خاموت و انواع آن؛ علت استفاده از خاموت در ساختمان‌ها چیست؟

برای افزایش عمر ساختمان و مقاومت بیشتر آن، می‌توان از نوعی میلگرد به نام خاموت استفاده کرد که باعث استحکام بنا در برابر زلزله و طول عمر آن می‌شود. در تمام پروژه‌های ساختمان‌سازی، مهندسین همواره به دنبال پیدا کردن راهی برای رفع مشکلی که ستون‌های بتنی در سازه‌های مختلف با آن روبه‌رو می‌شدند مانند ترک خوردن و مقاومت پایین در برابر وقایع طبیعی مثل سیل و زلزله هستند. کلید حل این مشکل استفاده از خاموت در سازه است.

به طور کلی میلگردها نقش مهمی در افزایش مقاومت بتن و پی سازه ایفا می‌کنند. خاموت‌ها، معمولا میلگردهای سایز کوچک هستند، به همین دلیل مشخصات فنی و مقاومت آن‌ها اهمیت بسیاری دارد. میلگردهایی که در کارگاه‌های غیر استاندارد تولید می‌شوند، مقاومت چندانی ندارند و به خاطر ضخامت پایینشان، ممکن است هنگام قرار گرفتن در معرض فشارهای کششی و برشی،‌ آسیب ببینند.

اجرا و طراحی فونداسیون یا پی هر ساختمان، از اصلی ترین مراحل ساخت بنا به شمار می آید و باید به این مسئله توجه ویژه ای داشت؛ چراکه پس از طی این مرحله، نمی توان مشکلات و ایراداتی که ایجاد می شود را برطرف نمود. وظیفه خاموت در بتن، استحکام بنیان ساختمان است و به صورت طولی و برای محکم نگه داشتن میلگردهای تقویت کننده اصلی استفاده می‌شود و در برابر نیروهای پیچشی و برشی کاربرد دارد. در این مقاله می خواهیم بررسی کنیم که خاموت چیست، انواع آن کدامند و چرا باید از آن در سازه استفاده کرد.

خاموت چیست؟

خاموت، نوعی میلگرد است که از آن در پروژه‌های ساخت‌وساز برای استحکام ساختمان استفاده می‌شود. میلگردها در دو حالت طولی و عرضی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ زمانی که میلگرد را در حالت عرضی خم کنند، به آن خاموت یا همان میلگرد عرضی می‌گویند. با خم کردن میلگرها در راستای عرضی، از سایر المان‌هایی که در اطراف آن قرار دارد، محافظت خواهد شد. بنابراین استفاده از این نوع میلگردها در استحکام سازه تاثیر بسزایی خواهد داشت. 

میلگردهایی که به صورت طولی مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولا آجدار هستند و با استانداردهای A2 تا A4 تولید شده‌اند؛ اما برای تولید میلگرد عرضی یا باید از مقاطع ساده استفاده کرد یا به سراغ آج‌های استاندارد A2‌ رفت. سایر میلگردهای آجدار، انعطاف کافی ندارند و ممکن است در فرایند خم کردن، بشکنند.

برای خم کردن این میلگردها، باید به ابعاد ستون یا تیری که قرار است از آن محافظت شود، توجه داشته باشید. این ابعاد تعیین می‌کنند که میلگردها را به شکل مربع باید خم کنید یا مستطیل؛ در برخی موارد نیز فرم سازه به گونه‌ای است که باید از میلگردهای عرضی دایره‌ای دایره‌ای استفاده کرد.

میلگردهای عرضی هم مثل سایر انواع میلگرد در سایزهایی مختلفی تولید می‌شوند که قیمت متفاوتی دارند؛ پراستفاده‌ترین سایزهای این نوع میلگرد سایز ۸ و ۱۰ است. قیمت میلگرد عاملی موثر در قیمت نهایی خاموت است چرا که سایز میلگرد و نوع میلگردی که در تهیه خاموت استفاده می‌شود، در کنار هزینه‌ای که برای خم‌کاری در نظر گرفته می‌شود بر قیمت این محصول تاثیرگذار است.

تفاوت تَنگ و خاموت چیست؟

تنگ حلقه‌ای به شکل دایره، مستطیل یا چند ضلعی‌های دیگر است که با استفاده از میلگرد یا سیم ساخته می‌شود، اما خاموت تنها با استفاده از آرماتور ساخته می‌شود. در حالت کلی، ظاهر این دو محصول مشابه یکدیگر است. علاوه بر این دو، آرماتورهای دورپیچ و دورگیر هم محصولات دیگری هستند که کاربردهای شبیه به آن‌ها دارند و در مباحث تخصصی ساختمان، تفاوت‌های جزئیشان مشخص می‌شود.

تنگ‌ها برای ستون و عناصر فشاری مورد استفاده قرار می‌گیرند و با محصورکنندگی سازه‌ای که در میان آن‌ها قرار می‌گیرند، مقاومت را افزایش می‌دهند. اما خاموت‌ها در تیر ودال به کار می‌روند و برای افزایش مقاومت برشی و پیچشی کاربرد دارد..

کاربرد خاموت در ساختمان و علت استفاده از آن

به‌طورکلی از این سازه جهت افزایش مقاومت ستون‌های بتنی، جلوگیری از خم شدن میلگرد در برابر نیروهای مختلف، انعطاف پذیری ستون و کاهش خطر شکستگی و ممانعت از حرکت میلگردها در فرآیند بتن‌ریزی استفاده می‌شود. مهم‌ترین دلایل استفاده از مقاطع فولادی با این فرم خاص را در ادامه بیان می‌کنیم:

• نسبت به میلگردهای صاف و معمولی مقاومت بیشتری دارد.
• از خم شدن یا شکستن میلگردهای طولی پیشگیری می‌کند.
• هنگام بتن‌ریزی، از جابجایی آرماتورهای طولی پیشگیری می‌کند.
• از شکستن بتن در هنگام وارد شدن انواع نیروهای برشی، خمشی، انقباض و کشش سطحی پیشگیری می‌کند.
• سازه را در هنگام بروز بلایای طبیعی مانند: زلزله یا سیل و سایر تنش‌های احتمالی که ممکن است سازه را درگیر کند، مقاوم می‌کند.
• از ایجاد ترک‌های خطرناک در ستون‌های بتنی که به مرور زمان باعث تخریب کل سازه می‌شود پیشگیری می‌کند.
• حتی اگر در ستون‌ها ترکی ایجاد شود، از گسترش آن پیشگیری می‌کند.
• عملکرد لنگر خمشی آغازین سازه را بهبود می‌بخشد.
• مقاومت ساختمان را در برابر فرآیندهای تنشی، پیچشی، خزش، انقباض و کشش سطحی بالا می‌برد.

کاهش خطر زلزله با استفاده از خاموت

استفاده از میلگرد و انواع میلگرد عرضی توانسته نقش مهمی در افزایش استحکام ساختمان‌ها و جلوگیری از تخریب آن‌ها در اثر زلزله داشته باشد. خاموت‌ها ضعف ستون‌های بتنی در برابر نیروی کششی را تقویت می‌کنند و به این ترتیب باعث استحکام بیشتر سازه‌ها می‌شوند. این میلگردها که بیشتر به صورت عمودی و گاهی به صورت مورب مورد استفاده قرار می‌گیرند، از شکست مقطع بتنی در اثر نیروی خمشی و برشی جلوگیری می‌کنند.

انواع خاموت

در پروژه‌های ساختمانی مختلف با توجه به هدفی که مورد نظر قرار گرفته، از انواع مختلف میلگرد عرضی استفاده می‌شود. روش‌های مختلفی برای دسته‌بندی این سازه‌ها وجود دارد. همانطور که پیش از این گفتیم، برای افزایش مقاومت ستون‌ها، دال‌ها و تیرها از سازه‌های مختلفی چون تنگ، خاموت، دورگیر و دور پیچ استفاده می‌کنند. در ادامه انواع مختلف این محصولات را بر اساس شکل ظاهری، زاویه خم شاخه‌ها و روش تولید آن‌ها توضیح می‌دهیم.

• ساده یا سنتی
• خاموس مهندسی
• مارپیچ
• ربات
• سلولار
• تنگ بسته یا حلقه بسته
• تنگ باز یا حلقه باز

انواع خاموت از نظر زاویه خم شاخه‌‌ها

بر اساس زاویه خم شاخه، میلگردهای عرضی به ساده و مهندسی تقسیم‌بندی می‌شوند. از آن‌جایی که برای حالت دادن و خم کردن این نوع میلگرد از دست و اهرم استفاده می‌شود به آن خاموت ساده می‌گویند. لازم به ذکر است که اندازه و قالب این نوع قابلیت تغییر دارد. نوع ساده که با نام سنتی هم شناخته می‌شود، خاموتی بسته و مربعی شکل است که با خم ۹۰ درجه ساخته می‌شود. این نوع آرماتورهای عرضی، بیشتر در سازه‌های سنتی مورد استفاده قرار می‌گرفتند و اکنون با سازه‌های مهندسی جایگزین شده‌اند. زیرا به صورت کامل مقاطع عمودی را در برنمی‌گیرند و احتمال اینکه در هنگام فشارهای شدید، مانند زلزله، مقاومتشان را از دست بدهند یا نقشی که دارند را به خوبی ایفا نکنند، وجود دارد.

نوع مهندسی خاموت بسته است که قلاب‌های آن با زاویه ۱۳۵ درجه خم می‌شود؛ زیرا در صورت خمش ۱۸۰ درجه، امکان مونتاژ میلگردهای اصلی وجود نخواهد داشت. این سازه‌ها از شکست برشی پیشگیری می‌کنند و شکل‌پذیری بیشتری دارند.

تفاوت خاموت های مهندسی و ساده در چیست؟

هر دوی این میلگردها با پایه‌های مربعی شکل ساخته می‌شوند اما نوع خم مهندسی و ساده با یکدیگر تفاوت دارد. نوع ساده این میلگرد خم ۹۰ درجه داشته اما نوع مهندسی آن با خم ۴۵ درجه ساخته می‌شود. شکل زیر تفاوت این دو میلگرد را به شما نشان خواهد داد.

انواع خاموت‌ها از نظر فرآیند تولید

برای خاموت زنی می‌توان از دو نوع دستگاه دستی و برقی استفاده کرد. دستگاه‌های دستی، نوعی اهرم هستند که وقتی فرد نیروی مکانیکی به آن‌ها وارد می‌کند، این نیرو را با شدت بیشتری بر میلگرد وارد می‌کنند تا خمش صورت بگیرد. اینکه در این دستگاه‌ها تا چه سایز میلگردی خم می‌شود، به نیروی وارده توسط شخص بستگی دارد؛ معمولا تا مقاطع سایز ۱۰ را می‌توان با این اهرم‌ها خم کرد.

دستگاه‌های خاموت زن هیدرولیکی و گیربکسی با نیروی برق تک فاز و سه فاز کار می‌کنند. استفاده از دستگاه‌های تک فاز برای تولید این محصول، متداول‌تر است؛ زیرا هم این نوع برق در اکثر ساختمان‌ها در دسترس است، از طرفی اندازه خاموت‌زن‌های تک فاز کوچک‌تر است و امکان جابجایی آن بین پروژه‌های مختلف وجود دارد. خاموت‌زن‌های هیدرولیکی کاربرد بیشتری نسبت به نمونه‌های گیربکسی دارند. هنگام خرید این دستگاه‌ها باید به توانایی حداکثر خم آن‌ها هم توجه داشته باشید تا مطمئن شوید سایز میلگردهای مورد نیازتان را خم می‌کنند. سه نوع میلگرد عرضی داریم که به روش‌های مختلفی تولید می‌شوند.

مارپیچ: این نوع میلگرد توانایی عالی برای دربر گرفتن میلگردهای طولی دارد. خاموت مارپیچ انعطاف‌پذیری بالایی به ستون‌های بتنی می‌بخشد و مقاومت پیچشی آن‌ها را تا مقادیر قابل توجهی افزایش می‌دهد. نوع مارپیچ از لحاظ توزیع یکنواخت بار، در مقایسه با سایر انواع دیگر این محصول گزینه مناسب‌تری است. لازم به ذکر است که برای ایجاد میلگرد عرضی مارپیچ از دست استفاده نمی‌شود. با کمک دستگاه‌های CNC میلگردهای مارپیچ را تولید کرده و استفاده می‌کنند. اندازه این میلگردها هم می‌تواند متغییر باشد.

ربات: این نوع هم مانند مارپیچ با کمک دستگاه CNC ساخته می‌‌شود؛ تفاوت این دو نوع میلگرد در شکل ظاهری آن‌هاست؛ نوع ربات مربعی در یک سمت دارد که در نوع مارپیچ دیده نمی‌شود.

سلولار: اگر به دنبال یک سازه با استحکام بسیار بالا هستید، این نوع از میلگرد برای شما مناسب خواهد بود؛ شکل حلقه‌های بسته این میلگردها دلیل اصلی استحکام زیاد آن‌هاست. سلولار جدیدترین نوع از میلگرد خاموت در بازار است که برای تولید آن از تکنولوژی جدیدی به نام Pi-Systems در استفاده می‌شود.

شیوه‌های مختلف استفاده از خاموت در ساختمان‌ها

معمولاً از دو روش تنگ باز و تنگ بسته برای به کارگیری خاموت‌ها در ساخت‌وساز استفاده می‌شود. آرماتور عرضی تنگ باز، به سه صورت کابرد دارد:

• تک شاخه (قلاب)
• دو شاخه (رکابی)
• چند شاخه

خاموت تنگ بسته با توجه به تعداد شاخه‌هایی که دارد در برابر نیروهای برشی و پیچشی مقاومت می‌کند. بعد از اضافه کردن این میلگردها بخش انتهایی آن‌ها را حداقل تا 135 درجه به سمت داخل خم می‌کنند تا بتواند استحکام ساختمان را در برابر نیروهای نام برده بالا ببرد. فاصله مناسب برای قرارگیری خاموت‌ها در کنار یکدیگر معمولاً 20 سانتی‌متر است (ممکن است مهندسین پروژه در نقاط حساس، توصیه کنند فاصله میله‌ها کم‌تر شود و در نقاطی که حساسیت کم‌تری دارد، میله‌ها با فاصله بیشتری به کار برود) و به‌وسیله سیم آرماتوربند به میلگردهای طولی بسته می‌شود. 

برای خم کردن میلگرد باید دما بیشتر از 5 درجه سانتی‌گراد باشد. در دمای کم‌تر از این مقدار، خم کردن میله‌ها ساده نیست. البته خم کردن مقاطع فولادی در دمای خیلی زیاد هم مشکل‌ساز خواهد شد همچنین ممکن است فولاد بعد از خم شدن، ثابت باقی نماند و زاویه آن تغییر کند.در صورتی که قصد خم کردن مجدد آن را دارید باید به صورت سرد و با استفاده از دستگاه مکانیکی این کار را انجام دهید.

به‌طورکلی دو دسته از میلگردها باید حتما با اتصال به خاموت، مهار شوند. دسته اول مقاطعی هستند که در گوشه‌های سازه قرار دارند و دسته دوم مقاطعی هستند که فاصله‌شان با مقطع مهار شده بیشتر از ۱۵۰ میلیمتر است. معمولا میلگردهایی که مقطع کناریشان مهار شده و در نقاط حساس سازه قرار ندارند، به مقاطع عرضی متصل نمی‌شوند. 

خاموت چگونه تولید می‌شود؟

برای ساخت این مقاطع فولادی می‌توان از دستگاه خاموت‌زن دستی یا اتوماتیک استفاده کرد. ابتدا باید با توجه به نیاز سازه، میلگردهایی در سایز مناسب و به تعداد کافی بخرید. سپس مراحلی که در ادامه توضیح می‌دهیم را در پیش بگیرید:

• مطمئن شوید که میلگردها کاملا صاف هستند؛ اگر احساس می‌کنید مقطعی خمیده است، حتما ابتدا آن را صاف کنید و سپس زیر دستگاه قرار دهید.
• اندازه مورد نیاز برای میلگرد عرضی را مشخص کنید و میله را با قیچی مخصوص به همان اندازه برش بدهید.
• مقطع فولادی را در دستگاه دستی یا اتوماتیک بگذارید و بعد از تعیین اندازه‌هایی که از قبل مشخص کرده‌اید، قلاب اول را بسازید.
• از نقطه خمش قلاب اول، به اندازه ضلع خاموت اندازه‌گیری کنید و علامت بزنید. از محل علامت، میلگرد را خم کنید.
• طول میله را اندازه‌گیری کنید و سپس با توجه به اندازه‌ای که برای اضلاع در نظر گرفته‌اید، قسمت‌های بعدی آن را هم خم کنید.
• بعد از پایان کار، دوباره اندازه‌ها را بررسی کنید تا مطمئن شوید همه اندازه‌ها با آنچه در نقشه مشخص کرده‌اید، مطابقت دارد.

قوانین ملی ساختمان در خاموت گذاری

برای خاموت‌گذاری در هر پروژه‌ای باید حتماً قوانین زیر رعایت شود:

طول ناحیه بحرانی نباید از مقادیر زیر کمتر باشد:

• یک ششم ارتفاع آزاد ستون
• ضلع بزرگتر مقطع مستطیلی ستون
• قطر ستون
• ۴۵۰ میلی‌متر

فاصله میلگردهای عرضی در ناحیه بحرانی نباید از مقادیر زیر کمتر باشد (در صورتی که از نوع بسته باشد):

• ۲۴ برابر قطر میلگرد
• ۳۰۰ میلی‌متر
• ۸ برابر قطر کوچک‌ترین میلگرد طولی ستون
• نصف کوچک‌ترین ضلع مقطع ستون

فاصله خاموت‌ها در دیگر نقاط اعضای فشاری، نباید از موارد زیر بیشتر باشد:

• ۳۶ برابر قطر میلگرد
• ۱۲ برابر قطر کوچکترین میلگرد طولی
• ۲۵۰ میلی‌متر
• کوچک‌ترین بعد عضو فشاری

نکات قابل توجه هنگام استفاده از خاموت

با رعایت اصول هنگام اتصال محصولات فولادی به یکدیگر، مقاومت سازه بتنی مورد نظر شما به بالاترین حد ممکن می‌رسد. همچنین در ادامه به نکات جزئی‌تری که هنگام اجرای پروژه باید به آن توجه داشته باشید، اشاره می‌کنیم:

• مقاطع را به یکباره و سریع خم کنید. بهتر است از دستگاه‌هایی که فلکه خم کن دارند، استفاده کنید.
• سعی کنید از همان ابتدا، خم میلگرد را به درستی شکل بدهید. تغییر میزان خمش بعد از شکل گرفتن مقطع، مقاومت آن را از بین می‌برد؛ اگر مجبور به تغییر خمش شدید، مطمئن شوید که سازه فولادی ترک نخورده‌ است.
• اگر یک سر میله‌ای داخل بتن قرار گرفته، نباید آن را خم کنید.
• مطمئن شوید قطعات مختلف سازه با فاصله درست در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.
• فاصله‌ میله‌های عرضی باید ۲۰ سانتی‌متر (حدود یک وجب) باشد، اما در نقاط حساس می‌توان فاصله آن‌ها را به کم‌تر از ۲۰ سانتی‌متر هم رساند.
• ستون‌ها در محل ضخامت سقف و فوندانسیون به خاموت نیاز دارند؛ در غیر این صورت، احتمال تخریب سازه در هنگام زلزله تا حد چشمگیری افزایش پیدا می‌کند.
• هنگام اتصال میلگردهای طولی و عرضی به یکدیگر، مطمئن شوید هیچ فاصله‌ای بین آن‌ها وجود ندارد. مقاطع طولی باید به صورت کامل محصور شوند.

ساده‌ترین راه برای بالا بردن استحکام ستون‌های بتنی استفاده از میلگرد خاموت است. در هر پروژه‌ای با توجه به اهداف مورد نظر یک از انواع مختلف این میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد تا با نظم دادن به سایر المان‌های مجاور خود، مقاومت آن‌ها را در برابر نیروهای مختلف بالا ببرد. آشنایی با خاموت‌ها و انتخاب نوع مناسب آن‌ها می‌تواند عمر یک سازه‌ها تضمین کند و فروپاشی ستون و تیرهای ساختمان جلوگیری کند.