محاسبه مقدار میلگرد مصرفی در ساختمان بتنی و فلزی

قبل از پرداختن به محاسبه مقدار میلگرد مصرفی ساختمان، باید ابتدا نوع سازه پروژه‌ای که قرار است احداث شود، مشخص شود. به طور کلی، در حال حاضر اکثر ساختمان‌ها یا به صورت اسکلت بتنی ساخته ‌می‌شوند یا دارای اسکلت فلزی هستند.
ساختمان‌‌های بتنی، اصولاً سازه‌هایی سنگین و چند طبقه هستند که میلگرد در آنها نقش اساسی دارد و از طرفی، در ساختمان‌های فلزی، پروفیل فولادی تیرآهن، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و همچنین در بخش‌هایی از سازه‌های فلزی، میلگرد هم به کار برده می شود.

به طور قطع، در محاسبه مقدار میلگرد مصرفی ساختمان بتنی و فلزی، در نظر گرفتن وسعت زیر بنا و تعداد طبقات از موارد ضروری است. هدف از محاسبه مصالح مورد نیاز برای ساخت و ساز، برآورد هزینه‌ی مصالح و در نهایت هزینه کلی ساختمان است که در این مقاله از وبلاگ آهن اسپات به بررسی آن خواهیم پرداخت.

هزینه ساخت ساختمان

برای کسانی که اقدام به ساخت و ساز می‌‌کنند از مهم‌ترین مسائل، محاسبه مقدار و نرخ مصالح مورد نیاز اعم از میلگرد و تیرآهن برای احداث ساختمان است. تا به این ترتیب، قبل از اجرای پروژه و در حین ساخت آن، با توجه به برنامه زمان‌بندی، بتوانند مصالح مورد نیاز را سفارش داده و تهیه نمایند.

مقدار مصالح مورد نیاز را بر اساس نقشه‌های اجرایی هر سازه می‌توان به طور تقریبی محاسبه کرد. مشخص شدن این مسئله برای سازندگان و مجریان پروژه‌های عمرانی نقش اساسی و مهم را ایفا می‌کند تا بتوانند برآوردی از لحاظ هزینه ساخت ساختمان هم داشته ‌باشند.

در حقیقت از لحاظ علمی، به سنجش و محاسبه دقیق کارها و انواع مواد و مصالحی مانند میلگرد، که برای ساخت یک پروژه عمرانی لازم است، بر اساس نقشه‌هایی که معمار تهیه می‌کند، متره گفته می‌شود. طبق متره‌ی میلگرد، مقدار آرماتور مورد نیاز، در ستون، تیر، سقف و فونداسیون که با توجه به نقشه، به صورت دقیق برآورد می‌شود.

البته واضح است که در ابتدای کار ساخت و ساز، حتماً باید مصالح پای کار نیز تهیه و خریداری گردد. مصالحی مانند میلگرد که طبق مشخصات فنی پروژه باید تهیه گردد و مرتب در انبار قرار داده شود؛ به طوری که بتوان آنها را اندازه‌گیری و شمارش کرد.
این کار به این دلیل است که زمانی که این مصالح به کارگاه وارد می‌شوند، باید صورت جلسه ورود که شامل مقدار، نوع و تاریخ ورود است، ثبت شده و به تایید مهندس مشاور برسد. برای اطلاع از قیمت به‌روز میلگرد و مقایسه قیمت کارخانه‌های مختلف در خصوص انواع مقاطع فولادی مانند تیرآهن به سایت آهن اسپات مراجعه نمایید.

مقدار میلگرد مصرفی در انواع اسکلت ساختمانی

برای تخمین مقدار میلگرد مصرفی در هر ساختمان، ابتدا باید مواردی از قبیل نوع ساختار و اسکلت آن را در نظر گرفت. سپس به منظور برآورد اولیه میلگرد مورد نیاز در ساختمان یک یا چند طبقه، مقدار مقاطعی مانند میلگرد مورد نیاز در فونداسیون، ستون و سقف آن را به طور جداگانه محاسبه کرد و بعد از آن به بررسی این مقدار در طبقات یک، دو یا بیشتر پرداخت.

انواع ساختمان‎ها را بسته به نوع مصالحی که در ساخت اسکلت و شالوده‌ی آن‌‌‌‌‌‌ها به کار برده می‌شود، تقسیم بندی می‌‌‌‌‌‌کنند. در این بخش جا دارد به بررسی مختصر دو نوع ساختمان بتنی و فلزی بپردازیم. در اصطلاح ساختمان‌سازی، این دو نوع سازه را بر اساس اسکلت آنها به ترتیب زیر نام‌گذاری می‌کنند:

میلگرد مصرفی در ساختمان اسکلت بتنی

به ساختمانی که در ساخت و ساز آن از انواع میلگرد مانند میلگرد ساده، میلگرد آجدار، میلگرد فولادی، میلگرد آلیاژی و همچنین از مصالحی مانند بتن، شن و ماسه و سیمان غیره استفاده می‌شود، “اسکلت بتنی” می‌گویند.

همچنین به سازه‌هایی که در قسمت‌هایی مانند ستون، فونداسیون و تیرهای اصلی آنها که به شاه تیر معروف هستند، از بتن استفاده شده است ساختمان “اسکلت بتنی” کفته می‌شود. علاوه بر موارد فوق، در این سازه‌ها برای تیر فرعی، پله، دیوار برشی و سقف هم از بتن استفاده می‌‌شود.

محاسبه مقدار میلگرد مصرفی در ساختمان در اسکلت بتنی

میلگرد در ساختمان‌های اسکلت بتنی، کاربرد فراوانی دارد، بنابراین قبل از شروع ساخت و ساز، باید از حجم و میزان میلگرد که یکی از مهم‌ترین مقاطع در این سازه‌ها است، اطلاع پیدا کرد. برای این منظور می‌توان با بررسی نوع ساختمان و حتی بررسی پروژه‌های مشابهی که قبلاً ساخته شده است، مقدار تقریبی میلگرد مورد نیاز را محاسبه و برآورد کرد.

معمولاً در حالت کلی میزان میلگرد مصرفی را به ازای هر مترمربع زیربنا محاسبه می‌کنند. بر همین اساس، به طور سرانگشتی می‌توان مقدار میلگرد را برای هر متر مربع در ساختمان‌های اسکلت بتنی به این صورت برآورد کرد:

• در یک سازه اسکلت بتنی حدود 43 کیلوگرم میلگرد یا به اصطلاح آرماتور به ازای هر مترمربع زیربنا مصرف می‌شود.
• حدود 82 کیلوگرم میلگرد به ازای هر مترمربع فونداسیون مصرف می‌شود.
• در یک سازه بتنی به ازای هر مترمربع زیربنا، 12 کیلوگرم میلگرد در ستون مصرف می‌شود.
• مقدار متر طول تیرچه، حدود 1.3 تا 1.7 برابر به نسبت سقف، در یک سازه بتنی است.
• میزان میلکرد مصرفی به طور متوسط حدود 7 تا 10 کیلوگرم میلگرد به ازای هر متر طول تیرچه است.
• در هر مترمربع از سقف سازه بتنی حدود 1.2 کیلوگرم یکطرفه و 2.5 کیلوگرم دوطرفه ارماتور حرارتی مصرف می‌شود.
• میلگرد مورد نیاز در ساخت سقف تیرچه بلوک به ازای هر مترمربع از زیر بنا بین ۵ تا ۷ کیلوگرم است.
• میلگرد مصرفی در سقف دال بتنی توپر برای هر مترمربع زیر بنا ۱۰ تا ۱۶ کیلوگرم است.
• سقف کامپوزیتی به میزان 8 تا 12 کیلوگرم آهن‌آلات در هر متر مربع نیاز دارد.
• اسکلت بتنی با قاب خمشی و دیوار برشی در هر مترمربع ۳۵ تا ۶۰ کیلوگرم میلگرد مورد نیاز است.
• اسکلت بتنی با قاب خمشی ویژه حدود ۴۵ تا ۷۰ کیلوگرم در هر مترمربع میلگرد مصرف می‌شود.
• برای اسکلت بتنی با قاب خمشی متوسط یا معمولی حدود ۴۰ تا ۵۵ کیلوگرم در هر مترمربع میلگرد نیاز است.

میلگرد مصرفی در ساختمان اسکلت فلزی

به ساختمانی که اسکلت یا چهارچوب‌ اصلی آن مانند ستون‌های عمودی و افقی به صورت مستطیل شکل از تیرآهن ساخته شده و به هم ‌متصل شده باشند، “اسکلت فلزی” گفته می‌شود. اسکلت ساختمان جزء اصلی و پایه‌ایِ تعیین‌کننده‌‌‌‌‌‌‌ی ساختار و استحکام بنا است و ساختمان‌هایی که دارای اسکلت فلزی هستند از مقاومت بالایی برخوردارند.

در این نوع ساختمان‌ها از مقاطع فولادی مانند تیرآهن‌های مختلف و انواع میلگرد، برای تحمل انواع بار و فشارها استفاده می‌شود، که دارای مقاومت زیادی هستند. همچنین برای اتصالات تیرآهن‌ها از جوش‌کاری، پیچ و پرچ استفاده می‌شود.

به این ترتیب با توجه به توضیحاتی که داده شد، می‌توان دریافت که محاسبه مقدار میلگرد مصرفی در ساختمان بتنی و فلزی با هم تفاوت اساسی خواهند داشت.

محاسبه مقدار میلگرد مصرفی در ساختمان اسکلت فلزی

آهن‌آلات مصرفی برای سازه‌هایی با اسکلت فلزی به دو گونه است که از انواع  تیرآهن و میلگرد تشکیل می‌شوند. در اسکلت فلزی. میزان آهن به عواملی مانند نوع مهاربندی اعم از اینکه واگرا باشد یا همگرا، قاب خمشی، سازه‌های سیستم دوگانه و دیوار برشی بستگی دارد.

• برای اسکلت فلزی با مهاربندی هم‌مرکز حدود ۴۰ تا ۷۰ کیلوگرم میلگرد به ازای هر مترمربع، بدون در نظر گرفتن وزن میلگرد سقف، مورد نیاز است.
• در اسکلت فلزی با مهاربندی غیر هم‌مرکز ۵۰ تا ۷۵ کیلوگرم میلگرد یا آرماتور مورد مصرف قرار می‌گیرد.
• اگر اسکلت فلزی با قاب خمشی متوسط و معمولی باشد مقدار 65 تا 105 کیلوگرم میلگرد به ازای هر مترمربع خواهد بود.
• در اسکلت فلزی با قاب خمشی ویژه و معمولی ۷۰ تا ۱۱۵ کیلوگرم میلگرد یا آرماتور مورد مصرف قرار می‌گیرد.
• اگر اسکلت فلزی با قاب خمشی ویژه باشد ۷۰ تا ۱۲۰ کیلوگرم به ازای هر متر مربع سازه مورد نیاز خواهد بود.

البته باید این را هم در نظر گرفت که در ساخت و ساز آسمان‌خراش‌ها، برج‌های بلند و ساختمان‌های دارای سیستم دوگانه یا انبوه‌سازی، نمی‌توان رقم دقیقی را به عنوان مقدار میلگرد یا آهن‌آلات مصرفی به صورت تخمینی ارائه داد.
چرا که هر کدام از این سازه ها می‌توانند کاربرد خاصی مانند بیمارستان‌ها داشته باشند. اما به طور حدودی میزان آهن مصرفی این ساختمان‌ها نیز مانند سازه‌هایی با اسکلت فلزی با قاب خمشی ویژه برای هر متر مربع برابر با 70-120 کیلوگرم خواهد بود.

محاسبه سریع مقدار میلگرد مصرفی ساختمان‌

روش ساده‌ی دیگری برای محاسبه مقدار میلگرد مورد نیاز ساختمان به صورت سرانگشتی وجود دارد که به ترتیب زیر است. فرض کنید می‌خواهید سریع تعداد میلگردهای مورد نیاز برای یک ساختمان را حساب کنید.

در وهله اول، متراژ غیر مفید طبقات را محاسبه کنید؛ به طور مثال فرض کنید یک ساختمان 7 طبقه 200 متری دارید. باید به این ترتیب عمل کنید:

200 متر به علاوه 20 متر که برابر است با مساحت غیر مفید، عدد به دست آمده را در تعداد طبقات ضرب می‌کنیم، مانند فرمول زیر:

(200+20 متر) × تعداد طبقات = کل متراژ غیر مفید

سپس کل متراژ غیر مفید را در عدد 67 یا 60 کیلوگرم ضرب کنید:

60 الی 67  × کل متراژ غیر مفید = وزن میلگرد مورد نیاز به کیلوگرم

طبق فرمول بالا  به این روش عمل می‌کنید:

(200+20 متر) = 220 متر (متراژ غیر مفید یک طبقه)

220 ×  7 = 1540 متر (کل متراژ غیر مفید)

60 × 1540 = 92400  وزن میلگرد مورد نیاز به کیلوگرم

92.4  (تن) = 1000 ÷ 92400

یعنی حدوداً برای ساختمان 7 طبقه، به مقدار 92 تن میلگرد نیاز هست که با تقسیم این عدد به وزن یک میلگرد، تعداد کل میلگردهای مورد نیاز به دست می‌آید. برای برآورد هزینه کل میلگرد مورد نیاز برای این ساختمان نیز، عدد به دست آمده را باید در قیمت میلگرد، ضرب کرد.

البته در ساختمان‌ها  تعداد طبقات در فونداسیون و پی‌ریزی آن اثر مستقیم دارد. برای بدست آوردن مقدار دقیق میلگرد مصرفی، باید نحوه اجرای پی، عمق پی، عرض و ضخامت پی را با توجه به متراژ دقیق هر کدام از طبقات محاسبه نمود.
برای مثال مقاطع در پی یا فونداسیون ساختمان، به سه صورت طولی، عرضی و تقویتی اجرا می‌شوند. باید در نظر داشت مواردی که به آنها اشاره شد به صورت تخمینی بوده و مطمئناً باید برای برآورد مقدار میلگرد مصرفی، محاسبات دقیق‌تری انجام داد.

محاسبه مقدار میلگرد مصرفی ساختمان

میلگردها در بخش‌هایی از سازه، نقش اساسی‌تری دارند که در این میان باید به  فونداسیون، ستون و سقف اشاره نمود. بنابراین بهتر است برای محاسبه دقیق میلگرد به این قسمت‌های ساختمان توجه بیشتری کرد.

• مقدار میلگرد مصرفی در سقف و ستون

محاسبه مقدار میلگرد مصرف شده در سقف و بتن به نوع اسکلت ساختمان بستگی دارد. معمولا برای ساختمان‌هایی با اسکلت بتنی، بین 12 تا 18 کیلوگرم میلگرد برای هر ستون مورد نیاز خواهد بود. البته اگر سقف به‌صورت دال دوطرفه باشد مقدار میلگرد مصرفی به عدد 60 تا 85 کیلوگرم خواهد رسید. مقدار میلگرد مصرفی در سقف‌ها نیز متفاوت می‌باشد و به طور معمول برای سقف دال بتنی توپر مقدار میلگرد مصرفی بین 10 تا 16 کیلوگرم در هر متر مربع، برای سقف کامپوزیتی میزان میلگرد مصرفی 8 الی 12 کیلوگرم و برای سقف تیرچه و بلوک نیز این مقدار 5 الی 7 کیلوگرم به ازای هر متر مربع می‌باشد.

• مقدار میلگرد مصرفی در فونداسیون

در فونداسیون ساختمان، حداقل باید عمق پی، تعداد طبقات و سایز میلگرد را هم در نظر گرفت. همچنین نحوه اجرای مقاطع فولادی در پی نیز مهم است. که به سه روش زیر انجام می‌شود:

1. طولی
2. عرضی
3. تقویتی

1. نحوه محاسبه میلگرد مقاطع طولی فونداسیون

محاسبه میلگرد فونداسیون از این نظر اهمیت دارد که پایه و اساس یک ساختمان را پی یا فونداسیون آن تشکیل می‌دهد. وظیفه اصلی پی ساختمان، انتقال بار و وزن سازه به خاک است. به همین علت برای سازه‌های مختلف با توجه به نوع خاک، مقدار بار وارد شده و  مواردی از این قبیل، مقدار میلگرد به کار رفته و نوع پی‌ریزی فونداسیون متفاوت خواهد بود.

تعدادی از محاسبات در رابطه با پی سازه  به صورت طولی انجام می‌شوند. به این ترتیب که اگر میلگردها به صورت ردیفی در بالا و پایین قرار ‌گیرند، محاسبات نیز باید بر طبق آنها انجام شود. مرحله بعدی، ،محاسبه وزن میلگرد است. برای محاسبه وزن میلگرد طولی نیز ابتدا می‌بایست طول میلگردهایی که در محور طولی، مورد نیاز هستند را اندازه‌گیری کرد.

برای محاسبه طول میلگرد از این فرمول استفاده می‌شود:

محاسبه طول میلگرد= [(طول خم ×2) – (طول کاور× 2)]+ طول محور

در این فرمول، ابتدا باید طول خم را در عدد 2 ضرب کرد و همچنین طول کاور را در عدد 2 ضرب کرد.. سپس دو عدد بدست آمده را از هم کم کرد. در نهایت عددی که حاصل می‌شود  باید با مقدار طول محور جمع شود.

به این ترتیب طول میلگردی که باید در محور طولی مورد استفاده قرار گیرد به دست می‌آید. در این فرمول صحبت از طول کاور و طول خم به میان آمده است.

طول کاور میلگرد، مقدار پوشش و فاصله‌ای است که میلگرد باید از قسمت‌های بیرونی بتن داشته باشد. طول خم میلگرد بخشی از دو سر میلگرد است که آن را خم می‌کنند تا میلگرد به خوبی در بتن قرار گیرد.‎

2. نحوه محاسبه میلگرد مقاطع عرضی پی

محاسبه مقاطع عرضی هم کاملاً مانند محاسبه مقاطع طولی است. فرمول محاسبه مقاطع عرضی به همان ترتیب است ولی به جای طول محور باید اندازه عرض محور  و به جای طول کاور، باید عرض کاور در فرمول قرار داد.ه شود:

محاسبه عرض میلگرد = [(طول خم ×2) – (عرض کاور× 2)]+ عرض محور

3. نحوه محاسبه مقاطع تقویتی در پی

برای آنکه مقاطع تقویتی را در پی بتوان محاسبه کرد باید طول میلگرد را که معمولاً در پلان مشخص شده است و بدون خم می‌باشد در نظر گرفته و سپس در تعداد و  وزن واحد طول آن میلگرد ضرب کرد.

فرمول محاسبه وزن میلگرد مصرفی در ساختمان

با محاسبه وزن میلگرد در بخش‌های مختلف ساختمان که فبلاً به آن اشاره شد، می‌توان این اعداد را با هم جمع و در قیمت واحد میلگرد ضرب کرد. وزن کل میلگرد مورد نیاز ساختمان با استفاده از فرمول زیر بدست می‌آید:

Wt = {(W1+W2) * A} + W3   

نکته: در این فرمول WT وزن کل میلگرد مصرفی در کل ساختمان است.

• W1 : میزان وزن میلگرد مورد استفاده (در هر مترمربع)
• W2 : وزن میلگرد مورد استفاده (در سقف)
• W3 : میزان وزن میلگرد استفاده شده (در فونداسیون)
• A : کل مساحت سازه

با توجه به موارد گفته شده، می‌توان گفت روی‌هم رفته در اسکلت بتنی 160 تا 250 کیلوگرم آهن استفاده می‌شود و در اسکلت فلزی بین 80 تا 130 کیلوگرم آهن در هر مترمربع استفاده می‌شود. در نهایت برای برآورد هزینه میلگرد مصرفی ساختمان می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:

هزینه میلگرد = مساحت زیر بنای ساختمان  ×  میلگرد مصرفی در هر متر مربع ×  هزینه یک کیلوگرم میلگرد

جدول وزنی مقطع میلگرد مصرفی در سازه

جدول وزن یک متر از طول میلگردهای مصرفی بر حسب گیلوگرم بر متر به شرح زیر است:

خرید میلگرد ارزان و باکیفیت از آهن اسپات

از آنجایی‌که محاسبه دقیق مواد فولادی یا آهنی یک سازه، کمک بزرگی برای اجرای استاندارهای ساختمانی سازه است، در این مقاله‌ از وبلاگ آهن اسپات به نحوه محاسبه میزان میلگرد مصرفی در سازه های بتنی و فلزی پرداختیم.
از آنجاکه کشورمان، کشوری زلزله‌خیز است؛ درنتیجه نیاز است تا مصالح به‌ کار رفته در ساختمان‌ها و سازه‌ها، کیفیت مطلوب و استحکام بالایی داشته باشند. هر چه وزن میلگرد به وزن استاندارد نزدیک‌تر باشد، مرغوبیت آن بیشتر است. بنابراین اگر قصد خرید میلگرد ارزان و در عین حال باکیفیت را دارید، پیشنهاد می‌کنیم وارد سایت آهن اسپات شده و پس از مقایسه قیمت‌ها، خرید خود را ثبت کنید.