وسط دهانه، از میلگرد های کششی در نزدیک تکیه گاهها که نیروی کششی کمتری وجود دارد، بیشتر باشد. در شکل ۳-۲ میل گرد کششی را در یک تیر بتنی می بینید.

ب – تحمل نیروهای فشاری: با توجه به مقاومت خوب بتن در مقابل فشار، اکثرا کلیهی نیروهای فشاری، به وسیله ی بتن تحمل می شود. در تیر یک دهانه، در ناحیه ی بالای تار خنثی، حداقل میلگرد های فشاری براساس استاندارد مربوطه (بدون محاسبه قرار داده میشود. بعضی اوقات ممکن است سطح بتن به تنهایی قادر به تحمل نیروهای فشاری نباشد یا این که بنا به ضرورت لازم باشد ابعاد بتن کوچک انتخاب شود ؛ در این صورت، قسمتی از نیروهای فشاری به وسیله ی میل گردهای فشاری تحمل می شود. این میلگرد ها در ناحیه ی فشاری (نزدیک سطح آزاد بتن) قرار می گیرند و سطح مقطع آنها در مقاطع مختلف تیر بر اساس محاسبه تعیین می شود.
در شکل ۴-۲ میلگرد های کششی و فشاری را مشاهده می کنید.

باید توجه داشت که در تیر یک دهانه ی ساده، ناحیه ی کشش و فشار، به گونه ای است که ذکر آن رفت، اما شکل خم شدن تیرها ممکن است در شرایط دیگر، تغییر کند. برای روشن شدن این مطلب، به فرم خم شدن یک تیر که بر روی چند تکیه گاه متوالی (تیر چند دهانه) قرار گرفته، توجه کنیم (شکل ۵-۲). 

همان طور که در شکل دیده میشود، بر اثر بار وارده از بالا، تیر در قسمت پایین وسط دهانه کشیده و در قسمت بالا  فشرده می شود، اما بر روی تکیه گاهها به عکس، تیر در قسمت فوقانی کشیده و در قسمت تحتانی فشرده میشود. بنابراین گاهی نیاز است که در مقاطع مختلف قطعات بتنی، مقدار میلگرد ها، متناسب با نیروی کششی وارد به هر مقطع تیر تغییر کند. این تغییرات گاهی با کم و زیاد کردن میلگرد های راستا سیتکا)، و در مواردی با تغییر محل یک میل گرد، از پایین به بالا یا از بالا به پایین، تأمین می شود. در شکل ۶- ۲ دو نوع میل گرد راستا را می بینید. به میل گردهایی که بنا به نیاز خمیده میشوند و تغییر مسیر میدهند، «تکا» گفته میشود. در شکل ۷-۲ برای تیرهای بتنی چند نمونه اتکای متداول را می بینید.

ج- تحمل نیروهای برشی: اگر نیروی برشی وارد بر سطح قطعه ی بتنی بیشتر از مقاومت برش بتن باشد، مطابق شکل ۸-۲ ترکهایی در تیر بتنی ایجاد میشود که با زاویه ی حدود ۴۵ درجه تار خنثی را قطع می کنند و در نهایت ممکن است موجب بریده شدن قطعه بتنی شوند. در شکل ۹-۲ چگونگی برش ناشی از نیروی برشی زیاد را ملاحظه می کنید. در مواقعی که بتن نتواند از به وجود آمدن این برش جلوگیری کند باید از میلگرد هایی با فرم مناسب برای مقابله با برش استفاده شود. 

برای مقابله با برش احتمالی دو فرم میل گرد مناسب است : الف – مطابق شکل a- ۲ – ۱۰ میل گرد مقاوم، عمود بر خط برش احتمالی در نظر گرفته می شود. این مقاومت به وسیله ی اتکای تکی یا مرگب تأمین می شود.
ا ب میل گرد مقاوم به صورت قائم در تیر بتنی قرار می گیرد (شکل ۲-۱۰-۲).