میلگرد پیچشی (Torsion Reinforcement) نوعی میلگرد فولادی است که به طور خاص برای مقابله با نیروهای پیچشی (Torsional Forces) در اعضای بتنی طراحی و استفاده می‌شود. نیروهای پیچشی تمایل دارند عضو بتنی را حول محور طولی خود بچرخانند یا بپیچانند.
فهرست مطالب
ویژگی‌های میلگرد پیچشی
- شکل قرارگیری: میلگردهای پیچشی معمولاً به صورت خاموت‌های بسته (Closed Stirrups) یا دورپیچ (Spiral Reinforcement) در اطراف مقطع عضو بتنی قرار می‌گیرند. خاموت‌های بسته، همان خاموت‌های معمولی هستند که انتهای آن‌ها به طور کامل به هم قلاب شده و یک حلقه بسته را تشکیل می‌دهند. دورپیچ‌ها نیز میلگردهایی هستند که به صورت مارپیچ و با گام مشخص دور تا دور هسته بتنی می‌پیچند.
- مقاومت بالا: میلگردهای مورد استفاده برای تحمل پیچش معمولاً از فولاد با مقاومت تسلیم بالا (High-Yield Steel) ساخته می‌شوند تا بتوانند نیروهای پیچشی قابل توجه را تحمل کنند.
- توزیع نیرو: آرایش خاص میلگردهای پیچشی (خاموت‌های بسته یا دورپیچ) به توزیع یکنواخت نیروهای پیچشی در سراسر مقطع عضو بتنی کمک می‌کند.
- مهار ترک خوردگی: میلگردهای پیچشی با ایجاد محدودیت در جهت چرخش و جلوگیری از باز شدن ترک‌های ناشی از پیچش، به کنترل و مهار این نوع ترک خوردگی کمک می‌کنند.
- افزایش مقاومت برشی: خاموت‌های بسته که به عنوان میلگرد پیچشی استفاده می‌شوند، به طور همزمان در افزایش مقاومت برشی عضو بتنی نیز نقش دارند.
- یکپارچگی مقطع: میلگردهای پیچشی به حفظ یکپارچگی مقطع بتنی تحت اثر نیروهای پیچشی کمک می‌کنند و از جدا شدن قسمت‌های مختلف مقطع جلوگیری می‌نمایند.
کاربردهای میلگرد پیچشی
میلگردهای پیچشی در اعضای بتنی که تحت تاثیر نیروهای پیچشی قابل توجه قرار دارند، کاربرد دارند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن عبارتند از:
- تیرهای کنسولی (Cantilever Beams): تیرهای کنسولی که از یک طرف مهار شده و از طرف دیگر آزاد هستند، به دلیل بارگذاری نامتقارن مستعد تحمل نیروهای پیچشی هستند.
- تیرهای قوسی (Curved Beams): تیرهای قوسی به دلیل هندسه خاص خود، تحت تاثیر نیروهای پیچشی قرار می‌گیرند.
- تیرهای با بارگذاری نامتقارن (Unsymmetrically Loaded Beams): اگر بارگذاری روی تیر به صورت متقارن نسبت به محور آن نباشد، نیروی پیچشی ایجاد می‌شود.
- دال‌های طره‌ای (Cantilever Slabs): مشابه تیرهای کنسولی، دال‌های طره‌ای نیز ممکن است تحت تاثیر پیچش قرار بگیرند.
- پل‌ها: در برخی از اجزای پل‌ها، به ویژه در قسمت‌های منحنی یا دارای بارگذاری خاص، از میلگرد پیچشی استفاده می‌شود.
- ساختمان‌های بلند با پلان نامنظم: در ساختمان‌های بلند با پلان‌های پیچیده و نامتقارن، ممکن است در برخی از تیرها و ستون‌ها نیروهای پیچشی ایجاد شود.
- اعضایی که تحت تاثیر گشتاورهای ناشی از بارگذاری خارج از مرکز قرار دارند: هرگاه نیرویی خارج از مرکز سطح مقطع عضو بتنی اعمال شود، گشتاور پیچشی ایجاد می‌کند.
- راه‌پله‌های مارپیچ (Spiral Staircases): در طراحی راه‌پله‌های مارپیچ، در نظر گرفتن نیروهای پیچشی و استفاده از میلگرد پیچشی ضروری است.
اهمیت استفاده از میلگرد پیچشی
عدم استفاده یا طراحی نادرست میلگرد پیچشی در اعضایی که تحت تاثیر نیروهای پیچشی قرار دارند، می‌تواند منجر به موارد زیر شود:
- ترک خوردگی‌های شدید و زودرس: نیروهای پیچشی می‌توانند باعث ایجاد ترک‌های مورب و گسترده در سطح بتن شوند.
- کاهش مقاومت و ظرفیت باربری: تحمل نکردن نیروهای پیچشی می‌تواند منجر به کاهش ظرفیت باربری عضو بتنی شود.
- گسیختگی ناگهانی: در صورت عدم وجود میلگرد پیچشی کافی، احتمال گسیختگی ناگهانی عضو تحت اثر پیچش وجود دارد.
- کاهش دوام سازه: ترک خوردگی‌های ناشی از پیچش می‌توانند باعث نفوذ عوامل مخرب محیطی به داخل بتن و کاهش دوام سازه شوند.
بنابراین، طراحی و اجرای صحیح میلگرد پیچشی بر اساس محاسبات مهندسی دقیق، برای اطمینان از ایمنی و عملکرد مطلوب سازه‌های بتنی در برابر نیروهای پیچشی امری حیاتی است.
